DE2104039C2 - Schieberventil als Steuerventil zur Druckmittelversorgung eines hydraulischen Servomotors - Google Patents

Description

a) Das Rückschlagventil (14) mit seinem Ventilsitz (21) ist in an sich bekannter Weise als ins Gehäuse (1) einsetzbare Einbaupatrone ausgebildet;

b) Die Einbaupatrone ist zur Einstellung mit Bezug auf die Steuernocke (17) ins Gehäuse (1) einschraubbar;

c) Die Einschraubpatrone ist in an sich bekannter Weise durch eine Sperreinrichtung (36, 37, 38) vor unbeabsichtigtem Verdrehen gesichert

2. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (14) an seinem außerhalb des Gehäuses (1) liegenden Teil der Einbaupatrone am Umfang verteilte, axial verlaufende Zähne (36) aufweist, in die eine mit dem Gehäuse (1) drehfest verbindbare Schraubklemmeinrichtung eingreift

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Die Erfindung betrifft ein Schieberventil als Steuerventil zur Druckmittelversorgung eines hydraulischen Servomotors gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein solches Schieberventil als Steuerventil zur Druckmittelversorgung eines hydraulischen Servomotors ist aus der US-PS 32 16 448 bekannt. Das Gehäuse des Schieberventils ist mit Anschlüssen mit jeweils einem Rückschlagventil versehen, die zum Anschließen von zum Verbraucher führenden Versorgungsleitungen bestimmt sind. Rückschlagventile werden über Steuernocken in Abhängigkeit von der Bewegung des Schiebers des Steuerventils geöffnet. Der Ventilsitz des Ventilelements des Rückschlagventils ist unmittelbar an der Anschlußseite in dem Gehäuse des Steuerventils ausgebildet Der Ventilsitz ist daher bei diesem Rückschlagventil ortsfest. Der zum öffnen des Rückschlagventils zurückzulegende Verstellweg von Steuernocke und Steuerfläche ist daher fest vorgegeben. Da sich zwei Steuerbewegungen, nämlich die Verschiebebewegung des Schiebers und die Bewegung des Betätigungselements des Rückschlagventils durch die ss Steuernocke überlagern, müssen die einzelnen Bauteile einer derartigen Anordnung in ihren Toleranzen eng aufeinander abgestimmt werden. Selbst wenn diese enge Tolerierung bei einer Präzisionsfertigung berücksichtigt werden kann, besteht während des Betriebs die Gefahr einer ungenauen Betätigung des Rückschlagventils, und zwar aufgrund des Verschleisses und des Abriebes, die bei den Steuernocken und den Steuerflächen des Schiebers unvermeidbar sind. Hierdurch bedingte Betriebsstörungen eines solchen Schieberventils lassen sich nur durch Ersetzen des gesamten Schieberventils beheben. Demnach macht ein solches bekanntes Schieberventil eine sehr präzise Fertigung erforderlich. Dennoch sind Betriebsunzuverlässigkeiten, bedingt durch Abrieb und Verschleiß, unvermeidbar.

Aus den Unterlagen des DE-GM 19 68 337 ist ein Mengenregelventil bekannt, das ein als Einbaupatrone ausgebildetes Rückschlagventil hat Maßnahmen betreffend den Ausgleich eines durch Herstellungstoleranzen bedingten Fehlverhaltens des Rückschlagventils sind nicht ergriffen.

Auch aus der US-PS 28 44 166 ist ein Steuerventil mit Rückschlagventilen in den zu dem Verbraucher führenden Leitungen bekannt, bei der der Ventilsitz der Rückschlagventile ebenfalls ortsfest im Gehäuse des Steuerventils ausgebildet ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schieberventil der eingangs genannten Art fertigungstechnisch günstiger zu gestalten und im Hinblick auf die Montage zu vereinfachen in der Weise, daß zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen und von· während des Betriebs auftretenden Verschleißerscheinungen eine Verstellmöglichkeit auf konstruktiv einfache Weise möglich ist

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst

Jedes Rückschlagventil ist beim Schieberventil nach der Erfindung in dem zugehörigen Anschluß verstellbar. Hierzu ist das Rückschlagventil derart ausgebildet, daß es zusammen mit seinem zugeordneten Ventilsitz eine Einheit in Form einer Einbaupatrone bildet die in das Gehäuse des Schieberventils einsetzbar ist Zur Verstellung ist diese Einbaupatrone in das Gehäuse einschraubbar. Um zu gewährleisten, daß das als Einbaupatrone ausgebildete und einschraubbare Rückschlagventil nach der Verstellung und Einstellung gesichert ist, ist eine Sperreinrichtung vorgesehen. Bei dem erfindungsgemäßen Schieberventil kann daher das Rückschlagventil nach dem Einbau in das Gehäuse des Schieberventils nacheingestellt werden, so daß ein störungsfreier Betrieb gewährleistet ist und das Rückschlagventil präzise und zuverlässig über die Steuernocke geöffnet wird. Da die Sperreinrichtung auch nach der Montage wieder gelöst werden kann, läßt sich auch eine spätere Nachstellung vornehmen, um durch Verschleiß bedingte Ungenauigkeiten bei der Betätigung des Rückschlagventils auszugleichen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus dem Anspruch 2, gemäß dem die Sperreinrichtung als Schraubklemmeinrichtung ausgebildet ist, die mit axial verlaufenden Zähnen zusammenarbeitet, die am Umfang des als Einbaupatrone ausgebildeten Rückschlagventils verteilt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine Vertikalschnittansicht eines Schieberventils,

F i g. 2 eine Horizontalschnittansicht gemäß der Linie 2-2 in F ig. 1,

Fig.3 eine vergrößerte Ansicht eines Rückschlagventils bei dem Schieberventil nach F i g. 1 und

F i g. 4 und 5 jeweils eine Schieberform in Wirkverbindung mit den Rückschlagventilen.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Schieberventil gezeigt das ein Gehäuse 1 hat, das aus zwei zusammengespannten Teilen 2 und 3 besteht. Der Teil 2 ist von einer Bohrung durchsetzt, in welcher der Schieber 4 hin- und herbewegbar ist. In die Bohrung mündet ein Druckmittelversorgungskanal 5, der mit einem Druckmittelversorgungsanschluß 6 in dem Gehäuseteil 3 verbunden ist.

Ferner stehen mit der Bohrung Rücklaufkanäle 7, 7 in Verbindung, die mit Rücklaufkanälen 8, 8 in dem Gehäuseteil 3 verbunden sind, die in einen einzigen Rücklaufanschluß 9 münden, der mit einem nicht gezeigten Rücklaufbehälter verbunden ist. Im Bereich des Druckmittelversorgungskanals 5 sind zu einem doppeltwirkenden Servomotor, wi? einem Kolbentrieb, führende Kanäle 10, 10 vorgesehen, die zu Steueranschlüssen 11, 11 führen, die im Betrieb mit Hilfe von Rohr- oder Schlauchkupplungen 12, 12 und über den Schieber 4 betätigte Rückschlagventile 14, 14 mit den Anschlüssen des nicht gezeigten, doppeltwirkenden Kolbentriebs verbunden sind.

Der Schieber 4 hat im Bereich der Rücklaufkanäle 7,7 abgesetzte Teile 15,15, die einen von den benachbarten, zum Servomotor führenden Kanälen 10,10 kommenden Leckweg bilden, wenn unter hohem Druck stehendes Druckmittel an dem erhabenen Umfangsteil 16 des Schiebers 4 vorbeiströmt Wenn sich daher der Schieber 4 in F i g. 1 in seiner Neutralstellung befindet, kann der Druck in keinem der zum Servomotor führenden Kanäle 10 ansteigen, so daß keines der beiden durch den Schieber 4 betätigten Rückschlagventile 14 offenbar ist Der Schieber 4 besitzt ferner einander gegenüberliegende, sich verjüngende Steuernocken 17, 17, die je nach der Richtung, in welcher der Schieber 4 aus seiner neutralen Stellung verschoben wird, das eine oder andere Betätigungselement 18 der Rückschlagventile 14 beaufschlagen. Da die durch den Schieber 4 betätigten Rückschlagventile 14 gleich ausgebildet sind, ist in F i g. 3 nur eines detailliert gezeigt.

Das in Fig.3 gezeigte Rückschlagventil 14 ist als Einbaupatrone ausgebildet, deren Körper 20 in das Gehäuseteil 2 des Gehäuses 1 einschraubbar ist und einen Ventilsitz 21 aufweist, gegen den ein Hauptverschlußstück 23 des Rückschlagventils 14 von einer Druckfeder 24 gedrückt wird, die zwischen einer Hauptventilführung 25 und einem Hilfsverschlußstiick 26 angeordnet ist. Dieses kann mit einem Ventilsitz 27 in dem Hauptverschlußstück 23 zusammenarbeiten und letzteres gegen den Ventilsitz 21 drücken. Die Hauptventilführung 25 wird von einer Sicherungsscheibe 28 in dem Körper 20 der Einbaupatrone gehalten.

In dem Hauptverschlußstück 23 ist das Betätigungselement 18 für das Hilfsverschlußstück 26 bewegbar. Das Betätigungselement 18 ist von einem Kanal 29 durchsetzt. Wenn die Steuernocke 17 das Betätigungselement 18 aufwärts bewegt, hebt dieses das Hilfsverschlußstück 26 von seinem Ventilsitz 27 ab, so daß das Druckmittel aus dem Raum 30 hinter dem Hauptver- so schlußstück 23 schneller abströmt, als Druckmittel über die Drosselstelle 31 in den Raum 30 einströmt. Daher ist der aufwärts auf die Ringfläche des Hauptverschlußstücks 23 wirkende Druck stärker, so daß es vom Ventilsitz 21 freikommt Da der Abstand A kleiner ist als die Strecke, über die sich die Steuernocke 17 aufwärts bewegt kann sich das Hauptverschlußstück 23 nicht infolge eines Druckstoßes beispielsweise schließen. Wenn im normalen Betrieb das Betätigungselement 18 das Hilfsverschlußstück 26 von seinem Ventilsitz 27 ω abhebt bewegt sich das Hauptverschlußstück 23 von seinem Ventilsitz 21 weg, ehe der Abstand A zwischen dem Kopf des Betätigungselements 18 und dem unteren Ende des Hauptverschlußstücks 23 überwunden ist. Beim öffnen des Hilfsverschlußstücks 26 in der angegebenen Weise strömt daher Druckmittel von dem Servomotor über das offene Hauptverschlußstück 23 und den Kanal 10 in den benachbarten Rücklaufkanal 7.

Wenn sich der Schieber 4 in F ί g. 1 und 3 nach rechts bewegt öffnet die rechte Steuernocke 17 das rechte, über den Schieber 4 gesteuerte Rückschlagventil 14, so daß Druckmittel von dem Servomotor über den betreffenden Kanal 10 und den ihm benachbarten Rücklaufkanal 7 in den Rücklaufbehälter strömt Bei dieser Bewegung nach rechts öffnet der Schieber 4 eine Verbindung zwischen dem linken, zum Servomotor führenden Kanal 10 und dem Druckmittelversorgungskanal 5, so daß der aufwärts auf den Ventilsitz 2i wirkende Druck das Hauptverschlußstück 23 abhebt und unter Druck stehendes Druckmittel über eine Drosselblende 32 zum Servomotor strömt Die Drosselblende 32 ist zwischen der Hauptventilführung 25 und dem Ende der Schlauchkupplung 12 angeordnet, die in den zum Servomotor führenden Steueranschluß 11 des Körpers 20 der Einbaupatrone eingeschraubt ist Um eine schnelle öffnung zu gewährleisten, ist die Hauptventilführung 25 mit einem Verschlußstück 34 versehen, das mit einem Querstift 35 festgelegt ist, so daß Druckmittel aus dem Raum 30 ohne weiteres nicht nur durch die Drosseiblende 32, sondern auch durch den von dem Verschlußstück 34 freigegebenen Kanal austritt Bei einem plötzlichen Druckanstieg oder einem Druckstoß schließt das Verschlußstück 34, so daß ein derartiger Druck nicht schnell in den Raum 30 übertragen wird und das Hauptverschlußstück 23 schnell geschlossen wird. Dadurch wird auch ein Flattern verhindert

Im Bereich des oberen Endes des Körpers 20 der Einbaupatrone sind axiale Zähne 36 vorgesehen, in die eine mit dem Gehäuse 1 drehfest verbindbare Schraubklemmeinrichtung 37 greift Wenn die zugeordnete Schraube 38 gelockert ist lassen sich durch Verdrehen des Körpers 20 der Einbaupatrone die Teile genau in die richtige Stellung relativ zum Schieber 4 bringen. Nach dem Verstellen wird die Schraube 38 wieder festgezogen, so daß die Teile in ihrer eingestellten Lage festgelegt sind. Es lassen sich auch andere Sperranrichtungen, wie auf den Körper 20 der Einbaupatrone geschraubte Kiemmuttern, die reibschlüssig an dem Gehäuseteil 2 angreifen, verwenden.

Gemäß F i g. 4 ist der Schieber 40 von einem Kanal 41 durchsetzt dessen mittlerer Teil eine Verbindung zwischen dem Druckmittelversorgungskanal 42 und den Räumen 43 und 45 an den Enden des Schiebers 40 herstellt. An den Enden des Kanals 41 sind Drosselblenden 44 vorgesehen. Die Räume 43 und 45 werden von elektromagnetisch betätigten Druckentlastungsventilen 46 und 47 geschlossen. Bei der Erregung des Elektromagneten eines der Druckentlastungsventile 46 und 47 wird daher der zugeordnete Raum 43 oder 45 mit dem benachbarten Rücklaufkanal 48 oder 49 verbunden, so daß der Druck in dem druckentlasteten Raum 43 oder 45 niedriger ist als der Druck in dem nicht druckentlasteten anderen Raum 45 oder 43. Dies ist auf den Druckabfall an der Drosselblende 44 zurückzuführen, die dem druckentlasteten Raum 43 bzw. 45 benachbart ist Der hohe Druckmitteldruck in dem nicht druckentlasteten Raum 45 oder 43 drückt daher den Schieber 40 zu dem druckentlasteten Raum 43 oder 45 hin, wodurch das durch den Schieber 40 betätigte Rückschlagventil 50 oder 51 betätigt wird. Die am linken Ende des Schiebers 40 gezeigte Einrichtung 52 ist eine übliche Federeinrichtung, die den Schieber 40 in seiner Neutralisierung zentriert. Gemäß Fig. 4 ist der Schieber 40 mit abgesetzten Teilen 53 versehen, die eine Verbindung zwischen dem benachbarten, zum Servo-

motor führenden Kanal und dem benachbarten Rücklaufkanal herstellen, so daß ein Lecken von Druckmittel an dem den Druckmittelversorgungskanal 42 schließenden erhabenen Teil 54 vorbei nicht zu seinem Druckanstieg in den zum Servomotor führenden Kanälen führt.

Die in F i g. 5 dargestellte Ausführungsform ist jener in F i g. 1 ähnlich. Der Schieber 56 läßt sich aber in eine Stellung bewegen, in welcher der angeschlossene Servomotor frei beweglich ist. Wenn der Schieber 56 zuerst nach links bewegt wird, öffnet nur das linke Rückschlagventil 57, so daß Druckmittel aus dem Servomotor über den linken, zum Servomotor führenden Kanal 59 und den linken Rücklaufkanal 60 zum Rücklaufbehälter abströmt. Wenn der Schieber 56 aus dieser Stellung weiter nach links bewegt wird, öffnet eine am rechten Ende des Schiebers 56 vorgesehene Steuernocke 61 das rechte Rückschlagventil 57, so daß jetzt beide Enden des Servomotors mit den Rücklaufkanälen 60 in Verbindung stehen, während die erhabenen Umfangsteile 62 und 63 die Verbindungen zwischen dem Druckmittelversorgungskanal 64 und beiden zum Servomotor führenden Kanälen 59 sperren. Somit bewegt sich der Arbeitskolben des als Kolbentrieb ausgebildeten Servomotors in beiden Richtungen frei, und zwar unter dem Einfluß einer auf ihn wirkenden Last. Gegebenenfalls läßt sich stromaufwärts von dem

ίο erhabenen Umfangsteil 62 ein einstellbares Drosselventil vorsehen, das die Strömungsmenge steuert, welches dem Servomotor über dasjenige Rückschlagventil 57 zugeführt wird, das in diesem Zeitpunkt mit dem Druckmittelversorgungskanal 64 verbunden ist.

In allen Fällen der Schieberausbildung ist die nachstellbare Sperreinrichtung für die Rückschlagventile von Vorteil, da Fertigungslüiefanzen Rechnung getragen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schieberventil als Steuerventil zur Druckmittel-Versorgung eines hydraulischen Servomotors, mit einem Gehäuse mit zum Servomotor führenden Anschlüssen mit je einem als Sitzventil ausgebildeten Rückschlagventil, das in Abhängigkeit von der Bewegung des Schiebers des Steuerventils über eine Steuernbcke zwangsweise zu öffnen ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: