DE3315313A1

DE3315313A1 - Steuerventil mit totmannschaltung

Info

Publication number: DE3315313A1
Application number: DE19833315313
Authority: DE
Inventors: Michael 4618 Kamen Dettmers; Walter 4600 Dortmund Weirich
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE3315313C2; FR2545183A1; SU1400513A3; FR2545183B1; BE899441A; PL247392A1; PL142824B1; US4537221A

Description

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PATENTANWÄLTE. ^ ^

Dl PL-I NG. BUSCHHOFF J

DlPL.-ING. HENNICKE
DIPL.-ING. VOLLBACH

KAISER-WILHELM-RING 24

5000 KÖLN 1

Reg.-Nr.

Ί KÖLN, den 15.4.H

bitte angeben VO

Anm.: Gewerkschaft Bisenbütte WestfaLia 4670 LUnen

Titels Steuerventil mit Totmannschaltung

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil mit Totiaannschaltung, insbesondere für Ausbausteu©ryag©n_s siit mindestens einem im Ventilblock angeordneten Wegeventil, das mittels eines Handhebels über eine Nockenwelle betätigbar 1st, und mit einer die Nockenwell© beim L©slase©n des Handhebels selbsttätig in die Nullstellung zurückstellenden Rücksteilvorrichtung, die mit hydraulisch gegen ein an der Nockenwelle angeordnetes Noekenglied Einstellbaren Stellkolben mit Stößeln versehen

Ein solches Steuerventil ist aus d®r DIr-OS 28 51 937 bekannt. Um die Totmannschaltung zu verwirklichen, also beim Loslassen des Handhebels eine selbsttätige Rückstellung der Nockenwelle in die Nullstellung zu erreichen, in der das »!geordnete Wegeventil Z₀B₀ geschlössen ist, werden bei diesem bekannten Steuerventil Rüekstellvorrichtungen mit Druckgliedern verwendest, die aus hydraulisch beaufschlagbaren Stellkolben oder aber bevorzugt aus federbelasteten Stößeln bestehen. Durch den Anbau der verhältnismäßig langen Federgehäuse werden die Bauabmessungen des Ventilblocks unerwünscht erhöht. Außerdem wird die Handbetätigung durch die progressive Federkennlinie der verwendeten Federn erschwert«,

Auegehend von eines Steuerventil der in der DE-OS 28 51 bekannten Ausführung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine funktionssichere Totmannschaltung mit kleineren Bauabmessungen ihrer Funktionsteile und mit möglichst kleinem Bauaufwand zu erreichen·

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das den Stellkolben aufnehmende Zylindergehäuse als Einsatzpatrone in einer Bohrung des Ventilblocke lösbar angeordnet ist und an seinem innerhalb der Bohrung liegenden Gehäuseteil einen hydraulisohen Verbindungskanal aufweist, der seinen Zylinderraum auf der dem Stößel abgewandten Seite des Stellkolbens mit dem an seinem Außenumfang liegenden Bohrungsraum verbindet, der seinerseits innerhalb des Ventilblocke in hydraulischer Verbindung mit dem zu steuernden hydraulischen Betriebsmedium steht·

Mit der Erfindung wird also eine hydraulisch arbeitende Rückstellvorrichtung verwirklicht, bei der zur Rückstellung der Nockenwelle in ihre Nullstellung beim Loslassen des Handhebels ein kleiner, federloser Stellkolben Verwendung findet, der vom hydraulischen Betriebsmedium ständig beaufschlagt wird und der einen solch kleinen Kolbenquerschnitt hat, daß er sich beim Daftien der Nokkenwelle mittels des Handhebels gegen den hydraulischen Druck im Zylindergehäuse zurückschieben kann, ohne dabei der Drehbewegung der Nockenwelle einen übermäßig großen Widerstand entgegenzusetzen. Der Stellkolben ist in einem kleinen Zylindergehäuse angeordnet, welches nach Art einer Einsatzpatrone in eine Bohrung des Ventilblocks eingeführt wird und in dieser z.B. mittels einer Schraubverbindung lösbar gehalten wird. Sämtliche Funktionsteile der Totmannschaltung einschließlich der Stellkolben und ihrer Zylindergehäuse liegen geschützt im Inneren des Ventilblocks. Das Zylindergehäuse weist verhältnismäßig kleine Abmessungen auf und ragt allen-

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falls mit seinem dem Stößel gegenüberliegenden Ende geringfügig aus der Bohrung des Ventilblocks heraus« Durch Einführen bzw« Einschrauben des Zylindergehäuses in die Bohrung des Ventilblocks wird di® hydraulisch© Verbindung des Zylinderrauaes des Zylindergehäuses mit dem das hydraulische Betriebsmedium führenden Kanal des Ventilblocks selbsttätig hergestellt.

Vorzugsweise weist das Zylindergehäiase eine Umfangseinziehung auf, in der mindestens eine den genannten Verbindungskanal bildende Gehäusebohrung mündet, über welche die Druckbeaufschlagung des Stellkolben® erfolgte Femer empfiehlt es sich, am Zylindergehäuse mindestens eine Ausgleichsbohrung anzuordnen, als zu dem auf der Stößelseite des Stellkolbens befindlichen Zylinderrausa des Zylindergehäuses führt und über die bei den Stellbewegungen des Stellkolbens Druckflüssigkeit ©der Luft angesaugt bzw« abgeführt werden kann·

Das Zylindergehäuse ist zweckmäßig an seinem dem Stößel gegenüberliegenden Sode duroh ein lösbares Verschlußstück₉ vorzugsweise einen Gewindestopfen od.dgl* verschlossen· Am gegenüberliegenden Ende ragt die Kolbenstange des Stellkolbene aus dem Zylindergehäuse heraus· Die Kolbenstange kann selbst den mit dem Nockenglied zusammenwirkenden Stößel bilden. Vorzugsweise 1st die Anordnung aber so getroffen, daß an das fwLe Ende der Kolbenstange ein gesonderter St5SeI, zweckmäßig lösbar, gehalten 1st« Die lösbare Verbindung läßt sich mit einer Steckverbindung od.dgl. erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläuterte In der Zeichnung zeigen:

Flg. 1 Im Längsschnitt ein Ausfuhrungebeispiel eines erfindungsgemäßen Steuerventils;

Flg. 2 das Steuerventil nach Flg. 1 In einem Querschnitt;

Fig. 3 la Axialschnitt ein einzelner hydraulischer Stellkolben nebst Stößel und Zylindergehäuse .

Das dargestellte Steuerventil 1 entspricht in seinem grundsätzlichen Aufbau dem Steuerventil nach der DE-OS 28 51 937, welches bevorzugt als Zentralsteuerblock bei schreitenden hydraulischen Ausbaueinheiten, z.B. Ausbauschilden oder Ausbauböcken u.dgl., Verwendung findet· Das Steuerventil 1 weist Im Ventilblock 2 eine Gruppe von stößelbetätigten Wegeventilen 3 auf, die jeweils in einer Aufnahmebohrung 4 des Ventilblocks 2 angeordnet sind« Die Wegeventile 3 sind als leicht auswechselbare, in die Aufnahmebohrungen 4 einschraubbare Ventilpatronen ausgebildet, deren Ventilstößel 5 endseitig aus dem Patronengehäuse herausragt·

Die Schaltbetätigung der Wegeventile 3 erfolgt mittels einer im Ventilblock 2 drehbar gelagerten mehrteiligen Nokkenwelle, die aus einer durchgehenden Zentralwelle 6 und die Zentralwelle 6 koaxial umschließenden Hohlwellen 7 und 8 besteht, wobei die Hohlwelle θ die Hohlwelle 7 konzentrisch umschließt. Die Wellen 6, 7 und 8 sind jeweils seitlich aus dem Ventilblock 2 herausgeführt und tragen an Ihren Wellenenden jeweils einen Handhebel 9 bzw· 10 bzw« 11. Mit den genannten Wellen 6, 7 und 8 sind, wie bekannt, Schaltnocken 12 drehfest verbunden, Über welche die zugeordneten Wegeventile 3 einzeln oder paarweise geschaltet werden· Wird z_oB« der Handhebel 9 verschwenkt, so wird über die mit ihm verbundene Welle 6 der an dieser befestigte Schaltnocken 12 gedreht, wodurch

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über den Ventilstößel 5 das zugeordnete Wegeventil 3 geschaltet wird« In entsprechender Weise werden durch Betätigung der beiden anderen Handhebel 10 und 11 Über deren Wellen 7 und δ und die an diesen Wellen angeordneten Nockenglieder 12 die anderen Wegeventile 3 geschaltet·

Zur Verwirklichung der Totmanneehaltung, d«h. zur selbsttätigen Rückstellung der Sohaltnocken 12 und der zugeordneten Wellen 6, 7 und 6 in die Nullstellung beim Loslassen des an der betreffenden Welle angeordneten Handhebels ist an jeder Welle ein Nockenglied 13 drehfest angeordnet, welches mit einer Rückstellvorrichtung versehen ist« In Fig. 2 ist eine EinzelrUckstellworriehtung gezeigt, die dem auf der Nockenwelle 6 sitzenden Nockenglied 13 zugeordnet ist« Die Rückstellvorrichtung weist in Parallelanordnung zueinander zwei KoIben-Zylinderelnheiten auf, von denen in Fig· 3 eine einzelne in größerem Maßstab dargestellt ist. Die Kolben-Zylindereinheiten bestehen jeweils aus einem kleinen Stellkolben 14, der in einem Zylindergehäuse 15 geführt ist und eine Kolbenstange 16 trägt, die endseitig aus dem Zylindergehäuse 13 unter Abdichtung herausgeführt ist und hier einen Stößel 17 trägt, der zweckmäßig mittels einer Steckverbindung 18 od.dgl· leicht lösbar am freien Ende der Kolbenstange 16 befestigt ist· Am gegenüberliegenden Ende ist das Zylindergehäuse 15 mittels eines als Gewindestopfen ausgebildeten Verschlußstücks 19 verschlossen« Das Zylindergehäuse 15 trägt an diesem Ende ein Außengewinde 20, mit dem es gemäß Fig. 2 in das Innengewinde einer gestuften Bohrung 21 des Ventilblocks 2 einschraubbar ist. Das Zylindergehäuse 15 mit dem Stellkolben und dem Stößel ist demgemäß nach Art einer Einsatzpatrone in die Bohrung 21 einführbar und liegt geschützt im Inneren der Bohrung, wobei lediglich sein Verschlußende aus der Bohrung heraussagt ·

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Dae Zylindergehäuse 15 weist an seinem Innerhalb der Bohrung 21 liegenden Gehäuseteil einen hydraulischen Verbindungskanal 22 auf, der aus einer oder mehreren radialen Bohrungen besteht, die In einer Umfangseinziehung 23 des Zylindergehäuses 15 münden und den Zylinderraum 24 auf der dem Stößel 17 abgewandten Seite des Stellkolbens 14 mit dem Bohrungsraum am Außenumfang des Zylindergehäuses

13 verbinden. Der Bohrungsraum bzw· die Bohrung 21 steht ihrerseits in ständiger hydraulischer Verbindung mit einem das hydraulische Betriebsmedium führenden Innenkanal des Zylinderblocke 2. Infolgedessen wird der Stellkolben

14 vom Zylinderraum 24 her ständig vom hydraulischen Druckmedium beaufschlagt.

Der Zylinderraum auf der Kolbenstangenseite des Stellkolbens 14 ist über Ausgleichsbohrungen 25 mit dem Raum der Bohrung 21 verbunden. Zwisdvn den Mündungen der Bohrungen 22 und 25 am Außenumfang des Zylindergehäuses

15 weist dieses eine Dichtung 26 auf· Eine weitere Dichtung 27 1st zwischen der Dichtung 26 und dem inneren Ende des Zylindergehäuses 15 an diesem angeordnet. Die beiden Dichtungen 26 und 27 dichten die Spalten zwischen dem Zylindergehäuse und der Innenwandung der Bohrung 21 ab·

Fig. 2 zeigt das Nockenglied 13 in einer Drehlage, in der sich die zugeordnete Nockenwelle 6 in ihrer Nullstellung befindet· Das Nockenglied 13 weist au£ diametral gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Nockenfläche 28 auf, gegen die sich der Stößel 17 des zugeordneten Stellkolbens 14 abstützt· Beim Drehen des zugeordneten Handhebels 9 dreht sich das an der Nockenwelle 6 befestigte Nockenglied 13» wobei der eine Stößel 17 In Richtung auf das Zylindergehäuse 15 gegen den hydraulischen Anstelldruck zurückgedrückt wird. Wird der Handhebel freigegeben, so wird dieser Stößel 17

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von seinem hydraulisch beaufschlagten Stellkolben 14 wieder zurückgeschoben, wodurch das Nockenglied 13 und damit die zugeordnete Nockenwelle 6 in Gegenrichtung gedreht und in die Nullstellung zurückgestellt werden, in der das oder die zugeordneten Wegeventile 3 sich in ihrer neutralen Schaltposition befindet bzw· befinden· Bei der Drehbewegung der Nockenwelle 6 im anderen Drehsinn kommt der Stößel 17 des zweiten Stellkolbens 14 in entsprechender Weise zur selbsttätigen Rückstellung der Nockenwelle in die Auegangslage zur Wirkung·

Bei der Vorschubbewegung des Stößels 17 wird die Luft oder etwaige Hydraulikflüssigkeit, die sich in dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum des Zylindergehäuses 13 befindet, über die Bohrung 25 abgeführt· Bei der gegenläufigen Hubbewegung des Stellkolbens 14 wird dagegen die Luft bzw« Hydraulikflüssigkeit über die Bohrung 25 nachgesaugt· Der Raum innerhalb der Bohrung 21, in den die Gehäusebohrungen 25 münden, ist entweder mit der Atmosphäre oder aber mit dem hydraulischen Rücklauf verbunden· Er könnte aber auoh mit der hydraulischen Druckseite in Verbindung stehen, wodurch ein gewisser Druckausgleich am Stellkolben 14 erzielt wird.

Claims

Ansprüche s

1· Steuerventil mit Totmannsehaltung, insbesondere für Ausbaueteuerungen, mit mindestens einem im Ventilblock angeordneten Wegeventil, das mittels ©Ines Handhebels über eine Nockenwelle betätigbar ist, und mit einer die Nockenwelle bei» Loslassen des Handhebels selbsttätig in die Nullstellung zurückstellenden Rückstellvorrichtung, die mit hydraulisch gegen ein an der Nockenwelle angeordnetes Nockenglied anstellbarem Stellkolben mit Stößeln versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß das den Stellkolben (14) aufnehmende Zylindergehäuse (15) als Einsatzpatrone in einer Bohrung des Ventilblocks (2) lösbar angeordnet ist und an seinem innerhalb der Bohrung (21) liegenden Gehäuseteil einen hydraulischen Verbindungskanal (22) aufweist, der seinen Zylindsrraura (24) auf der dem Stößel (17) abgewandten Seite des Stellkolbens (14) mit dem an seinem Außenumfang liegenden Bohrungsraum verbindet, der seinerseits innerhalb des Ventilblocks (2) in hydraulischer Verbindung mit dem zu steuernden hydraulischen Betriebsmedium steht·

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Zylindergehäuse (1^) eine Umfangseinziehung (23) aufweist, in der mindestens eine den Verbindungskanal (22) bildende Gehäusebohrung mündet«

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Zylindergehäuse (15) mindestens eine zu dem Zylinderraum auf der Stößelseite des Stellkolbens (14) führende Ausgleichsbohrung (25) aufweist.

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4» Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (15) an seinen dem Stößel (17) gegenüberliegenden Ende durch ein lösbares Verschlußstück (19) verschlossen ist»

5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bie 4, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende der Kolbenstange (16) des Stellkolbens (14) der Stößel (17), vorzugsweise lösbar, angeordnet

. ist.

6. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (15) in Nähe seines dem Stößel (17) gegenüberliegenden Endes einen Gewindeansatz (20) aufweist.