DE3508340C2 - Mehrwegeventil - Google Patents

Abstract

Bei einem hydraulisch betätigten Mehrwegeventil mit Schwimmstellung zur Verbindung der Zylinderräume eines hydraulischen Zylinders ist in dem Gegenhaltekolben ein Ventil angeordnet, das beim Ansteuern des Ventilschiebers mit einem erhöhten Steuerdruck vom Ventilschieber geöffnet wird, womit eine Verbindung des mit Steuerdruck beaufschlagten Steuerraumes des Gegenhaltekolbens zu der benachbarten druckentlasteten Steuerkammer hergestellt wird, wodurch der Gegenhaltekolben druckentlastet wird und in eine Stellung verschoben wird, in der das Mehrwegeventil die Schwimmstellung einnimmt. Durch die Anordnung des Ventils im Gegenhaltekolben sowie durch die Betätigung des Ventils durch den Ventilschieber selbst kann das Einstellen der Schwimmstellung mit sehr einfachen Mitteln zuverlässig erfolgen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.
• Solche Mehrwegeventile dienen insbesondere zur Betätigung von hydraulischen Zylindern, deren Kolben ein- bzw. ausgefahren werden, um beispielsweise eine Last zu senken oder zu heben. Dabei ist der Ventilschieber über eine Feder an einem hydraulischen Gegenhaltekolben abgestützt, der mit Druckmittel und der Kraft einer Feder beaufschlagt wird und damit in einer bestimmten Lage gehalten ist. Soll das Ventil in die Schwimmstellung geschaltet werden, in der die beiden Zylinderräume des Arbeitszylinders miteinander verbunden werden, so wird der Gegenhaltekolben druckentlastet und gelangt damit durch Überwinden der Federkraft in eine Ausweichlage, so daß nun durch erhöhte Druckbeaufschlagung des gegenüberliegenden Endes des Ventilschiebers dieser in die Schwimmstellung umgeschaltet werden kann. Bei dem bekannten Ventil (Rexroth M 1 Steuerblock) erfolgt die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des Gegenhaltekolbens durch ein eigenes Dreiwegeventil, das in der Ruhestellung den Steuerdruck auf den Kolben durchschaltet und das durch einen elektrischen Impuls umgeschaltet wird und damit den Gegenhaltekolben zum Tank druckentlastet.
• Ausgehend von dem bekannten Ventil liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zum Umschalten des Ventils in die Schwimmstellung zu vereinfachen.
• Die genannte Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.
• Erfindungsgemäß entfällt das bisher vorgesehene Ventil für die Drucksteuerung des Gegenhaltekolbens. Vielmehr ist im Gegenhaltekolben selbst ein Ventil vorgesehen, das von dem Ventilschieber bei Erhöhung des Schaltdrucks betätigt wird und damit öffnet, so daß die Druckentlastung des Gegenhaltekolbens über das Ventil in die benachbarte, in dieser Schaltstellung mit dem Tank verbundene Steuerkammer erfolgt.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• So läßt sich erfindungsgemäß das Ventil in dem Gegenhaltekolben verhältnismäßig einfach ausbilden. Ferner bedarf es nunmehr einer Drossel in der Leitung zwischen der Steuerdruckquelle und dem Steuerraum des Gegenhaltekolbens, um bei geöffnetem Sitzventil eine Druckentlastung des Gegenhaltekolbens zu erzielen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Schnitt durch das dem Gegenhaltekolben zugekehrte Ende eines Mehrwegeventils dargestellt ist, das im übrigen nur schematisch angedeutet ist.
• In der Zeichnung ist ein Ventilschieber 10 in einem Gehäuse 11 eines Mehrwegeventils 30 verschiebbar und trägt an seinem Ende einen Stößel 12 mit geringerem Durchmesser, so daß eine Ringfläche 14 gebildet ist, an dem ein Federteller 15 anliegt. Am Ende des Stößels 12 ist ein Ring 16 befestigt, an dem ein Federteller 17 anliegt. Zwischen den Federtellern 15 und 17 sind zwei Druckfedern 18 und 19 angeordnet.
• In der dargestellten Lage des Ventilschiebers 10 stützt sich der Federteller 15 an einem Anschlag 21 des Gehäuses 11 und der Federteller 17 an einem Gegenhaltekolben 22 ab, der in einem Gehäuse 23 verschiebbar angeordnet ist.
• Der Gegenhaltekolben 22 begrenzt eine Steuerkammer 24, die einen Anschluß 25 aufweist, der mit einem Druckregelventil 26 verbunden ist, das an eine Steuerdruckmittelquelle 28 angeschlossen ist.
• Das Mehrwegeventil 30 zur Steuerung der Druckmittelwege zu einem Verbraucher, insbesondere einem hydraulischen Zylinder, ist in der Zeichnung nur schematisch dargestellt und weist die üblichen Verbindungen A und B zum Verbraucher, T zum Tank und P zu einer Druckmittelquelle auf. In bekannter Weise wird ausgehend von der Mittelstellung, in der die Verbraucherleitungen A und B abgesperrt sind, durch Verschieben des Schiebers 10 nach links oder rechts die Verbraucherleitungen an die Druckmittelquelle bzw. den Tank angeschlossen, um den Arbeitszylinder in der einen oder entgegengesetzten Richtung zu betätigen. Insbesondere erfolgt bei einer Verschiebung des Ventilschiebers 10 nach links ein Heben der Last und bei Verschieben nach rechts ein Senken der Last.
• Die Betätigung des Ventilschiebers 10 erfolgt durch Druckbeaufschlagen der Steuerkammer 24, indem über das Druckregelventil 26 die Verbindung zur Steuerdruckmittelquelle 28 hergestellt wird, so daß der Druck in der Steuerkammer 24 auf die Stirnseite des Stößels 12 bzw. des Ventilschiebers 10 wirkt und diesen entgegen der Kraft der Federn 18, 19 nach links verschiebt. Dabei ist eine Steuerkammer 47 auf der entgegengesetzten Seite des Ventilschiebers 10 über ein weiteres Druckregelventil 32 mit dem Tank verbunden und damit druckentlastet.
• Der Gegenhaltekolben 22 ist in einer Gehäusebohrung 33 verschiebbar, die einen Steuerraum 34 abteilt, der über einen Anschluß 35 und eine Drossel 36 mit der Druckmittelquelle 28 verbunden ist. Es kann sich somit der maximale Steuerdruck in dem Steuerraum 34 aufbauen, so daß der Gegenhaltekolben 22 in der dargestellten Lage gehalten ist. Zusätzlich wird der Gegenhaltekolben 22 noch von einer Feder 46 in die dargestellte Lage vorgespannt, in der der Kolben gegen einen Anschlag 45 des Gehäuses gedrückt ist.
• Soll der Ventilschieber 10 nach rechts verschoben werden, um das Mehrwegeventil in die Senkstellung zu bringen, so wird über das Druckregelventil 32 die gegenüberliegende Steuerkammer 47 des Ventilschiebers 10 mit dem Steuerdruck beaufschlagt, während die Steuerkammer 24 über das Druckregelventil 26 mit dem Tank verbunden und damit druckentlastet ist.
• Zum Heben und Senken wird somit über die Ventile 26 bzw. 32 ein Druck in der jeweiligen Steuerkammer eingesteuert, so daß das Mehrwegeventil kontinuierlich verschiebbar ist und eine entsprechende Durchflußsteuerung zum Arbeitszylinder erfolgt. In der Zeichnung sind die Druckregelventile 26 und 32 getrennt dargestellt. Sie können miteinander verbunden sein oder vorzugsweise in einem einzigen Ventil vereinigt sein.
• Soll ausgehend von der Senkstellung des Mehrwegeventils 30 in die Schwimmstellung umgeschaltet werden, so wird das Druckregelventil 32 voll geöffnet, so daß auf die Stirnseite des Ventilschiebers 10 in der Steuerkammer 47 der volle Steuerdruck einwirkt, der um einen vorbestimmten Wert über dem Druck liegt, der zum Verschieben des Ventilschiebers in die Senkstellung erforderlich ist. Dieser erhöhte Steuerdruck, der auch als Schaltdruck bezeichnet wird, hat zur Folge, daß der Ventilschieber 10 gegen die Kraft der Federn 18 und 19so weit nach rechts verschoben wird, daß die Stirnseite 38 des Stößels 12 auf das vorragende, zapfenförmige Ende 39 des Ventilgliedes 40 auftrifft und dieses gegen die Kraft der Schließfeder 48 und dem in dem Steuerraum 34 wirkenden Steuerdruck in Öffnungsrichtung verschiebt, wodurch die Verbindung von dem Steuerraum 34 über die Bohrung 41 in die Steuerkammer 24 freigegeben wird. Dadurch kann das im Steuerraum 34 befindliche Druckmittel in die Steuerkammer 24 und über das Druckregelventil 26 zum Tank abfließen. Der Steuerraum 34 wird somit druckentlastet, so daß der Gegenhaltekolben 22 über den Stößel 12 gemeinsam mit dem Ventilschieber nach rechts verschoben werden kann, bis der Kolbenflansch 42 am Anschlag 43 des Gehäuses 23 zur Anlage kommt. Der Ventilschieber 10 befindet sich in dieser Stellung in der Schwimmstellung.
• Da der Querschnitt der Drossel 36 kleiner ist als der Öffnungsquerschnitt der Bohrung 41 des Ventils 40, kann im geöffneten Zustand des Ventiles 40 kein Druck aufgebaut werden. Sobald jedoch der für das Erreichen der Schwimmstellung erforderliche erhöhte Schaltdruck am Ventil 32 durch Androsseln um einen bestimmten Wert verringert wird, verschiebt die Schließfeder 48 das Ventilglied 40 in Schließstellung, wobei der Stößel 12 gemeinsam mit dem Ventilschieber um den gleichen Verschiebeweg in die gleiche Richtung verschoben werden. Da sich nunmehr im Steuerraum 34 wieder der volle Steuerdruck aufbaut, verschiebt der Gegenhaltekolben den Ventilschieber 10 über das vorragende Ende 39 des Ventilgliedes 40 und Stößel 12 in seine Senkstellung, in der der Gegenhaltekolben 22 an der Anschlagfläche 45 am Gehäuse 49 anliegt. Damit befindet sich der Gegenhaltekolben 22 wieder in der dargestellten Lage, und der Ventilschieber 10 kann sich durch entsprechende Betätigung des Ventils 32 weiter in die Mittelstellung zurückverschieben.

Claims (6)

1. Mehrwegeventil zur Steuerung der Druckmittelwege zwischen einem Verbraucher und einer Druckmittelquelle bzw. einem Tank, mit je einer auf je einer Stirnseite des Ventilschiebers angeordneten Steuerkammer, die mit einer Steuerdruckquelle verbindbar sind, mit einem die erste Steuerkammer begrenzenden Gegenhaltekolben, dessen der ersten Steuerkammer abgekehrte Stirnseite über einen Steuerraum mittels einer Ventileinrichtung mit Steuerdruck beaufschlagbar oder druckentlastet ist, wodurch der Gegenhaltekolben zwischen einer Haltestellung und einer Ausweichstellung umschaltbar ist, mit mindestens einer in der ersten Steuerkammer angeordneten, sich auf dem Ventilschieber und dem Gegenhaltekolben abstützenden Feder und mit einer Druckregelventileinrichtung zum Einstellen von Steuerdruck in den Steuerkammern, wobei ausgehend von einer Mittelstellung, in der die Druckmittelwege zum Verbraucher abgesperrt sind und der Gegenhaltekolben mit Steuerdruck beaufschlagt in der Haltestellung ist, der Ventilschieber gegen die Federkraft in beiden Richtungen in je eine Arbeitsstellung verschiebbar ist, und wobei ausgehend von der Arbeitsstellung, in der die an den Gegenhaltekolben angrenzende erste Steuerkammer druckentlastet ist, der Gegenhaltekolben durch Druckentlastung in die Ausweichstellung schaltbar ist, in der der über die Federvorrichtung an dem Gegenhaltekolben abgestützte Ventilschieber von dem die zweite Steuerkammer beaufschlagenden Steuerdruck in eine Schwimmstellung verschiebbar ist, in der die Zylinderräume des Verbrauchers miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung zum Umschalten des Gegenhaltekolbens (22) ein in diesem Kolben angeordnetes Ventil (40) ist, das eine Druckmittelverbindung zwischen der ersten Steuerkammer (24) und dem Steuerraum (34) steuert, und daß das Ventil (40) von dem Ventilschieber (10) durch Erhöhen des der zweiten Steuerkammer (47) zugeführten Steuerdrucks auf einen Umschaltdruck betätigbar ist, wodurch die Druckmittelverbindung zwischen dem Steuerraum (34) zu der druckentlasteten ersten Steuerkammer (24) geöffnet wird.

2. Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (40) in dem Gegenhaltekolben (22) ein Sitzventil mit einem Zapfen (39) ist, der in die erste Steuerkammer (24) ragt.

3. Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerraum (34) über eine Drossel (36) ständig mit der Steuerdruckquelle (28) verbunden ist.

4. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schalten in die Schwimmstellung das zugehörige Druckregelventil (32) in eine Stellung umschaltbar ist, in der der volle Steuerdruck den Ventilschieber (10) beaufschlagt.

5. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Verstellen des Ventilschiebers (10) in die Arbeitsstellungen zum Betätigen des Verbrauchers erforderlichen Drücke um einen vorbestimmten Wert geringer sind als der zum Einstellen der Schwimmstellung erforderliche Schaltdruck.

6. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus zwei Federn (18, 19) gebildete Federvorrichtung beidseitig zwischen Federtellern (15, 17) gehalten ist, die jeweils in der einen Verschieberichtung des Ventilschiebers (10) an diesem und einem Gehäuseanschlag (21) und in der entgegengesetzten Verschieberichtung an dem Ventilschieber (10) und dem Gegenhaltekolben (22) abgestützt sind, der seinerseits von einer Feder (46) an einem Gehäuseanschlag (45) gedrückt ist.