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Die
Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Absicherung und leckölfreien
Absperrung eines hydraulischen Verbrauchers gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Als
Längsschieberventile
ausgebildete Wegeventile werden zur Ansteuerung einfachwirkender oder
doppeltwirkender Verbraucher eingesetzt. Zur leckölfreien
Absperrung ist es bekannt, in jedem vom Steuerschieber des Wegeventils
zum Verbraucher geführten
Verbraucherkanal ein gesteuertes Sperrventil anzuordnen. Gesteuerte
Sperrventile sind hierbei als in Richtung zum Verbraucher öffnende,
zumeist federbeaufschlagte Rückschlagventile
mit einer Differenzkolbenfläche
ausgebildet, die mittels eines Vorsteuerventils steuerbar sind.
Um einen Rückstrom
vom Verbraucher zum Steuerschieber zu ermöglichen, wenn durch eine entsprechende
Auslenkung des Steuerschieber des Wegeventils der Verbraucherkanal
mit einem Behälterkanal
in Verbindung steht, sind die Sperrventile mittels des Vorsteuerventils
in die Öffnungsstellung
aufsteuerbar. Die Vorsteuerventile sind hierbei ebenfalls als Rückschlagventile
ausgebildet und stellen in der geöffneten Stellung eine Verbindung
des in Sperrstellung wirkenden Steuerdruckraums des Sperrventils,
der mit dem Verbraucher in Verbindung steht, mit dem Behälterkanal
her, so daß das
Sperrventil durch den Verbraucherdruck in die Öffnungsstellung aufsteuerbar
ist und einen Druckmittelstrom vom Verbraucher über das geöffnete Sperrventil und den
Steuerschieber zum Behälter
ermöglicht.
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Zur
Absicherung des Verbrauchers gegen Überdruck und Füllungsmangel
ist in jedem Verbraucherkanal eine beispielsweise als kombiniertes Druckbegrenzungs-Nachsaugeventil ausgebildete Sicherungseinrichtung
angeordnet. Die Sicherungseinrichtung stellt in Betriebszuständen, in
denen am Verbraucher ein Überdruck
oder ein Füllungsmangel auftritt,
eine Verbindung des Verbraucherkanals und somit des Verbraucheranschlusses
mit dem Behälter her.
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Bei
bekannten Ventilanordnungen sind die Sicherungseinrichtung und das
Sperrventil als eigenständige
Ventile ausgebildet, die jeweils eine eigene von einer Gehäusebohrung
gebildete Ventilachse aufweisen. Sofern die Ventilanordnung in dem
Gehäuse
des Wegeventils angeordnet ist, ergeben sich somit im Gehäuse des
Wegeventils neben einer Ventilachse für den Steuerschieber weitere
Ventilachsen bildende Gehäusebohrungen
für das
Sperrventil und die Sicherungseinrichtung. Dadurch ergibt sich ein hoher
Bauaufwand mit einem hohen Bauraumbedarf für das Gehäuse. Für ein bestehendes Wegeventil, das
mit einer Sicherungseinrichtung gegen Überdruck und Füllungsmangel
des Verbrauchers sowie einem Sperrventil zur leckölfreien
Absperrung des Verbrauchers versehen werden soll, ergibt sich somit durch
eine weitreichende Umgestaltung des Gehäuses des Wegeventils ein hoher
Bauaufwand.
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Aus
der
DE 29 45 911 C2 ist
eine Ventilanordnung mit einem Wegeventil und einer von einem kombinierten
Druckbegrenzungs- und Nachsaugeventil gebildeten Sicherungseinrichtung
bekannt. Ein Ventilkörper
des Druckbegrenzungsventils kann hierbei mittels eines von einem
Entsperrkolben ausgebildeten Vorsteuerventils aufgesteuert werden.
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Aus
der
DE 39 13 460 C2 ist
eine Ventilanordnung mit einem Wegeventil, vorgesteuerten Sperrventilen
zur leckölfreien
Absperrung des Verbrauchers und Sicherungseinrichtungen bekannt,
die ein Überdruckventil
und ein Antikavitationsventil aufweisen. Die Sicherungseinrichtungen
sind hierbei getrennt von den Sperrventilen auf separaten Ventilachsen
angeordnet.
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Die
EP 0 154 854 A1 offenbart
ein elektrohydraulisches Stellglied, bei der einer Druckleitung
einer Pumpe ein steuerbares Sperrventil mit einem Druckbegrenzungsventil
zugeordnet ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung
der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die es auf einfache
Weise ermöglicht,
bestehende Wegeventile mit einer Sicherungseinrichtung und einem
gesteuerten Sperrventil zur leckölfreien
Absperrung eines Verbrauchers zu versehen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Zusammenfassung des Sperrventils und der Sicherungseinrichtung
zu einer Ventileinrichtung und der Anordnung auf einer Ventilachse
ist für
die aus dem Sperrventil und der Sicherungseinrichtung bestehende
Ventilanordnung lediglich eine Gehäusebohrung im Gehäuse des
Wegeventils erforderlich. Ein bestehendes Wegeventil, das mit einer
Sicherungseinrichtung versehen ist, kann somit auf einfache Weise durch
ein gesteuertes Sperrventil in der Funktion der leckölfreien
Absperrung des Verbrauchers ergänzt werden,
da die das Sperrventil und die Sicherungseinrichtung enthaltende
Ventileinrichtung auf einer bereits vorhandenen Ventilachse der
Sicherungseinrichtung angeordnet werden kann und somit keine zusätzliche
Ventilachse für
das Sperrventil im Gehäuse
des Wegeventils erforderlich ist. Für das Sperrventil sind somit
im Gehäuse
des Wegeventils keine weitreichenden Umgestaltungen erforderlich, wodurch
sich ein geringer Bauaufwand und somit ein geringer Herstellaufwand
für die
zusätzliche
leckölfreie
Absperrung des Verbrauchers ergibt. Der Einstelldruck der Druckbegrenzungsfunktion
der Sicherungseinrichtung kann durch die in dem Ventilgehäuse der
Sicherungseinrichtung von außen
zugänglich angeordnete
Einstelleinrichtung in erfindungsgemäßer Weise eingestellt und verändert werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung weist die Ventileinrichtung eine Hülse auf, in der ein Ventilkörper des
Sperrventils angeordnet ist, wobei die Hülse mit einem Einbauanschluß für die Sicherungseinrichtung
und mit einem Umgehungskanal versehen ist, der eine Verbindung des
Verbrauchers mit der Sicherungseinrichtung ermöglicht. Durch eine derartige
Hülse wird
es auf einfache Weise ermöglicht,
das Sperrventil und die Sicherungseinrichtung zu einer Ventileinrichtung
zusammenzufassen, die auf einer Ventilachse und somit in einer Gehäusebohrung
angeordnet werden kann. Durch den Umgehungskanal wird auf einfache
Weise erzielt, daß die
Absicherung des Verbrauchers gegen Überdruck und Füllungsmangel
bei geschlossenem Sperrventil ermöglicht ist.
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In
einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Hülse mit einer Längsbohrung
versehen, in der der Ventilkörper
des Sperrventils längsverschiebbar gelagert
ist, wobei die Längsbohrung
stirnseitig mit einem an das Wegeventil angeschlossen Abschnitt eines
Verbraucherkanals in Verbindung steht und von der Längsbohrung
eine Querbohrung abzweigt, die mit einem mit dem Verbraucher in
Verbindung stehenden Abschnitt des Verbraucherkanals in Verbindung
steht, wobei zwischen der mit dem an das Wegeventil angeschlossen
Abschnitt des Verbraucherkanals in Verbindung stehenden Stirnseite
der Hülse
und der Querbohrung ein Ventilsitz des Sperrventils ausgebildet
ist. Durch eine derartige Ausgestaltung der Hülse kann auf einfache Weise
in dem vom Wegeventil zum Verbraucheranschluß geführten Verbraucherkanal das
Sperrventil angeordnet werden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sicherungseinrichtung
einen in einem Ventilgehäuse
längsverschiebbar
angeordneten Ventilkörper auf,
wobei das Ventilgehäuse
mit dem Einbauanschluß der
Hülse in
Wirkverbindung steht. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die
in dem Ventilgehäuse
angeordnete Sicherungseinrichtung und das in der Hülse angeordnete
Sperrventil zu einer Ventileinrichtung zusammenfassen und auf einer Ventilachse
anzuordnen.
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Sofern
das Ventilgehäuse
der Sicherungseinrichtung in einer die Ventilachse bildenden Gehäusebohrung
eines Gehäuses
einschraubbar ist, ergeben sich besondere Vorteile, wenn eine Befestigungseinrichtung
vorgesehen ist, mittels der die Hülse am Ventilgehäuse der
Sicherungseinrichtung befestigbar ist. Die Hülse und das Ventilgehäuse können somit
auf einfache Weise zu der Ventileinrichtung verbunden und in der
Gehäusebohrung
beispielsweise eines Gehäuses
des Wegeventils befestigt werden.
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Ein
einfacher Zusammenbau des Ventilgehäuses und der Hülse zu der
Ventileinrichtung ergibt sich, wenn die Längsbohrung der Hülse als
Stufenbohrung aufweist, wobei das Ventilgehäuse einen zapfenförmigen Ansatz
aufweist, der mit der Längsbohrung
der Hülse
im Bereich der Stufenbohrung in Wirkverbindung steht. Die an der
Längsbohrung
ausgebildete Stufenbohrung der Hülse
stellt somit den Einbauanschluß dar,
in die der Ansatz des Ventilgehäuses
der Sicherungseinrichtung eingeschoben werden kann. Dadurch ergibt
sich auf einfache Weise eine Zentrierung der Hülse und des Ventilgehäuses.
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Mit
besonderem Vorteil ist die Befestigungseinrichtung als Sicherungsring,
beispielsweise als Runddraht-Sprengring, ausgebildet und an der Längsbohrung
im Bereich der Stufenbohrung angeordnet. Dadurch kann auf einfache
Weise die Hülse in
axialer Richtung an dem Ventilgehäuse befestigt werden.
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Ein
einfacher Anschluß der
Sicherungseinrichtung an den Umgehungskanal ergibt sich, wenn die
Stufenbohrung mit dem Umgehungskanal in Verbindung steht, wobei
das Ventilgehäuse
im Bereich der Stufenbohrung mit einem Verbindungskanal zur Verbindung
des Umgehungskanals mit der Sicherungseinrichtung versehen ist.
Dadurch kann mit geringem Aufwand eine Verbindung des Umgehungskanals
mit der Sicherungseinrichtung erzielt werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltungsform ist der Umgehungskanal von zumindest einer Längsbohrung
gebildet. Der Umgehungskanal kann somit auf einfache Weise durch
eine oder mehrere Längsbohrungen
in der Hülse
hergestellt werden. Die Längsbohrungen
können
beispielsweise auf einem Kreis angeordnet werden, der konzentrisch
zu der den Ventilkörper
aufnehmenden Längsbohrung
ist.
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Zweckmäßigerweise
erstreckt sich die den Umgehungskanal bildende Längsbohrung von der Stufenbohrung
zu dem mit der Querbohrung versehenen Bereich der Hülse.
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Die
Längsbohrung
stellt somit eine Verbindung des Verbrauchers mit der Sicherungseinrichtung
her.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, bei der das Sperrventil mittels eines Vorsteuerventils
aufsteuerbar ist und das Vorsteuerventil getrennt von dem Sperrventil
am Steuerschieber des Wegeventils angeordnet ist, ist es zweckmäßig, wenn
an der Hülse
zumindest eine Verbindungsbohrung vorgesehen ist, mittels der ein
in Sperrstellung wirkenden Steuerdruckraum des Sperrventils an eine mit
dem Vorsteuerventil in Verbindung stehenden Steuerdruckleitung anschließbar ist.
Durch die Verbindungsbohrung kann auf einfache Weise der Steuerdruckraum
des Sperrventils mit dem Vorsteuerventil verbunden werden und somit
bei geöffnetem
Vorsteuerventil der Steuerdruckraum entlastet werden. Das Vorsteuerventil
kann hierbei an beliebiger Stelle am Steuerschieber des Wegeventils
angeordnet werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung, bei der das Sperrventil mittels eines Vorsteuerventils
aufsteuerbar ist, ist das Vorsteuerventil am Ventilkörper des
Sperrventils angeordnet. Das Vorsteuerventil kann hierbei am Ventilkörper des Sperrventils
befestigt sein oder einstückig
an diesem ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich geringer Bauaufwand,
da für
das Vorsteuerventil keine weitere Ventilachse und somit Gehäusebohrung
in dem Gehäuse
des Wegeventils erforderlich ist.
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Das
Vorsteuerventil kann als mechanisch aufsteuerbares Vorsteuerventil
ausgebildet sein. Hierbei ergeben sich besondere Vorteile, wenn
das Vorsteuerventil mittels einer am Steuerschieber des Wegeventils
ausgebildeten Schaltfläche
aufsteuerbar ist, wobei das Vorsteuerventil senkrecht zur Ventilachse
des Wegeventils angeordnet ist. Durch die Schaltfläche kann
bei einer entsprechenden Auslenkung des Steuerschiebers des Wegeventils
das Vorsteuerventil auf einfache Weise aufgesteuert werden und somit
der Steuerdruckraum des Sperrventils entlastet werden.
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Sofern
das Vorsteuerventil als hydraulisch aufsteuerbares Vorsteuerventil
ausgebildet ist, ergeben sich weitere Vorteile, da am Steuerschieber
des Wegeventils keine Aufstoßkräfte des
Vorsteuerventils angreifen, wodurch zur Auslenkung des Steuerschiebers
keine zusätzliche
Kräfte
für die
Betätigung des
Vorsteuerventils erforderlich sind.
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Gemäß einer
Ausführungsform,
bei der das Wegeventil als hydraulisch mittels Steuerdruck ansteuerbares
Wegeventil ausgebildet ist, ergibt sich für die hydraulische Ansteuerung
des Vorsteuerventils ein geringer Aufwand, wenn das Vorsteuerventil mittels
des das Wegeventil ansteuernden Steuerdrucks aufsteuerbar ist. Dadurch
kann das Vorsteuerventil auf einfache Weise entsprechend der Auslenkung
des Wegeventils in die Öffnungsstellung
beaufschlagt werden.
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Das
Vorsteuerventil kann auf einfache Weise durch den Steuerdruck des
Wegeventils aufgesteuert werden, wenn eine Betätigungseinrichtung vorgesehen
ist, die mit dem Vorsteuerventil in Wirkverbindung steht und vom
Steuerdruck des Wegeventils beaufschlagbar ist.
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Zweckmäßigerweise
ist die Sicherungseinrichtung als kombiniertes Druckbegrenzungs-Nachsaugeventil
ausgebildet. Mit einem kombinierten Druckbegrenzungs-Nachsaugeventil
kann auf einfache Weise der Verbraucher gegen Überdruck und Füllungsmangel
abgesichert werden.
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Die
Sicherungseinrichtung kann direkt betätigt sein. Besondere Vorteile
ergeben sich, wenn die Sicherungseinrichtung als vorgesteuerte Sicherungseinrichtung
ausgebildet ist.
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Besondere
Vorteile ergeben sich bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung bei
einem Wegeventil zur Steuerung eines doppeltwirkenden Verbrauchers,
insbesondere eines Hydromotors, wobei jedem vom Wegeventil zum Verbraucher
geführten
Verbraucherkanal eine Ventilanordnung zugeordnet ist. Ein Wegeventil
zur Steuerung eines doppeltwirkenden Verbrauchers, beispielsweise
eines Hydromotors, kann durch die erfindungsgemäße Ventilanordnung mit geringem
Bauaufwand mit einer Sicherungseinrichtung gegen Überdruck
und Füllungsmangel
sowie einem Sperrventil zur leckölfreien
Absperrung des Verbrauchers versehen werden, wobei die Absicherung
des Verbrauchers gegen Füllungsmangel
und Überdruck
bei geschlossenem Sperrventil ermöglicht wird.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den
schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei
zeigt
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1 eine
erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung,
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2 eine
zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung
und
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3 eine
dritte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung.
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In
der 1 ist ein als Längsschieberventil ausgebildetes
Wegeventil 1 mit einem Steuerschieber 2 gezeigt,
der in einer Gehäusebohrung 3 eines Gehäuses 4 längsverschiebbar
gelagert ist. Die Gehäusebohrung 3 bildet
hierbei eine Ventilachse W für den
Steuerschieber 2 des Wegeventils 1. In einer Gehäusebohrung 5 des
Ventilgehäuses 4,
die parallel zur Gehäusebohrung 3 angeordnet
ist, ist eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung 6 angeordnet,
die ein Sperrventil 7 und eine als kombiniertes Druckbegrenzungs-Nachsaugeventil
ausgebildete Sicherungseinrichtung 8 umfasst. Die Gehäusebohrung 5 bildet
hierbei eine Ventilachse V für
die Ventileinrichtung 6.
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An
der Gehäusebohrung 3 ist
eine Ringnut 10 ausgebildet, die an einen innerhalb des
Gehäuses 4 ausgebildeten
nicht mehr dargestellten Pumpenkanal angeschlossen ist, der mit
einer Förderleitung
einer nicht mehr dargestellten Pumpe in Verbindung steht. Beabstandet
von der Ringnut 10 ist eine Ringnut 11 und eine
Ringnut 12 an der Gehäusebohrung 3 ausgebildet,
wobei die Ringnut 11 mit einem zu einem Verbraucheranschluß A geführten Verbraucherkanal 13 in
Verbindung steht. Die Ringnut 12 ist an einen im Ventilgehäuse 4 ausgebildeten
nicht mehr dargestellten Behälterkanal
angeschlossen, der zu einem Behälter
geführt
ist.
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Der
Steuerschieber 2 weist im Bereich der Ringnut 11 eine
Einschnürstelle 14 auf,
die Steuerkanten bildet, mit denen enstprechend der axialen Auslenkung
des Steuerschiebers 2 die Verbindung der Ringnut 10 mit
der Ringnut 11 sowie die Verbindung der Ringnut 11 mit
der Ringnut 12 steuerbar ist.
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Der
von der Ringnut 11 ausgehende Verbraucherkanal 13 ist
zu einer Ringnut 15 geführt,
die an der Gehäusebohrung 5 ausgebildet
ist. An der Gehäusebohrung 5 ist
beabstandet von der Ringnut 15 eine Ringnut 16 ausgebildet,
die mittels eines Verbraucherkanals 17 mit dem Verbraucheranschluß A in Verbindung
steht. Die Gehäusebohrung 5 weist hierbei
im Bereich der Ringnut 16 einen größeren Durchmesser als im Bereich
der Ringnut 15 auf.
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Die
Ventileinrichtung 6 weist eine in der Gehäusebohrung 5 angeordnete
Hülse 20 auf,
die mit einer Längsbohrung 21 versehen
ist. Die Längsbohrung 21 steht
hierbei stirnseitig mit der Ringnut 15 und somit mit dem
an das Wegeventil 1 angeschlossenen Verbraucherkanal 13 in
Verbindung. In der Hülse 20 ist
eine Querbohrung 22 ausgebildet, die von der Längsbohrung 21 abzweigt
und die Längsbohrung 21 mit
der Ringnut 16 und somit mit dem an den Verbraucheranschluß A angeschlossenen
Verbraucherkanal 17 verbindet. Zwischen dem stirnseitigen
Anschluß der
Längsbohrung 21 an
die Ringnut 15 und der Querbohrung 22 ist in der
Längsbohrung 21 ein
Ventilsitz 23 ausgebildet, der von einem in der Längsbohrung 21 längsverschiebbar
angeordneten Ventilkörper 24 des
Sperrventils 7 ansteuerbar ist. Der Ventilkörper 24 ist
hierbei mit einer kegeligen Sitzfläche versehen und weist eine
Differenzkolbenfläche
auf, wodurch am Ventilkörper 24 eine
erste in Richtung der Öffnungsstellung
wirkende Steuerfläche 25,
die von dem in dem Verbraucherkanal 13 anstehenden Druck
beaufschlagbar ist, und eine zweite in Richtung der Öffnungsstellung
wirkende Steuerfläche 26 gebildet
ist, die von dem in dem Verbraucherkanal 17 anstehenden
Druck beaufschlagbar ist. In Richtung des Ventilsitzes 23 und
somit in Richtung der Sperrstellung ist der Ventilkörper 24 des
Sperrventils 7 von einer Feder 27 und dem Verbraucherdruck
beaufschlagbar. Hierzu steht ein zwischen dem Ventilkörper 24 und
der Längsbohrung 21 gebildeter Steuerdruckraum 28,
in dem die Feder 27 angeordnet ist, über eine im Ventilkörper 24 ausgebildete Bohrung 29 und
eine Drosseleinrichtung 30 mit der Längsbohrung 21 im Bereich
der Querbohrung 22 in Verbindung. Zur Abdichtung der Gehäusebohrung 5 zwischen
den Ringnuten 15 und 16 ist zwischen der Hülse 20 und
der Gehäusebohrung 5 eine
Dichtung vorgesehen.
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Zur
Rufsteuerung des Sperrventils 7 in Betriebszuständen, in
denen der Verbraucherkanal 13 durch eine enstprechende
Auslenkung des Steuerschiebers 2 des Wegeventils 1 mittels
der Einschnürstelle 14 mit
der Ringnut 12 und somit dem Behälterkanal in Verbindung steht
und demnach der Verbraucherkanal 13 die Rücklaufleitung
des Verbrauchers bildet, ist ein Vorsteuerventil 31 vorgesehen.
Das Vorsteuerventil 31 ist hierbei senkrecht zur Ventilachse
W des Wegeventils 1 angeordnet. Das Vorsteuerventil 31 ist
als Rückschlagventil
ausgebildet und weist einen Ventilkörper 32 auf, der einen
in einer Bohrung 33 eines Ventilgehäuses 35, das in einer Gehäusebohrung 34 des
Gehäuses 4 befestigt
ist, ausgebildeten Ventilsitz 36 ansteuert. Ein in Richtung der
Sperrstellung wirkender Steuerdruckraum 37 des Vorsteuerventils 31,
in dem eine Feder 38 angeordnet ist, ist mittels einer
Steuerdruckleitung 39 an den Steuerdruckraum 28 des
Sperrventils 7 angeschlossen. Die Steuerdruckleitung 39 ist
hierbei an eine an der Gehäusebohrung 5 angeformte
Ringnut 40 angeschlossen, die mittels einer an der Hülse 20 angeordneten
als Querbohrung ausgebildeten Verbindungsbohrung 41 mit
dem Steuerdruckraum 28 des Sperrventils 7 in Verbindung
steht. An dem Ventilgehäuse 35 des
Vorsteuerventils 31 ist eine Ringnut 42 ausgebildet,
die über
eine Querbohrung 43 an die Bohrung 33 angeschlossen
ist. Im Bereich der Ringnut 42 mündet in die Gehäusebohrung 34 eine
Steuerdruckleitung 44, die mit der Gehäusebohrung 3 des Wegeventils 1 im
Bereich der Einschnürstelle 14 des
Steuerschiebers 2 in Verbindung steht.
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Das
Sperrventil 31 ist als mechanisch aufsteuerbares Sperrventil
ausgebildet. Der Ventilkörper 32 des
Vorsteuerventils 31 ist hierbei mittels eines Betätigungsstößels 45,
der in der Bohrung 33 längsverschieblich
gelagert ist, in die Öffnungsstellung
beaufschlagbar, in der eine Verbindung des Steuerdruckraums 38 über die
Bohrung 33, die Querbohrung 43 und die Ringnut 42 mit
der Steuerdruckleitung 44 hergestellt ist. Der Betätigungsstößel 45 steht
hierbei beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Kugel 46,
die in dem Ventilgehäuse 35 geführt ist,
mit einer an dem Steuerschieber 2 des Wegeventils 1 ausgebildeten
Schaltfläche 47 in
Wirkverbindung.
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Die
Hülse 20 ist
mit einem Einbauanschluß 50 für die als
kombiniertes Druckbegrenzungs-Nachsaugeventil ausgebildete Sicherungseinrichtung 8 versehen,
wodurch eine koaxiale Anordnung des Sperrventils 7 und
der Sicherungseinrichtung 8 in der Ventilachse V ermöglicht wird.
Hierzu ist die Längsbohrung 21 der
Hülse 20 in
dem in der 1 links gezeigten Bereich als
Stufenbohrung mit einem Absatz 51 ausgebildet.
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Die
Sicherungseinrichtung 8 weist einen Ventilkörper 55 auf,
der einen in einer Längsbohrung 56 eines
Ventilgehäuses 57 ausgebildeten
Ventilsitz 58 ansteuert. Das Ventilgehäuse 57 weist einen
zapfenförmigen
Ansatz 59 auf, der in die Längsbohrung 21 der
Hülse 20 im
Bereich der von dem Absatz 51 gebildeten Stufenbohrung
einschiebbar ist. Mittels einer Befestigungseinrichtung 60,
beispielsweise einem als Runddraht-Sprengring ausgebildeten Sicherungsring,
der im Bereich des Absatzes 41 zwischen der Hülse 20 und
dem Ventilgehäuse 57 angeordnet ist,
ist die Hülse 20 an
dem Ventilgehäuse 57 in
axialer Richtung befestigt. Das Ventilgehäuse 57 ist hierbei
in die Gehäusebohrung 5 des
Gehäuses 4 einschraubbar.
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Die
Längsbohrung 56 des
Ventilgehäuses 57 steht
im Bereich des Ansatzes 59 mit einem als Querbohrung ausgebildeten
Verbindungskanal 61 in Verbindung, der über einen in der Hülse 20 ausgebildeten
Umgehungskanal 62 mit der Gehäusebohrung 5 im Bereich
der Ringnut 16 und somit mit dem Verbraucherkanal 17 in
Verbindung steht. Der Umgehungskanal 62 wird hierbei von
mehreren Längsbohrungen 63 gebildet,
die auf einem konzentrisch zur Längsbohrung 21 angeordneten
Kreis angeordnet sind. In der 1 sind die
Längsbohrungen 63 gestrichelt
dargestellt. Die Längsbohrungen 63 erstrecken sich
hierbei von der Stufenbohrung bis in den mit der Querbohrung 22 versehenen
Bereich der Hülse 20. Zwischen
der Längsbohrung 21 der
Hülse 20 und dem
Ansatz 59 des Ventilgehäuses 57 ist
ein Dichtung vorgesehen, mittels der der Steuerdruckraum 28 gegenüber dem
mit dem Umgehungskanal 62 in Verbindung stehenden Absatz 51 abgedichtet
ist.
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Die
Längsbohrung 56 in
dem Ventilgehäuse 57 steht
mittels einer Querbohrung 65 mit einer an der Gehäusebohrung 5 ausgebildeten
Ringnut 66 in Verbindung. Die Ringnut 66 ist an
einen Behälterkanal 67 angeschlossen,
der mit der Ringnut 12 des Wegeventils 1 in Verbindung
steht. Der Ventilsitz 58 ist hierbei an der Längsbohrung 56 zwischen
dem Verbindungskanal 61 und der Querbohrung 65 ausgebildet.
An dem Ventilgehäuse 57 sind
hierbei Dichtungen vorgesehen, mit denen die Ringnut 66 gegenüber der
Ringnut 16 und der Umgebung abgedichtet werden kann.
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Der
Ventilkörper 55 der
Sicherungseinrichtung 8 weist eine in Richtung der Durchflußstellung wirkende
Steuerfläche 70 auf,
die von dem Verbraucherdruck beaufschlagbar ist. Eine weitere in
Durchflußstellung
wirkende Steuerfläche 71 ist
von dem Behälterdruck
beaufschlagbar.
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Die
Sicherungseinrichtung 8 ist als vorgesteuerte Sicherungseinrichtung
ausgebildet. Einem den Ventilkörper 55 in
Richtung der Sperrstellung beaufschlagenden Steuerdruckraum 72,
in dem eine Feder 73 angeordnet ist, und der mittels einer
in dem Ventilkörper 55 ausgebildeten
Längsbohrung 74,
die eine Drosseleinrichtung bildet, mit dem Verbraucherdruck beaufschlagbar
ist, ist hierbei ein Vorsteuerventil 75 zugeordnet, das
ablaufseitig mit dem Behälter
in Verbindung steht. Das Vorsteuerventil 75 weist einen
Ventilkörper 76 auf,
der in einer Längsbohrung 77,
die mit dem Steuerdruckraum 72 des Ventilkörpers 55 in
Verbindung steht, eines Verschlußelements 81, das
die Längsbohrung 56 verschließt und in
dem Ventilgehäuse 57 eingeschraubt
ist, längsverschiebbar
gelagert ist. Der Ventilkörper 76 steuert hierbei
einen in der Längsbohrung 77 ausgebildeten Ventilsitz
an. Ein den Ventilkörper 76 des
Vorsteuerventils 75 in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagender
Steuerdruckraum 78, in dem eine einstellbare Feder 79,
deren Einstellung den Einstelldruck der Druckbegrenzungsfunktion
der Sicherungseinrichtung und somit den maximal zulässige Arbeitsdruck des
Verbrauchers bestimmt, angeordnet ist, ist hierbei an den Behälter angeschlossen.
Hierzu zweigt von der Längsbohrung 77 eine
Querbohrung 80 ab, die mit dem Behälter in Verbindung steht. Der
Ventilkörper 55 ist
hierzu auf einem Zapfen des Verschlußelements 81 längsverschiebbar
gelagert, wobei zwischen dem Ventilelement 55 und der Längsbohrung 56 des
Ventilgehäuses 57 ein
Spalt gebildet ist. Dadurch steht auf einfache Weise der Steuerdruckraum 78 mittels
der Querbohrung 80 mit der Querbohrung 65 und
somit dem Behälteranal 67 in
Verbindung. Zur Einstellung der Feder 89 ist eine als Einstellschraube ausgebildete
Einstelleinrichtung 82 vorgesehen, die in das Verschlußelement 81 eingeschraubt
ist.
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Die
Ventileinrichtung 6 weist folgende Funktionen auf:
In
der dargestellten Neutralstellung des Steuerschiebers 2 ist
die Verbindung des Verbraucherkanals 13 mit der mit der
Förderleitung
der Pumpe in Verbindung stehenden Ringnut 10 und mit der
mit dem Behälterkanal
in Verbindung stehenden Ringnut 12 gesperrt. Der Ventilkörper 24 des
Sperrventils 7 ist über die
Drosseleinrichtung 30 mit dem Verbraucherdruck beaufschlagt,
so daß das
Sperrventil 7 in die Sperrstellung beaufschlagt ist. In
der Neutralstellung des Wegeventils 1 ist somit der Verbraucheranschluß A durch
das Sperrventil 7 leckölfrei
abgesperrt.
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Bei
einer Auslenkung des Steuerschiebers nach in der Figur rechts gelangt über die
Einschnürstelle 14 der
Verbraucherkanal 13 mit der Ringnut 10 und somit
der Förderleitung
der Pumpe in Verbindung. In einem derartigen Betriebszustand, in
dem der Verbraucherkanal 13, 17 die Zulaufleitung
des Verbrauchers bildet, wird das Sperrventil 7 durch den an
der Steuerfläche 25 anstehenden
Förderdruck
der Pumpe in die Durchflußstellung
beaufschlagt, sobald die an der Steuerfläche 25 anstehende
aus dem Förderdruck
der Pumpe resultierende Kraft die im Steuerdruckraum 28 anstehende
aus dem Verbraucherdruck und der Feder 27 resultierende
Kraft übersteigt.
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Bei
einer Auslenkung des Steuerschiebers nach in der Figur links gelangt über die
Einschnürstelle 14 der
Verbraucherkanal 13 mit der Ringnut 12 und somit
dem Behälter
in Verbindung. In einem derartigen Betriebszustand, in dem der Verbraucherkanal 13, 17 die
Ablaufleitung des Verbrauchers bildet, wird durch die Schaltfläche 47 des
Steuerschiebers 2 das Ventilelement 32 des Vorsteuerventils 31 mittels des
Betätigungsstößels 45 vom
Ventilsitz 36 abgehoben und somit das Vorsteuerventil 31 in
die Öffnungsstellung
aufgesteuert, in der der Steuerdruckraum 28 des Sperrventils 7 über die
Verbindungsbohrung 41, die Steuerdruckleitung 39,
die Bohrung 33, die Querbohrung 43, die Steuerdruckleitung 44 mit
dem Bereich der Gehäusebohrung 3 in
Verbindung steht, die über
die Einschnürstelle 14 an
die Ringnut 12 angeschlossen ist. Der Steuerdruckraum 28 steht
somit mit dem Behälter
in Verbindung und ist entlastet. Der Ventilkörper 24 des Sperrventils 7 kann
somit durch den an der Steuerfläche 26 anstehenden
Verbraucherdruck in die Öffnungsstellung
beaufschlagt werden, wodurch Druckmittel vom Verbraucheranschluß A über den
Verbraucherkanal 17, das geöffnete Sperrventil 7,
den Verbraucherkanal 13 und das Wegeventil 2 zum
Behälter
abströmen
kann.
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Die
Funktion der als Druckbegrenzungs-Nachsaugeventils ausgebildeten
Sicherungseinrichtung 8 ist unabhängig von der Funktion des Sperrventils 7 und
der Stellung des Wegeventils 1.
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Durch
die Verbindung des Steuerdruckraums 72 des Ventilkörpers 55 über die
in dem Ventilkörper 55 ausgebildete
Längsbohrung 74,
die im Ventilgehäuse 57 ausgebildete
Längsbohrung 56 und
den Verbindungskanal 61 sowie den in der Hülse 20 ausgebildeten
Umgehungskanal 62 mit dem Verbraucheranschluß A steht
im Steuerdruckraum 72 der Verbraucherdruck an, wodurch
im normalen Betrieb der Ventilkörper 55 der
Sicherungseinrichtung 8 in die Sperrstellung beaufschlagt
ist.
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Falls
am Verbraucheranschluß A
ein den an der Feder 79 des Vorsteuerventils 75 eingestellten, maximal
zulässigen
Arbeitsdruck übersteigender Verbraucherdruck
ansteht, steht dieser Verbraucherdruck über den Umgehungskanal 62,
den Verbindungskanal 61, die Längsbohrung 56 und
die Bohrung 74 im Steuerdruckraum 72 an. Sobald
der Verbraucherdruck den Ventilkörper 76 des
Vorsteuerventils 75 entgegen der Kraft der Feder 79 in
die Öffnungsstellung
beaufschlagt, wird der Steuerdruckraum 72 über die
Querbohrung 80 zum Behälter
entlastet. Der Ventilkörper 55 der
Sicherungseinrichtung 8 wird somit durch den an der Steuerfläche 70 anstehenden
Verbraucherdruck in die Öffnungsstellung beaufschlagt,
wodurch eine Verbindung des Verbraucheranschlusses A über den
Umgehungskanal 62, den Verbindungskanal 61, die
Längsbohrung 56 zur Querbohrung 65 und
somit zum Behälterkanal 67 freigegeben
wird. Die Sicherungseinrichtung 6 weist somit die Funktion
eines Druckbegrenzungsventils auf.
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In
einem Betriebszustand, in dem am Verbraucheranschluß A ein
Füllungsmangel
auftritt, beispielsweise infolge einer ziehenden Last, bricht der Druck
am Verbraucheranschluß A
und somit ebenfalls im Steuerdruckraum 72 der Sicherungseinrichtung 8 zusammen.
Durch den an der Steuerfläche 71 anstehenden
Behälterdruck,
wobei der Behälter
unter einer Vorspannung steht, kann der Ventilkörper 55 in die Öffnungsstellung
beaufschlagt werden, wodurch von dem Behälterkanal 67 über die
Querbohrung 65, die Längsbohrung 56,
den Verbindungskanal 61 und den Umgehungskanal 62 Druckmittel
zum Verbraucheranschluß A
strömen
kann. Die Sicherungseinrichtung 6 weist somit weiterhin
die Funktion eines Nachsaugeventils auf, das einen Füllungsmangel
und somit Kavitation am Verbraucher vermeidet.
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Die
Absicherung des Verbrauchers mittels der Sicherungseinrichtung 8 gegen Überdruck
und Füllungsmangel
mittels der Sicherungseinrichtung 8 ist hierbei bei geschlossenem
Sperrventil 7 möglich.
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In
der 2 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung
gezeigt.
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Die
in der 2 dargestellte Ventileinrichtung 6 unterscheidet
sich von der in der 1 dargestellten Ventileinrichtung 6 lediglich
hinsichtlich der Anordnung des Vorsteuerventils 31.
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Im
Gegensatz zur 1 ist bei der Ventileinrichtung 6 gemäß der 2 die
Bohrung 5 und somit die Ventilachse V der Ventileinrichtung 6 senkrecht zur
Ventilachse W des Wegeventils 1 angeordnet. Die Gehäusebohrung 5 ist
hierbei im Bereich der Ringnut 11 an die Gehäusebohrung 3 angeschlossen.
Das Vorsteuerventil 31 ist hierbei an dem Ventilkörper 24 des
Sperrventils 15 angeordnet, beispielsweise einstückig befestigt
oder angeformt, wobei die Bohrung 33 des Ventilgehäuses 35 mit
der Bohrung 29 des Ventilkörpers 24 in Verbindung
steht. Im Steuerdruckraum 28 des Ventilkörpers 24 ist
hierbei eine mit einer Drosseleinrichtung versehene Platte 85 angeordnet,
an der an gegenüberliegenden
Seiten die Federn 27 und 38 anliegen. Der Ventilkörper 32 des Vorsteuerventils 31 ist
im Ventilkörper 24 des
Sperrventils 7 angeordnet. Bei einer Auslenkung des Steuerschiebers 2 nach
in der Figur links wird somit durch die Schaltfläche 47 und den Betätigungsstößel 45 der Ventilkörper 32 in
die Öffnungsstellung
beaufschlagt, wodurch der Steuerdruckraum 28 über die
Drosseleinrichtung der Platte 85, die Längsbohrung 33 sowie die
Querbohrung 43 des Vorsteuerventils 31 und die Gehäusebohrung 5 mit
der Gehäusebohrung 3 im Bereich
der Einschnürstelle 14 in
Verbindung steht, die in dieser Schaltstellung des Steuerschiebers 2 die Verbindung
zu der mit dem Behälter
in Verbindung stehenden Ringnut 12 freigibt.
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Durch
die Anordnung des Vorsteuerventils 31 am Ventilkörper 24 des
Sperrventils 7 kann auf eine separate Ventilachse und somit
eine separate Gehäusebohrung
im Gehäuse 4 für das Vorsteuerventil 31 verzichtet
werden. Zudem ist keine Steuerdruckleitung 39 und Steuerdruckleitung 44 im
Gehäuse 4 erforderlich.
Das Wegeventil 1 kann somit auf einfache Weise bei geringen
Herstellkosten mit einer eine Sicherungseinrichtung 8 zur
Absicherung des Verbrauchers und ein Sperrventil 7 zur
leckölfreien
Absperrung des Verbrauchers umfassenden Ventileinrichtung 6 versehen
werden.
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In
den 1 und 2 ist jeweils lediglich die
linke Hälfte
eines Gehäuses 4 eines
Wegeventils 1 gezeigt. Die nicht mehr gezeigt rechte Hälfte eines Gehäuses weist
jedoch einen symmetrischen Aufbau auf, wodurch ersichtlich ist,
daß das
Wegeventil 1 ebenfalls zur Steuerung eines doppeltwirkenden
Verbrauchers verwendet werden kann, wobei in beiden Verbraucherkanälen jeweils
eine Ventileinrichtung 6 angeordnet werden kann.
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In
der 3 ist eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung 6 gezeigt.
Das Wegeventil 1 ist hierbei zur Steuerung eines doppeltwirkenden
Verbrauchers ausgebildet, wobei in beiden Verbraucherkanälen 13a, 17a bzw. 13b, 17b jeweils
eine Ventileinrichtung 6a, 6b angeordnet ist,
die ein mittels eines Vorsteuerventils 31a, 31b aufsteuerbares
Sperrventil 7a, 7b und eine Sicherungseinrichtung 8a, 8b aufweist.
Der Aufbau des Wegeventils 1, der Ventileinrichtung 6a, 6b entspricht dem
in der 1 gezeigten Aufbau.
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Im
Gegensatz zu der in der 1 dargestellten Ventileinrichtung 6a, 6b ist
das Vorsteuerventil 31a bzw. 31b gemäß der 3 hydraulisch
aufsteuerbar.
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Hierzu
ist jedem Vorsteuerventil 31a, 31b eine hydraulisch
ansteuerbare Betätigungseinrichtung 90a, 90b zugeordnet,
die mit dem Betätigungsstößel 45a, 45b in
Wirkverbindung steht. Die Betätigungseinrichtung 90a, 90b weist
beispielsweise eine in einem Gehäuse 91a, 91b angeordnetes
Betätigungselement 92a, 92b,
beispielsweise eine Kugel, auf, das mit dem Betätigungsstößel 45a, 45b in
Wirkverbindung bringbar ist. Zwischen dem Betätigungselement 92a, 92b und
dem Gehäuse 91a, 91b ist
jeweils ein erster Steuerdruckraum 93a, 93b und
ein zweiter Steuerdruckraum 94a, 94b ausgebildet.
An den Steuerdruckraum 93a ist eine Steuerdruckleitung 95 angeschlossen.
Der Steuerdruckraum 94b steht mit einer Steuerdruckleitung 96 in
Verbindung. Eine Steuerdruckleitung 97 ist zum Steuerdruckraum 93b und
eine weitere Steuerdruckleitung 98 zum Steuerdruckraum 94a geführt.
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Die
Vorsteuerventile 31a, 31b sind mittels des Steuerdrucks
des Wegeventils 1 aufsteuerbar. Hierzu sind die Steuerdruckleitungen 95, 96 an
eine Steuerdruckleitung 99a angeschlossen, wobei bei in der
Steuerdruckleitung 99a anstehendem Steuerdruck das Wegeventil 1 in
Richtung der in der 3 links dargestellten Schaltstellung
beaufschlagt wird, in der die Förderleitung
der Pumpe an den Verbraucherkanal 13a und der Behälterkanal
an den Verbraucherkanal 13b angeschlossen ist. In dieser Schaltstellung
bildet somit der Verbraucherkanal 13a die Zulaufseite und
der Verbraucherkanal 13b die Ablaufseite des Verbrauchers.
Entsprechend stehen die Steuerdruckleitungen 97, 98 mit
einer Steuerdruckleitung 99b in Verbindung, wobei bei in
der Steuerdruckleitung 99b anstehendem Steuerdruck das
Wegeventil 1 in Richtung der in der 3 rechts
dargestellten Schaltstellung beaufschlagt wird. In dieser Schaltstellung
steht der Verbraucherkanal 13b mit der Förderleitung
der Pumpe und der Verbraucherkanal 13a mit dem Behälterkanal
in Verbindung, wodurch der Verbraucherkanal 13b die Zulaufseite
und der Verbraucherkanal 13a die Ablaufseite des Verbrauchers
bildet.
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Bei
in dem zweiten Steuerdruckraum 94a, 94b anstehendem
Steuerdruck wird hierbei mittels des Betätigungselements 92a, 92b der
Betätigungsstößel 45a, 45b nach
in der 3 oben beaufschlagt, wodurch das Vorsteuerventil 31a, 31b in
die Öffnungsstellung
beaufschlagt wird, in der der Steuerdruckraum 28a, 28b des
Sperrventils 15a, 15b zum Behälter entlastet ist.
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Bei
in der Steuerdruckleitung 99a anstehendem Steuerdruck steht
somit der das Wegeventil 1 beaufschlagende Steuerdruck
ebenfalls in der Steuerdruckleitung 96 und der Steuerdruckleitung 95 an, wobei
durch den in der Steuerdruckleitung 96 und somit im Steuerdruckraum 94b anstehenden
Steuerdruck das Vorsteuerventil 31b in die Öffnungsstellung beaufschlagt,
wodurch der Steuerdruckraum 28b mittels der Steuerdruckleitung 39b an
den Verbraucherkanals 13b angeschlossen ist, der über das
Wegeventil 1 mit dem Behälter in Verbindung steht. Die Steuerdruckleitung 99b und
somit der Steuerdruckraum 94a ist hierbei entlastet. Das
in dem ablaufseitigen Verbraucherkanal 13b angeordnete
Sperrventil 7b kann somit auf einfache durch den Steuerdruck des
Wegeventils 2 gesteuert werden.
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Entsprechend
wird bei in der Steuerdruckleitung 99b anstehendem Steuerdruck
mittels der Steuerdruckleitung 98 das Vorsteuerventil 31a geöffnet, wodurch
der Steuerdruckraum 28a des Sperrventils 7a an
den Verbraucherkanal 13a angeschlossen ist, der in dieser
Schaltstellung des Wegeventils 1 zum Behälter entlastet
ist. Die Steuerdruckleitung 99a und somit der Steuerdruckraum 94b ist
hierbei entlastet. Das in dieser Schaltstellung des Wegeventils 1 in dem
ablaufseitigen Verbraucherkanal 13a angeordnete Sperrventil 15a kann
somit durch den Steuerdruck des Wegeventils 2 gesteuert
werden.