DE3115088A1

DE3115088A1 - Mehrabschnitts-steuerventilbank

Info

Publication number: DE3115088A1
Application number: DE19813115088
Authority: DE
Inventors: Arthur J. 44501 Youngstown Ohio Williams
Original assignee: Commercial Shearing Inc
Current assignee: Commercial Shearing Inc
Priority date: 1980-04-14
Filing date: 1981-04-14
Publication date: 1982-03-04
Also published as: US4352375A; CA1148835A; ZA812479B; AU543526B2; BR8102302A; GB2075642B; FR2480368A1; GB2075642A; FR2480368B1; AU6950881A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft druckkompensierte Steuerventile, und zwar im einzelnen eine Ventilbank, die einen druckkompensierten Steuerventilabschnitt und einen Einlaßabschnitt, der druckkompensierend ist, hat.

Steuerventile zur Verwendung in beweglicher Ausrüstung bzw. beweglichen Anlagen, wie in Löffelbaggern, Staplern, Hochhubwagen und dergleichen, sind an sich seit langem bekannt und in Gebrauch. Der Trend bei diesen Einrichtung ging über die Jahre hinweg zu konstant höheren Drücken, verbunden mit der Forderung einer glatten und stoßfreien Proportionalbemessungssteuerung über ein breites Band von Betriebsdrücken. Ein gleichzeitiger Betrieb von zwei oder mehr Motoren oder Zylindern von einer Pumpe her über eine Ventilbank ist eine weitere erwünschte Bemessungssteuerfunktion. Obwohl es einfach erscheint, den verfügbaren Pumpenausgang zwischen zwei oder mehr Motoren oder Zylindern aufzuteilen, ist das tatsächlich ziemlich schwierig und erfordert spezielle Fähigkeiten der Bedienungsperson, damit diese die Strömung in angemessener Weise aufteilt, und es erfordert weiterhin sehr genaue und enge Ventilspindeleinstellungen in der Nähe von 0,794 mm oder weniger, damit vermieden wird, daß die erwünschten Arbeitsbetätigungen zu viel oder zu wenige Volumen erhalten.

Gemäß der Erfindung wird eine einen Arbeitsabschnitt und einen Einlaßabschnitt aufweisende Steuerventilbank zur Verfügung gestellt, mit der diese Schwierigkeiten ausgeschaltet werden. Erfindungsgemäß wird ein neues Konzept bei SteuerventilbankanOrdnungen vorgeschlagen, worin die Pumpenströmung am Einlaß jeder Ventilbankanordnung gemessen bzw. bemessen wird und worin proportionale Strömungs- und Hubänderungen leicht möglich sind, und zwar bei geringen Änderungen aufgrund des Druckes. Wenn ein gleichzeitiger Betrieb von mehr als einem Steuerventilabschnitt

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erforderlich ist, ist der Betrieb einfach, weil die Proportionalbemessung das Eingabevolumen in jeden Arbeitskanal bei einer allgemein gleichförmigen Bewegung unabhängig von den Druckänderungen reguliert.

Gemäß der Erfindung wird eine Mehrabschnitts-Steuerventilbank zur Verfügung gestellt, die einen Arbeitsabschnitt und einen Einlaßabschnitt hat, welche betriebsmäßig so miteinander verbunden sind, daß eine glatte und stoßfreie Proportionalbemessungsteuerung über einen breiten Bereich von Betriebsdrücken und ein gleichzeitiger Bemessungsbetrieb von zwei oder mehr strömungsmittelbetätigten Einrichtungen von einer einzigen Strömungsmitteldruckquelle her erzielt wird; der Steuerventilarbeitsabschnitt hat folgendes: einen Druckeinlaßkanal; eine Druckeinlaßkammer, die im Abstand von diesem Kanal angeordnet und mit demselben verbunden ist; eine erste und zweite Arbeitskammer, die Kanäle haben, welche mit einer strömungsmittelbetätigten Einrichtung verbindbar sind, und die im Abstand auf entgegengesetzten Seiten der Einlaßkammer angeordnet sind; eine erste und zweite Saug- bzw. Ausflußkammer, welche Kanäle auf entgegengesetzten Seiten der Arbeitskammer von der Einlaßkammer aus haben; ein Paar von Bemessungs- und Logikkammern, wobei eine Kammer dieses Paares auf jeder Seite der Einlaßkammer zwischen der Einlaß- und der Arbeitskammer vorgesehen ist; eine Bohrung, die sich durch alle diese Kammern erstreckt und dieselben miteinander verbindet; ein Ventilelement, das in der Bohrung von einer neutralen Position aus in eine erste und zweite Arbeitsposition zum wahlweisen Verbinden der Kammern und zum Herstellen einer Strömungsmittelverbindung zwischen denselben bewegbar ist, so daß dadurch in einer Arbeitsposition Strömungsmittel vom Einlaßkanal durch die beiden Bemessungsund Logikkamern zu einem der Arbeitskanäle fließt; wobei der Einlaßabschnitt folgendes aufweist: einen Einlaßkanal, der mit einer DruckströmungsmittelquelIe verbindbar ist; einen Auslaßkanal, der mit einem Ventilabschnitts-Einlaßkanal verbunden ist und in fortwährender Verbindung mit dem Einlaßkanal des Einlaß-

Abschnitts steht; einen Saug- bzw. Ausflußkanal; einen im Abstand vorgesehenen Nebenschlußkanal, der mit dem Saug- bzw. Ausflußkanal verbunden ist; einen Signalkanal zwischen dem Saug- bzw. Ausflußkanal und dem Nebenschlußkanal; eine Bohrung, die sich durch diese Kanäle in dem Einlaßabschnitt erstreckt und dieselben verbindet; ein Ventilteil, das in dieser Bohrung zwischen dem Signalkanal und dem Nebenschluß-kanal bewegbar ist und dahingehend wirkt, daß es die Strömungsmittelverbindung vom Einlaßkanal zum Auslaßkanal des Einlaßabschnitts steuert, und da.s in eine Nebenschlußposition bewegbar ist, in der es Strömungsmittel vom Einlaßkanal durch den Nebenschlußkanal zu dem Saug- bzw. Ausflußkanal nebenschließt; eine Vorspannungseinrichtung, die der Bewegung des Ventilteils in die Nebenschlußposition entgegenwirkt; eine Verbindung zwischen dem Auslaßkanal des Einlaßabschnitts und dem Einlaßkanal des Steuerventilabschnitts, durch die Strömungsmittel zwischen denselben abgegeben bzw. ausgetauscht wird; eine Logikeinrichtung, die den Signalkanal des Einlaßabschnitts und eine Logikkammer des Steuerventils verbindet, so daß dadurch der Druck in dem Signalkanal gemäß dem Unterschied zwischen dem Druck im Einlaßkanal des Einlaßabschnitts und dem Strömungsmitteldruck an bzw. in der Logikkammer zum Zwecke der Veränderung der Vorspannungseinrichtungs-Gegenbewegung des Einlaßabschnitts-Ventilteils verändert wird, wodurch die Strömung von Strömungsmittel von dem Einlaßkanal zum Auslaßkanal des Einlaßabschnitts verändert wird. Vorzugsweise weist der Einlaßabschnitt eine Kolbeneinrichtung bzw. einen Kolben in der Einlaßabschnittsbohrung auf, die bzw. der so positioniert ist, daß sie bzw. er eine beschränkte Bewegung ausführen kann; sowie eine Einrichtung, die von dem Signalkanal eine Verbindung durch den Kolben zu der Bohrung bildet, wodurch Druckänderungen in dem Signalkanal bewirken, daß sich der Kolben in der Bohrung bewegt, so daß die Vorspannungseinrichtung verändert wird. Die Vorspannungseinrichtung weist vorzugsweise eine elastische Einrichtung zwischen dem Kolben und dem Ventilteil in der Einlaßabschnitts-

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bohrung auf, welche dieselben normalerweise voneinander wegdrückt. Vorzugsweise ist wenigstens ein Paar von Verbrennungsbemessungs- und Logikkammern in dem Arbeitsabschnitt miteinander und mit dem Einlaßkanal durch eine Bohrung, die im Abstand von der Hauptbohrung vorgesehen und allgemein längs der Hauptbohrung angeordnet ist, verbunden. Ein kombiniertes druckkompensiertes Strömungssteuer- und Übergangsrückschlagventil ist vorzugsweise zwischen der Einlaßkammer und dem Einlaßkanal angeordnet. Dieses Ventil schließt die Verbindung van Einlaßkanal zur Einlaßkammer und zu den Bemessungs- und Logikkammern und stellt einen Nebenschluß von Strömungsmittel zum nächstfolgenden Ventil her oder teilt den Fluß des Strömungsmittels zwischen dem Einlaßkanal und dem nächstfolgenden Ventil, das im Einlaßkanal des Arbeitsabschnitts vorgesehen ist. Die Logikeinrichtung umfaßt oder ist vorzugsweise eine strömungsmittelbetätigte Ventileinrichtung im Arbeitsabschnitt, die zwei Steuereinlaßkanäle hat, von denen einer mit dem Auslaßkanal und der andere mit dem Logikkanal des Arbeitsabschnitts verbunden ist, sowie einen Steuersignalauslaßkanal, der mit dem Signalkanal des Einlaßabschnitts verbunden ist. Vorzugsweise ist ein herzförmiger Kanal von dem kombinierten Steuer- und Übergangsrückschlagventil zur Einlaßkammer vorgesehen. Es sei darauf hingewiesen, daß die obigen "Saug- bzw. Ausflußkanäle" bzw. die oben angegebenen "Saug- bzw. Ausflußkammern" auch als "Exhaust- bzw. Ausstoßkanäle" bzw. "Exhaust- bzw. Ausstoßkammern" bezeichnet werden können.

Nachdem vorstehend gewisse Vorteile und Merkmale der Erfindung dargelegt worden sind, seien diese Vorteile und Merkmale sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung anhand einiger in den Figuren 1 bis 8 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Steuerventilabschnitt gemäß der Erfindung;

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Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Figur 1;

Figur 3 einen teilweisen Schnitt längs der Linie III-III der Figur 1;

Figur 4 einen Längsschnitt durch einen Einlaßabschnitt gemäß der Erfindung;

Figur 5 einen guerverlaufenden Schnitt durch eine Bank von Steuerventilen gemäß der Erfindung, die einen Einlaßabschnitt nach der Erfindung und einen Auslaßabschnitt nach der Erfindung aufweist;

Figur 6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Steuerventilarbeitsabschnitts gemäß der Erfindung;

Figur 7 einen teilweisen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Logikrückschlaganordnung für den Steuerventilarbeitsabschnitt gemäß der Erfindung; und

Figur 8 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Steuerventilarbeitsabschnitts gemäß der Erfindung.

Es sei nun auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, in denen in Figur 1 ein Steuerventilarbeitsabschnitt gemäß der Erfindung dargestellt ist, der ein Gehäuse 10 mit einem Paar von Einlaßkanälen 11 hat, sowie mit einer Einlaßkammer 12, einem Paar von Meß- und Logikkamer 13 und 14 auf entgegengesetzten Seiten der Einlaßkammer, einem Paar von Arbeitskammern 17 und mit Arbeitskanälen 19 und 20 auf entgegengesetzten Seiten der Meß- und Logikkammern 13 und 14, und schließlich einem Paar von Auslaßkammern 21 und 22 auf entgegengesetzten Seiten der Arbeitskammern 17 und 18. Eine langgestreckte Bohrung 23 er-

streckt sich durch das Gehäuse, indem sie alle Kammern 12 bis· 14, 17, 18, 21 und 22 schneidet. Ein Ventilteil oder eine Ventilspindel 24 erstreckt sich durch die Bohrung 23 und an beiden Enden aus dem Gehäuse 10 heraus. Ein Ende 24a ist mit einem konventionellen Zentrierungsmechanismus 25 versehen. Das andere Ende 24b ist mit einer öse 26 für einen Handsteuerhebel (nicht gezeigt) von konventioneller Bauart versehen. Die Einlaßkanäle 11 bilden eine Verbindung mit einer ringförmigen Kammer 27, die mit einer Bohrung 2 8 in Verbindung steht, welche sich quer zu der Bohrung 23 und im Abstand von der Bohrung 23 erstreckt. Die Bohrung 28 ist mit einem kombinierten Übergangsrückschlag- und Ausgleichsventils chieber 29 versehen. Das kombinierte Rückschlag- und Ausgleichsventil 29 wird durch eine Feder 30 normalerweise in die geschlossene Position gedrückt. Die beiden Meßkammern 13 und 14 sind durch einen Axialkanal 31 verbunden, der sich durch einen Teil der Ventilspindel 24 erstreckt, und durch Querkanäle 32 und 33, die sich in das Innere der Ventilspindel erstrecken. Ein gegabelter herzförmiger Kanal 34 bis 35 erstreckt sich von der Einlaßkammer 12 zu einer ringförmigen Kammer 36, welche die Bohrung 28 im Abstand von der Kammer 27 schneidet und das Ventil 29 umgibt. Wie oben angedeutet, wird ein Ende 29a der Ventilspindel 29 mittels der Feder 30 gegen das Ende der Bohrung 28 gedrückt. Das andere Ende der Ventilspindel 29 ist hohl und hat eine Axialbohrung 29b, welche die Feder 30 trägt und zu einer Kammer 37 am Ende eines Kanals 38, der die Kammer 37 mit der Meß- und Logikkammer 13 verbindet, offen ist. Die Ventilspindel 29 ist mit einer äußeren ringförmigen Nut 39 zwischen ihren Enden versehen. Ein Kanal 40 erstreck sich durch den Körper der Ventilspindel 29 von der Nut 39 zum Ende 29a der Ventilspindel 29, so daß er eine konstante Verbindung zwischen der Bohrung 28 oberhalb der Ventilspindel 29 und dem herzförmigen Kanal 34-35 bildet. Die Ventilspindel 24 ist mit im Abstand voneinander vorgesehenen Querkanälen 41 und 42 versehen, welche einen Axialkanal 43 s chieiden, so daß sie die Meß- und Logikkammer 13 mit dem Auslaßkanal 21 verbinden, wenn die Ventilspindel

24 in der neutralen Position ist. In allen anderen Positionen wird die Verbindung durch die benachbarten Stege des Gehäuses unterbrochen. Die Logikkammer 13 ist mit einem strömungsmittelbetätigten Ventilkanal 44 verbunden, der an jedem Ende einen Ventilsitz 45 und 46 hat, sowie ein dazwischen bewegbares Rückschlagteil 47, wie beispielsweise eine Kugel, das bzw. die sich in Abhängigkeit von der Druckströmung bzw. vom Strömungsdurck von einem Sitz zum anderen bewegen kann. Ein zwischenliegender Auslaßkanal 48 stellt eine Verbindung mit einer Nebenschlußleitung 49 her, die mit einem entsprechenden Kanal 44 im nächsten benachbarten Ventil über einen entsprechenden Sitz 45 verbunden ist.

Außerdem ist ein Einlaßabschnitt vorgesehen, der ein Gehäuse 50 mit einem Einlaßkanal 51, welcher mit einer Auslaßkammer 52 verbunden ist, sowie mit einem Auslaßkanal 53, welcher mit der gleichen Auslaßkammer verbunden ist, aufweist. Eine Nebenschlußkammer 54 ist im Abstand von der Auslaßkammer 52 vorgesehen, und zwar zusammen mit einer Signalkammer 55, die auf der von der Auslaßkammer entgegengesetzten Seite der Nebenschlußkammer 54 vorgesehen ist. Ein Paar von Auslaßkammern 56 und 57 sind auf entgegengesetzten Seiten aller dieser Kammern angeordnet und durch einen Kanal 58 miteinander verbunden, der auch die Nebenschlußkammer 54 schneidet. Der Signalkanal 55 hat einen Signaldurchlaß 59, der eine Verbindung mit dem Kanal 49 des ArbeitsVentilabschnitts 10 bildet. Eine Bohrung 60 erstreckt sich in Längsrichtung des Gehäuses 50 durch alle Kammern 52, 54, 55, 56 und 57 und trägt bzw. enthält zwischen ihren Enden eine Ventilspindel 61, die Axialbohrungen 62 und 6 3 an ihren entgegengesetzten Enden und eine ringförmige Nut 64 zwischen ihren Enden hat. Ein Querkanal 62a durch die Wand der Ventilspindel 61 bildet eine Verbindung von der Auslaßkammer 53 in die Axialbohrung 62. Ein Kolben 65 ist im Ende der Bohrung 60 benachbart der Bohrung 63 bewegbar und trägt bzw. enthält eine Feder 67, die sich in die Bohrung 63 erstreckt sowie den Kolben 65 und

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die Ventilspindel 61 voneinandern wegdrückt. Die Bohrung 66 endet kurz vor dem Ende des Kolbens 65, so daß ein Kopf 65a bleibt, der eine öffnung 65b hat, die durch denselben hindurch in das Ende der Bohrung 60 geht. Der Kolben 65 hat eine Schulter 68, die dessen Bewegung nach der Signalkammer 55 hin beschränkt, so daß er nicht die Kammer 55 schließen kann. Die Ventilspindel 61 hat einen Querkanal 63a durch deren Wand in die Bohrung 63 hinein, die normalerweise durch die Wand der Bohrung 60 geschlossen ist, aber wenn die Ventilspindel 61 gegen die Kraft der Feder 65 bewegt wird, dann öffnet sich der Querkanal 63a in die Signalkammer 55.

Im Betrieb ist das Einlaßabschnittsgehäuse 50 mit einem oder mehreren Arbeitsabschnittsgehäusen 10 und einem Auslaßabschnitt 70, wie in Figur 5 gezeigt, zusammengebaut, In diesem zusammengebauten Zustand fluchtet der Auslaßkanal 5 3 des Einlaßabschnitts 50 mit dem Einlaßkanal 11 des ArbeitsabSchnitts 10, so daß in den Einlaßkanal 51 eintretendes Strömungsmittel durch die Kammer 52, durch den Auslaßkanal 53 in den Einlaßkanal 11, die Kammer 27 und den Kanal 40, wo es die Kombinationsausgleichs- und -rückschlagventi!spindel 29, bezogen auf die Ansicht der Figur 2, nach abwärts drückt, um das Strömungsmittel durch die Kanäle 34-35 in die Kammer 12 zu teilen, hindurchfließt und dann in den Einlaßkanal 11 des nächstfolgenden Ventils. Das Strömungsmittel in der Kammer 27 geht durch den Kanal 40 hindurch in die Kammer 28a, wo es das Ende des Ventils 29 unter Druck setzt, so daß es dieses gegen die Kraft der Feder 30 nach abwärts drückt. Wenn die Ventilspindel 24 in eine Arbeitsposition bewegt wird, beispielsweise in Figur 1 nach rechts, dann fließt Strömungsmittel in der Kammer 12 zunächst durch Meßschlitze 2 4d um die ringförmige Nut 24c herum in die Meß- und Logikkammer 14, um die ringförmige Nut 24e herum, durch Meßschlitze 24f in die Arbeitskammer 18, wo es durch den Kanal 20 zu dem angetriebenen Motor weitergeht. Gleichzeitig geht ein Teil durch die Kanäle 31, 32 und 33 in die Kammer 13 und durch den Kanal 38 in die Kammer 37, wo es auf das untere Ende der Ventilspindel 29 entgegengesetzt

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dem Einlaßdruck in der Kammer 28a einwirkt, sowie auf den Signalkanal 46, und von dort zum Signalkanal 55. Am anderen Ende der Ventilspindel 24 führen Meßschlitze 24g und eine Nut 24h Strömungsmittel von einem Motor (nicht gezeigt) zur Auslaßkammer 21 zurück, und zwar von der Arbeitskammer 19 und der Kammer 17 her. Gleichzeitig strömt Einlaßströmungsmittel durch den Ventilsitz 46, so daß es die Rückschlagkugel 47 nach links (bezogen auf die Ansichten der Figuren 3 und 5) gegen den Sitz drückt, und aus dem Kanal 49 zum Einlaß 59 und zur Signalkammer 55 des Einlaßabschnitts 50, wo es die Bohrungen 63 und 66 unter Druck setzt, und es fließt durch den Kanal 65b, so daß es den Kolben 65, bezogen auf die Ansicht der Figur 4, nach links drückt, so daß die Ventilspindel 61 in der in Figur 4 gezeigten Position gehalten wird, um einen Nebenschluß irgendwelchen Strömungsmittels durch die Kammer 54 zu verhindern.

Wenn die Ventilspindel 24 nach rechts bewegt wird, dann verbindet die Nut 24c die Kammer 12 mit der Kammer 14, so daß sich eine maximale Strömung ergibt, und die Nut 24e verbindet auch die Kammern 18 und 14, so daß eine maximale Strömung zum Arbeitskanal 20 ermöglicht wird. Die Länge und Abmessung der Meßnuten 2 4d steuern den Eingang zu jedem Arbeitskanal, indem sie veranlassen, daß die Strömungssteuerventilspindel 29 proportionale Strömungseingangsänderungen mit einem konstanten vorbestimmten Druckdifferential auf den Ventilspindelendkammern 28a und 37 ermöglicht. In der neutralen Position wird die Logikkammer 13 durch die Querkanäle 41 und 42 und den Axialkanal 43 nach dem Auslaß 21 zu abgelassen bzw. ventiliert. Die Ablaß- bzw. Ventilierungskanale sind so angeordnet, daß eine sehr kleine Bewegung der Ventilspindel nach rechts oder links den Kanal 41 oder 42 schließt und auf diese Weise das Ablassen bzw. Ventilieren der Logikkammer 13 zum Entleeeren der Kammer 21 beendet wird. Wenn die Ventilspindel 24 eines anderen Arbeitsabschnitts 10 in der Ventilbank betätigt wird, um einen anderen Motor zu spei-

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sen, der mit einem niedrigeren Druck arbeitet, dann schließt das kombinierte Druckausgleichs- und Rückschlagventil 29 des Ventils höheren Druckes und wirkt als ein Rückschlagventil, welches eine Rückströmung vom Arbeitskanal des Ventils, das mit höherem Druck arbeitet, verhindert. Kurz gesagt ist das Ventil 29 ein Rückschlagventil, das unter dem Druck der Feder 30 schließt, wenn der Druck in der Kammer größer als der Druck im Einlaßkanal 11 ist.

Wenn der Druck in der Meß- und Logikkammer 13 unter den Druck in der Kammer 12 abfällt, dann bewegt sich die kompensierte Strömungssteuerventilspindel 29, bezogen auf die Ansicht der Figur 1, nach abwärts, und zwar aufgrund des Druckes in der Kammer 28a, der die Ventilspindel gegen den verminderten Druck in der Kammer 37 nach abwärts drückt.

Entsprechend bewegt sich, wenn der Druck in der Meß- und Logikkammer 13 irgendeiner Ventilspindel unter den Druck in irgendeiner Ventilspindel in dem System abfällt, die Rückschlagkugel 47 dieses Ventils nach rechts, bezogen auf die Ansichten der Figuren 3 und 5, wodurch eine Strömung durch den Kanal 46, durch den Ausgangskanal 48 und den Kanal 49 zu der Signalkammer 55 des Eingangsabschnitts ermöglicht wird. Wenn der Druck im Logikkanal 32 aller Ventile in der Bank unter den Eingangsdruck abfällt, dann fällt der Druck in der Signalkammer 55 ab, und die Ventilspindel 61 bewegt sich, bezogen auf die Ansicht der Figur 4, nach rechts, so daß das Eingangsströmungsmittel von der Kammer 52 um die Nut 64 herum, durch die Bohrung 60 in die Nebenschlußkammer 54 und von da zur Auslaßkammer 57 nebengeschlossen wird.

In Figur 6 ist ein Ventilaufbau dargestellt, der identisch mit dem denjenigen der Figuren 1 bis 5 ist, jedoch mit Ausnahme eines kerngebohrten Kanals 75 im Körper des Steuerventils bzw. mit Ausnahme eines im Kern des Körpers des Steuerventils gebohr-

ten Kanals 75, welcher die Kammern 13¹ und 14' verbindet und anstelle des Axialkanals 31 und des Querkanals 32 bzw. anstelle der Kanäle 31 bis 33, die in der Ventilspindel 24 der Figur 1 vorhanden sind, vorgesehen ist. Alle entsprechenden Teile sind mit entsprechenden Bezugszeichen und zusätzlich einem Strich versehen. Die Betriebsweise dieser zweiten Ausführungsform ist genau die gleiche wie diejenige der ersten Aus führungsform nach den Figuren 1 bis 5, ausgenommen die Substitution des Kanals 75, wie oben beschrieben.

In Figur 7 ist eine zweite Ausführungsform einer Logikrückschlagventilanordnung dargestellt, in der Kanäle 76 und 77 die Stelle des Kanals 49 der Figur 3 vom Kanal 44" zum Einlaßkanal 45" des nächstens Ventils einnehmen. Alle anderen entsprechenden Teile haben das gleiche Bezugszeichen erhalten, jedoch mit einem doppelten Strich.

Schließlich ist in Figur 8 eine dritte Ausführungsform des Steuerventils 10'" veranschaulicht, worin diejenigen Teile, die gleichartigen Teilen in der Ausführungsform der Figur 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen und zusätzlich mit einem dreifachen Strich versehen sind. Dieser Aufbau unterscheidet sich von demjenigen der Figur 1 darin, daß die Kombinationsdruckkompensations-und-rückschlagventilspindel 29 und der Kanal 38 weggelassen sind und dafür ein Rückschlagventil 80 mit einer Vorspannungsfeder 81 anstelle der Feder 30 vorgesehen ist. Das Ventil der Figur 8 ist infolgedessen nicht individuell druckkompensiert, wie das die Ventile der Figuren 1 bis 6 sind.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Aus^-füh rungs formen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstands der Erfindung, wie er in den Ansprüchen enthalten ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, in vielfältiger Weise mit Erfolg abwandeln.

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Claims

KRAUS & WEISERT ^J11 °³

PATENTANWÄLTE

UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING, ANNEKÄTE WEISERT DIPL-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 ■ D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON Ο8Θ/7Θ 7O77-7Ö 7O 78 · TELEX O5-212156 kpatd

TELEGRAMM KRAUSPATENT

2889 JS/an

COMMERCIAL SHEARING, INC. Youngstown, Ohio 44501, USA

Mehrabschnitts-SteuerventiIbank

PATENTANSPRÜCHE \.) Mehrabschnitts-Steuerventilbank, gekenn

zeichnet durch einen Steuerventilarbeitsabschnitt (10) und einen Einlaßabschnitt (50), die betriebsmäßig so miteinander verbunden sind, daß eine glatte und stoßfreie proportionale Bemessungssteuerung über ein breites Band von Betriebsdrucken in gleichzeitigem Bemessungsbetrieb von zwei oder mehr strömungsmittelbetätigten Einrichtungen von einer einzigen Strömungsmittel druckguel Ie erzielt wird; wobei der Steuerventilarbeitsabschnitt (10) einen Strömungsmitteleinlaßkanal (11) hat, sowie eine im Abstand von diesem Kanal (11) vorgesehene Druckeinlaßkammer (12), eine Rückschlagventileinrichtung (29) zwischen dem Einlaßkanal (11) und der Einlaßkammer (12), eine mit dem Einlaßkanal (11) verbundene Einlaßkammer (12), einen ersten und zweiten Arbeitskanal (19,20), die mit einer strömungsmittelbetätigten Einrichtung verbindbar sind, eine erste und zweite Arbeitskammer (17,18), die mit den Kanälen (19,20) verbunden und im Abstand auf entgegengesetzten Seiten der Einlaßkammer

(12) angeordnet sind, eine erste und zweite Auslaßkammer (21,

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22) auf entgegengesetzten Seiten der Arbeitskainmern (17,18) von der Einlaßkammer (12) aus, ein Paar Meß- und Logikkammern (13, 14), von denen sich eine Kammer auf jeder Seite der Einlaßkammer (12) zwischen der Einlaßkammer (12) und den Arbeitskammern (17,18) befindet, eine Hauptbohrung (23), die sich durch alle diese Kammern (12-14,17,18,21,22) erstreckt und dieselben verbindet, und ein Ventilelement (24), das in der Bohrung (23) von einer neutralen Position aus in eine erste und zweite Arbeitsposition zum wahlweisen Verbinden der Kammern und zum Herstellen von Strömungsmittelverbindungen zwischen denselben bewegbar ist, so daß in einer Arbeitsposition Strömungsmittel von dem Einlaßkanal (11) durch die Meß- und Logikkammern (13,14) zu einem der Arbeitskanäle (17,18) fließt; wobei ferner der Einlaßabschnitt (50) einen mit einer Druckströmungsmittelquelle verbindbaren Einlaßkanal (51) hat, sowie einen Auslaßkanal (53) und eine Auslaßkammer (52), die mit dem Einlaßkanal (51) und mit einem Ventilabschnitts-Einlaßkanal (11) verbindbar sind, einen Auslaßkanal (57) , eine im Abstand vorgesehene und mit dem Auslaßkanal (57) verbundene Nebenschlußkammer (54), und eine Signalkammer (55) zwischen dem Auslaßkanal (57) und der Nebenschlußkammer (54), eine Bohrung (60), die sich durch diese Kammern (52,54-57) im Einlaßabschnitt (50) erstreckt und dieselben verbindet, ein in der Bohrung (60) zwischen der Signalkammer (55) und der Nebenschlußkammer (54) bewegbares Ventilteil (61), das dahingehend wirkt, daß es Steuerströmungsmittel steuert, welches eine Verbindung vom Einlaßkanal (51) zum Auslaßkanal (53) bildet, und welches Ventilteil (61) in· eine Nebenschlußposition bewegbar ist, in der es Strömungsmittel vom Einlaßkanal (51) durch die Nebenschlußkammer (54) zum Auslaßkanal (57) nebenschließt, sowie eine Vorspannungseinrichtung (67), die der Bewegung des Ventilteils (61) in die Nebenschlußposition entgegenwirkt, eine Verbindung zwischen dem Auslaßkanal (53) des Einlaßabschnitts (50) und dem Einlaßkanal (11) des Steuerventilabschnitts (10), die Strömungsmittel zwischen beiden abgibt bzw. übergehen läßt, eine Logikeinrichtung (44-47),

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welche die Signalkammer (55) des Einlaßabschnitts (50) und eine Meß- und Logikkamer (13) des Steuerventils (10) verbindet, so daß der Druck in der Signalkammer (55) gemäß dem Unterschied zwischen dem Druck im Einlaßkanal (51) des Einlaßabschnitts (50) und dem Strömungsmitteldruck in der Meß- und Logikkammer (13) zur Veränderung der Vorspannungseinrichtungs-Gegenbewegung des Ventilteils (61) des Einlaßabschnitts (50) verändert wird, so daß dadurch die Strömung von Strömungsmittel von dem Einlaßkanal (51) zum Auslaßkanal (53) des Einlaßabschnitts (50) mittels Nebenschluß von Strömungsmittel verändert wird.
2. Steuerventilbank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaßabschnitt (50) des Steuerventilbankabschnitts, welcher einen Arbeitsabschnitt (10) und einen Einlaßabschnitt (50) umfaßt, eine Kolbeneinrichtung (65) bzw. einen Kolben (65) in der Bohrung (60) aufweist, die bzw. der zur beschränkten Bewegung darin positioniert ist; sowie eine Einrichtung, welche eine Verbindung von der Signalkammer (54) durch den Kolben (65) zu der Bohrung(60) herstellt, so daß dadurch Druckänderungen in der Signalkammer (55) eine Bewegung des Kolbens (65) in der Bohrung (60) zur Veränderung der Vorspannungseinrichtung (67) bewirken.
3. Steuerventilbank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspannungseinrichtung (67) eine elastische Einrichtung zwischen dem Kolben (65) und dem Ventilteil (61) umfaßt oder ist, die beide normalerweise voneinander wegdrückt.
4. Steuerventilbank nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Meß- und Logikkammern (13,14;13*,14') im Arbeitsabschnitt (10;10') miteinander und mit einer Bohrung (31;75) verbunden sind, die von der Hauptbohrung (23) im Abstand angeordnet und allgemein parallel zur Hauptbohrung (23) ist.

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5. Steuerventilbank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meß- und Logikkammern (13,14) miteinander durch eine Axialbohrung (31) und diese schneidende Querkanäle (32,33) in dem Ventilelement (24) des Arbeitsabschnitts (10) verbunden sind.
6. Steuerventilbank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Meß- und Logikkamern (13',14·) mittels eines Kanals (75) in dem Körper des Steuerventilarbeitsabschnitts (10·) verbunden sind.
7. Steuerventilbank nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikeinrichtung (44-47) eine strömungsmittelbetätigte Ventileinrichtung in dem Arbeitsabschnitt (10) aufweist oder ist, die zwei Steuersignaleinlaßkanäle hat, von denen einer mit dem Auslaßkanal und der andere mit einem Logikkanal verbunden ist, sowie einen Steuersignalauslaßkanal (48,49) zwischen den Einlaßkanälen, der mit dem Signalkanal des Einlaßabschnitts (50) verbunden ist.
8. Steuerventilbank nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die strömungsmittelbetätigte Ventileinrichtung (44-47) ein Dreikanal-Hin-und-Herbewegungs-Ventil ist.
9. Steuerventilbank nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil

(29) durch den kombinierten Druck einer elastischen Einrichtung

(30) und Strömungsmitteldruck von den Logik- und Meßkammern (13,14) auf ein Ende in die geschlossene Position vorgespannt ist, sowie durch Strömungsmitteldruck vom Einlaßkanal (11) auf das andere Ende in die offene Position, so daß das Rückschlagventil (29) dadurch als kombiniertes Druckausgleichs- und Rückschlagventil arbeitet.
10. Steuerventilbank nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsabschnitt (10) eine Strö-

mungsmittelkammer (37) aufweist, welche die elastische Einrichtung (30) umgibt und mit dem einen Ende des Rückschlagventils (29) in Verbindung steht, sowie eine Kanaleinrichtung (38), welche diese Strömungsmittelkammer (37) mit den Meß- und Logikkammern (13,14) verbindet.
11. Steuerventilbank nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Logikeinrichtung (44-47) eine Strömungsmittelbetätigte Ventileinrichtung in dem Arbeitsabschnitt (10) aufweist oder ist, die zwei Steuersignaleinlaßkanäle hat, von denen einer mit dem Auslaßkanal und der andere mit einem Logikkanal verbunden ist, sowie einen Steuersignalauslaßkanal (48,49),zwischen den Einlaßkanälen, der mit dem Signalkanal des Einlaßabschnitts (50) verbunden ist.
12. Steuerventilbank nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilelement (24) im Arbeitsabschnitt (10) einen allgemein axialen Kanal (43) hat, der einen guerverlaufenden Kanal (42) oder mehrere guerverlaufende Kanäle (42), der bzw. die durch die Wand des Ventilelements (24) mit wenigstens einer Logik- und Meßkammer (13,14) in Verbindung steht bzw. stehen, und einen Auslaßkanal (21) in der neutralen Position verbindet.
13. Steuerventilbank nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilelement (24) im Arbeitsabschnitt (10) einen allgemein axialen Kanal (43) hat, der einen querverlaufenden Kanal (42) oder mehrere querverlaufende Kanäle (42), der bzw. die durch die Wand des Ventilelements (24) mit wenigstens einer Logik- und Meßkammer (13,14) in Verbindung steht bzw. stehen, und einen Auslaßkanal (21) in der neutralen Position verbindet.
14. Steuerventilbank nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilelement (24) im Ar-

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beitsabschnitt (10) einen allgemein axialen Kanal (43) hat, der einen querverlaufenden Kanal (42) oder mehrere querverlaufende Kanäle (42) , der bzw. die durch die Wand des Ventilelements (24) mit wenigstens einer Logik- und Meßkammer (13,14) in Verbindung steht bzw. stehen, und einen Auslaßkanal (21) in der neutralen Position verbindet.
15. Steuerventilbank nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilelement (24) im Arbeitsabschnitt (10) in der neutralen Position einen verminderten Durchmesser an bzw. in jeder der Meß- und Logikkammern (13,14) und der Arbeitskammern (16,17) hat, sowie Bemessungsschlitze (24d,24f,24g) von vorgewählter Länge, die sich auf bzw. in der Oberfläche desselben in jeder Richtung von jedem der Teile (24c,24e,24h) verminderten Durchmessers aus erstrecken.
16. Steuerventilbank nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilelement (24) im Arbeitsabschnitt (10) in der neutralen Position einen verminderten Durchmesser an bzw. in jeder der Meß- und Logikkamern (13,14) und der Arbeitskammern (16,17) hat, sowie Bemessungsschlitze (24d,24f,24g) von vorgewählter Länge, die sich auf bzw. in der Oberfläche desselben in jeder Richtung von jedem der Teile (24c,24e,24h) verminderten Durchmessers aus erstrecken.