DE3240038A1

DE3240038A1 - Hydraulikventil

Info

Publication number: DE3240038A1
Application number: DE19823240038
Authority: DE
Inventors: John D. 44501 Youngstown Ohio Petro
Original assignee: Commercial Shearing Inc
Current assignee: Commercial Shearing Inc
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-10-28
Publication date: 1983-12-15
Also published as: AU9199682A; FR2528518B1; JPH0210282B2; JPS58221079A; IT1164572B; US4519419A; AU551975B2; IT8347576A0; GB2121923A; CA1175730A; GB2121923B; BR8207440A; ZA827447B; FR2528518A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikventil, und zwar insbesondere einen Ventilaufbau, der eine Vorrangkompensations-, Paralleldruckkompensations- und Einlaßabsperrbzw, -kontrollfunktion sowie Kombinationen dieser Funktionen einfach dadurch erfüllen kann, daß durch diesen Ventilaufbau eine Strömung durch den Einlaßventilteil in dem Ventilkörper dieses Ventilaufbaus verändert wird.

Eine Strömungs- und/oder Druckkompensation in Hydraulikanlagen ist an sich seit langem bekannt. Jedoch sind die Ventile, die zur Erzielung -einer angejnessenen Kompensation notwendig sind, im allgemeinen kompliziert und sie erfordern generell hohle Ventilschieber bzw. spindeln, und außerdem erfordern sie allgemein unterschiedliche Ventilkonfigurationen in wenigstens einem der Gehäuse oder im Hauptventilschieber bzw. in der Hauptventilspindel, damit jede dieser Punktionen erzielt wird. Zum Beispiel sind typische kompensierte Ventile nach dem Stande der Technik in den US-Patentschriften 3 565 110, 3 707 und 3 782 404 von Hodgson beschrieben und dargestellt. Ähnliche kompensierte Ventile sind in der US-Patentschrift 2 671 466 von Conrad und in der britischen Patentschrift 256 786 von Rue beschrieben und dargestellt.

In jedem Falle ist sowohl das Ventil als auch das Gehäuse kompliziert, und beide erfordern eine komplizierte Ausbildung von Durchlässen, Kammern und Kanälen. Mit der Erfindung werden diese Schwierigkeiten überwunden, und es wird ermöglicht, einen Ventilschieber, insbesondere eine Ventilspindel, mit einem relativ einfachen Gehäuse zu verwenden, um eine Vorrangkompensations- und/oder eine Paralleldruckkompensations- und/oder eine Einlaßabsperr- bzw.

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-kontrollfunktion und/oder eine Vielfalt anderer Funktionen zu erzielen, wie nachstehend beschrieben ist.

Mit der Erfindung wird ein Ventil zur Verfügung gestellt, das folgendes umfaßt: einen langgestreckten Ventilkörper, der eine in Längsrichtung verlaufende Bohrung hat; einen, insbesondere als Ventilspindel ausgebildeten, Ventilschieber, der in dieser Bohrung in Längsrichtung derselben bewegbar ist; eine Strömungsmittel-Einlaßkammer in dem Ventilkörper; wenigstens eine Arbeitskammer in dem Ventilkörper; wenigstens eine Rückführ- bzw. Auslaßkammer in dem Ventilkörper; wobei diese Kammern alle die längsverlaufende Bohrung durchsetzen, und zwar in voneinander derart im Abstand befindlichen Positionen, daß in einer ersten Position des VentilSchiebers die Arbeitskammer und die Einlaßkammer miteinander verbunden sind, während die Rückführ- bzw. Auslaßkammer von diesen beiden Kammern abgeschlossen ist, und daß in einer zweiten Position des VentilSchiebers die Arbeitskammer und die Rückführ- bzw. Auslaßkammer miteinander verbunden sind, während die Einlaßkammer von diesen beiden Kammern abgeschlossen ist; einen querverlaufenden Durchgangsströmungskanal oder eine querverlaufende B,ohrung, der bzw. die die Einlaßkammer benachbart der längsverlaufenden Bohrung, jedoch im Abstand von letzterer durchsetzt und sich von einer Seite des Ventilkörpers zur anderen erstreckt; ein auf Druck ansprechendes Ventil in dem Durchgangskanal bzw. in der querverlaufenden Bohrung, das sich normalerweise durch die Einlaßkammer erstreckt; und ein Paar von sich radial nach einwärts erstreckenden Stegen in dem Durchgangskanal bzw. in der querverlaufenden Bohrung, und zwar je einer auf je einer Seite der Einlaßkammer, wobei diese Stege mit dem auf Druck ansprechenden Ventil in der Weise zusammenwirken, daß wahlweise eine Vörrangkompensations-, eine Paralielkompensations- und/oder eine Absperr- bzw. -kon-

trollfunktion erzielt wird.

Vorzugsweise wird mit der Erfindung ein Ventil zur Verfügung gestellt, das folgendes umfaßt: einen Ventilkörper, der eine Einlaßkammer hat, sowie ein Paar Arbeitskammern, von denen je eine auf je einer Seite der Einlaßkammer vorgesehen ist, und ein Paar Rückführ- bzw. Auslaßkammern, von denen je eine auf jeder Seite der Arbeitskammern bzw. auf je einer der beiden äußeren Seiten der Arbeitskammern vorgesehen ist; wobei alle diese Kammern eine in Längsrichtung verlaufende Bohrung in dem Ventilkörper durchsetzen; einen, vorzugsweise als Ventilspindel ausgebildeten Ventilschieber in der Bohrung, der in derselben in Längsrichtung aus einer neutralen Position, in welcher alle Kammern voneinander abgeschlossen sind, in eine erste Position bewegbar ist, in der eine Arbeitskammer und die Einlaßkammer miteinander verbunden sind, während die andere Arbeitskammer und die Rückführ- bzw. Auslaßkammer auf der entgegengesetzten Seite der Einlaßkammer miteinander verbunden sind, sowie in eine zweite Position, in welcher die andere Arbeitskammer und die Einlaßkammer miteinander verbunden sind, während die erwähnte eine Arbeitskammer in Verbindung mit der benachbarten Rückführ- bzw. Auslaßkammer ist; eine querverlaufende Durchgangsströmungskammer bzw. Bohrung, die sich von einer Seite des Ventilkörpers zur anderen erstreckt und die Einlaßkammer durchsetzt, jedoch von der längsverlaufenden Bohrung im Abstand; ein auf Druck ansprechendes Ventil, das axial in dem Durchgangskanal bzw. in der querverlaufenden Bohrung bewegbar ist und sich normalerweise durch die Einlaßkammer erstreckt; ein Paar von sich radial nach einwärts erstreckenden ringförmigen Stegen in dem Durchgangskanal bzw. in der querverlaufenden Bohrung, und zwar je einer auf jeder Seite der Einlaßkammer, wobei diese Stege mit dem auf Druck ansprechenden Ventil dahingehend zusammenwirken, daß wahl-

weise eine Prioritatskompensations-, eine Parallelkompensations- und/oder Ventilfunktionen erzielt werden; ein umlaufender Anschlagring auf dem Ventil, der sich gegen den Steg abstützt, welcher dem Einlaß des Durchgangskanals bzw. der querverlaufenden Bohrung am nächsten ist; eine Signalkanaleinrichtung, die eine Verbindung von dem Durchgangskanal bzw. der querverlaufenden Bohrung zu dem Bereich zwischen dem umlaufenden Ring und dem dem Einlaß des Durchgangskanals bzw. des querverlaufenden Kanals am nächsten gelegenen Steg bildet, und eine Signalkanaleinrichtung in dem Gehäuse, die eine Verbindung von dem Bereich, der. sich zwischen wenigstens einer Arbeitskammer und der benachbarten Rückführ- bzw. Auslaßkammer befindet und dem Bereich, der sich hinter dem umlaufenden^Ring entgegengesetzt dem Steg, welcher dem Eintrittsende des Durchgangskanals bzw. der querverlaufenden Bohrung am nächsten ist, befindet, bildet, so daß dadurch das auf Druck ansprechende Ventil in dem Durchgangskanal bzw. in der querverlaufenden Bohrung relativ zu bzw. verhältnismäßig entsprechend dem Druckabfall zwischen dem sekundären Parallelweg bzw. der querverlaufenden Bohrung und dem Arbeitskanal bzw. der Arbeitskammer positioniert wird.

Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Zwecke, Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger in den Fig. 1 bis 9 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein drei Positionen

aufweisendes, doppelt wirkendes, lastfühlendes Ventil gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen querverlaufenden Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, der insbesondere einen paral-

lelkompensierenden Ventilschieber zeigt;

Fig. 2A eine abgeänderte Ausführungsform der Ausbildung

nach Fig. 2;
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Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 einen querverlaufenden Schnitt, der demjenigen der Fig. 2 entspricht, jedoch von einer zweiten Ausführungsform, und zwar zeigt dieser Schnitt einen entsprechenden Ventilaufbau, in dem eine Vorrangform des KompensationsventilSchiebers vorgesehen ist;

Fig. 4A eine abgeänderte Ausführungsform der Ausbildung nach Fig. 4;

Fig. 5 ,einen querverlaufenden Schnitt, der demjenigen der Fig. 2 entspricht, jedoch von einer dritten Ausführungsform, und dieser Schnitt zeigt einen

entsprechenden Ventilaufbau mit einem Parallelkanal-Absperrventilschieber;

Fig. 5A eine abgeänderte Ausführungsform der Ausbildung nach Fig. 5, in welcher der Signalkanal , der den Durchgangskanal des Absperrventil-Schiebers mit der einen Seite des auf dem Absperrventil schieber befindlichen ringförmigen Vorsprungs verbindet und durch das Ventilgehäuse hindurch verläuft, durch einen Signalkanal ersetzt ist, der die erwähnte eine Seite des ringförmigen Vorsprungs auf dem Absperrventil— schieber direkt durch letzteren hindurch mit dem Durchgangskanal des AbsperrventilSchiebers verbindet;

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Fig. 5Β eine abgeänderte Ausführungsform der Ausbildung nach Fig. 5;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein drei Positionen . aufweisendes, doppelt wirkendes, in die neutrale Position verschobenes, lastfühlendes Ventil nach der Erfindung;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein vier Positionen aufweisendes, regeneratives, lastfühlendes Ven

til gemäß der Erfindung;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen vier Positionen aufweisenden, hohlen Ventilschieber, der unter Lastfühlung gleitet bzw. bei dessen Verschie

bung eine Lastfühlung erfolgt, gemäß der Erfindung; und

Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen vier Positionen aufweisenden, massiven Ventilschieber, der un

ter Lastfühlung gleitet bzw. bei dessen Verschieben eine Lastfühlung stattfindet, gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1, 6, 7, 8 und 9 zeigen Ausbildungen, mit denen je eine spezifische Art einer Ventilfunktion erzielt wird, wobei diese Ausbildungen die Fähigkeit.haben, einen Par-■ allelarbeitsabschnitt-Kompensatorventilschieber (Fig. 2 und 2A) aufzunehmen und mit demselben zu funktionieren; sowie die Fähigkeit, einen Vorrangarbeitsabschnitt-Kompensatorventilschieber (Fig. 4 und 4A) aufzunehmen und mit diesem zu funktionieren; und/oder die Fähigkeit, einen Parallelkanalabsperr- bzw. -kontrollventilschieber (Fig. 5, 5A uhd 5B) aufzunehmen und mit diesem zu funktionieren.

In den Figuren der Zeichnung ist ein Gehäuse 10 dargestellt, das einen langgestreckten Kanal oder eine langgestreckte Bohrung 11 und einen in Längsrichtung der Bohrung bewegbaren Ventilschieber 12, der insbesondere eine Ventilspindel sein kann, hat. Eine Einlaßkammer 13 durchschneidet bzw. -setzt die Bohrung 11 im mittleren Bereich zwischen deren Enden und liegt zwischen zwei Arbeitskammern 14 und 15, welche die Bohrung 11 ebenfalls durchschneiden bzw. -setzen und mit Arbeitskanälen 16 und 17 verbunden sind. Weiter durchschneiden bzw. -setzen Aüslaßkammern 18 und 19 die Bohrung 11 auf entgegengesetzten Seiten der Arbeitskammern 14 und 15. Ein Durchgangskanal oder eine Durchgangsbohrung 20 geht quer durch das Gehäuse 10 hindurch und durchschneidet bzw. setzt die Einlaßkammer 13 im Abstand oberhalb der Bohrung 11. Ein Paar von ringförmigen Stegen 21 und 22 erstreckt sich radial einwärts auf entgegengesetzten Seiten der Kammer 13 in den Kanal 20. Durch die Stege 21 und 22 ist ein Rückschlag- und induvidueller Kompensatorventilschieber 23 in der Bohrung 20 verschiebbar. Der Ventilschieber 23, der insbesondere eine Ventilspindel sein kann, hat einen radial äußeren Ring oder ringförmigen Steg 24, der in der Bohrung 20 auf deren Einlaßseite 25 verschiebbar ist und normalerweise mittels einer Feder 26, die durch einen Halter 27 an Ort und Stelle gehalten wird, gegen den Steg 21 gedrückt wird. Das entgegengesetzte Ende des VentilSchiebers 23 hat eine Nut 28, die nach der Bohrung 20 hin an deren Ausstoß- oder Auslaßende 29 normalerweise offen und geeignet ist, wenn sie bezogen auf die Ansicht der Fig. 2 nach links bewegt wird, das Auslaßende 29 der Bohrung 20 mit der Einlaßkammer 13 zu verbinden. Ein erster Signalkanal 30, 31 und 32 verbindet das Auslaßende der Bohrung 20 am Steg 22 mit dem Einlaßende 25 der Bohrung zwischen dem Steg 21 und dem Ring 24. Ein zweiter Signalkanal 33 verbindet das Einlaßende 25 der Bohrung 20 benachbart dem

Haltering 27 und einem Bereich 24a auf der dem Steg 21 entgegengesetzten Seite des Rings 24 mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Signalkanal 34, der mit der Bohrung 11 an den Stegen 35 und 36 zwischen den beiden Arbeitskanälen 14 und 15 sowie mit den benachbarten Auslaßkanälen 18 und 19 durch Kanäle 37 und 38 verbunden ist. Die Bohrung 34 wird benachbarte jedem Ende durch zwei querverlaufende Signalkanäle 39 und 40 durchschnitten bzw. -setzt, wobei sich letztere durch das Gehäuse 10 von der einen Seite zur anderen erstrecken, so daß sie mit gleichartigen Kanälen in nächstbenachbarten Ventileinheiten verbunden werden. Ein Paar Rückschlagventile 41 und 42 ist so vorgesehen, daß je ein Rückschlagventil an jedem Ende der Bohrung 34- ist,wobei das eine Rückschlagventil 41 zwischen dem Kanal 37 und dem Kanal 39 und das andere Rückschlagventil 42 zwischen dem Kanal 38 und dem Kanal 40 vorgesehen ist. Außerdem ist ein Rückschlagventil 43 in der Bohrung 34 zwischen einem Kanal 33a und den Kanälen 37 und 38 vorgesehen.

Der Ventilschieber 12 ist mit einer mittigen Ausnehmung 45 versehen, die vorliegend ringförmig ist und sich in der neutralen Position vollständig innerhalb der Kammer 13 und einem kleinen Teil der Bohrung 11 auf jeder Seite befindet; weiter besitzt der Ventilschieber 12 ein Paar, vorliegend ringförmige, Ausnehmungen 46 und 47 auf entgegengesetzten Seiten der Ausnehmung 45, die in der neutralen Position vollständig innerhalb der Arbeitskammern 14 und 15 sind, sowie ein Paar von, vorliegend ringförmigen, Ausnehmungen 48 .und 49 auf entgegengesetzten Seiten der Ausnehmungen 46 und 47. Die Ausnehmungen 48 und 49 befinden sich in der neutralen Position innerhalb der Auslaßkammern 18 und 19 und erstrecken sich hierbei genügend weit über die Stege 35 und 36 in die Bohrung 11, so daß sie mit den Kanälen 37 und 38 und infolgedessen mit der Bohrung 34 ver-

bunden sind.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ventil weist den Ventilschieber 23 auf, der ein paralleler kompensierter bzw. ein parallelkompensierter lastfühlender Ventilschieber ist. Im Betrieb arbeitet das Ventil wie folgt: wenn sich der Ventilschieber 12 in der dargestellten neutralen Position befindet, tritt Strömungsmittel von einer Druckquelle (z.B. von einer nicht dargestellten Pumpe) in das Einlaßende 25 des Kanals 20 ein und strömt direkt durch das Ventil 23 und das Auslaßende 29 der Bohrung 20 zu einem nichtgezeigten nächstfolgenden Ventil hinaus. Wenn der Ventilschieber 12, bezogen auf die Ansicht der Fig. 1, nach rechts bewegt wird_, so daß die Ausnehmung 48 im Ventilschieber 12 die Arbeitskammer 14 und den Kanal 37 mit der Auslaßkammer 18 verbindet und eine Seite der Signallogik-Rückschlagventile 41 und 43 mittels des Kanals 37 mit dem Sammeltank verbunden bzw. durch Verbindung mit dem Sammeltank belüftet wird,dann verbindet die Ausnehmung 45 die Einlaßkammer 13 mit der Kammer 15 und dem Kanal 38, und durch den Kanal 38 gelangt Signaldruck von der Arbeitskammer 15 zu einer Seite der Signallogik-Rückschlagventile 42 und 43. Das dem Rückschlagventil 42 zugeführte Signal wird der Signalleitung 40 zugeführt. Dieses Signal wird dazu verwendet, den Hauptkompensator zu betätigen, der am Ventileinlaß oder an der nicht gezeigten Kolbenpumpe angeordnet ist. Das dem Rückschlagventil 43 zugeführte Signal wird dazu verwendet, den Arbeitsabschnittkompensator 23 zu betätigen. Das Signal am Rückschlagventil 43 wird der Bohrung 34 zugeführt. Die Bohrung 34 ist durchden Kanal 33 mit dem Bereich 24a verbunden, und infolgedessen wird der Bereich 24a mit dem Druck der Arbeitskammer 15 unter Druck gesetzt, wohingegen der Bereich, der mittels des Signalkanals 30, 31 und 32 bedient bzw. versorgt wird, durch den Pumpendruck in der Bohrung 20 vor der Auslaßhülse 29a, welcher die Kraft

der Feder 26 überwindet und das Ventil 23, bezogen auf Fig. 2 nach links bewegt und die Bohrung 20 durch die Ausnehmung 28 mit der Einlaßkammer 13 verbindet, unter Druck gesetzt wird. Dadurch wiederum wird Druckströmungsmittel zur Arbeitskammer 14 zugeführt. In einer Druckanlage mit einem maximalen Druck von 1587,57 kg bzw. aufgerundet von etwa 1600 kg, beginnt sich das Ventil 23 bei einem Steuerdruck von 13,61 kg bzw. aufgerundet von ungefähr 14 kg zu verschieben, und es ist bei einem Steuerdruck von ungefähr 113,40 kg bzw. abgerundet 113 kg in die volle Arbeitsposition verschoben. Ein Absinken im Steuerdruck spiegelt sich in einer Änderung der Position des kompensierten Ventils 23 wider.

In der Ausführungsform der Fig. 2A tritt ein gebohrter Kanal 23a in eine ringförmige Ausnehmung 23b in der Basis des Rings 24 ein, so daß er Druckströmungsmittel hinter dem Ring 24 abgibt.

In Fig. 4 ist das gleiche grundsätzliche Ventil veranschaulicht, wie es in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, und zwar mit gleichartigen identifizierenden Bezugszeichen, die zusätzlich mit einem Strich versehen sind, jedoch hat dieses Ventil eine Prioritätsform des VentilSchiebers 23', der anstelle des parallelen KompensatorventilSchiebers 23 bzw. anstelle des Parallelkompensator-Ventilschiebers 23 vorgesehen ist, und dieses Ventil hat weiterhin eine unterschiedliche Form der Auslaßhülse 29a¹. In dieser Form der Ventilanordnung besitzt der Ventilschieber 23" einen ringfÖrmigen Rand bzw. Kolbenmantel 60, der ein geschlossenes zylindrisches Stummelende bzw. kurzes Ende 61 einer Auslaßhülse 29a gleitend derart umgibt, daß er normalerweise das Auslaßende der querverlaufenden Bohrung 20' schließt. Der Kolbenmantel 60 ist mit Radialkanälen 62 versehen, die normalerweise partiell von dem Stummelende 61 bedeckt wer-

den, jedoch den Durchgang einer kleinen Menge an Druckströmungsmittel in die Bohrung 20' und die Ausnehmung 28'. dann zum Kanal 30', 31' und 32' ermöglichen, so daß dieses Druckströmungsmittel auf den ringförmigen Steg bzw. Ring 24' genau wie in Fig. 1 wirkt. Wenn der Druck in' der Bohrung 20' zunimmt, dann bewegt sich der Ventilschieber 23' nach links, und Strömungsmittel strömt durch die Ausnehmung 28' unter dem Steg 22' in die Einlaßkammer 13'. Wenn die Einlaßkammer 13' befriedigt bzw. mit dem Druckströmungsmittel gefüllt ist, bewegt sich der Ventilschieber 23 weiter nach links, bis die Radialkanäle 63 in den Seitenwänden des Stummelendes 61 freiliegen, woraufhin das Strömungsmittel durch diese Radialkanäle zum nächsten Ventil in der Reihe bzw. Leitung strömt. Das ergibt eine Ventilanordnung vom Kaskaden- oder Prioritätstyp.

In Fig. 5 ist ein Parallelkanal-Rückschlagventil in dem gleichen grundsätzlichen Ventil, wie es in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, gezeigt, und zwar mit gleichartigen identifizierenden Bezugszeichen, die jedoch mit einem doppelten Strich versehen sind, und dieses Ventil hat eine einfache Parallelrückschlagventilform des Ventilschiebers 23", der anstelle des ParallelkompensatorventilSchiebers 23 vorgesehen ist. In dieser Form der Ventilanordnung hat der Ventilschieber 23" keine Ausnehmung 28, wie es die Ausnehmung 28 in den Fig. 1 bis 3 ist, jedoch besitzt er eine Mehrzhal von Radialkanälen 70 in der gleichen Längsposition des Ventilschiebers, so daß der Kanal 30" nach dem Inneren des VentilSchiebers 23" durch die Kanäle 70 oder durch einen Kanal 71 hin offen ist. Unter Druck bewegt sich der Ventilschieber 23" nach links und ermöglicht den Fluß des Strömungsmittels vom Inneren des Ventil Schiebers 23" durch die Kanäle 70 in die Einlaßkammer 13". Wenn der Druck im Ventilschieber 23" abfällt, dann wird der Ventilschieber 23" nach rechts bewegt und schließt

die Einlaßkammer 13" von der Bohrung 20" ab.

Die Anordnung der Fig. 5A ist eine Abwandlung, die derjenigen der Fig. 2A ähnlich ist.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung, wie er in den Ansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, in vielfältiger Weise mit Erfolg ausführen und abwandeln.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Hydraulikventil, das kompensierte Kaskaden- oder Rückschlagfunktionen aufweisen kann. Das Hydraulikventil weist einen Ventilkörper auf, der eine Strömungsmitteleinlaßkammer hat, sowie eine Arbeitskammer, die so angeordnet ist, daß sie Strömungsmittel an einen Verbraucher von hydraulischem Strömungsmittel abgibt, eine Auslaßkammer, welche Strömungsmittel von dem Verbraucher des hydraulischen Strömungsmittels aufnimmt, und eine sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung, die diese Kammer durchschneidet bzw. -setzt. In der Bohrung ist ein, vorzugsweise spindelförmiger Ventilschieber derart angeordnet, daß sich die Arbeitskammer in einer Position in Verbindung mit der Einlaßkammer befindet und gegenüber der Auslaßkammer abgedichtet ist, während sich die Arbeitskammer in einer zweiten Position des VentilSchiebers in Verbindung mit der Auslaßkammer befindet und gegenüber der Einlaßkammer abgedichtet ist. Weiter besitzt das Hydraulikventil eine querverlaufende Bohrung in dem Ventilgehäuse, die sich in Verbindung mit der Einlaßkammer befindet und im Abstand von der in Längsrichtung verlaufenden Bohrung angeordnet ist, sowie einen hohlen,vorzugsweise spindelförmigen Ventil-

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schieber, der in der querverlaufenden Bohrung bewegbar ist, eine elastische Vorspannungseinrichturig, welche den hohlen Ventilschieber in eine Position drückt, in der er die Einlaßkammer von der querverlaufenden Bohrung abschließt, und einen äußeren ringförmigen Radialdruckbereich zwischen den Enden des hohlen Ventil Schiebers. Eine erste Signalkanaleinrichtung ist mit der Arbeitskammer und der Auslaßkammer in der zweiten Position verbunden, sowie mit einer Seite des erwähnten Radialdruckbereichs, wodurch der Druck der elastischen Vorspannungseinrichtung ergänzt wird. Eine zweite Signalkanaleinrichtung, die mit einer Stelle zwischen der querverlaufenden Bohrung und der entgegengesetzten Seite des Radialdruckbereichs verbunden ist., wirkt der elastischen Vorspannungseinrichtung und dem ergänzenden Druck entgegen. Außerdem ist eine Auslaßhülseneinrichtung im Ende der querverlaufenden Bohrung entgegengesetzt der elastischen Vorspannungseinrichtung vorgesehen.

Le ersehe

Claims

PATE NTA N WALTE

UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

DP. WALTER KRAUS DiPLOMCHEMIKER ■ DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 · TELEX O5-212156 kpatd

Telegramm krauspatent Case 3484 JS/BR

COMMERCIAL SHEARING, INC. Youngstown, Ohio 44501, USA

Hydraulikventil

PATENTANSPRÜCHE

Hydraulikventil mit einem Ventilkörper bzw. -gehäuse, der bzw. das eine Strömungsmittel-Einlaßkammer, eine Strömungsmittel an einen Hydraulikströmungsmittelverbraucher abgebende Arbeitskammer, eine Strömungsmittel von dem Hydraulikströmungsmittelverbraucher aufnehmende Auslaßkammer und eine längs verlaufende, die vorgenannten Kammern durchsetzende Bohrung aufweist sowie einen, insbesondere als Ventilspindel ausgebildeten, Ventilschieber in der Bohrung, der so angeordnet ist, daß sich in einer Position die Arbeitskammer in Verbindung mit der Einlaßkammer befindet und von der Auslaßkammer abgeschlossen ist, während sich in einer zweiten Position die Arbeitskammer in Verbindung mit der Auslaßkammer befindet und von der Einlaßkammer abgeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine querverlaufende Bohrung (20, 20', 20") in dem Ventilgehäuse (10, 10', 10"), die mit der Einlaß-

kammer (13, 13', 13") verbunden und im Abstand von der längsverlaufenden Bohrung (11) angeordnet ist; einen hohlen, insbesondere als Ventilspindel ausgebildeten Ventilschieber (23, 23', 23"), der in der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20") bewegbar bzw. verschiebbar angeordnet ist; eine elastische Vorspannungseinrichtung (26, 26', 26"), welche den hohlen Ventilschieber (23, 23', 23") in eine Position drückt, in der er die Einlaßkammer (13, 13', 13") von der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20") abschließt; einen ringförmigen äußeren Radialdruckbereich (24, 24', 24"), der zwischen den Enden des hohlen Ventilschiebers (23, 23', 23") vorgesehen ist; eine erste Signalkanaleinrichtung (33, 33', 33"), die in der erwähnten zweiten Position eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer (14, 15) und der Auslaßkammer (18, 19) einerseits und einer Seite (24a, 24a¹, 24a") des Radialdruckbereichs (24, 24', 24") andererseits bildet, so daß dadurch der Druck der elastischen Vorspannungseinrichtung (26, 26', 26") ergänzt wird; eine zweite Signalkanaleinrichtung (30, 31, 32; 23a, 23b; 30', 31', 32'; 23a', 23b¹; 30", 31", 32"; 23a", 23b"), die mit einer Stelle zwischen der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20") und der entgegengesetzten Seite des Radialdruckbereichs (24, 24', 24") verbunden ist, so daß sie der elastischen Vorspannungseinrichtung (26, 26', 26") und dem ergänzenden Druck entgegenwirkt; und eine Auslaßhülseneinrichtung (29a, 29a¹, 29a") im bzw. am Ende der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20") entgegengesetzt der elastischen Vorspannungseinrichtung (26, 26', 26").
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Signalkanaleinrichtung einen Kanal (23a, 23b; 23a¹, 23b'; 23a", 23b"; 28, 28'; 70, 71) in und/oder auf dem hohlen Ventilschieber (23, 23', 23") aufweist oder ein solcher Kanal ist.

BAD ORIGINAL
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der hohle Ventilschieber (23, 23', 23") ein parallelkompensierter Ventilschieber (23), ein Vorrangventilschieber (23*) oder ein Parallelabsperr- bzw. -kontrollventilschieber (23") ist. ·
4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der hohle Ventilschieber (23, 23', 23") einen ringförmigen äußeren Vorsprung (24, 24", 24") benachbart dem Einlaßende des Ventilschiebers (23, 23', 23'') hat, der zwei bzw. die beiden entgegengesetzten Radialdruckbereiche aufweist, von denen sich der .eine (24a, 24a¹, 24a") in Verbindung mit der ersten Signalkanaleinrichtung (33, 33', 33") befindet, während der andere in Verbindung mit der zweiten Signalkanaleinrichtung (30, 31, 32; 23a, 23b; 30', 31', 32'; 23a¹, 23b'; 30", 31", 32"; 23a", 23b") ist; wobei ferner ein Paar von im Abstand voneinander befindliche ringförmige Stege (21, 22; 21', 22'; 21", 22") in der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20") auf entgegengesetzten Seiten der Einlaßkammer (13, 13', 13") vorgesehen ist; wobei ferner die zweite Signalkanaleinrichtung (30, 31, 32; 23a, 23b; 30', 31·, 32'; 23a¹, 23b¹; 30", 31", 32"; 23a", 23b") eine Verbindung von dem dem ringförmigen Vorsprung (24, 24", 24") auf dem hohlen Ventilschieber (23, 23', 23") entfernten bzw. abgewandten Steg (22,· 22', 22") zu einer Stelle zwischen dem anderen Steg (21, 21', 21") und dem ringförmigen Vorsprung (24, 24', 24") auf dem Ventilschieber (23, 23', 23") bildet; und wobei außerdem eine Kanaleinrichtung (28, 28', 70) auf dem Ventilschieber (23, 23¹, 23") vorgesehen ist, welche Strömungsmittel von der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20") zu der zweiten Signalkanaleinrichtung (30, 31, 32; 23a, 23b; 30', 31', 32'; 23a', 23b¹; 30", 31", 32"; 23a", 23b") zuführt.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der hohle Ventilschieber (23) ein parallelkompensierter Ventilschieber ist, und daß die Kanaleinrichtung in dem Ventilschieber (23) eine äußere ringförmige Ausnehmung (28) benachbart dem von dem ringförmigen Vorsprung (24) entfernten bzw. abgewandten Ende ist, welche normalerweise die zweite Signalkanaleinrichtung bzw. den zweiten Signalkanal (30, 31, 32) und die querverlaufende Bohrung (20) verbindet und welche bei Bewegung bzw. Verschiebung nach der Einlaßkammer (13) hin sowohl mit der Einlaßkammer (13) als auch mit der zweiten Signalkanaleinrichtung bzw. mit dem zweiten Signalkanal (30, 31, 32) in Verbindung tritt.
6. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der hohle Ventilschieber (23*) ein Vorrangventilschieber ist, und daß die Kanaleinrichtung in dem Ventilschieber (23*) eine äußere ringförmige Ausnehmung (28¹) benachbart dem von dem ringförmigen Vorsprung (24¹) entfernten bzw. abgewandten Ende ist, welche normalerweise die zweite Signalkanaleinrichtung bzw. den zweiten Signalkanal (30¹, 31', 3.2') und die querverlaufende Bohrung (20) verbindet und bei Bewegung bzw. Verschiebung nach der Einlaßkammer (13¹) hin sowohl mit der Einlaßkammer (13* ) als auch mit der zweiten Signalkanaleinrichtung bzw. dem zweiten Signalkanal (30¹, 31', 32') in Verbindung tritt; wobei ein zylindrischer Rand (60) auf bzw. an dem Ventilschieber (23') vorgesehen ist, der sich von der Ausnehmung (2,8') nach der Auslaßhülseneinrichtung bzw. Auslaßhülse (29a¹) zu erstreckt, wobei sich ein geschlossenendiges kurzes zylindrisches Ende (61) auf der Auslaßhülse (29a¹) in den Rand (60) auf bzw. an dem Ventilschieber (23) hinein erstreckt und in gleitendem, abdichtendem Kontakt mit dem Rand (60) ist, und wobei ferner eine Mehrzahl von radialen Öffnungen (63)

in der Wand des geschlossenen Zylinders bzw. zylindrischen Endes (61) vorgesehen sind, die normalerweise mittels des Rands (60) verschlossen sind, und wobei außerdem eine Mehrzahl von radialen Öffnungen (62) in dem Rand (60) vorhanden sind, die normalerweise teilweise mittels des Zylinders bzw. zylindrischen Endes (61) geschlossen sind.
7. Ventil nach Anspruch 4, d a d u r c h gekennzeichnet , daß der hohle Ventilschieber (23") ein Parallelabsperr- bzw. -kontrollventilschieber ist, und daß die Kanaleinrichtung in dem Ventilschieber (23") mehrere Radialöffnungen (70) in der Seitenwand sind, welche normalerweise die zweite Signalkanaleinrichtung bzw. den zweiten Signalkanal (3JD", 31", 32") und die querverlaufende Bohrung (20") verbinden und welche bei Bewegung bzw. Verschiebung nach der Einlaßkammer (13") hin sowohl mit der Einlaßkammer (13") als auch mit der zweiten Signalkanaleinrichtung bzw. dem zweiten Signalkanal (30", 31", 32") in Verbindung treten.

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8. Hydraulikventil, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulikventil ein vorrangkompensiertes oder ein paralleldruckkompensiertes Hydraulikventil oder ein Einlaßabsperr- bzw. -kontrollhydraulikventil ist, das folgendes umfaßt: ein langgestrecktes Gehäuse (10, 10', 10"), das eine langgestreckte, längsverlaufende Bohrung (11), die sich in Längsrichtung des Gehäuses (10, 10', 10") erstreckt, hat; eine Strömungsmittel-Einlaßkammer (13, 13', 13") in dem Gehäuse (10, 10«, 10"), die die Bohrung (11) im mittleren Bereich von deren Länge durchsetzt; ein Paar Arbeitskammern (14, 15) in dem Gehäuse (10, 10', 10"), die im Abstand auf entgegengesetzten Seiten der Einlaßkammer (13, 13', 13") angeordnet sind und die Bohrung (11) durchsetzen; ein Paar Auslaßkammern (18,

19) in dem Gehäuse (10, 10', 10") auf den der Einlaßkammer (13, 13', 13") entgegengesetzten Seiten der Arbeitskammern (14, 15), welche die Bohrung (11) im Abstand von den Arbeitskammern (14, Ϊ5) durchsetzen; ein vorzugsweise als Ventilspindel ausgebildeter Ventilschieber (12, 12',.12"), der in der Bohrung (11) in deren Längsrichtung bewegbar bzw. verschiebbar ist und im Abstand voneinander vorgesehene Ausnehmungen (45 bis 49), derart hat, daß die Kammern (13, 13', 13", 14, 15, 18, 19) in einer neutralen Position alle voneinander abgetrennt sind und in einer Arbeitsposition, in welcher der Ventilschieber (12, 12', 12") nach rechts oder links aus der neutralen Position verschoben ist, eine Arbeitskammer (14 bzw. 15) mit der Einlaßkammer (13, 13', 13") und die entgegengesetzte Arbeitskammer (15 bzw. 14) mit der benachbarten Auslaßkammer (19 bzw. 18) verbunden ist; eine querverlaufende Durchgangsbohrung (20, 20', 20"), welche die Einlaßkammer (13, 13', 13") im Abstand von der längsverlaufenden Bohrung (11) durchsetzt und sich von der einen Seite des Gehäuses (10, 10", 10") zu dessen anderer Seite erstreckt; ein auf Druck ansprechender hohler, vorzugsweise als Ventilspindel ausgebildeter Ventilschieber (23, 23', 23"), der ein Einlaß- und Auslaßende in der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20") hat und sich normalerweise durch die Einlaßkammer (13, 13', 13") erstreckt; ein Paar von radialen Stegen (21, 22; 21', 22'; 21", 22") in der Bohrung (20, 20', 20") auf entgegengesetzten Seiten der Einlaßkammer (13, 13', 13"), welche dieselbe von der Bohrung (20, 20', 20") abschließen bzw. -dichten; einen radialen ringförmigen Vorsprung (24, 24', 24") auf dem Ventilschieber (23, 23', 23") benachbart dem Einlaßende; eine elastische Einrichtung bzw. eine elastische Vorspannungseinrichtung (26, 26', 26"), die den Ventilschieber (23, 23', 23") derart mit Druck beaufschlagt, daß er die Einlaßkammer (13, 13', 13") abschließt bzw. von der querverlaufenden Bohrung (20,

20', 20") abtrennt, wobei sich der ringförmige Vorsprung (24, 24', 24") auf einem der Stege (21, 21', 21") in der Bohrung (20, 20', 20") abstützt; eine erste Signalkanaleinrichtung (33, 33', 33"), die in einer der Arbeitspositionen des Ventilschiebers (12, 12', 12") eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer (14 bzw. 15) und der Auslaßkammer (18 bzw. 19) einerseits und einer Stelle der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20"), die sich auf der dem einen Steg (21, 21', 21") abgewandten Seite des ringförmigen Vorsprungs (24, 24', 24") befindet, andererseits bildet; eine zweite Signalkanaleinrichtung (30, 31, 32; 23a, 23b; 30', 32¹; 23a¹, 23b¹; 30", 31", 32"; 23a", 23b"), die eine Verbindung zwischen der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20") und einem Bereich, der, sich zwischen dem ringförmigen Vorsprung (24, 24', 24") und dem einen der Stege (21,.21', 21") in der Bohrung (20, 20', 20") befindet ,bildet; eine Auslaßhülseneinrichtung (29a, 29a', 29a") in dem Ende der querverlaufenden Bohrung (20, 20', 20") entgegengesetzt der elastischen Einrichtung bzw. der elastischen Vor-Spannungseinrichtung (26, 26', 26").
9.■ Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Singalkanaleinrichtung einen Kanal (23a, 23b; 23a¹, 23b¹; 23a", 23b"; 28, 28'; 70, 71) in und/oder auf dem hohlen Ventilschieber (23, 23', 23") aufweist oder ein solcher Kanal ist.
10. Ventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß der hohle. Ventilschieber (23) ein parallelkompensierter Ventilschieber ist, und daß die Kanaleinrichtung in dem Ventilschieber (23) eine äußere ringförmige Ausnehmung (28) benachbart dem von dem ringförmigen Vorsprung (24) entfernten bzw. abgewandten Ende ist, welche normalerweise die zweite Signalkanaleinrichtung bzw. den zweiten Signalkanal (30, 31, 32) und

die querverlaufende Bohrung (20) verbindet und welche bei Bewegung bzw. Verschiebung nach der Einlaßkammer (13) hin sowohl mit der Einlaßkammer (13) als auch mit der zweiten Signalkanaleinrichtung bzw. mit dem zweiten Signalkanal (30, 31, 32) in Verbindung tritt.
11. Ventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß der hohle Ventilschieber (23') ein Vorrangventilschieber ist, und daß die Kanaleinrichtung in dem Ventilschieber (23¹) eine äußere ringförmige Ausnehmung (28') benachbart dem von dem ringförmigen Vorsprung (24¹) entfernten bzw. abgewandten Ende ist, welche normalerweise die zweite Signalkanaleinrichtung bzw. den zweiten Signalkanal (30*, 31', 32") und die querverlaufende Bohrung (20) verbindet und bei Bewegung bzw. Verschiebung nach der Einlaßkammer (13') hin sowohl mit der Einlaßkammer (13") als auch mit der zweiten Signa lkana !einrichtung bzw. dem zweiten Signalkanal (30¹, 31', 32') in Verbindung tritt; wobei ein zylindrischer Rand (60) auf bzw. an dem Ventilschieber (23¹) vorgesehen ist, der sich von der Ausnehmung (28¹) nach der Auslaßhülseneinrichtung bzw. Auslaßhülse (29a¹) zu erstreckt, wobei sich ein geschlossenendiges kurzes zylindrisches Ende (61) auf der Auslaßhülse (29a¹) in den Rand (60) auf bzw. an dem Ventilschieber (23) hinein erstreckt und in gleitendem, abdichtendem Kontakt mit dem Rand (60) ist, und wobei ferner eine Mehrzahl von radialen Öffnungen (63) in der Wand des geschlossenen Zylinders bzw. zylindrischen Endes (61) vorgesehen sind, die normalerweise mittels des Rands (60) verschlossen sind, und wobei außerdem eine Mehrzahl von radialen Öffnungen (62) in dem Rand (60) vorhanden sind, die normalerweise teilweise mittels des Zylinders bzw. zylindrischen Endes (61) geschlossen sind.
12. Ventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch

gekennzeichnet , daß der hohle Ventilschieber (23") ein Parallelabsperr- bzw. -kontrollventilschieber ist, und daß die Kanaleinrichtung in dem Ventilschieber (23") mehrere Radialöffnungen (70) in der Seitenwand sind, welche normalerweise die zweite Signalkanaleinrichtung bzw. den zweiten Signalkanal (30", 31", 32") und die querverlaufende Bohrung (20") verbinden und welche bei Bewegung bzw. Verschiebung nach der Einlaßkammer (13") hin sowohl mit der Einlaßkammer (13") als auch mit der zweiten Signalkanaleinrichtung bzw. dem zweiten Signalkanal (30", 31", 32") in Verbindung treten.