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DE4396842C2 - Steuerventilbaueinheit mit elektromagnetischem Dosierungs-Druckreduzierventil - Google Patents

Steuerventilbaueinheit mit elektromagnetischem Dosierungs-Druckreduzierventil

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DE4396842C2
DE4396842C2 DE4396842A DE4396842A DE4396842C2 DE 4396842 C2 DE4396842 C2 DE 4396842C2 DE 4396842 A DE4396842 A DE 4396842A DE 4396842 A DE4396842 A DE 4396842A DE 4396842 C2 DE4396842 C2 DE 4396842C2
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Germany
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housing
reducing
opening
piston
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Keisuke Taka
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilbaueinheit mit den Merkmalen des Ober­ begriffs des Patentanspruchs 1.
Eine solche Ventilbaueinheit ist aus der DE 38 32 318 A1 bekannt. Bei der vorbekann­ ten Ventilbaueinheit ist an Stirnseiten eines Ventilgehäuses ein Stirnkörper bezie­ hungsweise gegenüber zu diesem ein weiterer Stirnkörper vorgesehen. In dem ersten Stirnkörper ist in einer Blindbohrung ein Ende eines Steuerschiebers angeordnet, wo­ bei zwischen einer Ringschulter an einem Ende des Steuerschiebers und dem Stirn­ körper eine Steuerkammer gebildet ist. Der erste Stirnkörper weist eine Seitenfläche auf, an der ein elektromagnetisch betätigtes Steuerventil angeflanscht ist. Dieses Vor­ steuerventil weist einen Ventilkörper mit einer Axialbohrung auf, in der ein Stellkolben verstellbar durch einen Elektromagneten gelagert ist. Weiterhin sind in dem Ventilkör­ per zwei Steuerbohrungen vorgesehen, die nach außen führen und in zwei Steueran­ schlüssen am Ventilkörper münden. Der erste Steueranschluss dient zum Anschließen einer Steuerdruckwelle und der andere Steueranschluss zum Anschließen eines Ent­ lastungsraums.
In der japanischen ungeprüften Gebrauchsmusterveröffentlichung JP 3- 30678 U ist eine Steuerventilbaueinheit offenbart, in der, wie in Fig. 1 gezeigt, in einem Ventilkörper 2, in welchem in einer Steuerkolbenbohrung 3 ein Steuerkolben 1 gleitend angeordnet ist, eine Druckreduzierventil-Aufnahmebohrung 3 ausgebildet ist. In dieser ist ein Druckreduzierventil 4 gleitend angeordnet. An der Stirnfläche des Ventilkörpers ist ein Magnetventil 5, das das Druckreduzierventil 4 antreibt, vorgesehen, wodurch ein elektromagnetisches Dosierungs-Druckreduzierventil 6 gebildet wird. Druckaufnahme­ kammern 8 sind an der linken beziehungsweise rechten Stirnseite des Steuerkolbens 1 vorgesehen.
In der japanischen ungeprüften Gebrauchsmusterveröffentlichung JP 64-29581 U ist eine Ventilbaueinheit beschrieben, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Druckreduzierventil 4 ist in einem Hauptkörper 7 gleitend angeordnet und ein Magnetventil 5 zum Antreiben des Druckreduzierventils 4 ist am Hauptkörper 7 angebracht, um ein elektromagneti­ sches Dosierungs-Druckreduzierventil 6 zu bilden. Der Hauptkörper 7 ist an einer Fe­ derkammerseite des Ventilkörpers 2 angebracht.
Im Falle der Ventilbaueinheit nach JP 3-30678 U ist es notwendig, im Ventilkörper 2 eine Fluidleitung 9 auszubilden, um zwischen der Aufnahmebohrung 3, einem Einlass­ anschluss 3a für den Vorsteuerdruck, einem Tankanschluss 3b sowie den Druckauf­ nahmekammern 8 und der Ausgangsseite eine Verbindung herzustellen. Dadurch ist die Struktur des Ventilkörpers 2 in bestimmter Weise ausgebildet und nicht wie übliche Ventilbaueinheiten beschaffen.
Bei der Ventilbaueinheit nach JP 64-29581 U sind zwei elektromagnetische Dosierungs- Druckreduzierventil 6 an einer Seite des Ventilkörpers 1 angebracht. Dadurch ist der Platzbedarf einer solchen Ventilbaueinheit relativ groß.
Die DE 24 33 920 A1 offenbart ein elektromagnetisches zumessendes Ventil zur Steuerung der Durchflussrichtung und Drosselung. Ein Steuerkolben ist drehbar in ei­ nem Kolbengehäuse gelagert, welches zwei Endgehäuse mit einer Bohrung für Endab­ schnitte des Steuerkolbens und einer Bohrung für Ventile zum Schließen eines Durch­ lasses der vorangehenden Bohrung aufweist, wenn Elektromagnete betätigt werden. Zum Verstellen des Steuerkolbens in axialer Richtung und zum Betätigen unterschied­ licher Betätigungselemente wird eine erste Öffnung für einen Vorsteuerdruck einge­ setzt, der entlang des Durchlasses zu einem Reduzienrentil und von dort entlang eines Kanals zu Druckkammern geführt wird. In einem Kanal ist ein weiteres Ventil angeord­ net, durch das die Zufuhr von Druckfluid zur Druckkammer gesteuert wird. Weiterhin ermöglichen die beiden Ventilkörper einen Durchtritt des Druckfluids, wenn die Elekt­ romagnete nicht betätigt sind. In einem solchen Fall wird das Druckfluid entlang der Kanäle zu Auslässen ohne Verschieben des Steuerkolbens geführt.
Die US 4 838 308 offenbart ein Vielzwecksteuerventil mit einem aufwendig aufgebau­ ten Ventilelement mit Kolben, Kolbenstange, Ventilkegelsegment, einem weiteren Ven­ tilkegelsegment, einem Ventilkegelkolben, einer Anzahl von Feder und dergleichen. Die beiden Vorsteuerventile werden nur zum Ablassen von Fluid aus der Druckausgleichs­ kammer und vom Absperrventil verwendet.
Die US 3 780 623 betrifft eine Ventileinheit zur Steuerung von zwei Zylindern. Es sind zwei Elektromagnetventile zur Bewegung eines Ventilkolbens in dem Gehäuse not­ wendig.
DE-Buch EBERTSHÄUSER, H., "Fluidtechnik von A bis Z", Vereinigte Fachverlage Krausskopf/Ingenieur-Digest, Mainz, 1989, S. 45 bis 46 zeigt allgemein einen Block­ aufbau ohne weitere Ausführungen zur Ventilkonstruktion oder dergleichen.
Ausgehend von der DE 38 32 318 A1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Aufbau einer Ventilbaueinheit mit elektromagnetisch vorgesteuertem Wegeventil zu vereinfachen und gleichzeitig leckdichter und vielseitiger einsetzbar zu gestalten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Im folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine bekannte Ventilbaueinheit mit einem elektromagnetischen Dosierungs-Druckreduzierventil;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere bekannte Ventilbaueinheit mit einem elektromagnetischen Dosierungs-Druckreduzierventil;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Ventil­ baueinheit gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 4 eine Seitenansicht von links nach Fig. 3;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V aus Fig. 4;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Mehrfachventilbaueinheit, und
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII aus Fig. 6.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, weist ein Ventilgehäuse 20 einer Ventilbaueinheit eine Kolbenbohrung 21 auf die in linker und rechter Stirnfläche 20a beziehungsweise 20b mündet. In der Kolbenbohrung 21 ist ein Steuerkolben 22 gleitend angeordnet. Durch Verschieben des Steuerkolbens 22 nach links und rechts strömt ein mit Druck beaufschlagtes Fluid, das von einer Pumpe 55 über einen Pumpanschluss 23 einge­ leitet wird, durch einen von ersten und zweiten Betätigungselementanschlüssen 24 beziehungsweise 25 aus und wird einem Betätigungselement 56 zugeführt. Ferner strömt ein rückkehrendes Fluid, das durch den jeweils anderen der ersten und zweiten Betätigungselementanschlüsse 25 beziehungsweise 24 strömt, vom Betätigungsele­ ment 56 über einen Tankanschluss 26 zu einem Tank 57.
An der linken und an der rechten Stirnfläche 20a beziehungsweise 20b des Ventilge­ häuses 20 sind Federgehäuse 27 angebracht. Jedes der Federgehäuse 27 ist einteilig aus einem Gehäusekörper 27a mit einer Bindbohrung 28 und einem Gehäuse 27b ei­ nes Reduzierventils 37 gebildet. Der Endabschnitt des Steuerkolbens 22 steht in die Blindbohrung 28 vor. Der Steuerkolben 22 wird mittels einer Feder 29 in der Mittelstel­ lung gehalten. Zwischen der Blindbohrung 28 und dem Ende des Steuerkolbens 22 ist eine Druckaufnahmekammer 30 definiert.
Im Gehäusekörper 27b des Federgehäuses 27 ist eine Kolbenbohrung 31 gebildet. In der Kolbenbohrung 31 ist ein Steuerkolben 32 für das Reduzierventil 37 angeordnet. Wie in den Fig. 3 und 5 gezeigt, ist der Steuerkolben 32 für das Reduzierventil mittels einer Feder 33 in Schließrichtung einer Einlassöffnung 34 und einer Auslassöff­ nung 35 vorbelastet und wird durch eine Schubstange 36a eines Magnetventils 36, das an der Stirnfläche des Gehäuses 27b angebracht ist, in Öffnungsrichtung geschoben. Auf diese Weise ist das elektromagnetische Reduzierventil 37 konstruiert.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Einlassöffnung 34 über einen Pumpeneingang 39 mit einer Pumpe 58 verbunden. Andererseits ist die Auslassöffnung 35, wie auf der linken Seite von Fig. 3 gezeigt, über einen Anschluss 41, der in einer in der Blindbohrung 28 angeordneten Buchse 40 ausgebildet ist, und einen Filter 42 mit der Druckaufnahme­ kammer 30 verbunden. Wenn andererseits kein Filter vorgesehen ist, steht die Aus­ lassöffnung 35 direkt mit der Druckaufnahmekammer 30 in Verbindung, wie auf der rechten Seite von Fig. 3 gezeigt ist. Ferner steht die Kolbenbohrung 31 für das Redu­ zierventil über einen Tankanschluss 43 mit dem Tank 57 in Verbindung.
Der Tankanschluss 43 für das Reduzierventil und der Pumpeneingang 39 münden in vordere beziehungsweise hintere Stirnseiten 20c beziehungsweise 20d des Ventilge­ häuses 20.
Wie oben angegeben, kann durch Ersetzen des Federgehäuses 27 durch ein Federge­ häuse mit nur einer Blindbohrung 28 eine gewöhnliche Ventilbaueinheit des Typs ge­ bildet werden, bei dem der Steuerkolben 22 durch das externe, mit Druck beauf­ schlagte Vorsteuerfluid verschoben wird. Außerdem kann eine Ventilbaueinheit des Typs gebildet werden, bei dem der Steuerkolben 22 manuell verschoben wird. Daher kann das Ventilgehäuse 20 in verschiedenen Arten von Ventilbaueinheiten verwendet werden. Andererseits ist das elektromagnetische Reduzienrentil 37 an der linken und an der rechten Stirnseite 20a beziehungsweise 20b angebracht und zwischen der vor­ deren und der hinteren Stirnseite 20c beziehungsweise 20d angeordnet, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wodurch der Aufbau kompakt ist. Daher kann die Installation des Hilfsventils erleichtert werden. Ferner, selbst wenn das Hilfsventil angebracht wird, kann der erfor­ derliche Installationsraum klein gehalten werden.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass, obwohl der Pumpeneingang 39 und der Tankanschluss 43 für das Reduzienrentil so ausgebildet sind, dass sie in den vorderen beziehungsweise hinteren Stirnseiten des Ventilgehäuses münden, es auch möglich ist, den Pumpeneingang 39 und den Tankanschluss 43 so auszubilden, dass sie entweder in nur eine der linken oder rechten Stirnseiten oder in die vordere beziehungs­ weise hintere Stirnseite münden, um zwischen dem Pumpeneingang 39 und dem Ein­ lassanschluss des Gehäuses eine Verbindung herzustellen und den Tankanschluss in die Kolbenbohrung des Gehäuses münden zu lassen.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Mehrfachventils, in dem mehrere Ventilbaueinhei­ ten B mit elektromagnetischen Reduzierventilen und mehrere gewöhnliche Ventilbau­ einheiten C gekoppelt sind. Das Ventilgehäuse 20 ist in jeder der Ventilbaueinheiten B und C gleich. Außerdem sind die Ventilbaueinheiten mittels eines langen Schraubbol­ zens 50 in Nebeneinanderanordnung befestigt, wobei die vorderen beziehungsweise hinteren Stirnseiten 20c und 20d zusammengefügt sind. Bei dieser Konstruktion stehen die Pumpeneingänge 39 und die Tankanschlüsse 43 durch sämtliche Ventilgehäuse 20 hindurch in Verbindung.
Dann wird an der unteren Stirnseite 20e des Ventilgehäuses 20 der Ventilbaueinheit C ein Block 51 angebracht. Der Block 51 weist eine Einlassöffnung 52 für das Reduzier­ ventil und eine Auslassöffnung 53 für das Reduzierventil auf, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Die Einlassöffnung 52 steht mit dem Pumpeneingang 39 in Verbindung, während die Auslassöffnung 53 mit dem Tankanschluss 43 in Verbindung steht.
Bei der Konstruktion wie oben angegeben kann in dem Mehrfachventil das mit Druck beaufschlagte Fluid für das Reduzierventil durch Anbringung eines Blocks 51 an die jeweiligen elektromagnetischen Reduzierventile B geliefert werden. Durch unterschied­ liche Orientierung der entsprechenden Anschlüsse des Blocks 51 kann außerdem die Orientierung der Verbindung zwischen der Quelle für mit Druck beaufschlagtes Fluid für das Reduzierventil und dem Tank beliebig geändert werden.
Es ist möglich, das Mehrfachventil durch Verbinden lediglich mehrerer Ventilbauein­ heiten B, die elektromagnetische Reduzierventile aufweisen, zu bilden.

Claims (10)

1. Ventilbaueinheit mit:
einem elektromagnetisch vorgesteuerten Wegeventil mit einem gleitfähig in einer Kol­ benbohrung (21) angeordneten Steuerkolben (22), welche Kolbenbohrung (21) zu einer Stirnseite (20a, b) eines Ventilgehäuses (20) offen ist;
einem Federgehäuse (27) mit einem Gehäusekörper (27a), welcher eine Blindbohrung (28) zur Aufnahme eines Endabschnitts des Steuerkolbens (22) aufweist, wobei eine Druckaufnahmekammer (30) zwischen der Innenwand der Blindbohrung (28) und dem Endabschnitt des Steuerkolbens (22) gebildet ist;
einem Gehäuse (27b) mit einer Kolbenbohrung (31) für ein Reduzierventil (37);
wobei das Reduzierventil (37) eine in der Kolbenbohrung (31) angeordneten Steuerkol­ ben (32) und einen Elektromagneten (36) zum Bewegen des Steuerkolbens (32) auf­ weist und das Reduzierventil (37) an einer Stirnseite des Gehäuses (27b) angebracht ist, und die Kolbenbohrung (31) eine Einlassöffnung (34) und eine Auslassöffnung (35) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gehäusekörper (27a) des Federgehäuses (27) und Gehäuse (27b) des Re­ duzierventils (37) aus einem Teil gebildet sind und Einlassöffnung (34) und Auslassöff­ nung (35) der Kolbenbohrung (31) entsprechend mit einer Pumpe (58) über einen Pum­ peneingang (39) im Ventilkörper (20) und mit der Druckaufnahmekammer (30) in Ver­ bindung stehen.
2. Ventilbaueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar aus linken und rechten Reduzierventilen (37) an den Stirnseiten (20a, b) des Gehäuses (27b) angebracht ist.
3. Ventilbaueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpeneingang (39) für das Reduzierventil (37) und eine Tanköffnung (43) für das Reduzierventil (37) zu einer vorderen und einer hinteren Stirnseite (20c, d) des Ventilgehäuses (20) geöffnet sind, wobei der Pumpeneingang (39) in Verbindung mit der Einlassöffnung (34) des Gehäuses (27b) steht und die Tanköffnung (43) zur Kol­ benbohrung (31) des Gehäuses (27b) geöffnet ist.
4. Ventilbaueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpeneingang (39) für das Reduzierventil (37) und eine Tanköffnung (43) für das Reduzierventil (37) zu seitlichen Stirnseiten (20a, b) des Ventilgehäuses (20) geöff­ net sind, wobei der Pumpeneingang (39) in Verbindung mit der Einlassöffnung (34) des Gehäuses (27b) steht und die Tanköffnung (43) zur Kolbenbohrung (31) des Gehäuses (27b) geöffnet ist.
5. Ventilbaueinheit nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpeneingang (29) für das Reduzierventil (37) und eine Tanköffnung (43) für das Reduzierventil (37) zu seitlichen Stirnseiten (20a, b) und zu hinteren und vorderen Stirnseite (20c, d) des Ventilgehäuses entsprechend geöffnet sind, wobei der Pumpen­ eingang (39) in Verbindung mit der Einlassöffnung (34) des Gehäuses (27b) steht und die Tanköffnung (43) zur Kolbenbohrung (31) im Gehäuse (27b) geöffnet ist.
6. Ventilbaueinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Ventilbaueinheiten (B) mit Reduzierventilen (37) zur Bildung ei­ ner Multiventilbaueinheit miteinander gekoppelt sind, wobei entsprechende Pumpeneingänge (39) und Tanköffnungen (43) der Vielzahl von Ventilbaueinheiten miteinander in Verbindung stehen.
7. Ventilbaueinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Block (51) mit einer Einlassöffnung (52) und einer Auslassöffnung (53) für das Reduzierventil (37) entsprechend mit einem der Pumpeneingänge (39) und einer der Tanköffnungen (43) der Reduzierventile (37) aus der Vielzahl der Ventilbaueinheiten (B) in Verbindung steht.
8. Ventilbaueinheit nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Ventilbaueinheiten (C) vorgesehen sind, wobei in einer solchen Ventilbaueinheit (C) ein Steuerkolben (22) gleitfähig in einer zu einer Stirnseite (20a, b) eines Ventilgehäuses (20) offenen Kolbenbohrung (31) angeordnet ist, ein Gehäuse­ körper (27a) eines Federgehäuses (27) mit einer Blindbohrung (28) und ein Gehäuse (27b) des Reduzierventils (37) aus einem Teil gebildet sind, welches Federgehäuse (27) an einer Stirnseite (20a, b) in einer solchen Weise angeordnet ist, dass Kolbenbohrung (31) und Blindbohrung (28) zueinander ausgerichtet sind und eine Druckaufnahme­ kammer (30) zwischen der Innenwand der Blindbohrung (28) und dem Endabschnitt des Steuerkolbens (22) gebildet ist.
9. Ventilbaueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeneingänge (39) und Tanköffnungen (43) der Vielzahl von Ventilbauein­ heiten (B) und Ventilbaueinheiten (C) miteinander in Verbindung stehen.
10. Ventilbaueinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Block (51) eine Einlassöffnung (52) und eine Auslassöffnung (53) aufweist, die entsprechend mit einem der Pumpeneingänge (39) und einer der Tanköffnungen (43) der Reduzierventile aus der Vielzahl von Ventilbaueinheiten (B) in Verbindung stehen.
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