EP0943057A1

EP0943057A1 - Wegeventil zur lastunabhängigen steuerung eines hydraulischen verbrauchers hinsichtlich richtung und geschwindigkeit

Info

Publication number: EP0943057A1
Application number: EP97953751A
Authority: EP
Inventors: Armin Stellwagen
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1997-12-06
Publication date: 1999-09-22
Anticipated expiration: 2017-12-06
Also published as: JP2001509235A; US6179393B1; ATE239174T1; EP0943057B1; DE19651967A1; WO1998026186A1; DE59709985D1

Description

Beschreibung Wegeventil zur lastunabhäncrigen Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers hinsichtlich Richtuna und Geschwindiakeit Die Erfindung geht aus von einem Wegeventil, das zur lastunab- hängigen Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers hinsicht- lich Richtung und Geschwindigkeit geeignet ist und das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

Ein solches Wegeventil ist aus der DE-OS 23 42 498 bekannt. Es weist einen Steuerschieber auf, der in einer Schiebebohrung ei- nes Ventilgehäuses axial verschiebbar ist und in einer Neutral- stellung zwei Verbraucherkammern an der Schieberbohrung zu ei- ner Zulaufkammer hin absperrt und in zwei Arbeitsstellungen zu beiden Seiten der Neutralstellung wahlweise eine der beiden Verbraucherkammern mit einer Zulaufkammer und die jeweils ande- re Verbraucherkammer mit einer Rücklaufkammer verbindet.

In zwei sich einander gegenüberliegenden Aufnahmeräumen, die von den entgegengesetzten Enden des Steuerschiebers in diesen ein- gebracht sind, ist jeweils ein Bremskolben angeordnet, der ei- nen Strömungspfad zwischen einer Verbraucherkammer und einer Rücklaufkammer jeweils nur so weit öffnet, dass der hydraulische Verbraucher nicht der ihm zufliessenden Fluidmenge vorauseilen kann, dass also kein Füllungsmangel im Vorlauf zwischen ihm und der anderen Verbraucherkammer entsteht. Dazu wird der Bremskol- ben im Sinne einer Verkleinerung des Öffnungsquerschnitts des Strömungspfades von einer Feder und im Sinne einer Vergrösserung des Öffnungsquerschnitts von dem Druck in der anderen Verbrau- cherkammer beaufschlagt.

Für die Druckbeaufschlagung besitzt der Steuerschieber eine Schieberlängsbohrung, die über eine Querbohrung mit der anderen Verbraucherkammer verbindbar ist und die in einen Druckraum zwischen dem Boden eines Aufnahme- raums und dem sich in diesem Aufnahmeraum befindlichen Brems- kolben mündet. Die Längsbohrung verläuft exzentrisch im Steuer-

schieber. Zur Druckbeaufschlagung des anderen Bremskolbens sind eine weitere exzentrisch im Steuerschieber verlaufende Schie- berlängsbohrung und eine weitere Querbohrung vorhanden.

Bei dem aus der DE-OS 23 42 498 bekannten Wegeventil laufen im Abstand zueinander zwei Zulaufkammern um die Schieberbohrung herum. Der Steuerschieber besitzt zwei axial voneinander beab- standete Ringnuten, von denen jede zur Verbindung jeweils einer der beiden Zulaufkammern mit einer Verbraucherkammer dient. In dem Kolbenbund zwischen den beiden Ringnuten besitzt der Steu- erschieber zwei weitere, schmalere Ringnuten, die durch einen schmalen Steg voneinander getrennt sind. Durch eine erste Quer- bohrung ist die eine Schieberlängsbohrung mit der einen schma- len Ringnut und über eine zweite Querbohrung die andere Schie- berlängsbohrung mit der anderen schmalen Ringnut verbunden.

In die Schieberbohrung mündet ein Lastmeldekanal, der in der Neu- tralstellung des Steuerschiebers durch den schmalen Steg zwi- schen den beiden schmalen Ringnuten abgedeckt ist. Je nachdem in welche Richtung der Steuerschieber aus der Neutralstellung bewegt wird, wird der Lastmeldekanal zur einen oder zur anderen Ringnut hin geöffnet und damit der in der jeweiligen Verbrau- cherkammer herrschende Lastdruck in den Lastmeldekanal gemel- det.

Während bei dem Wegeventil nach der DE-OS 23 42 498 zwei Zu- laufkammern vorhanden sind und ein Lastmeldekanal zwischen die- sen beiden Zulaufkammern in die Schieberbohrung mündet, ist aus einem Prospekt 9129 8557-02 (GB) der Firma Voac Hydraulics AB ein als K170LS bezeichnetes Wegeventil bekannt, bei dem in ei- ner Schieberbohrung eine Rücklaufkammer, eine Verbraucherkam- mer, eine einzige Zulaufkammer, wieder eine Verbraucherkammer und eine weitere Rücklaufkammer aufeinander folgen und ein Lastmeldekanal an einer Stelle seitlich, also von einer Ver- braucherkammer aus gesehen,

jenseits der benachbarten Rücklauf- kammer in die Schieberbohrung mündet. Mit einer solchen Anord- nung kann das Wegeventil in Achsrichtung des Steuerschiebers

kürzer als dasjenige aus der DE-OS 23 42 408 gestaltet werden.

Bei dem Wegeventil nach dem genannten Prospekt verläuft zen- trisch durch den Steuerschieber eine beidseits geschlossene Längsbohrung, von der drei Querbohrungen bzw. Querbohrungsster- ne auf die Aussenseite des Steuerschiebers führen. Ein erster Querbohrungsstern befindet sich in der Neutralstellung des Steuerschiebers in einem geringen Abstand zur einen Verbrau- cherkammer zwischen dieser und der Zulaufkammer. Der zweite Querbohrungsstern befindet sich im geringen Abstand zur anderen Verbraucherkammer zwischen dieser und der Zulaufkammer.

Eine dritte Querbohrung schliesslich mündet in eine Ringnut auf der Aussenseite des Steuerschiebers, die in der Neutralstellung des Steuerschiebers symmetrisch zur Mündung des Lastmeldekanals liegt und in jeder Stellung des Steuerschiebers die Schieber- längsbohrung mit dem Lastmeldekanal verbindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1, also ein We- geventil mit Bremskolben im Steuerschieber so weiterzuentwik- keln, dag es einfacher aufgebaut und in seiner Herstellung ver- billigt ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Wegeventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruch 1 erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass sich eine einzige Schieberlängsbohrung von dem einen Druck- raum am einen Bremskolben bis zum anderen Druckraum am anderen Bremskolben erstreckt und da$ sie bei einer Verschiebung des Steuerschiebers aus der Neutralstellung je nach Verschieberich- tung entweder mit der einen Verbraucherkammer oder mit der an- deren Verbraucherkammer verbindbar ist. Durch das Vorhandensein nur einer Schieberlängsbohrung, die zu beiden Druckräumen an beiden Bremskolben führt, ist der Steuerschieber vereinfacht und seine Herstellung verbilligt.

Der Erfindung liegt dabei die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass die Steuerung eines hy- draulischen Verbrauchers nicht beeinflusst wird, wenn ausser dem Bremskolben, der den Öffnungsquerschnitt des Strömungspfades

zwischen der einen Verbraucherkammer und einer Rücklaufkammer steuert und vom Druck in der anderen Verbraucherkammer beauf- schlagt wird, auch der andere Bremskolben dem Druck in der an- deren Verbraucherkammer ausgesetzt ist. Der andere Bremskolben wird zwar vom Boden der Aufnahmebohrung abgehoben, die andere Rücklaufkammer bleibt jedoch durch den Steuerschieber zur ande- ren Verbraucherkammer verschlossen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemässen Wegeven- tils kann man den Unteransprüchen entnehmen.

Auch bei einem erfindungsgemässen Wegeventil ist der Lastmelde- kanal im Sinne einer kurzen axialen Bauweise des Wegeventils vorteilhafterweise an einer Stelle seitlich aller Arbeitskam- mern zur Schieberbohrung hin offen. Um eine solche Anordnung des Lastmeldekanals zu ermöglichen, ist gemma$ Anspruch 2 der eine Bremskolben mit einer Lastmeldelängsbohrung versehen, die zu dem Druckraum vor der einen Stirnseite dieses Bremskolbens offen und zum Federraum vor der anderen Stirnseite dieses Bremskolbens verschlossen ist und über die die Schieberlängs- bohrung mit der Mündung des Lastmeldekanals in die Schieberboh- rung in Verbindung steht.

Gemäss Anspruch 3 wird die Verbindung zwischen der Lastmelde- längsbohrung in dem einen Bremskolben und dem Lastmeldekanal zweckmässigerweise über eine Querbohrung in dem Bremskolben und über eine Querbohrung in den Bremskolben umgebenden Mantel des Steuerschiebers hergestellt.

Ein axialer und/oder ein peripherialer Versatz zwischen den beiden Querbohrungen wird gemäss Anspruch 4 vorteilhafterweise durch eine Ringnut ausgeglichen, die sich zwischen dem Brems- kolben und dem Mantel des Steuerschiebers vorzugsweise auf der Augenseite des Bremskolbens befindet.

Üblicherweise sind, sofern im Steuerschieber zwei Bremskolben untergebracht sind, diese beiden Bremskolben im Sinne einer ge-

ringen Teilevielfalt gleich oder zumindest sehr ähnlich ausge- bildet. Jeder Bremskolben besitzt eine Ringnut, die im Strö- mungspfad zwischen der Verbraucherkammer und der Rücklaufkammer liegt und zu deren beiden Seiten sich jeweils ein Kolbenbund befindet.

Bei einem erfindungsgemässen Wegeventil, bei dem der eine Bremskolben eine Lastmeldelängsbohrung aufweist, kann nun der federraumseitige Kolbenbund eine beträchtliche Länge errei- chen, um die Verbindung zwischen der Lastmeldelängsbohrung und dem Lastmeldekanal herstellen zu können. Gemäss Anspruch 6 ist nun nicht auch der andere Bremskolben an seinem federraumseiti- gen Kolbenbund genauso lang wie der Bremskolben mit der Lastmeldelängsbohrung ausgebildet. Eine unnötige Verlängerung des Steuerschiebers wird dadurch vermieden.

Gemäss Anspruch 7 ist der Federraum hinter dem Bremskolben mit der Lastmeldelängsbohrung über einen innerhalb des Bremskolbens verlaufenden Kanal zu einer Rücklaufkammer entlastbar. Grund- sätzlich ist dies auch beim anderen Bremskolben möglich.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Wegeventils ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der beiden Figuren die- ser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.

Es zeigen Figur 1 in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch das
Ausführungsbeispiel, der durch die Achse des Steuer- schiebers geht, und Figur 2 ein Schaltbild des Ausführungsbeispiels.

Gemmas Figur 1 erstreckt sich durch ein Ventilgehäuse 10 hin- durch eine Schieberbohrung 11, die durchgehend konstanten Durchmesser hat und um die herum verschiedene voneinander beab- standete Arbeitskammern 12,13,14,15 und 16 und Steuerkammern
17,18 und 19 umlaufen. Die Arbeitskammern 12 und 16, die am weitesten voneinander entfernt sind, sind Rücklaufkammern, von denen jeweils ein Rücklaufkanal 20 ausgeht, der jeweils durch

einen Pfeil angedeutet ist. Beide Rücklaufkanäle sind in allge- mein bekannter Weise ausserhalb des Ventilgehäuses zusammenge- führt und mit einem Tank verbindbar.

Mittig zwischen den beiden Rücklaufkammern 12 und 16 befindet sich die Zulaufkammer 14, der über einen Druckkanal 21, der in Figur 1 ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet ist, Druckmittel von einer Hydropumpe zuführbar ist. Zwischen der Rücklaufkammer 12 und der Zulauf- kammer 14 befindet sich eine erste Verbraucherkammer 13 und zwischen der Rücklaufkammer 16 und der Zulaufkammer 14 eine zweite Verbraucherkammer 15. Jede Verbraucherkammer ist über einen Verbraucherkanal mit einem Anschluss eines nicht näher dargestellten hydraulischen Verbrauchers verbindbar.

Die drei Steuerkammern 17,18 und 19 befinden sich seitlich der Rücklaufkammer 12. Die mittlere Steuerkammer 18 wird hier als Lastmeldekammer bezeichnet und ist über einen Lastmeldekanal 22 mit einem Steuerraum an einem Load-sensing-Regler einer Ver- stellpumpe oder mit einem Steuerraum einer im Bypass zu einer Konstantpumpe angeordneten Druckwaage verbindbar, über die ein Teil der von der Konstantpumpe geförderten Druckmittelmenge zum Tank zurückgeführt wird. Die beiden Steuerkammern 17 und 19 sind jeweils mit einem nicht näher dargestellten Druckbegren- zungsventil verbunden.

In der Schieberbohrung 11 des Ventilgehäuses 10 ist ein Steuer- schieber 30 axial beweglich geführt. Dieser besitzt eine umlau- fende Ringnut 31, die in radialer Richtung relativ tief und in axialer Richtung breiter als die Zulaufkammer 14 ist und die sich in der in Figur 1 gezeigten Neutralstellung des Steuer- schiebers 30 in einer mittigen Lage bezüglich der Zulaufkammer 14 befindet. Von der Ringnut 31 gehen axial nach beiden Seiten hin und über den Umfang des Steuerschiebers 30 verteilt Fein- steuernuten 32 aus, die in der Neutralstellung des Steuerschie- bers 30 jeweils in einem kurzen Abstand vor'der Verbraucherkam- mer 13 bzw. 15 enden.

Von jeder Stirnseite des Steuerschiebers 30 aus ist in diesen in Form einer Sackbohrung ein Aufnahmeraum 33 bzw. 34 einge- bracht. Die beiden Böden 35 der beiden Aufnahmeräume 33 und 34 haben einen Abstand voneinander, der in etwa dem lichten Ab- stand also dem Abstand der zulaufkammerseitigen axialen Begren- zungswände der Verbraucherkammern 13 und 15 voneinander ent- spricht. Von Boden 35 zu Boden 35 geht durch den Steuerschieber 30 eine Schieberlängsbohrung 36 hindurch. Jeweils knapp vor ei- nem Boden 35 mündet in die Schieberlängsbohrung 36 eine Quer- bohrung 37, die im Bereich zwischen zwei Feinsteuernuten 32 von der Aussenseite des Steuerschiebers 30 ausgeht. In dessen Neu- tralstellung sind beide Querbohrungen 37 durch die Wand der Schieberbohrung 11 verschlossen.

Im Abstand zum Boden 35 gehen durch den Mantel des Steuerschie- bers 30 zwischen dem Aufnahmeraum 33 bzw. 34 und der Aussenseite zwei sich einander diametral gegenüberliegende erste Radialboh- rungen 38 hindurch, die in der Neutralstellung des Steuerschie- bers 11 durch sich axial zwischen der jeweiligen Verbraucher- kammer und der jeweiligen Rücklaufkammer befindliches Material des Ventilgehäuses 10 abgedeckt sind.

In einem grösseren Abstand zum Boden 35 gehen durch den Mantel zwei sich einander diame- tral gegenüberliegende zweite Radialbohrungen 39 hindurch, de- ren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Radialboh- rungen 38 und die aussen in eine flache Ringnut 40 des Steuer- schiebers 30 münden, die sich in axialer Richtung von den Ra- dialbohrungen 39 nach aussen hin erstreckt und sicherstellt, dass die Radialbohrungen 39 bei einer Verschiebung des Steuerschie- bers aus der Neutralstellung in die eine Richtung immer zur Rücklaufkammer 12 bzw. 16 hin offen sind. Die Ringnut 40 an der Rücklaufkammer 12 ist axial länger als die andere Ringnut 40 und stellt in der Neutralstellung des Steuerschiebers eine Ver- bindung zwischen der Steuerkammer 17 und der Rücklaufkammer 12 her.

Im Abstand zu dieser längeren Ringnut 40 ist in den Steu- erschieber 30 eine weitere Ringnut 41 eingedreht, die in der

Neutralstellung des Steuerschiebers alle drei Steuerkammern 17, 18 und 19 überbrückt. Der Kolbenabschnitt 42 zwischen den Ring- nuten 40 und 41 ist demzufolge axial kürzer als die Steuerkam- mer 17. Es besteht in der Neutralstellung des Steuerschiebers 30 also eine offene Verbindung zwischen der Rücklaufkammer 12 und den drei Steuerkammern 17,18 und 19, in denen demzufolge in der Neutralstellung des Steuerschiebers 30 der niedere Druck ansteht, der in dem Rücklaufkanal 20 herrscht.

In dem Aufnahmeraum 33 des Steuerschiebers 30 befindet sich ein Bremskolben 51 und im Aufnahmeraum 34 ein Bremskolben 52. Beide Bremskolben sind innerhalb des jeweiligen Aufnahmeraumes axial verschiebbar und werden von einer Schraubendruckfeder 53, die sich an einer den jeweiligen Aufnahmeraum verschliessenden Ver- schlussschraube 54 abstützt, in Richtung auf den Boden 35 des jeweiligen Aufnahmeraums zu belastet. Jeder Bremskolben besitzt zwischen zwei Kolbenabschnitten 55 und 56 eine Ringnut 57, über die die ersten Radialbohrungen 38 mit den zweiten Radialbohrun- gen 39 des Steuerschiebers 30 verbindbar sind. Der Abstand der Ringnut 57 von der dem Boden 35 eines Aufnahmeraums zugewandten Stirnseite eines Bremskolbens ist bei beiden Bremskolben gleich.

Durch den Kolbenabschnitt 55 ist ein Druckraum 58 zwi- schen dem Boden 35 eines Aufnahmeraums und dem jeweiligen Bremskolben zu der Ringnut 57 abgeschlossen. Die Schieberlängs- bohrung 36 mündet in beide Druckräume 58. Die Bremskolben 51 und 52 sind also von dem in der Schieberlängsbohrung 36 herr- schenden Druck gegen die Schraubendruckfeder 53 beaufschlagbar.

Durch eine spiralförmige oder durch eine oder mehrere radial verlaufende Vertiefungen in den Stirnseiten der Bremskolben ist dafür gesorgt, dag der Druck an einem Bremskolben auch dann wirken kann, wenn dieser von der Schraubendruckfeder 53 gegen den Boden 35 eines Aufnahmeraums gedrückt wird.

Der Bremskolben 52 ist kürzer als der Bremskolben 51. Entspre- chend ist auch der Aufnahmeraum 34 kürzer als der Aufnahmeraum 33. Der Bremskolben 51 ist deshalb länger als der Bremskolben

52, weil er dazu benutzt wird, um zwischen der Schieberlängs- bohrung 36 und der aussen um den Schieber herumlaufenden Ringnut 41 eine Verbindung herzustellen. Er besitzt zu diesem Zweck zentral eine axial verlaufende Sackbohrung 65, die an seiner dem Boden 35 des Aufnahmeraums 30 zugewandten Stirnseite offen ist und bis in den Kolbenabschnitt 56 hineinreicht.

Dieser Kol- benabschnitt 56 des Bremskolbens 51 ist länger als der Kolben- abschnitt 56 des anderen Bremskolbens 52, wodurch die grössere Länge des Bremskolbens 51 bedingt ist. Aussen läuft um den Kol- benabschnitt 56 eine flache Ringnut 66 herum, die sich schon in der gezeigten Ruhestellung des Bremskolbens 51, in der dieser sich am Boden 35 des Aufnahmeraums 33 abstützt, axial ausserhalb der zweiten Radialbohrungen 39 des Steuerschiebers 30 befindet, also nicht durch die Radialbohrungen 39 mit der Rücklaufkammer 12 verbunden werden kann. Zwischen der Ringnut 66 und der Sack- bohrung 65 ist durch eine Schrägbohrung 67 eine Verbindung her- gestellt.

Andererseits besteht über eine Schrägbohrung 68 im Steuerschieber 30 in jeder Position des Bremskolbens 51 eine Verbindung zwischen dessen Ringnut 66 und der aussen um den Steuerschieber 30 umlaufenden Ringnut 41. Somit ist in jeder Position des Bremskolbens 51 die Schieberlängsbohrung 36 über den einen Druckraum 58, die Sackbohrung 65, die Schrägbohrung 67, die Ringnut 66 und die Schrägbohrung 68 mit der Ringnut 41 verbunden. Die Ringnut 66 am Bremskolben 51 gleicht einen axia- len und peripheralen Versatz zwischen den Schrägbohrungen 67 und 68 aus.

Zwischen einem Federraum 72, in dem sich eine Schraubendruckfe- der 53 befindet, und einer Rücklaufkammer 12 bzw. 16 kann über Bohrungen in dem jeweiligen Bremskolben 51 bzw. 52 ein Aus- gleich des in einem Federraum enthaltenen Druckmittelvolumens stattfinden. Der Bremskolben 52 besitzt dazu eine zum Federraum 72 hin offene axiale Sackbohrung 73 und mehrere von dieser aus- gehenden im Kolbenabschnitt 56 verlaufenden Radialbohrungen 74, die aussen in eine schmale Ringnut 76 münden und in jeder Posi-

tion des Bremskolbens 52 zu den zweiten Radialbohrungen 39 des Steuerschiebers 30 hin offen sind.

In der Sackbohrung 73 ist eine Kugel 75 gefangen, die mit einem nicht näher bezeichneten Sitz in der Sackbohrung 73 ein Rückschlagventil bildet, das von der Rücklaufkammer 16 zum Federraum 72 hin öffnet. Somit kann bei einer Vergrösserung des Federraums 72, also bei einer Bewe- gung des Bremskolbens in Richtung auf den Boden 35 des Aufnah- meraums 34 zu, schnell Druckmittel aus der Rücklaufkammer 16 in den Federraum 72 hineinfliessen. Ein Druckmittelfluss vom Feder- raum 72 zur Rücklaufkammer 16 ist unter Umgehung des Rück- schlagventils über eine nicht näher bezeichnete Drossel mög- lich. Diese kann z. B. durch eine Kerbe in den Sitz für die Ku- gel 75 gebildet sein.

Der Bremskolben 52 ist also in seiner Be- wegung in Richtung auf die Verschlussschraube 54 zu gedämpft.

Gleiches gilt auch für eine Bewegung des Bremskolbens 51 in Richtung auf die entsprechende Verschlussschraube 54 zu. Der Bremskolben 51 besitzt zum Verbinden des Federraums 72 mit der Rücklaufkammer 12 die gleiche kurze axiale und zentrale Sack- bohrung 73 wie der Bremskolben 52 und eine Radialbohrung 74, die knapp vor der Ringnut 57 aussen in eine schmale Ringnut 76 am Bremskolben mündet und nach innen vor der Sackbohrung 65 en- det. Zwischen den Bohrungen 73 und 74 verläuft eine Schrägboh- rung 77. In der Bohrung 73 ist wiederum eine Kugel 75 gefangen, die Teil eines Rückschlagventils ist, das zum Federraum 72 hin öffnet. Eine Drossel ist wiederum durch eine Kerbe im Sitz des Rückschlagventils gebildet.

Jede der beiden Steuerkammern 17 und 19 ist an ein nicht näher dargestelltes Druckbegrenzungsventil angeschlossen. Die beiden Druckbegrenzungsventile begrenzen den Druck in diesen Steuer- kammern und können dazu auf unterschiedliche Maximaldrücke ein- gestellt sein.

Der Steuerschieber 30 wird mit Hilfe zweier Federn 80 in der Neutralstellung zentriert und kann hydraulisch in die eine oder andere Richtung verschoben werden.

In dem Schaltbild nach Figur 2 sind für die Arbeitskammern 12, 13,14,15 und 16 auch die üblichen Buchstabenbezeichnungen A, B, P und T angegeben. Für die Steuerkammer 18 ist auch die Be- zeichnung LS verwendet. Die Steuerkammern 17 und 19 schliesslich tragen auch die Bezeichnung LSB bzw. LSA. Das Rückschlagventil in der Verbindung zwischen einer Rücklaufkammer 12 bzw. 16 und einem Federraum 72 trägt die Bezugszahl 80, die parallel ge- schaltete Drossel die Bezugszahl 81. Zwischen dem Lastmeldeka- nal 22 und dem jeweiligen Hauptströmungspfad in einer Arbeits- stellung des Steuerschiebers 30 ist eine Drossel eingefügt, die mit der Bezugszahl 67 versehen ist, also durch die entsprechen- de Querbohrung im Bremskolben 51 gebildet wird.

In der gezeigten Neutralstellung des Steuerschiebers 30 sind alle Arbeitskammern gegeneinander abgesperrt. Die Querbohrungen 37, die Schieberlängsbohrung 36, die Druckräume 58, die Sack- bohrung 65, die Schrägbohrung 67, die Ringnut 66, die Querboh- rung 68 sowie die drei Steuerkammern 17,18 und 19 sind zur Rücklaufkammer 12 hin von Druck entlastet. Die Bremskolben 51 und 52 werden von den Druckfedern 53 gegen den Boden 35'des je- weiligen Aufnahmeraums 33 bzw. 34 gedrückt. Es sei nun angenom- men, dass der Steuerschieber in der Sicht der Figur 1 nach links verschoben wird.

Dadurch wird zwischen der Zulaufkammer 14 und der Verbraucherkammer 13 eine Messblende geöffnet, deren Öff- nungsquerschnitt vom Mass der Verschiebung des Steuerschiebers 30 abhängt. Geöffnet zur Verbraucherkammer 13 wird auch die ei- ne Querbohrung 37 des Steuerschiebers 30.

Während in der Ver- braucherkammer 13 der Lastdruck des jeweiligen hydraulischen Verbrauchers ansteht, herrscht in der Zulaufkammer 14 Pumpen- druck, der bei Load-sensing-Steuerungen, innerhalb derer das gezeigte Ventil verwendet wird, um eine bestimmte Differenz in der Höhe von 15 bis 20 bar höher als der Lastdruck des ange-

steuerten hydraulischen Verbrauchers bzw. höher als der höchste Lastdruck mehrerer parallel angesteuerter hydraulischer Ver- braucher ist. Über die geöffnete Querbohrung 37 und die Schie- berlängsbohrung 36 steht der in der Verbraucherkammer 13 herr- schende Lastdruck auch in den Druckräumen 58 an und drückt die Bremskolben an die Verschlu$schrauben 54 an.

Dadurch öffnet der Bremskolben 52 die Verbindung zwischen der Verbraucherkammer 15 und der Rücklaufkammer 16, wobei das Druckmittel aus der Ver- braucherkammer 15 durch die ersten Radialbohrungen 38 des Steu- erschiebers 30, die Ringnut 57 des Bremskolbens 52 und die zweiten Radialbohrungen 39 des Steuerschiebers 30 zur Rücklauf- kammer 16 fliesst. Die Bewegung des Bremskolbens 51 hat weder einen Einfluss auf die Verbindung der Arbeitskammern noch auf die Verbindung der Steuerkammern miteinander.

Der Lastdruck wird über die Sackbohrung 65, die Querbohrung 67 und die Ring- nut 66 des Bremskolbens 51 sowie über die Querbohrung 68 und die Ringnut 41 im Steuerschieber 30 in die Steuerkammer 18 ge- geben, die aufgrund der Verschiebung des Steuerschiebers 30 durch dessen Kolbenabschnitt 42 von der Steuerkammer 17 und von der Rücklaufkammer 12 getrennt und nur noch mit der Steuerkam- mer 19 verbunden ist. Von der Steuerkammer 18 kann der Lastdruck über den Lastmeldekanal 22 an das Regelventil einer Verstellpumpe oder an die im Bypass zu einer Konstantpumpe ge- schaltete Druckwaage gemeldet werden.

Der Kraft der Druckfedern 53 an den Bremskolben 51 und 52 ent- spricht ein Druck von z. B. 5 bar in den Druckräumen 58. Sobald der Druck in der Verbraucherkammer 13 wegen eines Voreilens des hydraulischen Verbrauchers unter diesen Wert absinkt, bewegt sich der Bremskolben 52 in Richtung auf den Boden 35 seines Aufnahmeraums 34 zu und verringert den Öffnungsquerschnitt zwi- schen den zweiten Radialbohrungen 39 des Steuerschiebers 30 und seiner Ringnut 57. Er verkleinert den Querschnitt dabei so weit, dass sich in der Verbraucherkammer 13 und damit im Druck-

raum 58 ein Druck einstellt, der der Kraft der Feder 53 das Gleichgewicht hält. Der Druck beträgt also etwa 5 bar.

Bei einer Verschiebung des Steuerschiebers 30 aus der Neutral- stellung nach rechts wird die Verbraucherkammer 15 mit der Zu- laufkammer 14 und die Verbraucherkammer 13 über den Bremskolben 51 mit der Rücklaufkammer 12 verbunden. Nun sorgt der Bremskol- ben 51 dafür, dass in der Verbraucherkammer 15 ein Mindestdruck aufrechterhalten wird. Im übrigen ist nun die andere Querboh- rung 37 zur Verbraucherkammer 15 hin offen, so dass sich der in dieser herrschender Lastdruck des hydraulischen Verbrauchers in die Steuerkammer 18 fortsetzen kann. Diese ist nun mit der Steuerkammer 17 verbunden, wobei beide Steuerkammern 17 und 18 durch den Kolbenabschnitt 42 zur Rücklaufkammer 12 hin abge- sperrt sind.

Claims

14 Patentansprüche

1. Wegeventil zur lastunabhängigen Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers hinsichtlich Richtung und Geschwindigkeit mit einem in einer Schieberbohrung (11) eines Ventilgehäuses (10) axial verschiebbaren Steuerschieber (30) , der in einer Neutralstellung zwei Verbraucherkammern (13, 15) zu einer Zulaufkammer (14) hin absperrt und in zwei Arbeits- stellungen wahlweise eine der beiden Verbraucherkammern (13, 15) mit einer Zulaufkammer (14) und die jeweils andere Verbrau- cherkammer (15, 13) mit einer Rücklaufkammer (12, 16) verbindet, in dem in zwei sich einander gegenüberliegenden Aufnahmeräumen (33, 34) jeweils ein Bremskolben (51, 52) angeordnet ist, der im Sinne einer Vergrößerung des Öffnungsquerschnitts eines über den jeweiligen Aufnahmeraum (33, 34) von einer Verbraucherkammer (13, 15) zu einer Rücklaufkammer (12, 16) führenden Strömungspfads vom Druck in der anderen Verbraucherkammer (15, 13) und im Gegensinne von einer in einem Federraum (72) untergebrachten Feder (53) beaufschlagbar ist, und der eine Schieber- längsbohrung (36) aufweist, die mit der anderen Verbraucherkammer (15, 13) und mit einem Lastmeldekanal (22) des Ventilgehäuses (10) verbindbar ist und in einen Druckraum (58) zwischen dem Boden (35) eines Aufnahmeraums (33, 34) und dem sich in diesem Aufnahmeraum (33, 34) befindlichen Bremskolben (51, 52) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schieberlängsbohrung (36) von dem einen Druckraum (58) am einen Bremskolben (51, 52) bis zum anderen Druckraum (58) am anderen Bremskolben (52, 51) erstreckt und daß die Schieberlängsbohrung (36) bei einer Ver- Schiebung des Steuerschiebers (30) aus der Neutralstellung je nach Verschieberichtung entweder mit der einen Verbraucherkammer (13) oder mit der anderen Verbraucherkammer (15) verbindbar ist. 15

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastmeldekanal (22) an einer Stelle seitlich aller Arbeitskammern (12, 13, 14, 15, 16) zur Schieberbohrung (11) hin offen ist, daß der eine Bremskolben (51) mit einer Lastmeldebohrung (65) versehen ist, die zu dem Druckraum (58) vor der einen Stirnseite des Bremskolbens (51) offen und zum Federraum (72) vor der anderen Stirnseite des Bremskolbens (51) verschlossen ist und über die die Schieberlängsbohrung (36) mit der Mündung (18) des Lastmeldekanals (22) in die Schieberbohrung (11) in Verbindung steht.

3. Wegeventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastmeldebohrung (65) in dem einen Bremskolben (51) über eine Querbohrung (67) in dem Bremskolben (51) und über eine Querbohrung (68) im den Bremskolben (51) umgebenden Mantel des Steuerschiebers (30) mit dem Lastmeldekanal (22) verbunden ist.

4. Wegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Bereich der Querbohrungen (67, 68) zwischen dem Brems- kolben (51) und dem Mantel des Steuerschiebers (30) eine Ringnut (66) befindet, mit der ein axialer und ein peripheraler Versatz der Querbohrungen (67, 68) zueinander ausgleichbar ist.

5. Wegeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ringnut (66) auf der Außenseite des Bremskolbens (51) befindet.

6. Wegeventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskolben (51) mit der Lastmeldebohrung (65) federraumseitig länger als der andere Bremskolben (52) ausgebildet ist.

7. Wegeventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Federraum (72) hinter dem Bremskolben (51) , der die Lastmeldebohrung (65) aufweist, über einen innerhalb des Bremskolbens (51) verlaufenden Kanal (73, 74, 77) zu einer Rücklaufkammer (12) entlastbar ist.