HYDRAULIC ROTATING VALVE

Abstract: 1. Hydraulic rotating valve with a casing (41) having a pressure connection (13), and a tank connection (14) as well as at least two connections for the receiving connections (15, 16), connected to a cylindrical chamber (42) and having a rotatable valve body (17) featuring recesses (19, 20) separated by packing surfaces along one section of its circumference, with the pressure connection (13) and the tank connection (14) each connectable to the receiver connections (15, 16) through one of the recesses. The characteristic features of the valve in question are that the pressure connection (13) is connected to the tank connection (14) via a short-circuit line (49, 50, 55) which has one place with a variable pass-band section, and that an operating element (58) is provided, which adjusts a choke element (56) used for altering the pass-band section of the short circuit line (49, 50, 55).

Description: Hydraulisches Drehventil Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Drehventil mit einem Gehäuse das einen Druckanschluss, einen Tankanschluss, sowie zwei an einen Verbraucher anschliessbare Verbraucheranschlüsse aufweist, die mit einer zylindrischen Kammer verbunden sind, und mit einem in der Kammer drehbar angeordneten Ventilkörper,der jeweils über einen Teil seines Umfangs sich erstreckender durch Umfangsdichtflächen von einander getrennte Ausnehmungen aufweist,durch die jeweils zwei benachbarte Anschlüsse des Gehäuses mit einander verbindbar sind. Bei einem bekannten Drehventil dieser Art (DE-AS 12 45 663) kann der in die Kammer mündende Druckanschluss durch unterschiedliche Drehstellungen des Ventilkörpers mit jedem der beiden Verbraücheranschlüsse verbunden werden. In der Zwischenstellung, d. h. beim Umschalten der Druckleitung von dem einen Verbraucheranschluss an dem anderen Verbraucheranschluss ist die Druckleitung kurzzeitig voll abgesperrt,so dass keiner der Verbraucheranschlüsse mit ihr verbunden ist Die gleichen Verhältnisse liegen bezüglich des Tankanschlusses vor, der in der Mittelstellung des Ventilkörpers ebenfalls vollständig blockiert ist. Wird aus dieser Mittelstellung,in der durch den Ventilkörper sämtliche Anschlüsse blockiert sind,auf eine der Betriebsstellungen umgeschaltet,dann wird einer der Verbraucheranschlüsse über den entstehenden Durchlassspalt mit dem Druckanschluss und der andere Verbraucheranschluss mit dem Tankanschluss verbunden. Abgesehen von der Drosselwirkung des Durchlassspaltes, entsteht somit am Verbraucher ein plötzlicher Druckanstieg. Stationär betrachtet kann an dem Verbraucher also entweder nur der volle Druck anstehen oder überhaupt kein Druck. Durch Veränderung der Drehstellung des Ventilkörpers kann lediglich der Querschnitt des Durchlassspaltes verändert werden, also eine Mengensteuerung erfolgen, nicht aber eine Drucksteuerung. Dies hat zur Folge, dass ein behutsames Anfahren des Verbrauchers aus einer Ruhelage heraus nur schwer durchführbar ist. Darüber hinaus kann der Verbraucher, z.B. eine hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit,mit dem bekannten Drehventil in einer Mittelstellung des Kolbens lediglich durch Einstellung des Ventilkörpers auf den Absperrzustand blockiert werden. Dagegen ist es nicht möglich,den Kolben im Zylinder in einem Schwebezustand zu halten. Im Zustand vollständiger Absperrung sämtlicher Anschlüsse durch den Ventilkörper muss die Druckquelle gegen den vollen Druck anfördern. Eine Entlastung erfolgt nur durch Ansprechen eines Uberdruckventils oder eines anderen Druckbegrenzers. Im Absperrzustand wird daher ein erheblicher Teil der Druckenergie in Wärme umgesetzt. Da der durch den Druckanschluss zugeführte Hydraulikdruck radial auf den Ventilkörper einwirkt, wird dieser gegen die gegenüberliegende Wand des Gehäuses gedrückt, so dass der Ventilkörper bei Anstehen des vollen Drucks nicht ohne weiteres verstellt werden kann. Um eine -Verstellung zu ermöglichen, sind bei dem bekannten Drehventil am Umfang des Ventilkörpers zusätzliche Entlastungskammern vorgesehen, die den Ausnehmungen umfangsmässig entgegengesetzt angeordnet sind und durch Entlastungsbohrungen mit dem Druckanschluss in Verbindung stehen. Hierdurch wird erreicht, dass dem, durch den Druckanschluss auf den Ventilkörper,einwirkenden Druck ein gleichgrosser Gegendruck gegenübersteht.. Bei dem bekannten Drehventil ist jeder Ausneiz ung des Ventil körpers eine Hilfsbohrung zur Druckentlastung gegen übergestellt. Dies führt zu einer komplizierten Form des Ventilkörpers und erheblichen Abdichtungproblemen. Bekannt ist ferner ein Mehrwegehahn mit drei Anschlüssen (DE-AS 10 62 074), bei dem in einem zylindrischen Ge häuse ein Drehschieber angeordnet ist, der einen Druckanschluss mit zwei Verbrauahern verbindet und jeweils einen der Verbraucher absperren kann. Ein Tankanschluss oder Rücklaufleitungen sind bei diesem bekannten Mehr wegehahn nicht vorgesehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein hydrau lisches Drehventil der eingangs genannten und durch die DE-AS 12 45 663 bekannten Art dahingehend weiterzu bilden, dass ausser der Mengenregulierung auch eine Regulierung des dem Verbraucher zugeführten Druckes erfolgt,um ein weiches Anfahren zu schaffen und eine gute regulierbare Steuereinrichtung für den Verbraucher zu erhalten. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Ausnehmungen eine solche Umfangserstrex- kung haben, dass in jeder möglichen Drehstellung des Ventilkörpers der Druckanschluss mit einem der Verbraucheranschlüsse und der Tankanschluss mit dem anderen Verbraucheranschluss verbunden ist und dass der Druckanschluss auf zwei parallen Wegen über zwei Ausnehmungen an den Verbraucheranschlüssen vorbei mit dem Tankanschluss verbindbar ist. Bei diesem Drehventil ist der Druckanschluss ständig entweder mit dem einen Verbraucheranschluss oder mit dem anderen Verbraucheranschluss oder mit beiden Verbraucheranschlüssen gleichzeitig verbunden,so äass in keinem Falle eine vollständige Absperrung des Druckanschlusses durch den Ventilkörper erfolgt. In den Zwischenstellungen des Ventilkörpers ist der Druckanschluss nicht nur mit beiden Verbraucheranschlüssen verbunden, sondern gleichzeitig auch mit dem Tankanschluss. Dies hat zur Folge, dass eine Aufteilung, der von der Druckquelle kommenden Hydraulikflüssigkeit auf beide Verbraucheranschlüsse erfolgt, die z.B. zu den beiden Enden des Zylinders einer Kolben/Zylinder-Einheit führen und dass nach Einstellung der gewünschten Druckverhältnisse am Verbraucher durch Einstellung des Ventilkörpers auf das entsprechende Teilerverhältnis die weiterhin dem Drehventil zugeführte Hydraulikflüssigkeit praktisch drucklos in den Tank entladen wird. Bei einer derartigen Stromaufteilung der durch den Tankanschluss zugeführten Flüssigkeitsmenge erfolgt eine Regulierung des Druckes der an jeden der beiden Verbraucheranschlüsse gelegt wird. Die Druckverteilung richtet sich nach dem Verhältnis,in dem die Öffnung des Druckanschlusses durch die Umfangsdichtfläche des Ventilkörpers unterteilt wird. In der Nullstellung befindet sich die Umfangsdichtfläche in der Mitte der Öffnung des Druckanschlusses,so dass der Druck an beiden Enden des Verbrauchers gleich ist. Zum Verstellen des Verbrauchers wird der Ventilkörper aus seiner Mittellage heraus langsam verstellt, wodurch ein langsames Anfahren des Verbrauchers erfolgt. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass bei dem erfindungsgemässen Drehventil bezüglich der Kantengenauigkeit und Überdeckung des Ventilkörpers mit den Wanzen der Kammer des Gehäuses keine besonderen Anforderungen gestellt werden, da massgebend für eine Verstellung des Verbrauchers das Verhältnis der beiden Drücke bzw. Strömungsmengen ist, die durch die Stellung des Ventilkörpers aufgeteilt werden. Mit Ausnahme der Endstellungen in denen jeweils ein Verbraucheranschluss voll mit dem Druckanschluss und der andere Verbraucheranschluss voll mit dem Tankanschluss verbunden ist, sind bei dem Drehventil stets beide Verbraucheranschlüsse sowohl mit dem Druckanschluss,als auch mit dem Tankanschluss verbunden. Auf diese Weise können der Druckanschluss und der Tankanschluss übergangslos wechselweise mit den Arbeitsgeräteleitungen verbunden werden. Der Druckmittelstrom wird nicht unterbrochen. Dadurch, dass in der Neutralstellung alle Steuerkanäle offen und miteinander verbunden sind, wird sowohl das Drehventil, als auch der angeschlossene Verbraucher vollständig entlastet. Dies bedeutet eine erhöhte Sicherheit auch im Hinblick auf das den Verbraucher bildende Arbeitsgerät. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind der Druckanschluss und der Tankanschluss an umfangsmässig einander entgegengesetzten Stellen der Kammer und die-Ver- braucheranschlüsse ebenfalls an umfangsmässig einander entgegengesetzten Stellen der Kammer derart angeordnet, dass die durch den Druckanschluss und den Tankanschluss hindurchgehende Achse, die den durch die Verbraucheranschlüsse hindurchgehende Achse rechtwinklig schneidet. Die Anschlüsse sind also - im Querschnitt gesehen - kreuzförmig an dem Gehäuse angebracht und die Ausnehmungen erstrecken sich an dem Ventilkörper jeweils 0 um etwas weniger als 180 Da der Drehbereich, der erforderlich ist, um jede der beiden Schaltstellungen (Endstellungen) des Ventils einzunehmen und zusätzlich den gesamten Regulierungsbereich zu erfassen, ca. 900 beträgt, ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine Drehbegrenzungsvorrichtung vorgesehen, die einen Drehwinkel des Ventil 0 körpers von ca. 90 zulässt, wobei in der Mittelstellung die Umfangsdichtflächen jeweils in den Mitten von Druckanschluss und Tankanschluss angeordnet sind, ohne diese Anschlüsse zu verschliessen. Das erfindungsgemässe Drehventil ermöglicht auch eine besonders günstige und einfache Art der Druckentlastung. Der an dem Druckanschluss herrschende Druck ist bestrebt, den Ventilkörper gegen die gegenüberliegende Wand des Gehäuses zu drücken, so dass er infolge der Reibung nicht mehr gedreht werden kann. Um eine solche Blockierung durch den Betriebsdruck zu verhindern, kann der Ventilkörper an seinen Stirnseiten radiale Rippen aufweisen, welche Druckentlastungskammern begrenzen, die durch die Kanäle mit dem Druckanschluss verbunden sind. In den Druckentlastungskammern stellt sich über die Kanäle der gleiche Druck ein wie im Druckanschluss. Der Druck in den Druckentlastungskammern wirkt jedoch entgegen dem Druck im Druckanschluss,so dass der Ventilkörper in dem Gehäuse und in seinen Lagern etwa im Kräftegleichgewicht gehalten wird. Vorzugsweise gehen die Kanäle von den Ausnehmungen aus durch den Ventilkörper hindurch und die Rippen befinden sich umfangsmässig an den gleichen Stellen wie die Umfangsdichtflächen. Diejenige Druckentlastungskammer, die dem Druckanschluss gegenüberliegt, wird auf diese Weise mit dem Druckanschluss verbunden. Vorzugsweise haben die Druckentlastungskammern zusammengenommen etwa die gleiche Breite wie eine der Ausnehmungen. Auf diese Weise wird das Kräftegleichgewicht symmetrisch zur Querachse des Ventilkörpers hergestellt. Wenn die Ausnehmungen nutförmig im axialen Mittelbereich des Ventilkörpers angeordnet sind, müssen die Anschlüsse für die Druckquelle, den Tank und die Verbraucherleitungen sämtlich am Umfang des Gehäuses angeordnet sein. Dies kann aus räumlichen und konstruktiven Gründen unerwünscht sein. Um zu erreichen, das einige oder auch alle Anschlüsse an die Stirnseiten des Gehäuses gelegt werden können, ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Ventilkörper einen zylindrischen Mittelteil aufweist, an dessen beiden Stirnseiten radiale Stege angeordnet sind, die die Ausnehmungen voneinander trennen und abdichtend an den Stirnwänden des Gehäuses gleiten, und dass je zwei Ausnehmungen kreuzweise durch Bohrungen mitein- ander verbunden sind. Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Ausnehmungen durch die Stirnwände des Gehäuses begrenzt werden, so dass die Möglichkeit besteht,Anschlüsse auch an den Stirnwänden anzubringen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Variante besteht darin, dass in jeweils zwei einander diagonal gegen überliegenden Ausnehmungen infolge der Bohrungen der gleiche Druck herrscht. Auf diese Weise wird ohne zusätz liche Druckentlastungskammern ein Druckausgleich geschaffen, der verhindert, dass der Ventilkörper durch den Druck radial gegen die Umfangswand des Gehäuses gedrückt und somit gegen Drehung blockiert wird. Infolge der zahlreichen Möglichkeiten der Anbringung der vier Anschlüsse an dem Gehäuse (für jeden Anschluss gibt es acht verschiedene Möglichkeitenj ergeben sich für den Konstrukteur und den Anwender zahlreiche Varianten und Kombinationen So ist es möglich,einige oder alle Anschlüsse an die Stirnseiten des Gehäuses zu legen,ode auch an den Umfangswänden Anschlüsse an unterschiedlichen Ebenen anzuordnen, die entweder unter oder über der Ebene des zylindrischen Mittelteils des Ventilkörpers liegen. Bei der erläuterten Variante ist der Ventilkörper durch die insgesamt vier Ausnehmungen in vier Quadranten unterteilt, von denen jeweils zwei Quadranten kreuzweise oder diagonal durch Bohrungen miteinander verbunden sind. Wenn zwei miteinander verbundene Quadranten an die Druckleitung angeschlossen sind, übt der in jedem dieser Quadranten herrschende Druck eine Kraft mit schräg zur Achse des Ventilkörpers verlaufendem Vektor auf den Ventilkörper aus. Wenn nun die Kraftvektoren beider Quadranten einander entgegengesetzt gerichtet sind, heben sich die Druckkräfte auf. Dies ist der Fall, wenn die die Ausnehmungen begrenzenden Seitenwände der Stege etwa die gleiche Flächengrösse haben wie die die Ausnehmungen begrenzenden Flächen des zylindrischen Mittelteiles. In diesem Falle werden in beiden Quadranten Kraftvektoren erzeugt, die unter einem Winkel von 450 zur Achse des Ventilkörpers verlaufen und einander entgegengesetzt gerichtet sind. Gemäss einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Druckanschluss mit dem Tankanschluss über eine Kurzschluss leitung verbunden ist, in der sich eine Stelle mit veränderbarem Durchlassquerschnitt befindet, und dass ein Betätigungsorgan vorgesehen ist, mit dem ein Drosselelement zur Veränderung des Durchflussquerschnitts der Kurzschlussleitung verstellbar ist. Wenn hierbei die KurzschlussleitUng voll geöffnet ist, ist sowohl der Ventilkörper als auch der angeschlossene Verbraucher im wesentlichen drucklos. Der Förderstrom des Hydraulikmediums läuft also quasi drucklos von der Druckquelle in den Tank. Der angeschlossene Verbraucher ist in diesem Zustand völlig kraftfrei. Der Ventilkörper ist ebenfalls frei von Radialkräften und kann ohne den zuvor beschriebenen Druckausgleich in die gewünschte Arbeitsstellung gedreht werden. Durch Verstellen des Betätigungsorgans wird der Durchflussquerschnitt der Kurzschluss- leitung verändert, so dass der Kurzschlussstrom zwischen einem ungedrosselten Zustand und der völligen Absperrung stetig verändert werden kann. Damit wird der dynamische Flüssigkeitsdruck am Verbraucher kontinuierlich verändert. Dies ist insbesondere beim Einschalten des Verbrauchers günstig, um z.B. ein langsames Anfahren des Verbrauches, beispielsweise eines Hydraulikmotors, zu bewirken. Wenn die Kurzschluss leitung stark gedrosselt oder ganz abgesperrt ist, wirkt auf den Ventilkörper der Druck der Druckquelle ein. Wenn die Radialkräfte des Ventilkörpers nicht kompensiert werden, wird der Ventilkörper durch den Hydraulikdruck in der jeweiligen Stellung festgehalten, so dass eine manuelle Verstellung in diesem Zustand nicht möglich ist. Dies kann erwünscht sein, um sicher- zustellen, dass Verstellungen des Ventilkörpers nur im entspannten (drucklosen) Zustand des Ventils durchgeführt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines derartigen Ventils ist das Drosselelement in Richtung auf die vollständige Öffnung der Kurzschlussleitung vorgespannt. Diese Vor spannung kann durch eine Feder und/oder durch den Hydraulikdruck erfolgen. Durch sie wird erreicht, dass das Ventil drucklos ist, wenn das Betätigungsorgan nicht entgegen der Vorspannung betätigt wird. Am Verbraucher wird also nur so lange ein Druck aufrecht erhalten, wie die Bedienungsperson auf das Betätigungsorgan einwirkt. Lässt die Bedienungsperson das Betätigungsorgan los, dann wird der Verbraucher von selbst drucklos. Eine solche Funktionsweise ist insbesondere für das Steuerventil eines hydraulischen Kraftschraubers geeignet, der manuell gesteuert wird. Der Hydraulikmotor ist nur so lange eingeschaltet, wie das Betätigungsorgan manuell betätigt wird. Wird das Betätigungsorgan losgelassen, dann wird die Kurzschluss leitung infolge der auf das Drosselelement einwirkenden Vorspannung freigegeben und der Hydraulikmotor (Verbraucher) wird drucklos. Bei hydraulischen Geräten, die von einer Bedienungspersoh geführt bzw. in der Hand gehalten werden, besteht die Gefahr, dass der Kraftantrieb eingeschaltet ist, die Bedienungsperson aber nicht im Stande ist, mit ihrer Körperkraft das Gerät festzuhalten. In diesem Fall kann es passieren, dass der von dem Ventil gesteuerte und mit dem Ventilgehäuse verbundene Hydraulikmotor gegenüber dem Werkstück rotiert. Die Anschlussschläuche würden dabei aufgewickelt und würden eine grosse Gefahr für die Bedienungsperson darstellen. Um zu vermeiden, dass die Anschlussschläuche und das Betätigungsorgan bei einer fehlerhaften Handhabung des Gerätes rotieren und die Bedienungsperson dadurch gefährdet wird, ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Druckanschluss, der Tank anschluss und das Betätigungsorgan an einem zweiten Gehäuseteil angebracht sind, welcher relativ zu dem die Kammer mit dem Ventilkörper enthaltenden ersten Gehäuseteil frei drehbar ist, und dass die Verbindung des Druckanschlusses und des Tankanschlusses mit der Kammer über Ringnuten erfolgt. Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Längsschnitt durch das Gehäuse mit eingesetz tem Ventilkörper, der sich in der Neutralstellung befindet, Figur 2 einen Querschnitt durch das Drehventil nach Fig. 1 entsprechend der Linie 11-11, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie II 1-111 von Fig. 2, Figur 4 einen Querschnitt durch das Drehventil in der einen Endstellung des Ventilkörpers, Figur 5 einen Querschnitt gemäss Fig. 4 während des Ver stellens des Ventilkörpers in Richtung auf die andere Endstellung, Figur 6 einen Querschnitt gleich demjenigen der Fig. 4 in der zweiten Endstellung des Ventilkörpers, Figur 7 eine perspektivische Darstellung des Ventilkör pers, Figur 8 eine perspektivische Darstellung der Drehbegren zungsvorrichtung an dem Ventilkörper, Figur 9 eine zweite Ausführungsform des Ventilkörpers, Figur 10 eine weitere Variante des Ventilkörpers, Figur 11 eine Ausführungsform des Gehäuses, das in Ver bindung mit dem Ventilkörper nach Fig. 10 ver wendbar ist, Figur 12 eine weitere Ausführungsform eines Gehäuses für den Ventilkörper nach Fig. 10, Figur 13 einen Längsschnitt durch ein Drehventil mit manuell drosselbarer Kurzschlussleitung und Figur 14 einen schematischen Querschnitt durch das Dreh ventil der Fig. 13 gemäss Linie XIV-XIV. Die dargestellten Drehventile dienen beispielsweise dazu, eine hydraulische Druckquelle und einen Tank an eine hydraulische Antriebseinrichtung anzuschliessen, beispielsweise einen Hydraulikmotor oder eine Kolben/Zylinder-Einheit. Derartige hydraulische Antriebseinrichtungen, die im folgenden als "Verbraucher" bezeichnet werden, haben in der Regel zwei Anschlussleitungen, die wechselseitig an die Druckquelle und den Tank angeschlossen werden, um eine Bewegung des Verbrauchers in der einen Richtung oder in Gegenrichtung durchzuführen. Das Drehventil der Fig. 1 bis 6, mit dem der Verbraucher an die Druckquelle und den Tank angeschlossen wird und das gleichzeitig zur Regulierung der Arbeitsstellung des Verbrauchers dient, weist ein zylindrisches Gehäuse 10 auf, dessen eine Stirnseite 11 geschlossen ausgebildet und dessen andere Stirnseite mit einer Kappe 12 druckdicht verschlossen ist. Das Gehäuse 10 weist vier Anschlussstutzen auf, die kreuzförmig von der zylindrischen Umfangswand abstehen, nämlich den Druckanschluss 13, den Tankanschluss 14 und die beiden Verbraucheranschlüsse 15, 16, die an den Verbraucher angeschlossen sind. Jeder der Anschlüsse 13,14,15,16 besteht aus einer zylindrischen Bohrung, die radial in das Gehäuse 10 hineinführt. In dem Gehäuse 10 befindet sich der Ventilkörper 17, der im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und mit einer Achse 18 in abgedichteten Lagern an den Stirnseiten 11 und 12 des Gehäuses 10 gelagert ist. Die Achse 18 ist aus der einen Stirnseite 12 herausgeführt, um von Hand oder mit einem Verstellmechanismus gedreht zu werden. Der Ventilkörper 17 weist zwei Ausnehmungen 19, 20 auf, die sich jeweils um einen Winkel von etwas weniger als 0 180 um seinen Umfang erstrecken und in Höhe der An- Schlüsse 13, 14, 15, 16 verlaufen. Die Ausnehmungen 19, 20 sind nutartige Einschnitte die radial bis in die unmittelbare Nähe der Achse 1S reichen und zwischen denen sich Stege 21, 22 befinden, deren Enden'die Umfangsdichtflächen 23, 24 bilden. Die Stege 21, 22 erstrecken sich längs eines gemeinsamen Durchmessers des Ventilkörpers 17. Wie Figur 7 zeigt, sind die Ausnehmungen 19, 20 zu beiden Seiten durch zylindrische Wandlungsteile 25, 26 begrenzt, die an ihren Stirnseiten radiale Rippen 27 tragen, welche abdichtend an den Stirnseiten 11, 12 des Gehäuses anliegen. Die Rippen 17 verlaufen deckungsgleich mit den Stegen 21,22. Ihre Höhe entspricht etwa der halben Breite einer Ausnehmung 19 bzw. 20. Die Drehbegrenzungsvorrichtung besteht aus einem Stift 29 der parallel zur Achse 18 von dem Ventilkörper 17 absteht und in einen bogenförmigen Schlitz 30 des Gehäuses 10 hineinragt (Figur 8). Der Schlitz 30, der koaxial zur Achse 18 verläuft, erstreckt sich 0 über einen Winkelbereich von ca. 90 In den Fig. 1 - 3 ist das Drehventil in seiner Neutralstellung bzw. Mittelstellung dargestellt. Die Umfangsdichtfläche 23 liegt dabei zentral in der Öffnung des Druckanschlusses 13 und die Umfangsdichtfläche 24 liegt zentral in der Öffnung des Tankanschiusses 14. Jede der Umfangsdichtflächen 23, 24 erstreckt sich nur über einen Teilquerschnitt der betreffenden öffnung,so dass der Druckanschluss 13 und der Tankanschluss 14 nicht verschlossen werden. Der Druck der Hydraulikflüssigkeit gelangt also von dem Druckanschluss 13 durch die Ausnehmungen 19, 20 zu den Verbraucheranschlüssen 15, 16 und gleichzeitig zum Tankanschluss 14. Der Verbraucher befindet sich somit in einem Schwebezustand, d.h. in seinen beiden Anschlussleitungen herrscht der gleiche Druck, bei dem es sich um einen mittleren Druck handelt. Bei der Stellunc;,die der Ventilkörper 17 gemäss Figur 4 einnimmt, dichtet der Steg 21 den Bereich zwischen dem Druckanschluss 13 und dem Verbraucheranschluss 15 ab, während die Öffnung des Druckanschlusses 13 vollständig freigegeben und über die Ausnehmung 19 mit dem Verbraucheranschluss 16 verbunden wiru. In gleicher Weise dichtet der Steg 22, der mit seiner Umfangsdichtfläche 24 an der Innenwand des Gehäuses 10 anliegt, die Verbindung zwischen dem Verbraucheranschluss 16 und dem Tankanschluss 14 ab, während der voll geöffnete Verbraucheranschluss 15 mit dem ebenfalls voll geöffneten Tankanschluss 14 über die Ausnehmung 20 verbunden ist. In dieser Stellung wird der Verbraucher in seiner einen Richtung angetrieben. Der gesamte, durch die Drehbegrenzungsvorrichtung 29 30 vorgegebene Verstellbereich des Ventilkörpers ist durch den Doppelpfeil 31 in Figur 4 bezeichnet. Wenn der Ventilkörper 17 aus der Extremstellung in Figur 4 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, gelangt er zunächst in die Mittelstellung, die in den Fig. 1 - 3 angegeben ist. Bei weiterer Drehung der Achse 18 wird die in Figur 5 dargestellte Position eingenommen, bei der die Umfangsdichtfläche 23 einen grösseren Querschnittsbereich von dem Druckanschluss 13 zum Verbraucheranschluss 15 und einen kleineren Querschnittsbereich von dem Druckanschluss 13 zum Verbraucheranschluss 16 freigibt. Da gleichzeitig die Umfangsdichtfläche 24 einen kleineren Querschnittsbereich vom Verbraucheranschluss 15 zum Tankanschluss 14 und einen grösseren Querschnittsbereich vom Verbraucheranschluss 16 zum Tankanschluss 14 freigibt, entsteht im Verbraucheranschluss 15 ein höherer Druck als im Verbraucheranschluss 16. Auch im stationären Zustand wird dieser Druckunterschied aufrecht erhalten,so dass der Verbraucher gezielt in einer be-stimmten Position festgehalten werden kann, in der die Druckdifferenz der Verbraucheranschlüsse 15 und 16 der auf den Verbraucher einwirkenden Stellkraft entspricht. In Figur 6 ist schliesslich die andere Extremstellung des Ventilkörpers 17 dargestellt, in der der Ventilkörper den Druckanschluss voll mit dem Verbraucheran a schluss 15 und den Tankanschluss 14 voll mit dem Verbraucheranschluss 16 verbindet, die Verbraucheranschlüs se 15, 16 jedoch gegeneinander abdichtet. In diesem Zustand wird der Verbraucher mit maximalem Druck in die Rückzugsposition hineingefahren. Da auf der dem Druckanschluss 15 zugewandten Seite des Ventilkörpers 17 ein grösserer Druck herrscht als auf der dem Tankanschluss 16 zugeführten Seite, würde der Ventilkörper 17 normalerweise in Richtung auf den Tankanschluss 16 gedrückt. Um dies zu verhindern, sind an jeder Stirnseite des Ventilkörpers 17 im Gehäuse 10 zwei Druckentlastungskammern 30 vorgesehen, die durch die Stege 27 voneinander getrennt sind. Eine der Druckentlasttungskammern 30 ist über Kanäle 31 mit der Ausnehmung 19 und die andere Druckentlastungskammer 30 über Knaäle 32 mit der Ausnehmung 20 verbunden. Beide Druckentlastungskammern 30 sind durch die Stege 27 voneinander getrennt. In derjenigen Druckentlastungskammer 30, die den Druckanschluss 15 abgewandt ist, bildet sich jeweils der volle Druck aus. Da die Druckentlastungskammern 30 jeweils etwa die halbe Breite des Druckanschlusses 15 haben,wirken die beiden Druckentlastungskammern 30, die dem Druckanschluss 15 abgewandt sind, jeweils den Aufbau einer Entlastungs-Gegenkraft, durch die der Ventilkörper 17 annähernd im Gleichgewicht gehalten wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 weist der Ventilkörper 17''an jeder Stirnseite eine zusätzliche Platte 32 auf, die die Druckenentlastungskammern 30 begrenzt. Die Platten 32 haben den gleichen Durchmesser wie die zylindrischen Bereiche 25, 26 und liegen parallel zu den Stirnseiten des Gehäuses 104 Der in Fig. 10 dargestellte Ventilkörper 37 weist einen zylindrischen Mittelteil 38 auf, dessen Aussenfläche abdichtend an der Innenfläche des'Gehäuses 10' gleitet. Von der oberen Stirnseite des zylindrischen Mittelteils 38 stehen Stege 21, 22 ab, die entlang eines gemeinsamen Durchmessers des Ventilkörpers angeordnet sind und mit ihren Stirnseiten an den Stirnwänden 11, 12 des Gehäuses 10 gleiten Die Umfangsdichtflächen 23, 24 der Stege 21 gleiten an der Innenfläche der Gehäusewand. In gleicher Weise stehen Stege, von denen nur der Steg 21' in Fig. 10 sichtbar ist, von der unteren Stirnseite des zylindrischen Mittelteiles 38 abe Die Stege 21 und 21' sind - in Draufsicht - deckungsgleich, d.h. die Stege an der Oberseite und an der Unterseite des Mittelteiles 38 liegen in einer gemeinsamen Vertikalebene. Durch das Mittelteil 38 und die insgesamt vier Stege werden vier Quadranten oder Ausnehmungen 19, 20, 19', 20' gebildet. Die Ausnehmung 19 steht mit der diagonal gegenüberliegenden Ausnehmung 19' über eine Bohrung 39 in Verbindung. In gleicher Weise stehen die beiden Ausnehmungen 20 und 20' durch eine (in der Zeichnung nicht sichtbare) Schrägbohrung miteinander in Verbindung. Da die Quadranten bzw. Ausnehmungen 19, 20, 19', 20' teilweise von den Stirnwänden 11, 12 des Gehäuses 10 und teilweise von der Umfangswand des Gehäuses begrenzt werden, können die Anschlüsse 13 bis 16 wahlweise an einer der Stirnwände 11, 12 oder an der Umfangsfläche des Gehäuses 10' angeordnet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11, sind der Druckanschluss 13 und der Tankanschluss 14 an der Umfangswand des Gehäuses 10' übereinander angeordnet. Der Abstand zwischen diesen Anschlüssen 13 und 14 entspricht mindestens der Dicke des zylindrischen Mittelteiles 38, durch das diese Anschlüsse im Gehäuseinnern voneinander getrennt werden. Die Verbraucheranschlüsse 15 und 16 sind dagegen in der oberen Stirnwand 11 einander gegenüberliegend angeordnet. Die durch die Anschlüsse 15 und 16 hindurchgehende Gerade verläuft in Draufsicht rechtwinklig zu demjenigen Radius des Gehäuses auf dem die Anschlüsse 13 und 14 angeordnet sind. Eine weitere Variante des Gehäuses 10" ist in Fig. 12 dargestellt. Hier befinden sich der Druckanschluss 13 und der Tankanschluss 14 an einander auf einem gemeinsamen Durchmesser entgegengesetzten Stellen der Stirnwand 11. Auf einem rechtwinklig zu diesem Durchmesser verlaufenden Radius ist der Verbraucheranschluss 15 ebenfalls an der Stirnwand 11 angeordnet. Der Verbraucheranschluss 16 befindet sich dagegen im unteren Bereich der Umfangswand des Gehäuses unterhalb des Verbraucheranschlusses 15. Es gibt zahlreiche andere Kombinationsmöglichkeiten, die verschiedenen Anschlüsse 13 bis 16 anzuordnen. Diese Anschlüsse können auch in der unteren Stirnwand 12 des Gehäuses angeordnet werden, jedoch würde wegen der erforderlichen Anschlussstutzen die Achse 18 verlängert werden müs sen. Bei dem in Fig. 10 dargestellte Ventilkörper 37 bewirkt einen Druckausgleich dadurch, dass in der Ausnehmung 19' der gleiche Druck herrscht wie in der Ausnehmung 19,und in der Ausnehmung 20' ebenfalls der gleiche Druck wie in der Ausnehmung 20. Wenn die Flächen der Seitenwände der Stege 21 und 22 etwa die gleiche Fläche haben wie die Stirnwand des Mittelteiles 38 in dem betreffenden Quadranten, dann wirkt der Druck in der Ausnehmung 19 unter einem Winkel von etwa 450 zur Achse 18. Wenn in der Ausnehmung 19' die gleichen Flächenrelationen vorhanden sind, wirkt der Druck in der Ausnehmung 19' ebenfalls unter 450 zur Achse 18, wobei die Drücke in den Ausnehmungen 19 und 19' sich gegenseitig aufheben. In gleicher Weise erfolgt zwischen den Ausnehmungen 20 und 20' eine Druckkompensation. Das Drehventil der Fig. 13 weist einen ersten Gehäuseteil 40 auf, der den Ventilkörper 17 in einer Axialbohrung 42 enthält, und einen zweiten Gehäuseteil 41, der auf einer zylindrischen Fläche des ersten Gehäuseteils 40 drehbar angeordnet ist. Der zweite Gehäuseteil 41 stösst an seinem einen Ende gegen eine Ringschulter 43 und an einem anderen Ende gegen einen Sicherungsring 44, der an dem Ende des zylindrischen Teiles des ersten Gehäuseteiles 40 befestigt ist, so dass der zweite Gehäuseteil 41 relativ zu dem ersten Gehäuseteil 40 in axialer Richtung festgelegt ist, jedoch frei rotieren kann. Sn dem zweiten Gehäuseteil 41 befinden sich der Druckanschluss 13 und der Tankanschluss 14, die zu Verbindungsstücken 45 führen, von denen in Fig. 13 nur eines sicht t,ar ist. Der Druckanschluss 13 und der Tankanschluss 14 stehen jeweils mit einer Ringnut 46 bzw. 47 des zweiten Gehäuseteiles 41 in Verbindung. Jede dieser Ringnuten 46,47 wird durch O-Ringe 48 seitlich begrenzt. Von der mit dem Druckeinlass 13 verbundenen Ringnut 47 führt eine Querbohrung 49 zu einer Axialbohrung 50 des ersten Gehäuseteiles 40. Die Querbohrung 49 steht ausserdem über eine Längsbohrung 51 und eine durch die Längsbohrung 51 hindurchgehende Radialbohrung 52 mit der Kammer 42 in Verbindung. Die gegenüberliegende Seite der Kammer 42 steht über eine Radialbohrung 53 und eine diese kreuzende Axialbohrung 54 mit einer weiteren Radialbohrung 55 in Verbindung, die einerseits mit der Axialbohrung und andererseits mit der Ringnut 46 verbunden ist. Die Bohrungen 49,50 und 55 bilden somit eine Kurzschlussleitung, die die Ringnuten 46 und 47 untereinander verbindet. In der Axialbohrung 50 befindet sich ein Schieber 56, der gegen die Wirkung einer Feder 57 zurückgedrückt wird, so dass er die Mündung der Radialbohrung 49 in die Axialbohrung 50 völlig freigibt. Der Schieber 56 ist mit einem O-Ring 70 in der Axialbohrung 50 abgedichtet. Das rückwärtige Ende des Schiebers 56 stösst gegen ein Betätigungsorgan 58, bei dem es sich um einen Hebel handelt, der im Innern eines Handgriffs 59 an einem Drehzapfen 60 gelagert ist und dessen eines Ende an der Rückwand des Schiebers 56 anliegt. Die Endstellung des Schiebers 56 und des Betätigungsorgans 58 ist durch einen Anschlag im Innern des Handgriffs 59 vorgegeben. Wird das freie Ende des Betätigungsorgans 58 in den Handgriff 59 hineingedrückt, dann wird der Schieber 56 vorgeschoben, wobei er die Mündungsöffnung der Radialbohrung 49 zunehmend verschliesst. Hierbei wird die Feder 57 zusammengedrückt. Bei dieser Bewegung des Schiebers 56 wird der Durchlassquerschnitt der Kurzschlussleitung 49,50,55 verändert. Wenn die Kurzschlussleitung vollständig geschlossen ist, wirkt der volle Druck des Druckanschlusses 13 an dem Ventilkörper 17. Der Ventilkörper 17 ist im wesentlichen genauso ausgebildet wie der Ventilkörper der Fig. 1 bis 6, jedoch sind die Bohrungen 31 und 32 sowie die seitlichen Druck entlastungskamrnern 30 fortgelassen. Der Ventilkörper 17, der in der Kammer 42 angeordnet ist, ist an seinem rückwertigen Ende durch die Feder 57 abgestützt, die in der Axialbohrung 50 untergebracht ist. Die Kammer 42 steht daher mit der Axialbohrung 57 in direkter Verbindung. An der gegenüberliegenden Seite weist der Ventilkörper 17 einen in einer umlaufenden Nut untergebrachten O-Ring 61 auf, der die Kammer 42 nach aussen hin abdichtet. Die Verbraucheranschlüsse 15,16 führen in axialer Richtung aus dem ersten Gehäuseteil 40 heraus, in das Gehäuse 62 eines Hydraulikmotors hinein, der fest mit dem ersten Gehäuseteil 40 verbunden ist. Um den Ventilkörper 17 drehen zu können, ist an dem Ventilkörper ein Vierkantansatz 63 vorgesehen, der in einer Ausnehmung des Gehäuses 62 hineinragt. Das Gehäuse 62 weist ausserdem einen kreissegmentförmigen Spalt 64 auf, durch den ein auf den Vierkantansatz 63 aufgesteckter Arm 65 radial nach aussen ragt. An dem Endes des Armes 65 befindet sich ein Knopf 66, der in einem Winkel von etwa 900 zur Achse des Ventilkörpers 17 geschwenkt werden kann, um den Ventilkörper von derjenigen Stellung, die in Fig. 14 in ausgezogenen Linien dargestellt ist, in diejenige Stellung zu bringen, die in Fig. 14 strichpunktiert angegeben ist. Die Verstellung des Ventilkörpers 17 erfolgt immer dann, wenn die Kurzschlussleitung 49,50,55 geöffnet ist, d.h. wenn der Schieber 56 sich in dem in Fig. 13 dargestellten Ruhezustand befindet. In diesem Fall wirken auf den Ventilkörper 17 keine Radialkräfte ein, die das Verdrehen des Ventilkörpers behindern würden. Wird dagegen die Kurzschlussleitung 49,50,55 gedrosselt oder ganz abgesperrt, dann wirkt durch die Radialbohrung 52 ein erheblicher Druck auf den Ventilkörper 17, so dass dieser dann nicht mehr verstellt werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 13 und 14 erfolgt das sanfte Anfahren des Hydraulikmotors durch langsames Einziehen des Betätigungsorgans 58 in den Handgriff 59, so dass der Ventilkörper 17 immer nur auf eine seiner beiden Endstellungen voreingestellt werden,aber keine Zwischenstellung einnehmen muss. Der zweite Gehäuseteil 41, der auf dem ersten Gehäuseteil 40 frei drehbar ist, ist an seiner einen Stirnseite durch einen angeschraubten Deckel 67 verschlossen, an dem der Handgriff 59 befestigt ist. Der Deckel 67 weist eine Öffnung auf, durch die der Schieber 56 in das Innere des Handgriffs 59 eindringt und dort gegen das Betätigungsorgan 58 drückt. Die gesamte in Fig. 13 dargestellte Vorrichtung zusammen mit dem Hydraulikmotor, der sich in dem Gehäuse 62 befindet, stellt ein Handgerät dar, aus dem eine von dem Hydraulikmotor angetriebene Welle herausragt, an der beispielsweise eine Schlüsselnuss zum Festziehen einer Schraube befestigt werden kann. Hierbei ist es erforderlich, das Gehäuse 62 zusammen mit dem ersten Gehäuseteil 40 an einem externen Stützelement abzustützen, damit sich nicht das Gehäuse 62 dreht, während die (nicht dargestellte) Ausgangswelle von dem Schraubenkopf festgehalten wird. Wenn das Stützelement abrutscht, dann dreht sich das Gehäuse 62 zusammen mit dem ersten Gehäuseteil 40. Der Handgriff 59 kann jedoch weiterhin in der Hand gehalten werden, ohne dass die betreffende Person Schaden erleidet, weil der zweite Gehäuseteil 41 sich nicht mitdreht. Dadurch wird auch verhindert, dass die an die Anschlussvorrichtungen 45 angeschlossenen (nicht dargestellten) Schläuche sich aufwickeln. In Fig. 13 sind die Bohrungen 51,52 und 54 jeweils an einem Ende durch einen Stopfen 68 verschlossen. Die Stopfen sind aus fertigungstechnischen Gründen erforderlich, um die betreffenden Bohrungen jeweils von einer Aussenwand des ersten Gehäuseteils 40 aus bohren zu können. Danach werden die Anfänge der genannten Bohrungen mit dem Stopfen 68 druckdicht verschlossen.

Claims: A n s p r ü c h e 1. Hydraulisches Drehventil mit einem Gehäuse, das einen Druckanschluss, einen Tankanschluss, sowie zwei an einen Verbraucher anschliessbare Verbraucher anschlüsse aufweist, die mit einer zylindrischen Kammer verbunden sind, und mit einen in der Kammer drehbar angeordneten Ventilkörper, der jeweils über einen Teil seines Umfangs sich erstreckende, durch Umfangsdichtflächen voneinander getrennte Ausnehmun gen aufweist, durch die jeweils zwei benachbarte Anschlüsse des Gehäuses miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (19, 20) eine solche Umfangserstreckung haben, dass in jeder möglichen Drehstellung des Ventilkörpers (17) der Druckaijschluss (13) mit einem der Verbraucheranschlüs se (15,16) und der Tankanschluss (14) mit dem anderen Verbraucheranscluss verbunden ist,und dass der Druck anschluss (13) auf zwei parallelen Wegen über zwei Ausnehmungen (19, 20) an den Verbraucheranschlüssen (15, 16) vorbei mit dem Tankanschluss (14) verbindbar ist. 2. Drehventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanschluss (13) und der Tankanschluss (14) an umfangsmässig einander entgegengesetzten Stellen der Kammer (10) und die Verbraucheranschlüsse (15, 16), cbensfalls an umfangsmässig einander entgegen gesetzten Stellen der Kammer (10) derart angeordnet sind, dass die durch den Druckanschluss (13) und den Tankanschluss (14) hindurchgehende Achse, die durch die Verbraucheranschlüsse (15, 16) hindurchgehende Achse rechtwinklig schneidet. 3. Drehventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Breite der Umfangsdiclltflächen (23, 24) kleiner ist als der Durchmesser des Druckanschlusses (13) bzw. Tankanschlusses (14). 4. Drehventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Drehbegrenzungsvorrichtung (29, 30) vorgesehen ist, die einen Drehwinkel des Ventil körpers (17) von etwa 900 zulässt, wobei in der Mittel- stellung die Umfangsdichtflächen (23, 24) jeweils in den Mitten von Druckanschluss (13) und Tankan schluss (14) angeordnet sind, ohne diese Anschlüsse zu verschliessen. 5. Drehventil nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (17) an seinen Stirnseiten radiale Rippen (27) aufweist, welche Druckentlastungskammern (30) begrenzen, die durch Kanäle (31, 32) mit dem Druckanschluss (13) verbind bar sind. 6. Drehventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (31, 32) von den Ausnehmungen (19, 20) aus durch den Ventilkörper (17) hindurchgehen, dass die Rippen (27) sich umfangsmässig an den gleichen Stellen befinden wie die Umfangsdichtflächen (23, 24) ,und dass jeweils diejenige Druckentlastungskammer (30)mit dem Druckanschluss (13) verbunden ist, die diesem gegenüber liegt. 7. Drehventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Druckentlastungskammern (30) zusammengenommen etwa die.gleiche Breite haben wie eine der Ausnehmungen (19, 20). 8. Drehventil nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungskammern (30) zu den Stirnseiten des Gehäuses (10) hin durch Platten (32) begrenzt sind, die dem Ventilkörper integral angeformt sind. 9. Drehventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (37) einen zylindrischen Mittelteil (38) aufweist, an dessen beiden Stirnseiten radiale Stege (21, 22) angeordnet sind, die die Ausnehmungen (19, 20, 19', 20') voneinander trennen und abdichtend an den Stirn wänden (11, 12) des Gehäuses (10') gleiten,.und dass je zwei Ausnehmungen (19, 19';20, 20') kreuzweise durch Bohrungen (39) miteinander verbunden sind. 10. Drehventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ausnehmungen (19, 20; 19', 20') begren zenden Seitenflächen der Stege (21, 22) etwa die gleiche Flächengrösse haben wie die die Ausnehmun gen bexJrenzenden Flächen des zylindrischen Alittel- teiles (38). 11. Drehventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, dass von den Anschlüssen (13 bis 16) min destens einer an einer Stirnwand (11, 12) des Ge häuses (10') angeordnet ist. 12. Drehventil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass von den Anschlüssen (13 bis 16) mindestens zwei in unterschiedlichen Höhen an der Umfangswand des Gehäuses angeordnet sind. 13. Drehventil nach Anspruch 1 doer 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Druckanschluss (13) mit dem Tank anschluss (14) über eine Kurzschlussleitung (49,50,55) verbunden ist, in der sich eine Stelle mit veränder barem Durchlassquerschnitt befindet, und dass ein Be tätigungsorgan (58) vorgesehen ist, mit dem ein Drosselelement (56) zur Veränderung des Durchlass querschnitts der Kurzschlussleitung (49,50,55) ver stellbar ist. 14. Drehventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement (56) in Richtung auf die voll ständige Öffnung der Kurzschlussleitung (49,50,55) vorgespannt ist. 15. Drehventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanschluss (13), der Tank anschluss. (14) und das Betätigungsorgan (58) an einem zweiten Gehäuseteil (41) angebracht sind, welcher relativ zu dem die Kammer (42) mit dem Ventilkörper (17) enthaltenden ersten Gehäuseteil (40) frei dreh bar ist, und dass die Verbindung des Druckanschlusses (13) und des Tankanschlusses (14) mit der Kammer (42) über Ringnuten (46,47) erfolgt.

Inventors: HIRTSIEFER, KARL RICHARD, MULLER, JOHANN, Müller, Johann
Applicants: WAGNER, PAUL-HEINZ
Application year: 1981
Main classification: F16K11
IPC codes: F16K11