HYDRAULIC MULTIPLE-WAY VALVE

Abstract: In a multiple-way valve (11) for controlling a load (27) in a manner which is independent of the load pressure, additional control slots (70, 71, 72, 84) are constructed on the control slide (13), which limit the maximum hydraulic fluid flow when the control slide (13) is fully deflected. The magnitude of the hydraulic fluid flow is determined by a measuring restrictor point (68) arranged on the control slide (13). In the lifting selection position, the control slot (71) limits the hydraulic fluid flow between the two restrictor chambers (19, 20) of the multiple-way valve (11). The control slots (70 and 72) determine the maximum hydraulic fluid flow in the lowering selection position. The maximum hydraulic fluid flow can be limited in this way such that the multiple-way valve (11) can be matched to different applications. The additional control slots (70, 71, 72) can be produced in one manufacturing operation together with the control notches (62, 63, 64, 65) for the directional control of the connected load. <IMAGE>

Description: Hydraulisches Wegeventil Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Wegeventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiges bekanntes Wegeventil weist am Steuerschieber eine Messdros- selstelle auf, die mit Mitteln zur lastdruckunabhängigen Steuerung des Druckmittels in Wirkverbindung steht. Dieses Wegeventil hat aber den Nachteil, dass bei voller Schieberauslenkung die Messdrosselstelle die Verbindung vom Zulaufanschluss zur Zul ufkammer vollständig öffnet. Dadurch fliesst das gesamte von der Pumpe geföraerte Druckmittel zum Verbraucher und kann nicht, falls mehrere Verbraucher an die Pumpe angeschlossen sind, individuell angepasst werden. Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemässe Wegeventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor- teil, dass der maximale Druckrittelstrom zum Verbraucher au eine geringere Druckirittelmenge begrenzt werden kann. Abhängig von der Betätigungsrichtung des angeschlossenen Verbrauchers sind Druckmittel ströme mit verschiedenen Grössen möglich. Dadurch ist das Wegeventil auch für andere Anwendungsfälle geeignet. In den Arbeitsstellungen Heben und Senken kann der Verbraucher mit unterschiedlichen Betätigungsgeschwindigkeiten gesteuert werden. Die den maximalen Druckmittel strom bestimmenden Steuerkanten sind im Bereich der Messdrosselstelle für die Feinsteuerung angeordnet und können in einem Arbeitsgang zusammen mit der Messdrosselstelle hergestellt werden. Bei maximaler Auslenkung des Steuerschiebers ist in dessen jeweiligen Arbeitsstellungen der von der Druckmittelquelle geförderte Druckmittelstrom begrenzbar. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Wegeventils möglich. Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Wegeventil mit einem sich in Neutralstellung befindlichen Steuerschieber, die Figuren 2, 3 und 4 jeweils im vergrösserten Massstab den Steuerschieber nach Figur i in den beiden Arbeitsstellungen bzw. in der Freigangstellung, die Figuren 5 und 6 eine Abwandlung des Steuerschiebers nach Figur 1 in Vorder- und Seitenansicht und die Figur 7 eine zweite Abwandlung des Steuerschiebers nach Figur 1. Beschreibung des Ausführungsbeispiels In einem Gehäuse 10 eines Wegeventils 13 ist eine etwa mittige, durchgehende Schieberbohrung i2 ausgebildet, in der ein Steuershieber 13 gleitend geführt ist. In der Schieberbohrung 12 sind acht Kammern 14 bis 21 ausgebildet, wobei die Kammern 14, 18 als erste bzw. zweite Rück- laufkammer, die Kammern 15, 17 als erste bzw. zweite Verbraucherkammer, die Eammer 16 als Zulaufkammer und die Kammern 19, 20 als erste bzw. zweite Drosselkammer dienen. Die erste und zveite Verbraucherkammer 15, 17 stehen mit Verbraucheranschlüssen 23, 24 in Verbindung. Am Verbrau cheranschluss 23 ist eine Leitung 25 angeschlossen, die zu einem Druckraum 26 eines Arbeitszylinders 27 führt. Von dessen anderem Druckraum 28, in dem sich die Kolbenstange 29 befindet, fahrt eine zweite Leitung 30 zum Verbraucheranscluss 2-. Die zweite Drosselka er 20 steht über einen Kanal 32 mit einem Querkanal 33 un; mit einer nicht dargestellten Pumpe in Verbindung, ion der ersten Drosselkammer 19 führt ein Kanal 34 zu einem parallel zur Schieberbohrung 12 angeordneten Kanal 35. Dieser ist mit der Zulaufkammer 16 verbunden und durch ein zur Zulaufkammer J6 hin öffnendes Rückschlagventil 37 abges chert. Zwischen dem Rückschlagventil 37 und dem ranal 34 mündet in den Kanal 35 ein senkrecht zur Zeichenebene ausgebildeter Steuerkanal 38. Dieser dient zur A leit;:g eines Steuerdrucks aus der ersten Drosselkammer 1c zu einem nicht dargestellten Regler einer Verstellpumpe bzw. zu einem Stromregelventil, un derart eine lastdrükune behängige Steuerung zu erreichen. Bei Parallelbet & igung me-rerer Wegeventile kann dieser Steuerdruck aus der ersten Drosselkammer J9 auch über ein nicht dargestelltes lgisches System zur Auswahl des maximalen Steuerdrucks geleitet werden. Der Steuerschieber 13 hat neun Kolbenabschnitte k1 bis 49, die durch acht Ringnuten 51 bis 58 voneinander getrennt sind. Der erste äussere Kolbenabschnitt 41 - bezogen auf die Figur von links nach rechts gesehen - ragt in ein becherförmiges Gehäuseteil 61, in dem ihm eine nicht dargestellte doppeltwirkende Rückholeinrichtung zugeordnet ist. Der andere äussere Kolbenabschnitt 49 ragt über die Schieberbohrung 12 hinaus, so dass der Steuerschieber 13 an diesem Kolbenabschnitt 49 von au ssen bedienbar ist. An den Kolbenabschnitten bl, 43, L4 sind den Ringnuten 51, 52, 53 des Steuerschiebers 13 zugewandte Steuerkerben 62, 63, 64, 65 ausgebildet, die zur Richtungssteuerung des Druckmittels und damit des Arbeitszylinders 27 dienen. Am siebten Xolbenabschnitt 47 befinden sich der Ringnut 57 und der Ringnut 56 zugeordnete Steuerkerben 66, 67, die zusammen als Messdrosselstelle 68 zwischen den beiden Drosselkammern 19, 20 wirken. Die Messdrosselstelle 68 dient für das nicht dargestellte lastunabhängige Steuersystem. Ferner weisen der zweite, der sechste und der achte Kolbenabschnitt 42, 46, 48, die alle schmal ausgebildet sind, Steuernuten 70, 71, 72 auf. Sie können auch als die Kolbenabschnitte 42, 46, 48 durchdringende Querbohrungen ausgebildet sein. Am fünften Kolbenabschnitt 45 ist eine Abgriffsstelle 73 vorgesehen, die zur Ableitung des Steuerdrucks für die lastdruckunabhängige Steuerung in den Arbeitsstellungen des zugeordneten Steuerschiebers 13 dient. Die Wirkungsweise des Wegeventils 11 wird anhand der Figuren 1 bis 4 erläutert. Befindet sich der Steuerschieber 13 des Wegeventils 11 in der in Figur 1 gezeichneten Neutralstellung, so blockieren die Steuerkerben 66, 67 des siebten Kolbenabschnitts )17 die Verbindung zwischen der zweiten Drosselkammer 20 und der ersten Drosselkammer 19. Damit ist auch der Querkanal 33 zur Pumpe abgesperrt. Zudem sind in an sich bekannter Weise die Verbraucher anschlüsse 23, 24 hydraulisch blockiert. Dazu versperrt der dritte Kolbenabschnitt 43 die Verbindung von der Zulaufkammer 16 zur ersten Verbraucherkammer 15 bzw. zur zweiten Verbraucherkammer 17. Ferner blockiert der vierte Kolbenabschnitt 44 die Verbindung von der zweiten Verbraucherkammer 17 zur Rücklaufkammer 18 und der erste Kolbenabschnitt 41 die Verbindung von der ersten Verbraucherkammer 15 zur ersten Rücklaufkammer 14. Der fünfte und der sechste Kolbenabschnitt 5, 46 des Steuerschiebers 13 befinden sich im Bereich der ersten Drosselkammer 19, so dass die erste Drosselkammer 19 über die Ringnut 54 mit der zweiten Rücklaufkammer 18 verbunden ist. Dadurch ist die erste Drosselkammer 19 zur zweiten Rücklaufkammer 18 entlastet. Ferner steht über diese Verbindung auch die Abgriffsstelle 73 mit der zweiten Rücklaufkammer i8 in Verbindung, so dass sich der Steuerdruck aus dem angeschlossenen logischen System bzw. aus dem Pruckraum des Stromregelventils hierüber abbauen kann und die das Druckmittel fördernde Pumpe nur gegen einen relativ niedrigen Neutralumlaufdruck arbeiten muss. Wird der Steuerschieber 13 in seine erste Arbeitsstellung eben - wie in Figur 2 naher gezeigt - verschoben, indem er aus dem Gehäuse 10 herausgezogen wird, so öffnet die Steuerkerbe 63 des dritten Kolbenabschnitts L3 die Verbindung von der Zulaufkammer 16 zur ersten Verbraucherkammer 15. Zugleich gibt die Steuerkerbe 65 des vierten Kolbenabschnitts 44 die Verbindung von der zweiten Verbraucherkammer 17 zur zweiten Rücklaufkammer 18 frei. Während die Steuerkerben 63, 65 die Richtung des Druckmittelstroms bestimmen, wird dessen Grösse gleichzeitig durch die Auslenkung der Steuerkerbe 67 am siebten Kolbenabschnitt 47 erreicht. Gleichzeitig blockiert der vierte Kolbenabschnitt 44 die Verbindung von der ersten Drosselkammer 19 zur zweiten Rücklaufkammer 18. Wird der Steuerschieber 13 in seine maximale Hebenstellung ausgelenkt - wie in Figur 2 dargestellt - so befindet sich der sechste Kolbenabschnitt 46 im Bereich zwischen der ersten und der zweiten Drosselkammer 39, 20 und steuert dadurch die maximale Grösse des Druckmittelstroms zwischen den beiden Drosselkammern 19, 20 bzw. zum Verbraucner 27. Somit wird der maximale Druckmittelstrom durch die Grösse der Steuernut 71 des sechsten Kolbenabschnitts 46 bestimmt. Der in der ersten Drosselkammer 19 herrschende Steuerdruck kann somit über die Abgriffsstelle 73 abgeleitet und dem nicht dargestellten Pumpenregler bzw. dem Stromregelventil zugeführt werden. Das Rückschlagventil 37 vermeidet dabei ein Absinken des Arbeitszylinders 27, insbesondere solange der herrschende Lastdruck höher ist als der sich aufbauende Pumpendruck. Wird der Steuerschieber 33 in die in Figur 3 gezeigte zweite Arbeitsstellung Senken gebracht, so wird er aus der Neutralstellung heraus in das Gehäuse 10 hineingedrückt. Dabei öffnet die Steuerkerbe 64 des dritten Kolbenabschnitts 43 die Verbindung von der Zulaufkammer 16 zur zweiten Verbraucherkammer 37, während die Steuerkerbe 62 des ersten Kolbenabschnitts 41 die erste Verbraucherkammer 5 zur ersten Rücklaufkammer 3 hin entlastet. Die Grösse des Druckmittelstroms wird von der Steuerkerbe 66 des siebten Kolbenabschnitts 47 bestimmt. Der fünfte Kolbenabschnitt 45 blockiert die Verbindung von der ersten Drosselkammer 19 zur zweiten Rücklaufkammer J8. Über die Abgriffsstelle 73 kann wieder aus der ersten Drosselkammer 9 der Steuerdruck abgegriffen werden. In der in der Figur 3 gezeigten maximalen Auslenkung des Steuerschiebers 13 in der zweiten Arbeitsstellung Senken befindet sich der achte Kolbenaschnitt 48 zwischen den beiden Drosselkammern 19, 20, so dass die Steuernut 72 die maximale Grösse des Druckmittelstroms begrenzt. Das von der Pumpe geförderte Druckmittel strömt nun über den Querkanal 33, den Kanal 32, die zweite Drosselkammer 20, die Steuernut 72, die erste Drosselkammer 39 und über die Kanäle 34, 35, in die Zulaufkammer 36. Von dort fliesst es über die zweite Verbraucherkammer 17, über den Ver braucheranschluss 24 und die Leitung 30 in den Druckraum 28 des Arbeitszylinders 27. Das aus dem Druckraum 26 des Arbeitszylinders 27 abströmende Druckmittel fliesst über die Leitung 25, den Verbraucheranschluss 23, die erste Verbraucherkammer 35 und über die Steuernut 70 in die erste Rücklaufkammer 14. Der an der Abgriffsstelle 73 in der ersten Drosselkammer i9 abgegriffene Steuerdruck wird über den Steuerkanal 38 wiederum zur lastdruckunabhängigen Steuerung dem Stromregelventil zugeleitet. Der maximale Druckmittelstrom zum Arbeitszylinder 27 wird vorteilhafterweise durch die Steuernut 70 des zweiten Kolbenabschnitts 42 bzw. der Steuernut 72 des achten Kolbenabschnitts 48 begrenzt. Die Steuernuten 70 bis 72 sind zweckmässgierweise gleich gross, so dass der maximale Druckmittelfluss in den Arbeitsstellungen Senken und Heben gleich gross ist. Insbesondere die Steuernut 70 ist in ihrer Grösse vom am Verbraucher 27 wirkenden Lastdruck abhängig, so dass die Steuernut 70 auch kleiner als die Steuernuten 71, 72 sein kann. Wird der Steuerschieber 33 über die zweite Arbeitsstellung Senken hinaus noch stärker in das Gehäuse 20 des Wegeventils 31 hineingedrückt, so nimmt der Steuerschie ber 13 die in der Figur 4 gezeichnete sogenannte Freigangstellung ein. Dabei ist die Zulaufkammer 16 durch die Steuerkerbe 64 des dritten Kolbenabschnitts 43 und durch die Steuerkerbe 65 des vierten Kolbenabschnitts 44 zu den jeweiligen Verbraucherkammern 15, 17 hin blockiert. Die erste Verbraucherkammer 15 ist über die Steuerkerbe 63 des dritten Kolbenabschnitts 43 und die Ringnut 52 zur ersten Rücklaufkammer 14 hin entlastet. Die zweite Verbraucherkammer 17 ist über die Ringnut 54, die sich zwischen dem vierten und dem fünften Kolbenabschnitt 44, 45 befindet, mit der zweiten Rücklaufkammer 18 verbunden. Dadurch sind beide Verbraucherkammern 35, 17 jeweils mit ihren Rücklaufkammern 14, 18 verbunden, so dass sich im angeschlossenen Arbeitszylinder 27 die Kolbenstange 29 frei bewegen lässt. Zugleich ist die erste Drosselkammer J9 über die Steuernut 73 des sechsten Kolbenabschnitts 46 mit der zweiten Rücklaufkammer 18 verbunden. Der neunte Kolbenabschnitt 49 blockiert die Verbindung von der zweiten Drosselkammer 20 zur ersten Drosselkammer 19. Die Abgriffsstelle 73 des Steuerdrucks ist zur zweiten Rücklaufkammer 18 hin entlastet, so dass die Pumpe gegen einen relativ niedrigen Bereitschaftsdruck fördern kann. In Figur 5 ist die Vorderansicht eines Steuerschiebers 3a dargestellt, seine Seitenansicht in Figur 6. Gleiche Teile sind wieder wie zuvor mit denselben Ziffern unter Hinzufügung eines Buchstabens bezeichnet. Am Aussenumfang des Kolbenabschnitts 42a ist auf einer Seite eine Steuernut 77 ausgebildet, deren Querschnitt etwa dem Offnungs- winkel einer an Kolbenabschnitt 41a ebenfalls auf dieser Seite ausgebildeten Steuerkerbe 78 entspricht. Ferner befindet sich am achten Kolbenabschnitt 48a auf dieser Seite eine Steuernut 79, deren Querschnitt die Grösse des Cff nungswinkels der sich am Kolbenabschnitt 47a befindenden Steuerkerbe 80 hat. Auf der Vorderseite dieses siebten Kolbenabschnitts 47a ist eine zweite Steuerkerbe 81 ausgebildet, die in Grösse und Form der Steuerkerbe 80 auf der Gegenseite entspricht. Ebenfalls auf der Vorderseite ist am sechsten Kolbenabschnitt 46a eine Steuernut 82 angeordnet, deren Querschnitt gleich dem Öffnungswinkel der Steuerkerbe 81 ist. Die Steuernut 79 des achten Kolbenabschnitts 48a und die Steuernut 82 des sechsten Kolbenabschnitts 46a sind gleich ausgebildet, während die Steuernut 77 auf der Gegenseite des zweiten Kolbenabschnitts 42a einen kleineren Querschnitt als diese hat. Dadurch ist es möglich, in den Arbeitsstellungen Heben und Senken den Druckmittelfluss zum Arbeitsszylinder 27 bei maximaler Auslenkung des Steuerschiebers 13a auf unterschiedliche Werte zu begrenzen. In der Arbeitsstellung Heben ist die Grösse des Druckmittelstroms durch die Steuernut 82 am Kolbenabschnitt 46a bestimmt. Tn der Arbeitsstellung Senken hingegen begrenzt die Steuernut 79 am Kolbenabschnitt 48a die Grösse des Druckmittelstroms. Ein angeschlossener Arbeitszylinder ist somit mit einer grösseren Druckmittelmenge anhebbar, und zwar schnell anhebbar, und mit einer kleineren Druckmittelmenge absenkbar, und zwar langsam absenkbar. Der Druckmittelstrom ist somit abhängig von der Bewegungsrichtung des angeschlossenen Arbeitszylinders. Ferner ist es auch - wie in Figur 7 dargestellt - möglich, zwischen dem dritten und dem vierten Kolbenabschnitt 43 bzw. 44 einen zusätzlichen Kolbenabschnitt 83 mit einer Steuernut 84 anzuordnen. Dieser Kolbenabschnitt 83 mit seiner Steuernut 84 begrenzt in Stellung Heben des Steuerschiebers 13 den über den Verbraucheranschluss 2h abfliessenden Druckmittel strom Die Grösse die ser Steuernut 84 kann dabei wieder den Steuernuten 70, 71, 72 entsprechen, oder - entsprechend der Steuernut 70 - in ihrer Grösse vom am Verbraucher 27 wirkenden Lastdruck abhängig sein. Es ist möglich, den Kolbenabschnitt 83 zusätzlich zu den drei anderen Kolbenabschnitten 42, 46, 48 oder ohne den zweiten Kolbenabschnitt 42 anzuordnen. Selbstverständlich sind am Wegeventil 11 doppelt- oder einfachwirkende Arbeitszylinder anschliessbar. Ferner wäre es auch möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen, den Steuerschieber nur für drei Stellungen, d.h. ohne Freigangstellung, auszubilden. Selbstverständlich sind als Steuernuten auch andere Formen von Steuerausnehmungen, wie z.B. Bohrungen, denkbar.

Claims: Hydraulic multiple-way valve (11) having a spool valve (13) arranged in a spool bore (12) of a housing (10), on which spool valve control notches (62, 63, 64, 65) are constructed for controlling the direction of a connected consumer (27), by means of which control notches two consumer ports (23, 24) can be connected in operating positions alternately to an inlet chamber (16) or to a first (14) or second (18) return chamber and can be shut off in a neutral position, and on which spool valve control notches (66, 67) forming a metering spool point (68) are arranged, which control notches are connected upstream of the control notches (62, 63, 64, 65) for controlling the direction in the flow of pressure medium flowing from the inlet (33), connected to a source of pressure medium, to the consumer ports (23, 24), and having a tapping point (73) downstream of the metering spool point (68) for discharging a control pressure to means for load pressure-independent control in the operating positions of the spool valve (13), and having a non-return valve (37) connected downstream of the metering spool point (68) and safeguarding both consumer ports (23, 24), characterised in that additional piston sections (42, 46, 48, 83) having control openings (70, 71, 72, 84) are constructed on the spool valve (13), which piston sections limit the maximum flow of pressure medium at the maximum deflection of the spool valve (13) in its respective position. Multiple-way valve according to Claim 1, characterised in that an additional piston section (46, 48) is constructed respectively upstream and downstream of the metering spool point (68) on the spool valve (13), and in that these two piston sections (46, 48) have control openings (71, 72) which limit the maximum flow of pressure medium at maximum deflection of the spool valve (13) in its respective position. Multiple-way valve according to Claim 1 and/or 2, characterised in that the control opening (70) of a third additional piston section (42) limits the flow of pressure medium from the first consumer port (23) to the first return chamber (14) Multiple-way valve according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the control opening (84) of a fourth additional piston section (83) limits the flow of pressure medium from the second consumer port (24) to the second return chamber (18). Multiple-way valve according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the control openings (70, 71, 72, 84) of the additional piston sections (42, 46, 48, 83) are of a construction of equal size. Multiple-way valve according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the control opening (70) of the third additional piston section (42) is of smaller construction than the control opening (72) of the second additional piston section (48). Multiple-way valve according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the control opening (84) of the fourth additional piston section (83) is of smaller construction than the control opening (71) of the first additional piston section (46). Multiple-way valve according to one of Claims 1 to 7, characterised in that the control openings (77, 79) of the second and third additional piston sections (42a, 48a) are constructed on the one side of the spool valve (13a) and the control openings (72, 84) of the first and fourth additional piston sections (46a, 83) are constructed on the other side of the spool valve (13a). Multiple-way valve according to one of Claims 1 to 8, characterised in that the spool valve (13) has a release position, in which both consumer ports (23, 24) are connected to the return chambers (14, 18), in that the load pressure-independent control can be balanced via the second return chamber (18) and in that the control opening (72) on the second additional piston section (48) limits the maximum flow of pressure medium to the consumer (27) during the changeover phase from the position, lowering, into the position, release. Multiple-way valve according to one of Claims 1 to 9, characterised in that the control grooves (77, 79, 82) are located opposite the associated fine control notches (78, 80, 81) of the spool valve (13) and are manufactured together with said notches in a single work process.

Inventors: OLBRICH, GOTTFRIED, DIPL.-ING.
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1985
Main classification: F16K11
IPC codes: F15B13, F16K11