PROPORTIONAL DIRECTIONAL VALVE WITH SINGLE PRESSURE BALANCE

Abstract: 1. A proportional directional control valve whose valve housing has a pressure port (P), a tank port (T) and two load ports (A, B), wherein there are provided a valve spool (2) for controlling the communication of said ports (P, T, A, B) in two working positions and a separate pressure balance means (3) for controlling the pressure port (P) in dependence on load pressure, characterised in that the valve spool (2) has the following control conduit systems (5, 10) in three different rotational positions which are fixed in the valve housing (1) by positive connection, about its longitudinal axis : a) in a first rotational position (D) in both working positions of the valve spool (2) the load pressure (PA, PB) of the pressurized load port (A, B) of a double-acting load is fed to the separate pressure balance means (3) ; b) in a second rotational position (EB) in one working position of the valve spool (2) the load pressure of the pressurised load port (B) of a single-acting load is supplied to the separate pressure balance means (3) while in the other working position of the valve spool (2) the load port (A) which is not required and which is therefore closed, like also the separate pressure balance means (3), are relieved towards the tank (T) ; and c) in a third rotational position (EA) control is effected as in b) but with interchange of the load ports (A, B).

Description: Beschreibung Proportionalwegeventil mit Einzeldruckwaage Die vorliegende Erfindung betrifft ein Proportionalwegeventil mit Einzeldruckwaage. Proportionalwegeventile werden zur Steuerung von einfachwirkenden Verbrauchern wie Zylindern mit einer Lastrichtung oder Motoren mit einer Drehrichtung und von doppeltwirkenden Verbrauchern wie Zylindern mit zwei Lastrichtungen und Motoren mit zwei Drehrichtungen eingesetzt. Ein proportionales Verhalten ist gegeben, wenn bei jeder wählbaren Stellung des Ventilkolbens ein lastunabhängiger konstanter Ölstrom an einen Verbraucher abgegeben wird. Jeder Verbraucher fordert entsprechend dem Schaltplan bestimmte funktionelle Eigenschaften, damit seine Arbeitsaufgabe erfüllt wird. Zu den oben genannten vier Arbeitsaufgaben kommt noch die durch "Schwimmstellung" des Ventilkolbens gekennzeichnete Arbeitsaufgabe hinzu, bei welcher ein doppeltwirkender Verbraucher ohne nennenswerten Widerstand in beide Richtungen durch äussere Kräfte bewegt werden kann. Die bisher bekannten, marktüblichen Proportionalwegeventile können nur jeweils eine einzige Arbeitsaufgabe erfüllen, d. h. die Ventilkolben dieser Proportionalwegeventile sind speziell für ihre Arbeitsaufgabe konstruiert und gefertigt. Ein Proportionalwegeventil für einfachwirkende Verbraucher mit Arbeitsanschluss A kann also nicht als Proportionalwegeventil für einfachwirkende Verbraucher mit Arbeitsanschluss B oder für doppeltwirkende Verbraucher verwendet werden. Der Herstellungs- und Lageraufwand für die fünf verschiedenen Proportionalwegeventile ist daher sehr gross. Sind mehrere bekannte Proportionalwegeventile in einem Ventilblock zusammengefasst, um mehrere Verbraucher unterschiedlicher Art durch eine Pumpe in beliebiger Anzahl, Reihenfolge und/oder Geschwindigkeit auch gleichzeitig zu betätigen, so müssen bei Veränderung der Verbraucher der Ventilblock zerlegt und die entsprechenden Proportionalwegeventile ausgetauscht werden. Dies stellt einen erheblichen Umrüstungsaufwand dar. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Herstellungs- und Lageraufwand der bekannten Proportionalwegeventile und den bei Veränderung der Verbraucher erforderlichen Umrüstungsaufwand bei in Blockbauweise zusammengeschaltenen Proportionalwegeventilen zu verringern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Proportionalwegeventil mit Einzeldruckwaage gelöst, welches durch Drehung seines Ventilkolbens für unterschiedliche Arbeitsaufgaben einstellbar ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Proportionalwegeventils mit Einzeldruckwaage sind in den Unteransprüchen 2 bis 22 angeführt. Erfindungsgemäss ist also nur noch ein einziges Proportionalwegeventil mit Einzeldruckwaage erforderlich, welches durch einfache Verdrehung des Ventilkolbens bzw. Entfernung eines Hubbegrenzers allen in der Praxis vorkommenden Arbeitsaufgaben gerecht wird. Der Herstellungs- und Lageraufwand für Proportionalwegeventile wird daher durch das erfindungsgemässe Proportionalwegeventil drastisch reduziert. Die Änderung der Ventilfunktion kann auch vom Anwender mit wenig geschultem Personal durchgeführt werden. Bei Ver änderung von Verbrauchern, die über einen Ventilblock mit mehreren erfindungsgemässen Proportionalwegeventi len durch eine Pumpe betätigt werden, ist eine aufwendige Zerlegung des Blockes nicht mehr erforderlich, da die Veränderung der Ventilfunktion am eingebauten Proportionalwegeventil vorge nommen werden kann. Dies kann insbesondere durch Abnahme einer Abdeckkappe und entsprechende Verdrehung des Ventilkolbens mit anschliessender formschlüssiger Verbindung zwischen Abdeckkappe und Ventilkolben zur drehfesten Fixierung des Ventilkolbens erfolgen. Durch erfindungsgemässe Ausgestaltungen von Steuerleitungssystemen und Lastrückmeldungsbohrungen im Ventilkolben des Proportionalwegeventils in Verbindung mit der entsprechend zugeordneten und ausgestalteten Einzeldruckwaage und mit vorgesteuerten Druckbegrenzungsventilen für die Verbraucherleitungen des Proportionalwegeventils und in Verbindung mit einer Lastrückmeldungsleitung und einer Entlastungsleitung zu der Eingangsplatte mit einer Eingangsdruckwaage einer Konstantpumpe oder zu dem Förderstromregeler einer Verstellpumpe erfolgt ein Verbraucherdruckaufbau bei Verwendung des erfindungsgemässen Proportionalwegeventils nur bei entsprechender Anforderung durch die Verbraucher, so dass die Pumpenarbeit minimiert werden kann. Dies gilt auch bei Verwendung eines Ventilblocks mit mehreren zusammengebauten erfindungsgemässen Proportionalwegeventi len. Erfindungsgemäss kann auch der Aufwand zur Rastrierung des Ventilkolbens in vorgegebenen Endstellungen erheblich verringert werden, indem ein drehbares Rastrierungssystem oder bei Verwendung eines Handbetätigungshebels für den Ventilkolben in dem Hebel eine federvorgespannte Rastkugel, welche mit einstellbaren Rastbolzen in Eingriff bringbar ist, vorgesehen ist. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen: Fig. 1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemässen Proportionalwegeventils, eingestellt für doppelt wirkende Verbraucher, mit mittiger Neutralstellung des Ventilkolbens, Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäss Fig. 1, wobei der Ventilkolben in eine Arbeitsstellung nach links verschoben ist, Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäss Fig. 1, wobei der Ventilkolben noch weiter nach links in eine Schwimmstellung verschoben ist, Fig. 4 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemässen Proportionalwegeventils, eingestellt für einen einfachwirkenden Verbraucher am Verbraucheran schluss B, wobei der Verbrauchersanschluss B zum Tank geöffnet ist, Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäss Fig. 4, wobei der Verbraucheranschluss B unter Lastdruck steht, Fig. 6 einen Schaltplan eines Ventilblocks mit vier erfindungsgemässen Proportionalwegeventilen, wobei der Ventilblock mit einer Eingangsplatte mit Eingangsdruckwaage verbunden ist, Fig. 7 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemässen Proportionalwegeventils mit Handbetätigungshebel und erfindungsgemässem Rastrierungssystem, Fig. 7a eine Schnittdarstellung längs der Linie VIIa VIIa der Fig. 7, Fig. 8, 8a und 8b Schnittdarstellungen einer anderen Aus führungsform eines erfindungsgemässen Rastrierungs systems, Fig. 9 eine abgewandelte, schematisch dargestellte Aus führungsform des Rastrierungssystems gemäss Fig. 8, 8a und 8b, und Fig. 10 eine tabellarische Auflistung der verschiedenen Rastarten für das erfindungsgemässe Proportional wegeventil. In den Figuren ist ein Proportionalwegeventil mit einem Ventilgehäuse 1, einem Ventilkolben 2, einer Einzeldruckwaage 3 und vorgesteuerten Druckbegrenzungsventilen 4A und 4B für Verbraucheranschlüsse A und B dargestellt. Der Ventilkolben 2 weist ein erstes Steuerleitungssystem 5 mit einer inneren axialen Bohrung 5.1, einem Teilringkanal 5.2, einer radialen Bohrung 5.3 und einem axial verbreiterten Teilringkanal 5.4. auf. Das erste Steuerleitungssystem 5 steht über eine Drossel 6 mit einer axialen Lastrückmeldungsbohrung 7 in Verbindung, die über radiale Bohrungen 7.1 und 7.2 jeweils mit den Verbraucheranschlüssen A und B verbindbar ist. Der Teilringkanal 5.2 des Steuerleitungssystems 5 steht in Verbindung mit axialen gefrästen Schlitzen 8A und 8B, die im Verhältnis zum Teilringkanal 5.2 in entgegengesetzte Richtungen verlaufen und welche in Umfangsrichtung des Ventilkolbens 2 um 900 versetzt zueinander angeordnet sind. Der Ventilkolben 2 weist darüber hinaus zur Steuerung des Ölstroms Steuerkerben 9 auf. Weiterhin weist der Ventilkolben ein zweites Steuerleitungssystem 10 mit einem ersten Ringkanal 10.1, ersten axialen Schlitzen 1O.A, welche in Umfangsrichtung des Ventilkolbens 2 um 1800 zueinander versetzt angeordnet sind, zweiten axialen Schlitzen 10.B, die in Umfangsrichtung des Ventilkolbens 2 ebenfalls um 1800 versetzt angeordnet sind, wobei die ersten axialen Schlitze 10.A und die zweiten axialen Schlitze 10.B im Verhältnis zum Ringkanal 10.1 in entgegengesetzte Richtungen verlaufen und in Umfangsrichtung des Ventilkolbens 2 um 900 versetzt zueinander angeordnet sind, und mit einem zweiten Ringkanal 10.2, der in axialem Abstand vom ersten Ringkanal 10.1 angeordnet ist. Das zweite Steuerleitungssystem 10 ist mit einer Entlastungsleitung 11 verbindbar. Die Einzeldruckwaage 3 weist einen Regelkolben 12 mit einer Kolbenkammer 12.1 und einer Regelkante 12.2 und eine Feder 13 mit einer Federkammer 13.1 auf. Die Kolbenkammer 12.1 steht über eine Drossel 14 mit der Federkammer 13.1 in Verbindung. Eine Druckleitung P liefert bei entsprechender Einstellung des Proportionalwegeventils über die Regelkante 12.2, die Kolbenkammer 12.1 und die Steuerkerben 9 Ölstrom mit dem entsprechenden Verbraucherdruck PA bzw. PB zum Verbraucheranschluss A bzw. B. Die Federkammer 13.1 steht über ein Rückschlagventil 15 mit einer Lastrückmeldungsleitung 16 in Verbindung. Das Druckbegrenzungsventil 4A bzw. 4B weist einen Kolben 4.1, eine Feder 4.2 und eine Federkammer 4.3 auf. Der Verbraucheranschluss A steht über eine Drossel 17 mit der Federkammer 4.3 in Verbindung. Ein Vorsteuerteil 18 weist einen Ventilkegel 18.1, eine Feder 18.2 und einen Ventilsitz 18.3 auf. Die Federkammer 4.3 des Druckbegrenzungsventils 4A steht in Schwimmstellung des Ventilkolbens, vgl. Fig. 3, über eine Entlastungsleitung 19 mit einem Rückschlagventil 20 mit dem ersten Steuerleitungssystem 5 in Verbindung. In Fig. 6 ist ein Schaltplan eines Ventilblocks mit vier zusammengebauten Proportionalwegeventilen gezeigt. Das oberste Proportionalwegeventil ist ein 4/3-Wegeventil in Kolbendrehstellung D für einen doppeltwirkenden Verbraucher. Das nächste Proportionalwegeventil ist ein 4/4-Wegeventil in Kolbendrehstellung D für einen doppeltwirkenden Verbraucher mit axialer Schwimmstellung, worauf näher in Verbindung mit Fig. 3 eingegangen wird. Das nächste Proportionalwegeventil ist ein 3/3-Wegeventil in Kolbendrehstellung EB für einen einfachwirkenden Verbraucher am Verbraucheranschluss B und dass unterste Proportionalwegeventil ist 3/3-Wegeventil in Kolbendrehstellung EA für einen einfachwirkenden Verbraucher am Verbraucheranschluss A. Der Ventilblock ist am oberen Ende mit einer Abschlussplatte 27 abgedeckt. Am unteren Ende des Ventilblocks ist eine Eingangsplatte 25 mit einer Eingangsdruckwaage 26 für eine Konstantpumpe am Anschluss P vorgesehen. Anstelle der Eingangsplatte mit Eingangdruckwaage und Konstantpumpe kann auch ein Förderstromregeler mit einer Verstellpumpe vorgesehen werden. Die vier Proportionalwegeventile sind über die Lastrückmeldungsleitung 16 und die Entlastungsleitung 11 in Reihe miteinander verbunden. Im nachfolgenden wird die Funktionsweise des Proportionalwegeventils in Verbindung mit den einzelnen Figuren beschrieben. In Fig. 1 ist der Ventilkolben 2 in Drehstellung D, vgl. Fig. 6, für doppeltwirkende Verbraucher gezeigt. Die in Fig. 1 dargestellte mittige Neutralstellung gilt für alle Verbraucherarten, d. h. Drehstellungen des Ventilkolbens. Die Verbraucheranschlüsse A und B sind durch den Ventilkolben 2 gesperrt. Die Druckbegrenzung und Nachsaugung für die Verbraucheranschlüsse geschieht folgendermassen. Entsteht im Verbraucheranschluss B durch äussere Kräfte ein Druck, der grösser ist, als der im Vorsteuerteil 18 des Druckbegrenzungsventils 4B eingestellte Druck, so hebt sich der Ventilkegel 18.1 gegen die Federkraft der Feder 18.2 von seinem Ventilsitz 18.3. Vom Verbraucheranschluss B fliesst über die Drossel 17, die Federkammer 4.3, den geöffneten Ventilsitz 18.3 des Ventilkegels 18.1 ein Steuerölstrom zum Tank T. Hierdurch wird an der Drossel 17 ein Druckgefälle erzeugt, wodurch der Druck in der Federkammer 4.3 kleiner als im Verbraucheranschluss B wird. Der Kolben 4.1 wird daher nach rechts verschoben, so dass eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Verbraucheranschluss B und dem Tank T hergestellt wird. Bei einem doppeltwirkenden Verbraucher entsteht bei einem entsprechenden Überdruck im Verbraucheranschluss B im Verbraucheranschluss A und der Federkammer 4.3 seines Druckbegrenzungsventils 4A ein Unterdruck. Der Druck des Tankes T ist daher grösser als der Druck PA im Verbraucheranschluss A. Über die Ringfläche des Kolbens 4.1 wirkt dann eine Kraft gegen die Feder 4.2, welche den Kolben 4.1 nach links verschiebt und den Tank T unmittelbar mit dem Verbraucheranschluss A zum Druckausgleich verbindet. Analoges gilt bei entsprechender Überbelastung des Verbraucheranschlusses A. Ist ein einfachwirkender Verbraucher angeschlossen, so ist der nicht benötigte Verbraucheranschluss mit einem Stopfen verschlossen. Das Druckbegrenzungsventil 4. bzw. 413 sorgt dann sowohl für die Druckbegrenzung als auch für die Nachsaugung. Bei allen Längsschieberwegeventilen sind die Verbraucheranschlüsse A und B nicht völlig druckdicht. Es fliesst ein Leckölstrom. Um bei den Verbrauchern ein Absinken des Drukkes zu verhindern, werden in die Verbraucher leitungen Senkbremsventile oder entsperrbare Rückschlagventile eingesetzt. Bei den gebräuchlichen Proportionalwegeventilen wird nun ein Ventilkolben eingesetzt, bei dem in der mittigen Neutralstellung die Verbraucheranschlüsse A und B miteinander zum Tank verbunden sind, da sonst das Lecköl von einem Verbraucheranschluss zum anderen Verbraucheranschluss überströmen würde und die Senkbremsventile oder entsperrbaren Rückschlagventile unkontrolliert öffnen könnte. Bei dem neuen Proportionalwegeventil ist dies nicht möglich, da der Leckölabfluss vom Verbraucheranschluss A oder B entweder in den Tank oder in die entlastete Kolbenkammer 12.1 und dann über die Drossel 14 in den Tank fliesst. Bei dem neuen Proportionalwegeventil ist die Kolbenkammer 12.1 daher in mittiger Neutralstellung entlastet, auch wenn der Verbraucheranschluss A oder B unter Druck steht. Das Rückschlagventil 15 verhindert, dass aus der Lastrückmeldung eines anderen Proportionalwegeventils in einem Ventilblock, das sich in Arbeitsstellung befindet, Ö1 über die Lastrückmeldungsleitung 16 in den Tank bzw. in die Federkammer 13.1 der Einzeldruckwaage 3 fliesst. In der in Fig. 1 gezeigten mittigen Neutralstellung des Ventilkolbens 2 fliesst der Steuerölstrom von der Eingangsplatte 25 über die Entlastungsleitung 11 und den ersten Ringkanal 10.1 des Steuerleitungssystems 10 ungehindert durch das Proportionalwegeventil. Wenn kein anderes Proportionalwegeventil im Ventilblock in Arbeitsstellung ist, baut sich kein Pumpendruck, ausser dem Mindestregeldruck der Eingangsplatte von ca. 3 bis 5 bar, auf, da der Steuer öl strom ungehindert zum Tank T geleitet wird. In Fig. 2 ist der Ventilkolben 2 ebenfalls in Drehstellung D, vgl. Fig. 6, für doppeltwirkende Verbraucher gezeigt. Bei der in Fig. 2 gezeigten nach links verschobenen Arbeitsstellung wird der Verbraucheranschluss A mit einem Ölstrom beaufschlagt und der Verbraucheranschluss B mit dem Tank T verbunden. Der Ölstrom fliesst zunächst von der Druck leitung P über die Regelkante 12.2 in die Kolbenkammer 12.1 der Einzeldruckwaage 3, dann über die Steuerkerben 9 und einen vorgewählten Drosselquerschnitt in den Verbrau cheranschluss A. Die radiale Bohrung 7.1 der Lastrückmeldung ist nicht mehr vom Gehäuse 1 überdeckt, sondern mit dem Verbraucheranschluss A verbunden, so dass der Lastdruck im Verbraucheranschluss A über die radiale Bohrung 7.1, die axiale Bohrung 7, die Drossel 6, die axiale Bohrung 5.1, die radiale Bohrung 5.3 und den Teilringkanal 5.4 des Steuerleitungssystem 5 in die Federkammer 13.1 der Einzeldruckwaage 3 zurückgemeldet wird. Gegenüber diesem Haupt öl strom hat der weiterhin über die Drossel 14 fliessende Steuerölstrom keine Bedeutung mehr. Über die Regelkante 12.2 wird der Ölstrom so geregelt, dass an der Einzeldruckwaage 3 Gleichgewichtsbedingung herrscht, d. h. (PA - p') x A4 = Kraft der Feder 13. Der Druck p' in der Kolbenkammer 12.1 der Einzeldruckwaage 3 ist wegen der Regelkante 12.2 unabhängig vom Druck in der Druck leitung P. Da die Kraft der Feder 13 eine feste konstruktive Grösse ist, stellt sich eine konstante Druckdifferenz PA - p' und damit bei dieser Kolbenstellung ein lastunabhängiger, konstanter Ölstrom QA ein. Da der Teilringkanal 5.2 des Steuerleitungssystems 5 nicht mehr mit dem Tank T in Verbindung steht, findet keine Entlastung der Federkammer 13.1 der Einzeldruckwaage 3 statt. Wenn dieses Proportionalwegeventil das am höchsten belastete aktive Proportionalwegeventil in einem Ventilblock ist, so würde der Lastdruck PA über das Rückschlagventil 15 und die Lastrückmeldungsleitung 16 an die Eingangdruckwaage 26 in der Eingangsplatte 25 gegeben. In der in Fig. 2 gezeigten Stellung des Ventilkolbens 2 ist der drucklose Umlauf des Steuerölstroms über die Entlastungsleitung 11 aufgehoben, da der Steuerölstrom den Ventilkolben 2 nicht mehr über einen Ringkanal 10.1 oder 10.2 passieren kann. An der Pumpe muss sich daher der maximale Verbraucherdruck und zusätzlich der Regeldruck einstellen. In Fig. 3 ist der Ventilkolben 2 ebenfalls in Drehstellung D, vgl. Fig. 6, für doppeltwirkende Verbraucher gezeigt. Allerdings ist der Ventilkolben 2 gegenüber der Arbeitsstellung gemäss Fig. 2 noch weiter nach links in eine Schwimmstellung verschoben, was durch Entfernung einer Anschlagplatte 24, gezeigt in Fig. 7, erfolgt, die als Hubbegrenzer dient. Schwimmstellung bedeutet hierbei, dass ein doppeltwirkender Verbraucher ohne nennenswerten Widerstand durch äussere Kräfte in beide Richtungen bewegt werden kann. Der Druck PA in dem Verbraucheranschluss A wird über die radiale Bohrung 7.1, die axiale Bohrung 7, die Drossel 6, die radiale Bohrung 5.3, den Teilringkanal 5.4 und den geöffneten Querschnitt 21 zum Tank T geleitet. Eine Lastrückmeldung in die Federkammer 13.1 der Einzeldruckwaage 3 erfolgt nicht. Damit stellt sich für die Einzeldruckwaage das gleiche Lastverhältnis wie bei der in Fig. 1 gezeigten mittigen Neutralstellung ein, d. h. von der Druckleitung P fliesst nur ein kleiner, von der Drossel 14 bestimmter Steuerölstrom in die Kolbenkammer 12.1. Der Verbraucheran schluss A kann mit keinem konkreten Ölstrom versorgt werden. Wird der Verbraucher am Verbraucheranschluss A durch eine äussere Kraft so bewegt, dass Öl in den Verbraucheranschluss A zurückströmt, kann sich in der Federkammer 4.3 des Druckbegrenzungsventils 4A kein Druck aufbauen, da die Federkammer 4.3 über die Entlastungsleitung 19, das Rückschlagventil 20, das Steuerleitungssystem 5 und den Querschnitt 21 mit dem Tank T verbunden ist. Hierdurch wird das Vorsteuerteil 18 des Druckbegrenzungsventils 4A umgangen. Entsteht im Verbraucheranschluss A durch eine entgegengesetzte Bewegung des Verbrauchers ein Unterdruck gegenüber dem Tankdruck, so erfolgt, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, eine Nachsaugung durch eine Verschiebung des Kolbens 4.1 nach links und die hierdurch bewirkte unmittelbare Verbindung zwischen Verbraucheranschluss A und Tank T. Das Rückschlagventil 20 in der Entlastungsleitung 19 verhindert, dass sich in der Federkammer 4.3 ein Tankdruck aufbaut, der den Nachsaugvorgang verhindern würde. Da der Verbraucheranschluss B über den Ventilkolben 2 unmittelbar mit dem Tank T verbunden ist, ist bei entsprechender, von aussen veranlasster Bewegung des Verbrauchers am Verbraucheranschluss B ein Ölabfluss und ein Öl zufluss gegeben. In der in Fig. 3 gezeigten Schwimmstellung des Ventilkolbens 2 fliesst Steuerölstrom von der Eingangsplatte 25 über die Entlastungsleitung 11 und den zweiten Ringkanal 10.2 ungehindert durch das Proportionalwegeventil zurück zum Tank, vorausgesetzt, die Entlastungsleitung 11 ist nicht an einem anderen Proportionalwegeventil des Ventilblocks unterbrochen. In den Fig. 4 und 5 ist der Ventilkolben 2 in Drehstellung EB, vgl. Fig. 6, für einen einfachwirkenden Verbraucher am Verbraucheranschluss B dargestellt. Die Drehung des Ventilkolbens von der Drehstellung D der Fig. 1 bis 3 in die Drehstellung EB der Fig. 4 und 5 erfolgt bei dem vorliegen den Ausführungsbeispiel dadurch, dass, wie in Fig. 7 und 7a dargestellt, eine Abdeckkappe 23 vom linken Ende des Ventil-kolbens 2 abgenommen, der Ventilkolben 2 um 450 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und in der neuen Drehstellung EB durch einen entsprechenden Formschluss zwischen entsprechenden Teilen an der Abdeckkappe 23 und dem Ventilkolben 2 fixiert wird. Wie in Verbindung mit Fig. 1 angemerkt, liegen in der mittigen Neutralstellung des Ventilkolbens 2 in der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Drehstellung EB die gleichen Verhältnisse vor wie bei anderen Drehstellungen des Ventilkolbens 2, wobei natürlich hier der nicht benötigte Verbraucheranschluss A durch einen Stopfen 22 verschlossen ist. In Fig. 4 ist der Verbraucheranschluss B entsprechend der gewählten axialen Stellung des Ventilkolbens 2 unmittelbar über den Ventilkolben 2 mit den Tank T verbunden. Trotz axialer Auslenkung des Ventilkolbens 2 baut sich jedoch im Verbraucheranschluss A kein Betriebsdruck auf, da die Federkammer 13.1 der Einzeldruckwaage 3 über das Steuerleitungssystem 5 und den axialen Schlitz 8B zum Tank T entlastet ist. Der Steuerölstrom von der Druckleitung P in die Kolbenkammer 12.1 der Einzeldruckwaage 3 fliesst über die Drossel 14 zum Tank T ab. Ausserdem fliesst ein geringer Reststrom, z.B. ca. 0,7 1/min über die Drossel 6 zum Tank T ab. Da die axialen Schlitze lOB die Entlastungsleitung 11 in der in Fig. 4 gezeigten Stellung des Ventilkolbens 2 überdecken, hält das so eingestellt Proportionalwegeventil die Entlastungsleitung 11 in einem Ventilblock offen. In Fig. 5 ist der Ventilkolben 2 in die zu Fig. 4 entgegengesetzte Richtung nach rechts verstellt, wodurch sich ein Zustand einstellt, wie er in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben worden ist. Die Entlastungsleitung 11 ist bei dieser Stellung des Ventilkolbens 2 also ebenfalls unterbrochen. Wenn das Proportionalwegeventil in ein Drehstellung EA, vgl. Fig. 6, für einen einfachwirkenden Verbraucher am Verbraucheranschluss A gebracht werden soll, so wird der Ventilkolben 2 in der oben beschriebenen Weise gegenüber der Drehstellung D für doppeltwirkende Verbraucher um 450 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass der axiale Schlitz 8A und die beiden axialen Schlitze lOA die dem Schlitz 8B und den axialen Schlitzen lOB entsprechenden, oben beschriebenen Funktionen übernehmen. Der Verbraucheranschluss B ist hierbei natürlich ebenfalls durch einen Stopfen verschlossen. Für verschiedene Anwendungen werden in der Praxis Rasten gefordert, die den Ventilkolben 2 in vorgegebenen Endstellungen mechanisch festhalten. Die Lösung dieser Rastung erfolgt durch Handkraft. Bisher ist bei den bekannten Proportionalwegeventilen für jede Rastart ein anderer Rastkörper erforderlich. Dies erfordert eine nur durch geschultes Personal durchzuführende aufwendige Umrüstung. In Fig. 10 sind verschiedene Rastarten 1 bis 7 tabellarisch und symbolisch dargestellt, wobei die Rückstellung des Ventilkolbens 2 von den nicht gerasteten Endstellungen A, B in die mittige Neutralstellung 0 mit Hilfe der Feder 33 des Ventilkolbens 2 erfolgt. Die Endstellung B entspricht der rechten axialen Endstellung, die Endstellung A entspricht der linken axialen Endstellung, und die Endstellung S entspricht der linken extremen axialen Schwimmstellung des Ventilkolbens 2. Bei einem mechanisch mittels eines Handhebels 28 betätigbaren Ventilkolbens 2, dargestellt in Fig. 7, kann die Veränderung der Rastart dadurch erfolgen, dass im Gehäuse 34 eingeschraubte Rastbolzen 31, 32 herausgeschraubt und durch Unterlegscheiben unwirksam gemacht werden. Die Rastbolzen 31, 32 können mit einer Rastkugel 29 in Eingriff gebracht werden, die am Ende des Hebels 28 angeordnet und mittels einer Feder 30 vorgespannt ist. Durch Verschwenken des Hebels 28 können die drei verschiedenen Endstellungen, nämlich Stellung B (Rastbolzen 32), Stellung A (Rastbolzen 31) und Stellung S (kein Rastbolzen gezeigt) verwirklicht werden. Ähnlich der Veränderung der Ventilfunktion des neuen Proportionalwegeventils durch Drehung des Ventilkolbens kann die Veränderung der Rastart auch durch ein drehbares Rastrierungssystem erfolgen, wie es in den Fig. 8, 8a und 8b dargestellt ist. Bei diesem Rastrierungssystem sind an einer für die Betätigung des Rastrierungssystems geeigneten Stelle des Proportionalwegeventils bzw. des Ventilkolbens 2 in diesem Ventilkolben verschiedene Nuten für die in Fig. 10 angeführten Rastarten 1 bis 7 eingeformt. Hierbei ist eine radiale Nut 35 für die Raststellung S, eine radiale Nut 36 für die Raststellung A und eine radiale Nut 37 für die Raststellung B vorgesehen. In diese Nuten rastet bei entsprechender Raststellung jeweils mindestens eine Kugel 38 (in Fig. 8 und 8b sind zwei Kugeln 38 dargestellt) ein, die jeweils mittels eines Klemmstückes 39 und einer Feder 40, die in einer axialen Nut 41 in einem Ring 42 angeordnet sind, vorgespannt ist. Der Ring 42 und das Klemmstück 39 sind mittels eines Stiftes 47 gegen Verdrehung gesichert. Die Einstellung der Rastarten 1 bis 7 gemäss Fig. 10 erfolgt durch Drehen des Ringes 42, wie dies in Fig. 8b durch den Doppelpfeil angedeutet ist. Die Raststellungen A, B oder S werden durch axiales Verschieben des Ringes 42 eingestellt. Ist bei einer bestimmten Rastart keine Raststellung eingestellt, so läuft die Kugel 38 bei axialer Verschiebung des Ventilkolbens 2 mit Hilfe der Feder 33 von den entsprechenden Endstellungen A und B zur Neutralstellung 0 auf axialen Pfannen 43, 44 bzw. 45 für die Rastarten 1 und 6, 2 und 7 bzw. 3. Bei der Rastart 4 und 5 ist die Kugel 38 hierbei in einer radialen Nut 46 federzentriert. In Fig. 8b ist der Ventilkolben 2 nur schematisch ohne die Nuten und Pfannen bezüglich der verschiedenen Drehstellungen für die Rastarten 1 und 6, 2 und 7, 3, 4 und 5 dargestellt. In Fig. 9 ist eine abgewandelte Ausführungsform des vorhergehenden Rastrierungssystems dargestellt, wobei die Nuten und Pfannen in einer Rasthülse 48 eingeformt sind, welche mittels einer Stiftschraube 49 mit dem Ventilkolben 2 in der Drehstellung für die gewünschte Rastart verbunden wird.

Claims: Patentanspruche 1. Proportionalwegeventil mit Einzeldruckwaage, dadurch gekennzeichnet, dass das Proportionalwegeventil durch Drehung seines Ventilkolbens (2) für unterschiedliche Arbeitsaufgaben einstellbar ist. 2. Proportionalwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ventilkolben (2) mindestens einen axialen Schlitz (8A, 8B) aufweist, über welchen die Federkammer (13.1) der Einzeldruckwaage (3) bei Ein stellung des Ventilkolbens für einen einfachwirkenden Verbraucher über ein erstes Steuerleitungssytem (5) im Ventilkolben mit dem Tank (T) verbindbar ist. 3. Proportionalwegeventil nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ventilkolben (2) zwei axiale Schlitze (8A, 8B) aufweist, die im Verhältnis zum ersten Steuer leitungssystem (5) im Ventilkolben in entgegengesetzte Richtungen verlaufen und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. 4. Proportionalwegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die axialen Schlitze (8A, 8B) in Umfangs richtung des Ventilkolbens (2) um 900 zueinander ver setzt angeordnet sind. 5. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der An sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerleitungssystem (5) im Ventilkolben (2) über Last rückmeldungsbohrungen (7, 7.1, 7.2) im Ventilkolben mit den Verbraucheranschlüssen (A, B) verbindbar ist und dass sich die radialen Lastrückmeldungsbohrungen (7.1, 7.2) mit den Steuerkerben (9) im Ventilkolben vollstän dig überlappen. 6. Proportionalwegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lastrückmeldungsbohrungen (7, 7.1, 7.2) über eine Drossel (6) mit dem ersten Steuerlei tungssystem (5) verbunden sind. 7. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der An sprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerleitungssystem (5) aus einer inneren axialen Bohrung (5.1), einem mit dieser in Verbindung stehenden Teilringkanal (5.2), einer mit dieser in Verbindung stehenden radialen Bohrung (5.3) und einem mit der radialen Bohrung in Verbindung stehenden, axial ver breiterten Teilringkanal (5.4) besteht, der das erste Steuerleitungssystem in jeder Stellung des Ventilkol bens (2) mit der Federkammer (13.1) der Einzeldruck waage (3) verbindet. 8. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der An sprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein vorgesteuer tes Druckbegrenzungsventil (4A, 4B) zur Verbraucher druckabsicherung mit integrierter Nachsaugung. 9. Proportionalwegeventil nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Nachsaugung über eine Differenzfläche am Hauptkolben (4.1) des Druckbegrenzungsventils (4A, 4B) erfolgt. 10. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der An sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hub begrenzer (24) für den Ventilkolben (2) vorgesehen ist und dass der Ventilkolben durch Entfernung des Hubbe grenzers in Schwimmstellung bringbar ist. 11. Proportionalwegeventil nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, dass die Federkammer (4.3) des Druckbe grenzungsventils (4A, 4B) in Schwimmstellung des Ven tilkolbens (2) über eine Entlastungsleitung (19) mit dem ersten Steuerleitungssystem (5) verbindbar ist. 12. Proportionalwegeventil nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Entlastungsleitung (19) ein Rückschlagventil (20) vorgesehen ist. 13. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kol benkammer (12.1) der Einzeldruckwaage (3) über eine Drossel (14) mit der Federkammer (13.1) der Einzel druckwaage (3) verbunden ist. 14. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der An sprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkammer (13.1) der Einzeldruckwaage (3) über ein Rückschlagventil (15) mit einer Lastrückmeldungsleitung (16) zu einer Eingangsplatte (25) mit einer Eingangs druckwaage (26) einer Konstantpumpe oder zu einem Förderstromregeler einer Verstellpumpe verbindbar ist. 15. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der An sprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Ven tilkolben (2) ein zweites Steuerleitungssystem (10) vorgesehen ist, über welches das Ventil über eine Ent lastungsleitung (11) mit einer Eingangsplatte (25) mit einer Eingangsdruckwaage (26) einer Konstantpumpe oder mit einem Förderstromregeler einer Verstellpumpe ver bindbar ist. 16. Proportionalwegeventil nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, dass das zweite Steuerleitungssystem (10) aus einem ersten Ringkanal (10.1), zwei mit dem ersten Ringkanal in Verbindung stehenden ersten axialen Schlitzen (10A), did im Verhältnis zum ersten Ringkanal in die gleiche Richtung verlaufen und in Umfangs richtung des Ventilkolbens um 1800 zueinander versetzt angeordnet sind, zwei mit dem ersten Ringkanal in Ver bindung stehenden zweiten axialen Schlitzen (1OB), die im Verhältnis zu den ersten axialen Schlitzen im Ver hältnis zum ersten Ringkanal in die entgegengesetzte Richtung verlaufen und in Umfangsrichtung des Ventil kolbens um 1800 zueinander versetzt angeordnet sind, wobei die zwei ersten axialen Schlitze (10A) zu den zwei zweiten axialen Schlitzen (1OB) in Umfangsrichtung des Ventilkolbens versetzt zueinander angeordnet sind, und einem zweiten Ringkanal (10.2) besteht, wobei der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Ringkanal der Verstellstrecke des Ventilkolbens zwischen einer mittigen Neutralstellung und einer Schwimmstellung entspricht. 17. Proportionalwegeventil nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, dass die zwei ersten axialen Schlitze (10A) zu den zwei zweiten axialen Schlitzen (1OB) in Umfangsrichtung des Ventilkolbens (2) um 900 zueinander versetzt angeordnet sind. 18. Proportionalwegeventil nach Anspruch 16 oder 17, da durch gekennzeichnet, dass die in gleicher Richtung verlaufenden axialen Schlitze (8A, lOA; 8B, 10B) des ersten und zweiten Steuerleitungssytems (5, 10) in Umfangsrichtung des Ventilkolbens (2) um 900 zueinander versetzt angeordnet sind. 19. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (2) durch Formschluss zwischen entsprechenden Teilen an einem seiner Enden und einer abnehmbaren Abdeckkappe (23) dreh fixierbar ist. 20. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch ein drehbares Rastrierungs system (35 bis 47) zur Rastrierung des Ventilkolbens (2) in vorgegebenen Endstellungen (A, B, S). 21. Proportionalwegeventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (2) mittels eines Handhebels (28) betätigbar ist und dass am Ende des Handhebels eine federvorgespannte Rastkugel (29) angeordnet ist, welche mit einstellbaren Rastbolzen (31, 32) zur Rastrierung des Ventilkolbens in vorgegebenen Endstellungen (A, B) in Eingriff bringbar ist. 22. Ventilsystem mit mindestens zwei Proportionalwegeventilen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21 in Blockbau weise, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Propor tionalwegeventile über eine Lastrückmeldungsleitung (16) gemäss Anspruch 14 und eine Entlastungsleitung (11) gemäss Anspruch 15 in Reihe geschaltet sind.

Inventors: RHODY, KARL-THOMAS DIPL.-ING.
Applicants: RHODY, KARL-THOMAS DIPL.-ING.
Application year: 1986
Main classification: F15B11
IPC codes: F15B13