WEGEVENTIL ZUR LASTUNABHÄNGIGEN STEUERUNG EINES HYDRAULISCHEN VERBRAUCHERS HINSICHTLICH RICHTUNG UND GESCHWINDIGKEIT

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Wegeventil, das zur lastunabhängigen Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers hinsichtlich Richtung und Geschwindigkeit geeignet ist und das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

[0002] Ein solches Wegeventil ist aus der DE-OS 23 42 498 bekannt. Es weist einen Steuerschieber auf, der in einer Schiebebohrung eines Ventilgehäuses axial verschiebbar ist und in einer Neutralstellung zwei Verbraucherkammern an der Schieberbohrung zu einer Zulaufkammer hin absperrt und in zwei Arbeitsstellungen zu beiden Seiten der Neutralstellung wahlweise eine der beiden Verbraucherkammern mit einer Zulaufkammer und die jeweils andere Verbraucherkammer mit einer Rücklaufkammer verbindet. In zwei sich einander gegenüberliegenden Aufnahmeräumen, die von den entgegengesetzten Enden des Steuerschiebers in diesen eingebracht sind, ist jeweils ein Bremskolben angeordnet, der einen Strömungspfad zwischen einer Verbraucherkammer und einer Rücklaufkammer jeweils nur so weit öffnet, daß der hydraulische Verbraucher nicht der ihm zufließenden Fluidmenge vorauseilen kann, daß also kein Füllungsmangel im Vorlauf zwischen ihm und der anderen Verbraucherkammer entsteht. Dazu wird der Bremskolben im Sinne einer Verkleinerung des Öffnungsquerschnitts des Strömungspfades von einer Feder und im Sinne einer Vergrößerung des Öffnungsquerschnitts von dem Druck in der anderen Verbraucherkammer beaufschlagt. Für die Druckbeaufschlagung besitzt der Steuerschieber eine Schieberlängsbohrung, die über eine Querbohrung mit der anderen Verbraucherkammer verbindbar ist und die in einen Druckraum zwischen dem Boden eines Aufnahmeraums und dem sich in diesem Aufnahmeraum befindlichen Bremskolben mündet. Die Längsbohrung verläuft exzentrisch im SteuerSchieber. Zur Druckbeaufschlagung des anderen Bremskolbens sind eine weitere exzentrisch im Steuerschieber verlaufende Schieberlängsbohrung und eine weitere Querbohrung vorhanden.

[0003] Bei dem aus der DE-OS 23 42 498 bekannten Wegeventil laufen im Abstand zueinander zwei Zulaufkammern um die Schieberbohrung herum. Der Steuerschieber besitzt zwei axial voneinander beabstandete Ringnuten, von denen jede zur Verbindung jeweils einer der beiden Zulaufkammern mit einer Verbraucherkammer dient. In dem Kolbenbund zwischen den beiden Ringnuten besitzt der Steuerschieber zwei weitere, schmalere Ringnuten, die durch einen schmalen Steg voneinander getrennt sind. Durch eine erste Querbohrung ist die eine Schieberlängsbohrung mit der einen schmalen Ringnut und über eine zweite Querbohrung die andere Schieberlängsbohrung mit der anderen schmalen Ringnut verbunden. In die Schieberbohrung mündet ein Lastmeldekanal, der in der Neutralstellung des Steuerschiebers durch den schmalen Steg zwischen den beiden schmalen Ringnuten abgedeckt ist. Je nachdem in welche Richtung der Steuerschieber aus der Neutralstellung bewegt wird, wird der Lastmeldekanal zur einen oder zur anderen Ringnut hin geöffnet und damit der in der jeweiligen Verbraucherkammer herrschende Lastdruck in den Lastmeldekanal gemeldet.

[0004] Während bei dem Wegeventil nach der DE-OS 23 42 498 zwei Zulaufkammern vorhanden sind und ein Lastmeldekanal zwischen diesen beiden Zulaufkammern in die Schieberbohrung mündet, ist aus einem Prospekt 9129 8557-02 (GB) der Firma Voac Hydraulics AB ein als K170LS bezeichnetes Wegeventil bekannt, bei dem in einer Schieberbohrung eine Rücklaufkammer, eine Verbraucherkammer, eine einzige Zulaufkammer, wieder eine Verbraucherkammer und eine weitere Rücklaufkammer aufeinander folgen und ein Lastmeldekanal an einer Stelle seitlich, also von einer Verbraucherkammer aus gesehen, jenseits der benachbarten Rücklaufkammer in die Schieberbohrung mündet. Mit einer solchen Anordnung kann das Wegeventil in Achsrichtung des Steuerschiebers kürzer als dasjenige aus der DE-OS 23 42 408 gestaltet werden. Bei dem Wegeventil nach dem genannten Prospekt verläuft zentrisch durch den Steuerschieber eine beidseits geschlossene Längsbohrung, von der drei Querbohrungen bzw. Querbohrungssterne auf die Außenseite des Steuerschiebers führen. Ein erster Querbohrungsstern befindet sich in der Neutralstellung des Steuerschiebers in einem geringen Abstand zur einen Verbraucherkammer zwischen dieser und der Zulaufkammer. Der zweite Querbohrungsstern befindet sich im geringen Abstand zur anderen Verbraucherkammer zwischen dieser und der Zulaufkammer. Eine dritte Querbohrung schließlich mündet in eine Ringnut auf der Außenseite des Steuerschiebers, die in der Neutralstellung des Steuerschiebers symmetrisch zur Mündung des Lastmeldekanals liegt und in jeder Stellung des Steuerschiebers die Schieberlängsbohrung mit dem Lastmeldekanal verbindet.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1, also ein Wegeventil mit Bremskolben im Steuerschieber so weiterzuentwikkeln, daß es einfacher aufgebaut und in seiner Herstellung verbilligt ist.

[0006] Diese Aufgabe wird bei einem Wegeventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich eine einzige Schieberlängsbohrung von dem einen Druckraum am einen Bremskolben bis zum anderen Druckraum am anderen Bremskolben erstreckt und daß sie bei einer Verschiebung des Steuerschiebers aus der Neutralstellung je nach Verschieberichtung entweder mit der einen Verbraucherkammer oder mit der anderen Verbraucherkammer verbindbar ist. Durch das Vorhandensein nur einer Schieberlängsbohrung, die zu beiden Druckräumen an beiden Bremskolben führt, ist der Steuerschieber vereinfacht und seine Herstellung verbilligt. Der Erfindung liegt dabei die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß die Steuerung eines hydraulischen Verbrauchers nicht beeinflußt wird, wenn außer dem Bremskolben, der den Öffnungsquerschnitt des Strömungspfades zwischen der einen Verbraucherkammer und einer Rücklaufkammer steuert und vom Druck in der anderen Verbraucherkammer beaufschlagt wird, auch der andere Bremskolben dem Druck in der anderen Verbraucherkammer ausgesetzt ist. Der andere Bremskolben wird zwar vom Boden der Aufnahmebohrung abgehoben, die andere Rücklaufkammer bleibt jedoch durch den Steuerschieber zur anderen Verbraucherkammer verschlossen.

[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Wegeventils kann man den Unteransprüchen entnehmen.

[0008] Auch bei einem erfindungsgemäßen Wegeventil ist der Lastmeldekanal im Sinne einer kurzen axialen Bauweise des Wegeventils vorteilhafterweise an einer Stelle seitlich aller Arbeitskammern zur Schieberbohrung hin offen. Um eine solche Anordnung des Lastmeldekanals zu ermöglichen, ist gemäß Anspruch 2 der eine Bremskolben mit einer Lastmeldelängsbohrung versehen, die zu dem Druckraum vor der einen Stirnseite dieses Bremskolbens offen und zum Federraum vor der anderen Stirnseite dieses Bremskolbens verschlossen ist und über die die Schieberlängsbohrung mit der Mündung des Lastmeldekanals in die Schieberbohrung in Verbindung steht.

[0009] Gemäß Anspruch 3 wird die Verbindung zwischen der Lastmeldelängsbohrung in dem einen Bremskolben und dem Lastmeldekanal zweckmäßigerweise über eine Querbohrung in dem Bremskolben und über eine Querbohrung in den Bremskolben umgebenden Mantel des Steuerschiebers hergestellt.

[0010] Ein axialer und/oder ein peripherialer Versatz zwischen den beiden Querbohrungen wird gemäß Anspruch 4 vorteilhafterweise durch eine Ringnut ausgeglichen, die sich zwischen dem Bremskolben und dem Mantel des Steuerschiebers vorzugsweise auf der Außenseite des Bremskolbens befindet.

[0011] Üblicherweise sind, sofern im Steuerschieber zwei Bremskolben untergebracht sind, diese beiden Bremskolben im Sinne einer geringen Teilevielfalt gleich oder zumindest sehr ähnlich ausgebildet. Jeder Bremskolben besitzt eine Ringnut, die im Strömungspfad zwischen der Verbraucherkammer und der Rücklaufkammer liegt und zu deren beiden Seiten sich jeweils ein Kolbenbund befindet. Bei einem erfindungsgemäßen Wegeventil, bei dem der eine Bremskolben eine Lastmeldelängsbohrung aufweist, kann nun der federraumseitige Kolbenbund eine beträchtliche Länge erreichen, um die Verbindung zwischen der Lastmeldelängsbohrung und dem Lastmeldekanal herstellen zu können. Gemäß Anspruch 6 ist nun nicht auch der andere Bremskolben an seinem federraumseitigen Kolbenbund genauso lang wie der Bremskolben mit der Lastmeldelängsbohrung ausgebildet. Eine unnötige Verlängerung des Steuerschiebers wird dadurch vermieden.

[0012] Gemäß Anspruch 7 ist der Federraum hinter dem Bremskolben mit der Lastmeldelängsbohrung über einen innerhalb des Bremskolbens verlaufenden Kanal zu einer Rücklaufkammer entlastbar. Grundsätzlich ist dies auch beim anderen Bremskolben möglich.

[0013] Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wegeventils ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der beiden Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.

[0014] Es zeigen

Figur 1

in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel, der durch die Achse des Steuerschiebers geht, und

Figur 2

ein Schaltbild des Ausführungsbeispiels.

[0015] Gemäß Figur 1 erstreckt sich durch ein Ventilgehäuse 10 hindurch eine Schieberbohrung 11, die durchgehend konstanten Durchmesser hat und um die herum verschiedene voneinander beabstandete Arbeitskammern 12, 13, 14, 15 und 16 und Steuerkammern 17, 18 und 19 umlaufen. Die Arbeitskammern 12 und 16, die am weitesten voneinander entfernt sind, sind Rücklaufkammern, von denen jeweils ein Rücklaufkanal 20 ausgeht, der jeweils durch einen Pfeil angedeutet ist. Beide Rücklaufkanäle sind in allgemein bekannter Weise außerhalb des Ventilgehäuses zusammengeführt und mit einem Tank verbindbar. Mittig zwischen den beiden Rücklaufkammern 12 und 16 befindet sich die Zulaufkammer 14, der über einen Druckkanal 21, der in Figur 1 ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet ist, Druckmittel von einer Hydropumpe zuführbar ist. Zwischen der Rücklaufkammer 12 und der Zulaufkammer 14 befindet sich eine erste Verbraucherkammer 13 und zwischen der Rücklaufkammer 16 und der Zulaufkammer 14 eine zweite Verbraucherkammer 15. Jede Verbraucherkammer ist über einen Verbraucherkanal mit einem Anschluß eines nicht näher dargestellten hydraulischen Verbrauchers verbindbar.

[0016] Die drei Steuerkammern 17, 18 und 19 befinden sich seitlich der Rücklaufkammer 12. Die mittlere Steuerkammer 18 wird hier als Lastmeldekammer bezeichnet und ist über einen Lastmeldekanal 22 mit einem Steuerraum an einem Load-sensing-Regler einer Verstellpumpe oder mit einem Steuerraum einer im Bypass zu einer Konstantpumpe angeordneten Druckwaage verbindbar, über die ein Teil der von der Konstantpumpe geförderten Druckmittelmenge zum Tank zurückgeführt wird. Die beiden Steuerkammern 17 und 19 sind jeweils mit einem nicht näher dargestellten Druckbegrenzungsventil verbunden.

[0017] In der Schieberbohrung 11 des Ventilgehäuses 10 ist ein Steuerschieber 30 axial beweglich geführt. Dieser besitzt eine umlaufende Ringnut 31, die in radialer Richtung relativ tief und in axialer Richtung breiter als die Zulaufkammer 14 ist und die sich in der in Figur 1 gezeigten Neutralstellung des Steuerschiebers 30 in einer mittigen Lage bezüglich der Zulaufkammer 14 befindet. Von der Ringnut 31 gehen axial nach beiden Seiten hin und über den Umfang des Steuerschiebers 30 verteilt Feinsteuernuten 32 aus, die in der Neutralstellung des Steuerschiebers 30 jeweils in einem kurzen Abstand vor der Verbraucherkammer 13 bzw. 15 enden.

[0018] Von jeder Stirnseite des Steuerschiebers 30 aus ist in diesen in Form einer Sackbohrung ein Aufnahmeraum 33 bzw. 34 eingebracht. Die beiden Böden 35 der beiden Aufnahmeräume 33 und 34 haben einen Abstand voneinander, der in etwa dem lichten Abstand also dem Abstand der zulaufkammerseitigen axialen Begrenzungswände der Verbraucherkammern 13 und 15 voneinander entspricht. Von Boden 35 zu Boden 35 geht durch den Steuerschieber 30 eine Schieberlängsbohrung 36 hindurch. Jeweils knapp vor einem Boden 35 mündet in die Schieberlängsbohrung 36 eine Querbohrung 37, die im Bereich zwischen zwei Feinsteuernuten 32 von der Außenseite des Steuerschiebers 30 ausgeht. In dessen Neutralstellung sind beide Querbohrungen 37 durch die Wand der Schieberbohrung 11 verschlossen.

[0019] Im Abstand zum Boden 35 gehen durch den Mantel des Steuerschiebers 30 zwischen dem Aufnahmeraum 33 bzw. 34 und der Außenseite zwei sich einander diametral gegenüberliegende erste Radialbohrungen 38 hindurch, die in der Neutralstellung des Steuerschiebers 11 durch sich axial zwischen der jeweiligen Verbraucherkammer und der jeweiligen Rücklaufkammer befindliches Material des Ventilgehäuses 10 abgedeckt sind. In einem größeren Abstand zum Boden 35 gehen durch den Mantel zwei sich einander diametral gegenüberliegende zweite Radialbohrungen 39 hindurch, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Radialbohrungen 38 und die außen in eine flache Ringnut 40 des Steuerschiebers 30 münden, die sich in axialer Richtung von den Radialbohrungen 39 nach außen hin erstreckt und sicherstellt, daß die Radialbohrungen 39 bei einer Verschiebung des Steuerschiebers aus der Neutralstellung in die eine Richtung immer zur Rücklaufkammer 12 bzw. 16 hin offen sind. Die Ringnut 40 an der Rücklaufkammer 12 ist axial länger als die andere Ringnut 40 und stellt in der Neutralstellung des Steuerschiebers eine Verbindung zwischen der Steuerkammer 17 und der Rücklaufkammer 12 her. Im Abstand zu dieser längeren Ringnut 40 ist in den Steuerschieber 30 eine weitere Ringnut 41 eingedreht, die in der Neutralstellung des Steuerschiebers alle drei Steuerkammern 17, 18 und 19 überbrückt. Der Kolbenabschnitt 42 zwischen den Ringnuten 40 und 41 ist demzufolge axial kürzer als die Steuerkammer 17. Es besteht in der Neutralstellung des Steuerschiebers 30 also eine offene Verbindung zwischen der Rücklaufkammer 12 und den drei Steuerkammern 17, 18 und 19, in denen demzufolge in der Neutralstellung des Steuerschiebers 30 der niedere Druck ansteht, der in dem Rücklaufkanal 20 herrscht.

[0020] In dem Aufnahmeraum 33 des Steuerschiebers 30 befindet sich ein Bremskolben 51 und im Aufnahmeraum 34 ein Bremskolben 52. Beide Bremskolben sind innerhalb des jeweiligen Aufnahmeraumes axial verschiebbar und werden von einer Schraubendruckfeder 53, die sich an einer den jeweiligen Aufnahmeraum verschließenden Verschlußschraube 54 abstützt, in Richtung auf den Boden 35 des jeweiligen Aufnahmeraums zu belastet. Jeder Bremskolben besitzt zwischen zwei Kolbenabschnitten 55 und 56 eine Ringnut 57, über die die ersten Radialbohrungen 38 mit den zweiten Radialbohrungen 39 des Steuerschiebers 30 verbindbar sind. Der Abstand der Ringnut 57 von der dem Boden 35 eines Aufnahmeraums zugewandten Stirnseite eines Bremskolbens ist bei beiden Bremskolben gleich. Durch den Kolbenabschnitt 55 ist ein Druckraum 58 zwischen dem Boden 35 eines Aufnahmeraums und dem jeweiligen Bremskolben zu der Ringnut 57 abgeschlossen. Die Schieberlängsbohrung 36 mündet in beide Druckräume 58. Die Bremskolben 51 und 52 sind also von dem in der Schieberlängsbohrung 36 herrschenden Druck gegen die Schraubendruckfeder 53 beaufschlagbar. Durch eine spiralförmige oder durch eine oder mehrere radial verlaufende Vertiefungen in den Stirnseiten der Bremskolben ist dafür gesorgt, daß der Druck an einem Bremskolben auch dann wirken kann, wenn dieser von der Schraubendruckfeder 53 gegen den Boden 35 eines Aufnahmeraums gedrückt wird.

[0021] Der Bremskolben 52 ist kürzer als der Bremskolben 51. Entsprechend ist auch der Aufnahmeraum 34 kürzer als der Aufnahmeraum 33. Der Bremskolben 51 ist deshalb länger als der Bremskolben 52, weil er dazu benutzt wird, um zwischen der Schieberlängsbohrung 36 und der außen um den Schieber herumlaufenden Ringnut 41 eine Verbindung herzustellen. Er besitzt zu diesem Zweck zentral eine axial verlaufende Sackbohrung 65, die an seiner dem Boden 35 des Aufnahmeraums 30 zugewandten Stirnseite offen ist und bis in den Kolbenabschnitt 56 hineinreicht. Dieser Kolbenabschnitt 56 des Bremskolbens 51 ist länger als der Kolbenabschnitt 56 des anderen Bremskolbens 52, wodurch die größere Länge des Bremskolbens 51 bedingt ist. Außen läuft um den Kolbenabschnitt 56 eine flache Ringnut 66 herum, die sich schon in der gezeigten Ruhestellung des Bremskolbens 51, in der dieser sich am Boden 35 des Aufnahmeraums 33 abstützt, axial außerhalb der zweiten Radialbohrungen 39 des Steuerschiebers 30 befindet, also nicht durch die Radialbohrungen 39 mit der Rücklaufkammer 12 verbunden werden kann. Zwischen der Ringnut 66 und der Sackbohrung 65 ist durch eine Schrägbohrung 67 eine Verbindung hergestellt. Andererseits besteht über eine Schrägbohrung 68 im Steuerschieber 30 in jeder Position des Bremskolbens 51 eine Verbindung zwischen dessen Ringnut 66 und der außen um den Steuerschieber 30 umlaufenden Ringnut 41. Somit ist in jeder Position des Bremskolbens 51 die Schieberlängsbohrung 36 über den einen Druckraum 58, die Sackbohrung 65, die Schrägbohrung 67, die Ringnut 66 und die Schrägbohrung 68 mit der Ringnut 41 verbunden. Die Ringnut 66 am Bremskolben 51 gleicht einen axialen und peripheralen Versatz zwischen den Schrägbohrungen 67 und 68 aus.

[0022] Zwischen einem Federraum 72, in dem sich eine Schraubendruckfeder 53 befindet, und einer Rücklaufkammer 12 bzw. 16 kann über Bohrungen in dem jeweiligen Bremskolben 51 bzw. 52 ein Ausgleich des in einem Federraum enthaltenen Druckmittelvolumens stattfinden. Der Bremskolben 52 besitzt dazu eine zum Federraum 72 hin offene axiale Sackbohrung 73 und mehrere von dieser ausgehenden im Kolbenabschnitt 56 verlaufenden Radialbohrungen 74, die außen in eine schmale Ringnut 76 münden und in jeder Position des Bremskolbens 52 zu den zweiten Radialbohrungen 39 des Steuerschiebers 30 hin offen sind. In der Sackbohrung 73 ist eine Kugel 75 gefangen, die mit einem nicht näher bezeichneten Sitz in der Sackbohrung 73 ein Rückschlagventil bildet, das von der Rücklaufkammer 16 zum Federraum 72 hin öffnet. Somit kann bei einer Vergrößerung des Federraums 72, also bei einer Bewegung des Bremskolbens in Richtung auf den Boden 35 des Aufnahmeraums 34 zu, schnell Druckmittel aus der Rücklaufkammer 16 in den Federraum 72 hineinfließen. Ein Druckmittelfluß vom Federraum 72 zur Rücklaufkammer 16 ist unter Umgehung des Rückschlagventils über eine nicht näher bezeichnete Drossel möglich. Diese kann z.B. durch eine Kerbe in den Sitz für die Kugel 75 gebildet sein. Der Bremskolben 52 ist also in seiner Bewegung in Richtung auf die Verschlußschraube 54 zu gedämpft.

[0023] Gleiches gilt auch für eine Bewegung des Bremskolbens 51 in Richtung auf die entsprechende Verschlußschraube 54 zu. Der Bremskolben 51 besitzt zum Verbinden des Federraums 72 mit der Rücklaufkammer 12 die gleiche kurze axiale und zentrale Sackbohrung 73 wie der Bremskolben 52 und eine Radialbohrung 74, die knapp vor der Ringnut 57 außen in eine schmale Ringnut 76 am Bremskolben mündet und nach innen vor der Sackbohrung 65 endet. Zwischen den Bohrungen 73 und 74 verläuft eine Schrägbohrung 77. In der Bohrung 73 ist wiederum eine Kugel 75 gefangen, die Teil eines Rückschlagventils ist, das zum Federraum 72 hin öffnet. Eine Drossel ist wiederum durch eine Kerbe im Sitz des Rückschlagventils gebildet.

[0024] Jede der beiden Steuerkammern 17 und 19 ist an ein nicht näher dargestelltes Druckbegrenzungsventil angeschlossen. Die beiden Druckbegrenzungsventile begrenzen den Druck in diesen Steuerkammern und können dazu auf unterschiedliche Maximaldrücke eingestellt sein.

[0025] Der Steuerschieber 30 wird mit Hilfe zweier Federn 80 in der Neutralstellung zentriert und kann hydraulisch in die eine oder andere Richtung verschoben werden.

[0026] In dem Schaltbild nach Figur 2 sind für die Arbeitskammern 12, 13, 14, 15 und 16 auch die üblichen Buchstabenbezeichnungen A, B, P und T angegeben. Für die Steuerkammer 18 ist auch die Bezeichnung LS verwendet. Die Steuerkammern 17 und 19 schließlich tragen auch die Bezeichnung LSB bzw. LSA. Das Rückschlagventil in der Verbindung zwischen einer Rücklaufkammer 12 bzw. 16 und einem Federraum 72 trägt die Bezugszahl 80, die parallel geschaltete Drossel die Bezugszahl 81. Zwischen dem Lastmeldekanal 22 und dem jeweiligen Hauptströmungspfad in einer Arbeitsstellung des Steuerschiebers 30 ist eine Drossel eingefügt, die mit der Bezugszahl 67 versehen ist, also durch die entsprechende Querbohrung im Bremskolben 51 gebildet wird.

[0027] In der gezeigten Neutralstellung des Steuerschiebers 30 sind alle Arbeitskammern gegeneinander abgesperrt. Die Querbohrungen 37, die Schieberlängsbohrung 36, die Druckräume 58, die Sackbohrung 65, die Schrägbohrung 67, die Ringnut 66, die Querbohrung 68 sowie die drei Steuerkammern 17, 18 und 19 sind zur Rücklaufkammer 12 hin von Druck entlastet. Die Bremskolben 51 und 52 werden von den Druckfedern 53 gegen den Boden 35 des jeweiligen Aufnahmeraums 33 bzw. 34 gedrückt. Es sei nun angenommen, daß der Steuerschieber in der Sicht der Figur 1 nach links verschoben wird. Dadurch wird zwischen der Zulaufkammer 14 und der Verbraucherkammer 13 eine Meßblende geöffnet, deren Öffnungsquerschnitt vom Maß der Verschiebung des Steuerschiebers 30 abhängt. Geöffnet zur Verbraucherkammer 13 wird auch die eine Querbohrung 37 des Steuerschiebers 30. Während in der Verbraucherkammer 13 der Lastdruck des jeweiligen hydraulischen Verbrauchers ansteht, herrscht in der Zulaufkammer 14 Pumpendruck, der bei Load-sensing-Steuerungen, innerhalb derer das gezeigte Ventil verwendet wird, um eine bestimmte Differenz in der Höhe von 15 bis 20 bar höher als der Lastdruck des angesteuerten hydraulischen Verbrauchers bzw. höher als der höchste Lastdruck mehrerer parallel angesteuerter hydraulischer Verbraucher ist. Über die geöffnete Querbohrung 37 und die Schieberlängsbohrung 36 steht der in der Verbraucherkammer 13 herrschende Lastdruck auch in den Druckräumen 58 an und drückt die Bremskolben an die Verschlußschrauben 54 an. Dadurch öffnet der Bremskolben 52 die Verbindung zwischen der Verbraucherkammer 15 und der Rücklaufkammer 16, wobei das Druckmittel aus der Verbraucherkammer 15 durch die ersten Radialbohrungen 38 des Steuerschiebers 30, die Ringnut 57 des Bremskolbens 52 und die zweiten Radialbohrungen 39 des Steuerschiebers 30 zur Rücklaufkammer 16 fließt. Die Bewegung des Bremskolbens 51 hat weder einen Einfluß auf die Verbindung der Arbeitskammern noch auf die Verbindung der Steuerkammern miteinander. Der Lastdruck wird über die Sackbohrung 65, die Querbohrung 67 und die Ringnut 66 des Bremskolbens 51 sowie über die Querbohrung 68 und die Ringnut 41 im Steuerschieber 30 in die Steuerkammer 18 gegeben, die aufgrund der Verschiebung des Steuerschiebers 30 durch dessen Kolbenabschnitt 42 von der Steuerkammer 17 und von der Rücklaufkammer 12 getrennt und nur noch mit der Steuerkammer 19 verbunden ist. Von der Steuerkammer 18 kann der Lastdruck über den Lastmeldekanal 22 an das Regelventil einer Verstellpumpe oder an die im Bypass zu einer Konstantpumpe geschaltete Druckwaage gemeldet werden.

[0028] Der Kraft der Druckfedern 53 an den Bremskolben 51 und 52 entspricht ein Druck von z.B. 5 bar in den Druckräumen 58. Sobald der Druck in der Verbraucherkammer 13 wegen eines Voreilens des hydraulischen Verbrauchers unter diesen Wert absinkt, bewegt sich der Bremskolben 52 in Richtung auf den Boden 35 seines Aufnahmeraums 34 zu und verringert den Öffnungsquerschnitt zwischen den zweiten Radialbohrungen 39 des Steuerschiebers 30 und seiner Ringnut 57. Er verkleinert den Querschnitt dabei so weit, daß sich in der Verbraucherkammer 13 und damit im Druckraum 58 ein Druck einstellt, der der Kraft der Feder 53 das Gleichgewicht hält. Der Druck beträgt also etwa 5 bar.

[0029] Bei einer Verschiebung des Steuerschiebers 30 aus der Neutralstellung nach rechts wird die Verbraucherkammer 15 mit der Zulaufkammer 14 und die Verbraucherkammer 13 über den Bremskolben 51 mit der Rücklaufkammer 12 verbunden. Nun sorgt der Bremskolben 51 dafür, daß in der Verbraucherkammer 15 ein Mindestdruck aufrechterhalten wird. Im übrigen ist nun die andere Querbohrung 37 zur Verbraucherkammer 15 hin offen, so daß sich der in dieser herrschender Lastdruck des hydraulischen Verbrauchers in die Steuerkammer 18 fortsetzen kann. Diese ist nun mit der Steuerkammer 17 verbunden, wobei beide Steuerkammern 17 und 18 durch den Kolbenabschnitt 42 zur Rücklaufkammer 12 hin abgesperrt sind.

Ansprüche

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

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

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

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

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

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

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

Claims

1. A directional control valve for the load-independent control of the direction and speed of a hydraulic consumer, having a control spool (30) which can be displaced axially in a spool bore (11) in a valve housing (10), said control spool (30), in a neutral position, shutting off two load chambers (13, 15) from a feed chamber (14) and, in two operating positions, selectively connecting one of the two load chambers (13, 15) to a feed chamber (14) and connecting the respective other load chamber (15, 13) to a return chamber (12, 16), in which control spool (30), in each of two mutually opposite accommodation chambers (33, 34), there is arranged a brake piston (51, 52) which, with the effect of enlarging the opening cross section of a flow path leading from one load chamber (13, 15) to a return chamber (12, 16) via the respective accommodation chamber (33, 34), can be acted on by the pressure in the other load chamber (15, 13), and can be acted on in the opposite direction by a spring (53) accommodated in a spring chamber (72), and said control spool (30) having a longitudinal spool bore (36) which can be connected to the other load chamber (15, 13) and to a load indicator channel (22) in the valve housing (10) and opens into a pressure chamber (58) between the bottom (35) of an accommodation chamber (33, 34) and the brake piston (51, 52) in this accommodation chamber (33, 34), characterized in that the longitudinal spool bore (36) extends from the one pressure chamber (58) on one brake piston (51, 52) to the other pressure chamber (58) on the other brake piston (52, 51), and in that if the control spool (30) is displaced from the neutral position, the longitudinal spool bore (36) can be connected either to the one load chamber (13) or to the other load chamber (15), depending on the direction of displacement.

2. A directional control valve according to Claim 1, characterized in that, at one point to the side of all the working chambers (12, 13, 14, 15, 16), the load indicator channel (22) is open toward the spool bore (11), in that one brake piston (51) is provided with a load indicator bore (65) which is open with respect to the pressure chamber (58) in front of one end of the brake piston (51) and is closed with respect to the spring chamber (72) in front of the other end of the brake piston (51), and via which the longitudinal spool bore (36) is connected to the opening (18) of the load indicator channel (22) into the spool bore (11).

3. A directional control valve according to Claim 2, characterized in that the load indicator bore (65) in one brake piston (51) is connected to the load indicator channel (22) via a transverse bore (67) in the brake piston (51) and via a transverse bore (68) in the sleeve surrounding the brake piston (51) and belonging to the control spool (30).

4. A directional control valve according to Claim 3, characterized in that in the region of the transverse bores (67, 68), between the brake piston (51) and the sleeve of the control spool (30), there is an annular groove (66) with which an axial and a peripheral offset of the transverse bores (67, 68) in relation to each other can be compensated for.

5. A directional control valve according to Claim 4, characterized in that the annular groove (66) is located on the outside of the brake piston (51).

6. A directional control valve according to any of Claims 2 to 5, characterized in that the brake piston (51) having the load indicator bore (65) is made longer on the spring chamber side than the other brake piston (52).

7. A directional control valve according to any of Claims 2 to 6, characterized in that the spring chamber (72) behind the brake piston (51) which has the load indicator bore (65) can be relieved to a return chamber (12) via a channel (73, 74, 77) running inside the brake piston (51).

Revendications

1. Un distributeur, destiné à la commande en termes de sens et de vitesse, indépendamment de la charge, d'un récepteur hydraulique, pourvu d'un tiroir (30) de commande pouvant coulisser dans la direction axiale à l'intérieur d'un alésage (11) de tiroir dans un corps (10) de valve,
qui dans une position neutre isole deux chambres (13, 15) de récepteur par rapport à une chambre (14) d'admission et qui dans deux positions de travail relie une des deux chambres (13, 15) de récepteur, au choix, à une chambre (14) d'admission et l'autre chambre (13, 15) de récepteur, selon le cas, à une chambre (12, 16) de retour,
à l'intérieur duquel tiroir, dans deux chambres (33, 34) de positionnement disposées l'une en face de l'autre, est disposé un piston (51, 52) de frein chacune, qui peut être sollicité dans le sens d'une augmentation de la section d'ouverture d'un chemin d'écoulement allant d'une chambre (13, 15) de récepteur vers une chambre (12, 16) de retour, en passant par la chambre (33, 34) de positionnement correspondante, par la pression régnant dans l'autre chambre (15, 13) de récepteur et qui peut être sollicité dans le sens contraire par un ressort (53) disposé dans une chambre (72) de ressort,
et ledit tiroir présentant un alésage (36) de tiroir longitudinal, lequel peut être relié à l'autre chambre (15, 13) de récepteur et à un canal (22) de signalisation de charge du corps (10) de valve et lequel débouche dans une chambre (58) de pression, entre le fond (35) d'une chambre (33, 34) de positionnement et le piston (51, 52) de frein présent dans cette chambre (33, 34) de positionnement,
caractérisé en ce que l'alésage (36) de tiroir longitudinal s'étend de l'une des chambres (58) de pression au niveau de l'un des pistons (51, 52) de frein jusqu'à l'autre chambre (58) de pression au niveau de l'autre piston (52, 51) de frein et que, lors d'un déplacement hors de la position neutre du tiroir (30) de commande, en fonction du sens du déplacement, l'alésage (36) de tiroir longitudinal peut être relié soit à l'une des chambres (13) de récepteur, soit à l'autre chambre (15) de récepteur.

2. Un distributeur conforme à la revendication n° 1, caractérisé en ce que le canal (22) de signalisation de charge est ouvert sur l'alésage (11) du tiroir en un emplacement latéral par rapport à toutes les chambres (12, 13, 14, 15, 16) de travail et que l'un des pistons (51) de frein est pourvu d'un alésage (65) de signalisation de charge, qui est ouvert sur la chambre (58) de pression devant l'une des faces du piston (51) de frein, qui est isolé de la chambre (72) de ressort devant l'autre face du piston (51) de frein et qui relie l'alésage (36) de tiroir longitudinal à l'embouchure (18) du canal (22) de signalisation de charge dans l'alésage (11) du tiroir.

3. Un distributeur conforme à la revendication n° 2, caractérisé en ce que l'alésage (65) de signalisation de charge dans l'un des pistons (51) de frein est relié au canal (22) de signalisation de charge par un alésage (67) transversal dans le piston (51) de frein et par un alésage (68) transversal dans la chemise du tiroir (30) de commande, qui entoure le piston (51) de frein.

4. Un distributeur conforme à la revendication n° 3, caractérisé en ce que dans la zone des alésages (67, 68) transversaux, entre le piston (51) de frein et la chemise du tiroir (30) de commande, se trouve une rainure (66) annulaire, qui permet de compenser un décalage axial ou périphérique des alésages (67, 68) transversaux, l'un par rapport à l'autre.

5. Un distributeur conforme à la revendication n° 4, caractérisé en ce que la rainure (66) annulaire est disposée sur le côté extérieur du piston (51) de frein.

6. Un distributeur conforme à une des revendications n° 2 à n° 5, caractérisé en ce que le piston (51) de frein doté de l'alésage (65) de signalisation de charge est conçu de façon à être plus long, côté chambre de ressort, que l'autre piston (52) de frein.

7. Un distributeur conforme à une des revendications n° 2 à n° 6, caractérisé en ce que la chambre (72) de ressort derrière le piston (51) de frein, qui présente l'alésage (65) de signalisation de charge, peut être déchargée vers une chambre (12) de retour au travers d'un canal (73, 74, 77), évoluant à l'intérieur du piston (51) de frein.

Zeichnung