DE2152012A1

DE2152012A1 - Umschaltventil

Info

Publication number: DE2152012A1
Application number: DE19712152012
Authority: DE
Inventors: Toshio Maki; Isao Oki; Kiyoshi Shirai
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1970-10-20
Filing date: 1971-10-19
Publication date: 1972-04-27
Also published as: GB1373371A; DE2152012C2; JPS506375B1

Description

PATENTANWÄLTE

DR. O. DlTTMANN K. L. SCHIFF DR. A. ν. FÜNER DIPL. ING. P. STREHU „. _

8 MÜNCHEN SO MARIAHILFPLATZ 2&8 2Ί52012

DA-4515

Beschreibung zu der Patentanmeldung

der Firma

KABUSHIKI KAISHA KOMATSU SEISAKUSHO 3-6, 2-Chome, Akasaka, Minato-ku Tokyo / Japan

betreffend

Ums chaltventil Priorität: 20. Oktober 1970, Japan, Nr. 91 593/1970

Die Erfindung betrifft ein gerichtetes oder richtungsabhänr giges Umschalt- bzw. Wechselventil, insbesondere für hydraulische Steuer- und Regelkreise von Baumaschinen und industriellen Fahrzeugen.

Bisher werden gerichtete Umsehaltventile in dieser Art hydraulischer Schaltungen derart benutzt, daß mehrere voneinander unabhängige Ventile je nach dem Verwendungszweck in Parallel-, Tandem- oder Serienschaltung miteinander verbunden werden, oder daß Parallel-, Tandem- oder Serienventile zuvor in diesen drei Arten hergestellt werden, oder daß die Schieber derselben austauschbar gemacht werden. Dies bedingt jedoch einen sehr komplizierten Aufbau. .

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeiten der Herstellung "verschiedener Ventilarten für die verschiedenen Verwendungszwecke bzw. den Ersatz der Schieber zu vermeiden. Es soll ein gerichtetes Umschaltventil geschaffen werden, das durch bloßen Austausch eines austauschbaren Teils als Parallel-, Tandem- und Serienventil und gleichzeitig in einer epezieilen Kombination, beispielsweise in Serien-, Tandem- und Parallelschaltung, verwendet werden kann.

Das erfindungsgemäße gerichtete Umschaltventil enthält ein Ventilgehäuse mit an beiden Seiten desselben vorgesehenen Verbindungsflächen, einen gleitend im Ventilgehäuse beweglichen Ventilschieber und ein Rückschlagventil, daß je nach dem Verwendungszweck ausgetauscht werden kann. Das Ventilgehäuse enthält mehrere Ventilkammern, deren mittlere mit einer Öffnung zur lösbaren Befestigung des Rückschlagventils in Verbindung steht. Es sind Kanäle vorgesehen, die sich an der Verbindungsfläche des Ventilgehäuses in die jeweiligen Ventilkammern öffnen, sowie weitere Kanäle zur Verbindung des Inneren des Rückschlagventils mit den beiden seitlichen Ventilkammern, wodurch Parallel-, Tandem- und Serienkreise bzw. -schaltungen gebildet werden.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen gerichteten Umschalt vent ils mit einer Paralbl schaltung;

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Pig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-II in Fig.1; Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie IH-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt einer zweiten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen gerichteten Umsehaltventils mit einer Tandemschaltung;

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen gerichteten Umschaltventils mit einer Serienschaltungf und

Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6. .

Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils enthält ein Ventilgehäuse 1 , das zu einem Rückschlagventil 2 eine Parallelschaltung bildet. Das Rückschlagventil 2 ist im Ventilgehäuse 1 lösbar befestigt. Das Ventilgehäuse 1 weist auf seinen beiden Seiten nach Art eines Blockes flache Verbindungsflächen 1.. auf. In Längsrichtung des Ventilgehäuses 1 ist an dessen Unterseite ein Ventilschieber 3 gleitend gelagert. In der Mitte und an den beiden Seiten des Ventilgehäuses sind drei Ventilkammern 4, 5 und 6 ausgebildet, die den Ventilschieber 3 umgeben. Die Ventilkammern 4 bestehen aus einer verhältnismäßig breiten Hauptventilkammer 4* und zwei verhältnismäßig schmalen und an beiden Seiten der Hauptventilkammer. 4-j angeordneten Unterventilkammern 4p. Die Hauptventilkammer 4-j steht mit dem unteren Teil einer Öffnung 7 in Verbindung, die zur Befestigung des Rückschlagventils 2 dient und durch die obere Oberfläche des Ventilgehäuses 1 verläuft. Die anderen Ventilkammern 5 und 6 sind ähnlich ausgebildet wie die Ventilkammern 4. So enthalten die Ventilkammern 5 eine Hauptventilkammer 5\ νΰοή. Unterventilkammern

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die ähnlich aufgebaut sind wie die Ventilkammern Aa und 4p· Die Ventilkammern 6 enthalten eine Hauptventilkammer 6. und Unterventilkammern 6p. Diese sind ebenfalls ähnlich aufgebaut wie die Ventilkammern 4| und 4p· Die Hauptventilkammern 5-j und S^ sind über im Ventilgehäuse 1 ausgebildete Kanäle 8 und 9 zur oberen Oberfläche des Ventilgehäuses 1 hin offen. Jeweils eine der Unterventilkammern 5p und 6p steht mit einem Kanal 8.. bzw. 9< in Verbindung, die zu den Verbindungaflachen des Ventilgehäuses 1 hin offen sind.

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In die Öffnung 7 zur Befestigung des Rückschlagventils 2 ist ein mit einem Boden versehener Hohlzylinder 10 eingesetzt. Zur unteren Umfangsflache des Hohlzylinders 10 öffnen sich Öffnungen 11 in vier Richtungen. Sie stehen mit einem im Hohlzylinder 10 ausgebildeten Kanal 12 in Verbindung. Zwei einander gegenüberliegende Öffnungen 11 stehen mit Kanälen 13 "und 14 (Fig. 3) in Verbindung, die jweils zu den. Verbindungsflächen 1.. des Ventilgehäuses 1 offen sind. Der oberhalb des Mittelteils des Hohl-Zylinders 10 liegende Teil hat einen etwas größeren Durchmesser als der untere Teil desselben. An der Grenze zwischen dem oberen und unteren Teil des Hohlzylinders 10 ist ein abgestufter Ventilsitz 15 ausgebildet. An-.-den Ventilsitz 15 kann sich der Boden eines Rückschlagventilkörpers*16 anlegen, der vom oberen Ende des Hohlzylinders 10 in diesen eingesetzt und auf- und abgleiten kann. Die obere Öffnung des Hohlzylinders 10 ist durch einen Verschlußstppfen 17 verschlossen, der in die Öffnung 7 zur Befestigung des Rückschlagventils 2 des Ventilgehäuses I geschraubt ist. Durch die.beiden seitlichen Enden des Ventilgehäuses 1 sind oberhalb des

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Ventilsitzes 15 des Hohlzylinders 10 zwei Öffnungen 18 und 19 ausgebildet, die mit den oberen Enden zweier geneigter, im Ventilgehäuse 1 ausgebildeter Kanäle 20 und 21 in Verbindung stehen. Die unteren Enden der geneigten Kanäle 20 und 21 stehen jeweils mit einer Unterventilkammer 5p bzw. 6p der Ventilkammern 5 bzw. 6 in Verbindung .

Ein an der Verbindungsfläche 1, des Ventilgehäuses 1 offener Verbindungskanal 22 ist an der Seite der Hauptkammer A* der .Ventilkammern 4 ausgebildet. Ein weiterer, an der anderen Verbindun gef lacke 1,. des Ventilgehäuses 1 offener Verbindungskanal. 23 ist an der Seite der Unterkammern 4p der Ventilkammern 4 ausgebildet .

Zur Ausbildung einer Parallelschaltung in dem so aufgebauten· Ventilgehäuse 1 sind, wie in Pig. 3 gezeigt, die Verbindungsflächen 1, der Ventilgehäuse 1 dicht miteinander verbunden. An beiden Seiten der Ventilgehäuse 1 sind Hilfsträger bzw-.- -verbinder 24 und 25 angebracht. Als angetriebene Einrichtung ist ein Zylinder 27 mit einem Kolben 21, mittels Verbindun g srohren 26 mit den Kanälen 8 und 9 verbunden, die zur oberen Oberfläche des Ventilgehäuses 1 offen sind.

Im Betrieb des so aufgebauten gerichteten Umschaltventils wird mittels einer nicht gezeigten Pumpe unter Druck Öl von dem einen Hilfsverbinder 24 durch die Hauptventilkammer 4< der Ventilkammern 4, den Kanal 13 und den Kanal 12 des Hohlzylinders 10 zugeführt, von wo ein Teil des unter Druck stehenden Öls in das Ven-

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tilgehäuse 1 der nächsten Stufe geleitet wird. Der andere Teil •wird so geleitet, daß er_das Ventilgehäuse 1 nach oben drückt und von der Öffnung 19 des Hohlsylinders 10 durch einen geneigten Kanal 21 in die Unterkammer 6„ der Ventilkaminem 6 und von dort durch den Ausschnitt des Ventilschiebers^und die Hauptventilkammer 6. , durch den Kanal 9 in den Zylinder 27 strömt und den Kolben 27< in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung drückt. Das aus dem Zylinder 27 abgeleitete Öl wird von dem Kanal 8 durch die Haupt- und Unterventilkammern 5-j und 5₂ ^er Ventilkammern 5 geführt, und von' dem Kanal 8.. in einen nicht gezeigten Tank. Somit wird das Öl in eine in den YBntilgehäusen 1 ausgebildete Parallelschaltung geleitet.

Bei der in den Figuren 4 und 5 gezeigten zweiten Ausführungsform des erfindun g sgemäßen gerichteten Ums ehalt vent ils ist ein anderes Rückschlagventil 2 im Ventilgehäuse 1 befestigt. Mehrere Ventilgehäuse sind zur Ausbildung einer Tandemschaltung-dicht miteinander verbunden. Das bei diesem Umschaltventil verwendete Rückschlagventil weist einen an seiner Unterseite offenen Zylinder 10.J auf, sowie den die Öffnungen 18.. und 19< enthaltenden Aufbau, der etwa am Zwischenteil des Zylinders 10.. mit geneigten Kanälen 20 und 21 in Verbindung steht.

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Bei dem so aufgebauten gerichteten Umschaltventil wird das öl" von einer nicht gezeigten Pumpe durch die Hauptventilkammer Aa der Ventilkammern 4 geleitet, von wo es teilweise in das Ventilgehäuse 1 der nächsten Stufe gelangt und teilweise von der Unterseite des Zylinders 10. durch den Kanal 12» eine Öffnung 19^» den geneigten Kanal 21 , in die Unter- und Hauptventilkammern 6_? und 6λ der Ventilkammern 6 und weiter von dem Kanal 9 in den Zylinder 27, so daß der Kolben 27^ in die durch einen Pfeil angedeutete. Richtung gedruckt wird. Das aus dem Zylinder 27 abgeleitete Öl wird von dem Kanal 8 durch die Haupt- und Unterventilkammern 5* und 5p der Ventilkammern 5 geleitet und von dem Kanal 8^ in einen nicht gezeigten Tank. Da die Kanäle 13 und 14 durch den Zylinder 10.. geschlossen sind, fließt das Öl nicht von diesem Teil in das Ventilgehäuse 1 der nächsten Stufe. Somit bildet der hydraulische Kreislauf dieses gerichteten Umschaltventils eine Tandemschaltung bzw. einen Tandemkreislauf.

Bei der in den Figuren 6 und 7 gezeigten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen gerichteten Umschaltventils ist zur Ausbildung einer Serienschaltung der Schieber 3 durch einen anderen ersetzt.

Der bei diesem gerichteten Umschaltventil verwendete Schieber 3* enthält zwei darin gemäß der Darstellung in den Fig. 6,7 ausgebildete Kanäle 28 und 29, in denen jeweils ein Rückschlagventilkörper 30 liegt. An der Umfangsfläche des Schiebers 3< offene Öffnungen 3I» 32, 33 und 34 stellen die Verbindung zwischen den jeweiligen Ventilkammern 4, 5 und 6 und den Kanälen 28 und 29 her.

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Bei dem so aufgebauten gerichteten Umschaltventil wird das Öl von einer nicht gezeigten Pumpe von der Ventilkammer 5 zugeführt. Von dieser gelangt das Öl von einem Kanal 29 des Ventil-Schiebers 3-i in die Haup t vent ilkamme r 6.. der Ventilkammern 6 und weiter von dem Kanal 9 in den Zylinder 27, so daß der Kolben 27, in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung gedruckt wird. Das aus dem Zylinder 27 abgeleitete Öl wird von dem Kanal 8 in die Hauptventilkammer 5-i der Ventilkammern 5 geleitet und weiter von

)) dem Ausschnitt bzw. der Ringnut des Ventilschiebers 3-j durch, die Unterventilkammer 5? ⁱⁿ den geneigten Kanal '20 und darauf zum Zylinder 1(h. Das Öl wird ferner vom Zylinder 10.« durch die Unterseite des Ventilgehäuses 1 in die Hauptventilkammer 4-j der Ventilkammern 4 geleitet und darauf vom Kanal 22 in einen nicht gezeigten Tank. Dabei strömt das Öl im Zylinder 10.. nicht in das Ventilgehäuse 1 der nächsten Stufe wie bei der Tandemschaltung, sondern das vom Zylinder 27 ,zurückgeleitete Öl wird von dem Kanal 8 durch die Ventilkammern 5 in den geneigten Kanal 20 geleitet und dann vom Zy-

^ linder 10.. durch die Ventilkammern 4 in das Ventilgehäuse 1 der nächsten Stufe, so daß sich eine Serienschaltung bildet.

Bei dem erfindun g sgemäßen gerichteten Umschaltventil kann durch bloßes Auswechseln des Rückschlagventils oder des Schiebers im gleichen Ventilgehäuse eine Parallel-,Tandem- und Serienschaltung gebildet werden. Darüberhinaus ist auch jede beliebige Kombination der drei Schaltungsarten bei Bedarf möglich. Die Schwierigkeiten der Herstellung jeweils verschiedener Ventile und der Verbindung der Ventilgehäuse mittels Rohren werden beseitigt, .-daß Aufbau und Schaltungen verein facht; wf räf-n xmd man eine inß£r-arunt lrompalte Sinrichtunf; eri.-V· t.

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Claims

BA-4515 PAIENfASSPRÜCHE

1. J G-erichtetes Umschaltventil, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse (1), das an zwei Seiten mit flachen Verbindungsf lachen (1^) versehen ist, durch einen durch das Ventilgehäuse (1) hindurch verlaufenden, gleitend beweglichen Schieber (3), und durch ein lösbar im Ventilgehäuse (1) befestigtes Rückschlagventil (2), wobei das Ventilgehäuse (1) mehrere Ventilkammern (4) enthält, deren mittlere (4^) mit einer Öffnung (7) in Verbindung steht, die im Ventilgehäuse (1) ausgebildet ist und zur lösbaren Befestigung des Rückschlagventils (2) dient, und deren seitliche Ventilkammern (4₂) πάΐ einer der flachen Verbindungsflächen (1^) des Ventilgehäuses (1) in Verbindung stehen, und wobei an der Verbindungsfläche offene Kanäle (8, 9) und weitere Kanäle (23) zur Verbindung des Innern des Rückschlagventils mit den beiden seitlichen Ventilkammern (4₂) zur Ausbildung von Parallel-Tandem- und Serienschaltungen vorgesehen sind.

2. '. Umschaltventil nach Anspruch 1, dadurch g e k en η zeichnet, daß das Ventilgehäuse (1) weitere Ventilkammern (5» 6) Diit einer Hauptventilkammer (5-jj 6^) jind Unterventilkammern (5₂; ^2) enthält, die ähnlich aufgebaut sind wie die mittlere und die beiden seitlichen Ventilkammern, daß die Hauptventilkamraern an der oberen Oberfläche des Ventils durch die im Ventilgehäuse ausgebildeten Kanäle offen sind,

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•und daß eine der Unterventilkammern mit Kanälen in Verbindung steht, die jeweils an den Verbindungsflächen des Ventilgehäuses offen sind.

3» Umschaltventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hohlzylinder (10) mit einem Boden, der in die Öffnung (7) zur Befestigung des Rückschlagventils (2) eingesetzt ist, und der an der unteren Ümfangsf lache in vier Richtungen Öffnungen (11) enthält, wobei zwei einander gegenüberliegende Öffnungen (11) einen im Innern des Hohlzylinders (10) ausgebildeten Kanal (12) mit Kanälen (13, 14) verbinden, die zu den jeweiligen Verbindungsflächen des Ventilgehäuses (1) offen sind.

4. ,Umschaltventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (10) oberhalb des Zwischenteils einen etwa größeren Durchmesser aufweist als der untere Teil desselben,und daß an der Grenze zwischen dem oberen und unteren Teil ein abgestufter Ventilsitz (15) ausgebildet ist.

5. Umschaltventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (15) so ausgebildet und angeordnet ist, daß der Böden des Rückschlagventilkörpers (16) vom oberen Ende des Zylinders (10) gleitend in den Zylinder eingesetzt ist, so daß der Rückschlagventilkörper (16) auf- und abbeweglich ist, und daß die obere Öffnung des Zylinders durch einen Verschlußstopfen (17) geschlossen ist, der in

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die Öffnung (7) zur Befestigung des Rückschlagventilkörpers (16) geschraubt ist.

6. Umschaltventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß durch beide seitlichen Enden des Ventilsitzes (15) des Hohlzylinders (10) zwei Öffnungen vorgesehen sind, die mit den oberen Enden geneigter Kanäle (20, 21) in Verbindung stehen, die im Ventilgehäuse (1) ausgebildet sind und deren untere Enden mit einer der Unterkammern (5pJ 6p) der Ventilkammern in Verbindung stehen.

7. Umschaltventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß auf der Seite der Hauptventilkammern der Ventilkammern ein Verbindun g^kanal vorgesehen ist, der an einer Verbindungsfläche des Ventilgehäuses (1) offen ist, und daß an der Seite der Unterventilkammern der Ventilkammern ein weiterer Verbindungskanal vorgesehen ist, der an der anderen Verbindungsfläche des Ventilgehäuses offen ist.

8. Umschaltventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere an den Veib indungsflachen dicht mitein-

. ander verbundene Ventilgehäuse (1), durch an beiden Seiten der Ventilgehäuse angebrachte Hilfsverbinder (24,25), und durch einen einen Kolben (27*) enthaltenden Zylinder (27), der als angetriebene Einrichtung mittels yerbindungsrohren (26) an die zur oberen Oberfläche des YentiJgehäuses (1) offenen Kanäle (8, 9) angeschlossen ist.

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9. Umschaltventil nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet , „daß das Rückschlagventil (.2) einen an seiner Unterseite offenen Zylinder (1O₁) enthält, wobei der mit den Öffnungen versehene Aufbau jeweils am Zwischenoder Mittelteil des Zylinders mit geneigten Kanälen verbunden ist.

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10. Umschaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventllschieber (3·|) mit zwei darin ausgebildeten Kanälen (28, 29) versehen ist, in denen jeweils ein Rückschlagventilkörper (30) liegt, und daß .im Ventilschieber (3}) Öffnungen (31, 32, 33, 34) vorgesehen sind, die an der Umfangsfläche des Ventilschiebers offen sind und die Ventil,kammern mit den Kanälen (28, 29) verbinden.

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