DE3420214C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Wegeventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Wegeventil entsteht beim Heben der Last ein gewisser Leckverlust. Der Steuerdruck muß zusätzlich über eine Drossel mit sehr kleinem Durchmesser in den Ventilraum geleitet werden. Diese Drossel ist relativ schwer herstellbar und verstopft leicht, so daß das Wegeventil reparaturanfällig ist.

In der DE-OS 16 00 716 ist ein Wegeventil beschrieben, bei dem ein becherförmiger, die Verbindung von einer Druckmittelquelle zu einem Verbraucher steuernder erster Ventilkörper in einer Längsbohrung des Gehäuses angeordnet ist. Die Verbindung von der Zulaufkammer zum Tank wird mit Hilfe eines Druckbegrenzungsventils abgesichert. Ein vorsteuerbarer zweiter Ventilkörper steuert eine Verbindung von der Zulaufkammer zur Rücklaufkammer bzw. von der Rücklaufkammer zum Tank. Durch das eine direkte Verbindung von der Zulaufkammer zum Tank steuernde Druckbegrenzungsventil baut das Wegeventil relativ sperrig. Ferner kann ein gewisser Leckverlust beim Heben des Verbrauchers auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Wegeventil so weiterzubilden, daß bei kompakter Bauweise beim Heben der Last am Verbraucher die Leckverluste wesentlich verringert werden. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Wegeventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß beim Heben der Last keine Leckverluste auftreten können. Ein angeschlossener Elektromagnet zur Betätigung des Wegeventils ist nicht druckbeaufschlagt, so daß er preisgünstig ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Schaltschema und einen Längsschnitt durch ein Wegeventil.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Im Gehäuse 10 eines 2/2-Wegeventils 11, an das ein Elektromagnet 12 angeflanscht ist, ist eine durchgehende Längsbohrung 13 ausgebildet. Auf dem dem Elektromagneten 12 abgewandten Ende ist die Längsbohrung 13 von einer Verschlußschraube 14 verschlossen. An der Längsbohrung 13 sind drei Ringnuten 15, 16, 17 ausgebildet, in die je eine Querbohrung 18, 19, 20 mündet. An die Querbohrung 18 ist eine Leitung 21 angeschlossen, die über ein hydraulisch betätigtes 3/2-Wegeventil 22 zu einer Pumpe 23 führt. Diese saugt Druckmittel aus einem Tank 24 an. Vom Wegeventil 22 verläuft außerdem noch eine Rücklaufleitung 25 zum Tank 24. Das Wegeventil 22 hat die Schaltstellung I, in der die Leitung 21 über die Rücklaufleitung 25 mit dem Tank 24 verbunden ist, und die Schaltstellung II, in der die Leitung 21 mit der Pumpe 23 verbunden ist.

An die Querbohrung 19 ist eine Leitung 19′ angeschlossen, die zu einem Druckraum 27 eines einfachwirkenden Arbeitszylinders 28 führt. Von der Querbohrung 20 führt eine Steuerleitung 20′ über ein Rückschlagventil 29 zur Leitung 21. Das Rückschlagventil 29 sichert die Steuerleitung 20′ zur Leitung 21 hin ab. Von der Steuerleitung 20′ zweigt zwischen der Anschlußstelle an der Querbohrung 20 und dem Rückschlagventil 29 eine Steuerleitung 31 zur Leitung 19′ ab. Diese ist durch ein Rückschlagventil 32 zur Leitung 19′ hin abgesichert. Nahe dem Elektromagneten 12 mündet in die Längsbohrung 13 eine vierte Querbohrung 33, an die eine Rücklaufleitung 33′ zum Tank 24 angeschlossen ist.

In der Längsbohrung 13 ist ein Gehäusekörper 34 angeordnet, der durch zwei Dichtringe 35, 36 in der Längsbohrung 13 abgedichtet ist. Er liegt an der Verschlußschraube 14 an und reicht bis zu einer Scheibe 37, die nahe der Mündung der Querbohrung 33 in der Längsbohrung 13 angeordnet und mit Hilfe eines Sprengrings 38 befestigt ist. In dem Gehäusekörper 34 ist eine abgesetzte, durchgehende und mittige Längsbohrung 41 ausgebildet, die einen Abschnitt 42 mit kleinerem Durchmesser und der Fläche F₂ und einen Abschnitt 43 mit größerem Durchmesser aufweist. Die dadurch gebildete Schulter dient als Ventilsitz 44 für einen becherförmigen Ventilkörper 45, der in der Längsbohrung 41 im Bereich des Abschnitts 43 geführt ist.

In die Ringnut 15 mündet im Abschnitt 42 ausgebildete und die Längsbohrung 41 schneidende Querbohrung 46. Kurz hinter dem Ventilsitz 44 mündet in die Ringnut 16 eine im Abschnitt 43 ausgebildete und ebenfalls die Längsbohrung 41 schneidende Querbohrung 47. Eine Querbohrung 48 verbindet die Ringnut 17 mit der Längsbohrung 41.

Der Boden des Ventilkörpers 45 ist als Ventilkegel 50 ausgebildet. Am Mantel 51 des Ventilkörpers 45 ist eine der Querbohrung 19 zugewandte, wirksame ringförmige Druckfläche F₁ ausgebildet. Im Bereich der Querbohrung 48 ist an der Außenwand 51 eine Ringnut 52 ausgebildet, die durch eine Querbohrung 53 mit dem Innenraum 54 des Ventilkörpers 45 verbunden ist. Der Innenraum 54 weist die wirksame Druckfläche F₃ auf. In der Öffnung 55 des Innenraums 54 befindet sich ein Verschiebeglied (Buchse) 56, das in axialer Richtung im Innenraum 54 beweglich ist und über den Innenraum 54 hinausragt.

In der Buchse 56 ist eine mittige durchgehende Stufenbohrung 57 ausgebildet. Die dadurch gebildete Schulter dient als Ventilsitz 58 für einen kugeligen Ventilkörper 59. Der Rand der Buchse 56 liegt an einem Einsatz (Verschlußteil) 61 der Längsbohrung 41 an, so daß sich zwischen Ventilkörper 45 und Verschlußteil 61 ein Zwischenraum 62 bildet. Dadurch ist am Ventilkörper 45 eine Druckfläche F₄ wirksam, die der Differenz der Druckflächen F₂ minus F₃ entspricht. Der Raum 62 der im weiteren Verlauf auch als Zwischenraum bezeichnet wird, ist über eine in der Buchse 56 ausgebildete Nut 60 mit der Stufenbohrung 57 verbunden.

Das Verschlußteil 61 schließt die Längsbohrung 41 zum Elektromagneten 12 hin ab und weist einen länglichen Fortsatz 63 mit kleinerem Durchmesser auf, der durch die mittige Bohrung 64 der Scheibe 37 ragt. In einer äußeren Ringnut 65 am Verschlußteil 61 ist ein Dichtring 66 angeordnet. Im Verschlußteil 61 ist eine mittige, durchgehende Längsbohrung 68 ausgebildet, deren dem Elektromagneten 12 abgewandte Öffnung 69 einen größeren Durchmesser aufweist. Die dadurch gebildete Schulter dient als zweiter Ventilsitz 70 für den Ventilkörper 59. Der Durchmesser der Öffnung 69 entspricht dem Durchmesser der fluchtenden Stufenbohrung 57. Auf den Ventilkörper 59 wirkt ein durch die Längsbohrung 68 ragender Stößel 71 des Elektromagneten 12 ein.

Wird der Elektromagnet 12 erregt, so fährt sein Stößel 71 aus. Dieser hebt den Ventilkörper 59 von seinem Ventilsitz 70 ab und drückt ihn auf seinen Ventilsitz 58. Der Innenraum 54 des Ventilkörpers 45 ist dadurch zur Querbohrung 33 hin abgeschlossen. Der Zwischenraum 62 ist über die Nut 60, die Längsbohrung 68 und die Querbohrung 33 zum Tank 24 hin entlastet.

Fördert die Pumpe 23 Druckmittel in die Leitung 21, über das sich in Schaltstellung II befindende Schaltventil 22, die Querbohrung 18, die Ringnut 15 und die Querbohrung 46 in den Abschnitt 42 der Längsbohrung 41, so baut sich vor dem Ventilkörper 45 ein Druck auf. Gleichzeitig strömt aber auch Druckmittel über die Steuerleistung 20′, das Rückschlagventil 29, die Querbohrung 20, die Ringnut 17, die Querbohrung 48, die Ringnut 52 und die Querbohrung 53 in den Innenraum 54 des Ventilkörpers 45. Da aber die an dessen Ventilkegel 50 wirksame äußere Druckfläche F₂ größer ist als die wirksame Druckfläche F₃ im Innenraum 54, wird der Ventilkörper 45 von seinem Ventilsitz 44 abgehoben. Das von der Pumpe 23 geförderte Druckmittel kann nun über den geöffneten Ventilsitz 44, die Querbohrung 47, die Ringnut 16, die Querbohrung 19 und die Leitung 19′ in den Druckraum 27 des Arbeitszylinders 28 strömen. Der im Innenraum 54 (Fläche F₃) wirkende Druck, verschiebt die Buchse 56 zum Elektromagneten 12 hin, so daß der Ventilkörper 59 stets dicht auf seinem Ventilsitz 58 aufliegt. Es kann erfindungsgemäß kein Druckmittel aus dem Innenraum 54 als Lecköl entweichen.

Hat der Arbeitszylinder 28 seine gewünschte Stellung erreicht, so wird die Pumpe 23 abgeschaltet. Da kein Druckmittel mehr gefördert wird, fällt der Druck in der Längsbohrung 41 ab. Der im Druckraum 27 des Arbeitszylinders 28 herrschende Druck pflanzt sich über die Steuerleitung 31, die Steuerleitung 20′ und die Querbohrung 20, die Ringnut 17, die Querbohrung 48, die Ringnut 52 und die Querbohrung 53 in den Innenraum 54 des Ventilkörpers 45 fort, so daß der Ventilkegel 50 auf seinen Ventilsitz 44 gedrückt wird.

Gleichzeitig wird auch der Elektromagnet 12 entregt, so daß der Ventilkörper 59 auf seinen Ventilsitz 70 gelangt. Die am Rand des Ventilkörpers 45 wirksame Druckfläche F₄ ist jetzt durch in den Innenraum 54 und über die Nut 60 in den Zwischenraum 62 einströmende Druckmittel druckbeaufschlagt. Die Summe der Druckfläche F₄ und F₃ ist aber größer als die am Außenumfang des Ventilkörpers 45 wirksame Druckfläche F₁. Die Druckfläche F₁ ist über die Leitung 19′, die Querbohrung 19, die Ringnut 16 und die Querbohrung 47 ebenfalls vom im Druckraum 27 des Arbeitszylinders 28 herrschenden Druck beaufschlagt. Da die Druckfläche F₁ kleiner ist, liegt der Ventilkegel 50 auf seinem Ventilsitz 44 auf, und der Arbeitszylinder 28 kann nicht absinken.

Zum Absenken des Arbeitszylinders 28 wird der Elektromagnet 12 erregt, so daß der Ventilkörper 59 - wie oben beschrieben - wieder auf seinen Ventilsitz 58 gelangt. Die Druckfläche F₄ ist druckentlastet. Die nun druckbeaufschlagte Druckfläche F₃ ist kleiner als die Druckfläche F₁, so daß der Ventilkörper 45 von seinem Ventilsitz 44 abhebt. Das Druckmittel strömt über den geöffneten Ventilsitz 44, die Längsbohrung 41, die Querbohrung 46, die Ringnut 15, die Querbohrung 18, die Leitung 21, das Wegeventil 22, das sich in Schaltstellung I befindet, und die Rücklaufleitung 25 in den Tank 24 ab. Ist der Arbeitszylinder 28 abgesenkt, so wird der Elektromagnet 12 wieder entregt, und der Stößel 71 fährt wieder ein.

Claims (8)

1. Wegeventil (11) mit einer Längsbohrung (41), in der ein etwa becherförmiger erster Ventilkörper (45) angeordnet ist, der eine Verbindung von einer Druckmittelquelle (23) zu einem Verbraucher (28) steuert, und einem vorsteuerbaren, zweiten Ventilkörper (59), der eine Verbindung vom Innenraum (54) des ersten Ventilkörpers (45) zu einem Tank (24) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenraum (54) des ersten Ventilkörpers (45) wahlweise eine von dem Verbraucher (28) oder von einer Zulaufleitung (21) abzweigende Verbindung (20′) mündet, daß der zweite Ventilkörper (59) einem Ventilsitz (70) zugewandt ist, der an einem in der Längsbohrung (41) angeordneten Einsatz (61) ausgebildet ist, und daß im Innenraum (54) des ersten Ventilkörpers (45) ein Verschiebeglied (56) angeordnet ist, das einen dem zweiten Ventilkörper (59) zugewandten Ventilsitz (58) aufweist.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilkörper (59) durch einen Elektromagneten (12) vorsteuerbar ist.

3. Wegeventil nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei auf dem Ventilsitz (70) aufliegendem zweiten Ventilkörper (59) zwischen dem Einsatz (61) und dem ersten Ventilkörper (45) ein Raum (62) ausgebildet ist.

4. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Verschiebeglied (56) ein Durchgang (60) ausgebildet ist, über den der Raum (62) druckbeaufschlagbar ist.

5. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebeglied (56) im Innenraum (54) des ersten Ventilkörpers (45) axial beweglich angeordnet ist.

6. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Längsbohrung (41) wirksame, dem Ventilkörper (45) zugewandte Druckfläche (F₂) größer ist als die im Innenraum (54) des Ventilkörpers (45) wirksame Druckfläche (F₃).

7. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der Außenwand (51) des ersten Ventilkörpers (45) ausgebildete und einer zum Verbraucher (28) führenden Verbindung (19, 19′) zugewandte Druckfläche (F₁) größer ist als die Druckfläche (F₃) im Innenraum (54) dieses Ventilkörpers (45).

8. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Einsatz (61) zugewandte, am ersten Ventilkörper (45) ausgebildete Druckfläche (F₄) und die Druckfläche (F₃) zusammen größer sind als die Druckfläche (F₁).