WO1983002813A1 - Dispositif de commande hydraulique - Google Patents

Description

Hydrauliksteuergerät

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksteuergerät mit einem Gehäuse und einem in einer Gehäusebohrung verschiebbaren Steuerschieber, wobei in der Gehäusebohrung mit axialem Abstand zueinander zwei Ventilsitze ausgebildet sind, sowie mehreren in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerschiebers miteinander verbindbaren oder gegenseitig absperrbaren Anschlußleitungen.

Durch Wegeventile werden Start, Stop sowie die Eließrichtung eines Druckmediums gesteuert und damit im Endeffekt die Bewegungsrichtung oder Halteposition eines Verbrauchers (Zylinder oder Hydromotor) bestimmt. Wegeventile kann man von ihrer Bauart her in zwei Gruppen unterteilen, einer seits in die Wege-Sitzventile und andererseits in die Wege- Schieberventile. Wege-Sitzventile unterscheiden sich grundsätzlich von den Wege-Schieberventilen durch die Eigenschaft der leckölfreien Absperrung, die .ja bei Schieberventilen aufgrund des erforderlichen Passungsspiels zwische Kolben und Gehäuse nicht zu erreichen ist. Das JSitzelement ist in der Regel eine Kugel, die in einer Ausgangsstellung durch eine Eeder auf einen Ventilsitz gedrückt wird. Solche Ventile können für Drücke bis 700 bar, jedoch nur bei kleinen Bauarten (bis 6 mm Nenndurchmesser), eingesetzt werden. Bei mehreren Durchflußwegen und mehreren Schaltstel lungen müssen auch mehreren Ventilkugeln vorgesehen werden. Bei mehreren Durchflußwegen werden daher in der Regel mehre re Wege-Sitzventile entsprechend zusammengebaut. Solche Sitzventile sind daher nur bis zu einem bestimmten Durchmesser der Ventilsitze und somit der Steuerschieber einzusetzen, da ansonsten die notwendige Umschaltkraft, die entgegen dem herrschenden Hydraulikdruck erfolgen muß, zu groß wird.

Das am häufigsten verwendete Prinzip von Wegeventilen ist das Wege-Schieberventil.. Die Vorteile dieser Ausgestaltung liegen in der relativ einfachen konstruktiven Gestaltung, in einer relativ hohen Schaltleistung und besonders in einer Vielzahl von Steuerfunktionen. Es ist dabei ein Steuerschieber in einer Gehäusebohrung verschiebbar gehalten, wobei dieser Steuerschieber in den verschiedenen Stellungen die Anschlußleitungen abdeckt oder freigibt. Hydrauliksteuergeräte in Form von Schieberventilen können aber nur bis zu einem maximalen Druck von 350 bar eingesetzt werden.

Es ist bereits ein direktmagnetbetätigtes Sitzventil in 2/2- und 3/2-Wege-Ausführung bekannt geworden, bei welchem in einer Gehäusebohrung zwei mit Abstand voneinander angeordnete Ventilsitze vorgesehen sind, wobei ein Steuerschieber die Ventilkörper bildet und je nach erforderlichen Durchgangswegen die Ventilkorper an den entsprechenden Ventilsitzen zur Anlage kommen. Der Schließdruck dieser Ventile wird durch Einwirkung des Hydraulikdruckes erhöht, wobei jedoch dieser zusätzliche Druck beim Umschalten des Ventils ebenfalls entgegenwirkt. Um hier einen gewissen Ausgleich zu schaffen, müssen Gegendrücke aufgebaut werden, was dadurch erreicht werden kann, daß der Hydraulikdruck auch zu den gegenüberliegenden Enden des Steuerschiebers geführt wird. Durch solche Sitzventile werden durch diese zwei SchaltStellungen in der Regel nur zwei und maximal drei Strömungsrichtungen ermöglicht.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Hydrauliksteuergerät zu schaffen, bei welchem die Vorteile von Schieberventilen mit jenen der Sitzventile vereinigt werden können, so daß also auch sehr große Drücke unabhängig von der Baügröße bewältigt werden können und außerdem die erforderliche Umschaltkraft dnckunabhängig wird.

Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, daß in einem zwischen einem Abschnitt der Gehäusebohrung und dem Steuerschieber gebildeten ringförmigen Raum ein koaxial zum Steue schieber angeordneter und an diesem verschiebbar geführter Steuerring vorgesehen ist, welcher an seinen Endbereichen äußere Paßflächen zu den Ventilsitzen an der Gehäusebohrung aufweist, daß am Steuerschieber zwei mit axialem Abstand zu einander ausgebildete Ventilsitze vorgesehen sind und der Steuerring an seinen Endbereichen innere Paßflächen zu diesen Steuerschieber-Ventilsitzen aufweist, daß zwischen den beiden Steuerschieber-Ventilsitzen unmittelbar an die Ventilsitze anschließende und zu einem axial im Steuerschieber verlaufenden Kanal geführte Verbindungsöffnungen vorgesehen sind, und daß je eine Anschlußleitung in den Ringraum zwischen den beiden Ventilsitzen in der Gehäusebohrung und beidseitig außerhalb dieser Ventilsitze in Ringräume zwischen der Gehäusebohrung und dem Steuerschieber sowie zu dem Kanal im Steuerschieber einmündet.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß einerseits der vorgesehene Steuerring wohl durch den Druck des durchgeführten Mediums in der entsprechenden Schließstellung gehalten wird, daß jedoch die Umschaltung des Hydrauliksteuergerätes in eine andere Schaltstellung druckunabhängig erfolgen kann. Auf den Steuerschieber selbst wirken keine vom durchgeführten Medium ausgehende Druckkräfte in axialer Richtung ein, so daß zum Verstellen dieses Steuerschiebers lediglich zumindest in der einen Verschieberichtung die geringfügige Kraft einer eventuell vorhandenen Druckfeder bzw. die Anpreßkraft der Dichtungen überwunden werden muß. Sobald aber der Steuerschieber ge ringfügig bewegt wird, wird zwischen der entsprechenden inneren Paßfläche des Steuerringes und dem zugeordneten Ventilsitz am Steuerschieber ein Ringspalt geöffnet, so daß der Druck sofort abgebaut wird bzw. es herrscht dann zu beiden Seiten des Steuerringes der gleiche Druck, so daß bei einem weiteren Verstellen des Steuerschiebers der Steuerring ohne zusätzlichen Kraftaufwand mitgeschoben werden kann, bis dieser wiederum in der gegenüberliegenden SchaltStellung anlangt.

Es werden durch die Erfindung also Sitzventile geschaffen, bei welchen die Umschaltkraft druckunabhängig ist, so daß solche Hydrauliksteuergeräte auch bei entsprechend großem Durchmesser der Gehäusebohrung und des Steuerschiebers und somit bei großen Durchflußmengen eingesetzt werden können. Trotzdem werden jedoch die Vorteile eines Schieberventiles erreicht, indem nämlich ein 4/2-Wege-Ventil, also ein Ventil mit vier Strömungsrichtungen und zwei Schaltstellungen, geschaffen werden kann. Ein solches Hydrauliksteuergerät ist für sehr hohe Drücke unabhängig von der Baugröße geeignet, wogegen Sitzventile üblicher Bauart nur für hohe Drücke bei kleinem Nenndurchmesser geeignet sind. Bei Schieberventilen sind solch hohe Drücke nicht zu bewältigen.

Trotz relativ einfacher konstruktiver M-aßnahmen kann also ein Hydrauliksteuergerät geschaffen werden, welches druckunabhängig schaltbar ist und welches für sehr hohe Drücke und auch für große Durchlässe eingesetzt werden kann.

Es ist wohl ein Steuergerät zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung bekannt (AΪ-PS 337 509), bei welchem auf eine Kolbenfortsatz ein Hilfsschieber angeordnet ist, wobei dieser Hilfsschieber jedoch nur bewirken soll, daß ein gegenüber der Bewegung des Steuerschiebers langsameres Schließen des Ventilsitzes erfolgt. Im geschlossenen Zustand wirkt dann voll der Druck des durchfließenden Mediums auf diesen Hilfsschieber ein, so daß es unbedingt erforderlich ist, eine Gegenkraft durch einen entsprechenden Kolben zu erzeugen, wobei das durchgeführte Druckmedium durch eine Längsbohrung des Steuerschiebers zu diesem Kolben geführt werden muß. Bei einer solchen Ausgestaltung wird also nicht bei einem geringfügigen Verstellen des Steuerschiebers gleich der Druck auf den Hilfsschieber aufgehoben, da ein öffnen dieses Hilfsschiebers erst nach einem entsprechenden Weg nach Entlastung einer Druckfeder möglich wird. Durch eine solche Ausgestaltung ist auch nur ein 2/2-Wege-Ventil zu erreichen.

Auch bei einer anderen bekannten Ausgestaltung (DE-OS

2928015) ist bei einer Steuereinrichtung ein Hauptkolben und ein Hilfskolben vorgesehen, wobei die reinen Steuerbewegungen, also die Schaltvorgänge zur. Verbindung oder zum gegenseitigen Absperren von Anschlußleitungen nur vom Hauptkolben durchgeführt werden, so daß es sich hier rein um ein Schieberventil handelt. Daher kann eine solche Steu ereinrichtung auch nur für relativ geringe Drücke eingesetzt werden. Der Hilfskolben, welcher auf einem Zylinderansatz des Hauptkolbens verschiebbar angeordnet ist, dient lediglich zur Unterstützung der Verstellung des Hauptkolbens und zur Wegbegrenzung beim Verstellen des Hauptkolbens. Eine Möglichkeit zur Schaffung eines Sitzventils kann dieser Ausführung nicht entnommen werden.

Die vorliegende Erfindung bringt also gegenüber den bekannte Ausführungen einen wesentlichen Fortschritt, da trotz einfachen konstruktiven Aufbaues und einfacher und druckunabhängiger Schaltvorgänge ein Einsatz für höchste Drücke und bei kleinen und größten Durchlässen möglich ist.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen: Die Fig. 1 bis 3 Horizontalschnitte durch ein erfindungsgemäßes Hydrauliksteuergerät; die Fig. 4 und 4a schematische Darstellungen der möglichen Durchlaufwege durch das Hydrauliksteuergerät; Fig. 5 eine gegenüber den Fig. 1 - 3 vergrößerte Darstellung des den Steuerring umgebenden Bereiches; Fig. 6 eine Schrägsicht des Ventilgehäuses mit angebauter Handpumpe Fig. 7 eine Ansicht des Pumpengehäuses; die Fig. 8 bis 10 Schnitte nach den Linien I - I, II - II und III - III in Fig. 7; Fig. 11 eine Seitenansicht des Pumpengehäuses.

Das Hydrauliksteuergerät besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, einem Steuerschieber 2, einem Steuerring 3 sowie den Anschlußleitungen A, P, B und T.

Das Gehäuse 1 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem Grundkörper 4 sowie einem rohrförmigen Einsatz 5, wobei diese Maßnahme aus konstruktiven Gründen erforderlich ist. Dieser Einsatz 5 ist im Grundkorper 4 festsitzend angeordnet, wobei zur verschiebesicheren Lage ein Sicherungsring 6 eingesetzt ist. Zwischen dem Grundkörper 4 und dem Einsatz 5 sind mehrere Dichtungsringe 7, 8 und 9 bzw. -pakkungen eingefügt. Das aus dem Grundkörper 4 und dem Einsatz 5 gebildete Gehäuse 1 schließt eine Gehäusebohrung 10 ein, die mehrfach abgesetzt ist. An dieser Gehäusebohrung 10 sind zwei mit axialem Abstand voneinander angeordnete Ventilsitze 11 und 12 vorgesehen, wobei hier ebenfalls wieder aus Gründen der einfacheren Konstruktion der Ventilsitz 11 von dem Grundkorper 4 des Gehäuses 1 und der Ventilsitz 12 vom Einsatz 5 gebildet werden. Damit für den Einsatz 5 eine ausreichende Wandstärke verbleibt, weisen die beiden Ventilsitze 11 und 12 unterschiedliche Durchmesser auf, doch wäre es durchaus denkbar, daß diese beiden Ventilsitze 11 und 12 mit dem gleichen Durchmesser ausgeführt sind. Die Ventilsitze 11 und 12 werden also bei dieser Ausführung von in axialer Richtung verlaufenden Zylinderflächen, welche von der Gehäusebohrung 10 gebildet werden, und Radialebenen 13 und 14 begrenzt. Es ergeben sich dadurch entspre chend scharfkantige Ventilsitze.

Der Einsatz 5 des Gehäuses 1 ist mit einem geschlossenen Boden 15 ausgeführt, so daß das Gehäuse 1 nach außen hin abgeschlossen ist. Der Steuerschieber 2 ist in dem Gehäuse 1 axial verschiebbar, wobei dieser in einem vorderen Abschnitt 16 des Grundkörpers 1 und in der Bohrung 17 des Einsatzes 5 geführt ist. Zur Abdichtung an den Endbereichen des Steuerschiebers sind auch hier Dichtungsringe 18 und 19 eingesetzt. An diesem Steuerschieber 2 sind mit axialem Abstand voneinander zwei Ventilsitze 20 und 21 vorgesehen, welche einerseits von der Mantelfläche des Steuerschiebers und andererseits von radial nach innen geführten Radialflächen begrenzt sind. Zwischen diesen beiden Ventilsitzen 20 und 21 sind Verbindungsöffnungen 22 und 23 vorgesehen, die zu einem in axialer Richtung innerhalb des Steuerschiebers 2 verlaufenden Kanal 24 führen. Dieser Kanal 24 ist zum einen Ende des Steuerschiebers hin offen ausgebildet und mündet dort in einen vom Einsatz 5 eingeschlossenen Raum 25.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Abstand der Ventilsitze 20, 21 am Steuerschieber 2 größer als der Abstand der Ventilsitze 11 und 12 in der Gehäusebohrung 10. Es ist dadurch ein größerer Verschiebeweg des Steuerschie- bers trotz einem kleinen Verschiebeweg des Steuerringes

3 möglich, wobei trotzdem bei den jeweiligen Endstellungen eine ausreichende Durchflußmöglichkeit des Mediums durch die Verbindungsöffnungen 22 bzw. 23 gegeben ist.

Der Steuerschieber 2 wird aus zwei in axialer Richtung aufeinanderfolgenden und miteinander fest verbundenen Bauteilen 26 und 27 gebildet, wobei jeder Bauteil 26 und 27 einen der beiden Ventilsitze 20 und 21 aufweist. In konstruktiv einfacher Weise kann dadurch zwischen den beiden Ventilsitzen 20 und 21 ein Abschnitt 28 mit gegenüber dem übrigen Bereich des Steuerschiebers 2 geringeren Durchmesser geschaffen werden. Es können dadurch nicht nur in einfacher Weise die Ventilsitze 20 und 21 hergestellt werden, sondern auch die Führung für den verschiebbaren Steuerring 3. Die Verbindung der beiden Bauteile 26 und 27 erfolgt in einfacher Weise durch eine Verschraubung, wobei beim gezeigten Ausführungsbeispiel das Ende des Bauteiles 27 mit einem Gewindebolzen und das korrespondierende Ende des Bauteiles 26 mit einer Gewindebohrung ausgeführt ist. Durch gegenseitige Zentrierflächen sind die beiden Bauteile 26 und 27 exakt gegeneinander ausgerichtet.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, daß der betätigungs seitige Bauteil 26 des Steuerschiebers 2 zu seinem steuerringseitigen Ende hin konisch erweitert ist. Es kann sich hier um eine sehr kleine Konizität handeln, wobei beispiels weise der Durchmesserunterschied auf eine Länge von ca. 1 cm annähernd 0.1 mm beträgt. Dadurch kann die eine Schließstellung des Steuerringes und des Steuerschiebers durch den Hydraulikdruck unterstützt werden, da ja in dieser Rich tung der Steuerschieber entgegen der Kraft der Peder 29 in Einsatzsteilung gehalten werden muß. Es wird hier also die Halteposition durch den Hydraulikdruck unterstützt, wobei mit der Konizität so weit gegangen werden kann, daß praktis die Pederkraft aufgehoben oder die Kraft auf den Steuerschi ber etwas größer ist als die entgegenwirkende Pederkraft. Es wird dann lediglich zum Lösen des Ventils bzw. zum Umschalten in die andere Stellung ein geringfügiger Anstoßbenötigt. Trotzdem wirkt dann die Peder 29 in. der anderen Schaltstellung entsprechend stark.

Bei einer Betätigung durch einen Elektromagneten kann selbs verständlich die Peder 29 auch wegfallen, da die nötige Umschaltkraft durch diese Elektromagnete bewerkstelligt wird. Damit nach beiden Richtungen hin ein entsprechender Anpreßdruck an die Ventilsitze gewährleistet ist, besteht daher die Möglichkeit, daß die zu beiden Seiten an die Ventilsitze 20 und 21 anschließenden Bereiche zumindest über einen kurzen Abschnitt sich konisch zum jeweiligen Ende des Steuerschiebers 2 hin verjüngen. Auch hier kann wieder vorgesehen werden, daß der Durchmesserunterschied auf eine Länge von z.B. 1 cm annähernd 0.1 mm beträgt. Die entsprechend dickeren Bereiche des Steuerschiebers 2 können dann direkt in die Ventilsitze 20, 21 übergehen.

Es ist dadurch gewährleistet, daß in beiden Endstellungen des Steuerschiebers und damit auch des Steuerringes ein entsprechender Schließdruck vorhanden ist. Um entgegen diesem Schließdruck den Steuerschieber zu verstellen, benötigt es lediglich geringfügige Kräfte, die z.B. leicht von einem Elektromagneten oder von Hand aufgebracht werden können.

Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, daß unmittelbar im Bereich eines Ventilsitzes 20 oder 21 oder auch bei beiden Ventilsitzen 20 und 21 ein Bund anschließt, welcher gegenüber dem Steuerschieber 2 einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist. Auch dadurch kann ein geringer Schließdruck erreicht werden, welcher jedoch wiederum entsprechend einfach überwunden werden kann, bei notwendigen Schaltvorgängen.

In dem Raum 25 innerhalb des Einsatzes 5 ist eine Druckfeder 29 eingesetzt, welche sich einerseits am Boden 15 des Einsatzes 5 und andererseits an der Endfläche 30 des Steuerschiebers 2 abstützt. Der Steuerschieber 2 wird dadurch federbelastet in der in Fig. 1 dargestellten Lage gehalten. Bei einem Umschalten des Hydrauliksteuergerätes muß daher lediglich die Kraft dieser Peder 29 überwunden werden.

Der Steuerring 3, welcher auf dem Abschnitt 28 des Steuerschiebers 2 verschiebbar gehalten ist, umschließt koaxial den Steuerschieber 2 und ist mit äußeren Paßflächen 31 und 32 sowie mit inneren Paßflächen 33 iind 34 ausgeführt, welche mit den entsprechenden Ventilsitzen 11 und 12 bzw. 20 und 21 zusammenwirken. Diese Paßflächen 31 bis 354 sind an den Endbereichen dieses Steuerringes 3 ausgebildet, wobei die äußeren Paßflächen 31 und 32 kegelförmig und die inneren Paßflächen 33 und 34 trichterförmig ausgeführt sind. Es wird dadurch ein satter Abschluß zwischen den Ventilsitzen und den Paßflächen erreicht, so daß auch sehr hohe Drücke sicher abgesperrt werden können.

Die äußeren Paßflächen 31 und 32 sind flächenmäßig größer ausgeführt als die inneren Paßflächen 33 und 34, so daß dieser Steuerring 3 als symmetrischer Drehteil ausgeführt werden kann, obwohl die beiden Ventilsitze 11 und 12 einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Perner ist die Länge des Steuerringes 3 in axialer Richtung gesehen kleiner als der Abstand der beiden Ventilsitze 20 und 21 am Steuerschieber 2, jedoch größer als der Abstand der beiden Ventilsitze 11 und 12 an der Gehäusebohrung 10. Infolge des größeren Dur-chmessers ergeben sich an den äußeren Ventilsitzen 11 und 12 bei geöffnetem Durchgang größere Durchtrittsflächen, so daß dadurch eine geringere Verschiebung erforderlieh ist. Außerdem ist der Verschiebebereich auf dem Steuerschieber deshalb größer gewählt, um dadurch eine genügende Öffnung der Durchgangsöffnungen 22 zum Kanal 24 zu erreichen

Der Steuerring 3 ist also in einen zwischen der Gehäusebohrung 10 und dem Steuerschieber 2 verbleibenden Ringraum 35 eingesetzt, wobei durch die Anordnung eines solchen Ringraumes 35 sowie weiterer Ringräume 38, 45 einfache Möglichkeiten zur Zuleitung der Anschlußleitungen A, P, B und T gegeben sind. Die Anschlußleitung P, durch welche das Druckmedium zugeführt wird, mündet im Bereich zwischen den beiden Ventilsitzen 11 und 12 in den Ringraum 35 ein. Beidseitig außerhalb dieser Ventilsitze 11 und 12 münden die Anschlußleitungen A und B ein, wobei die Anschlußleitung A in den Ringraum 45 mündet und die Anschlußleitung B über einen Ringkanal 36 und Verbindungskanäle 37 dem zwischen dem Steuerschieber 2 und dem Einsatz 5 freigelassenen Ringraum 38 zugeführt wird. Die Anschlußleitung T, welche als Rücklaufleitung zu einem Vorratstank dient, mündet über einen Ringkanal 39 und eine oder mehrere radiale Zuführöffnungen 40 in den Raum 25 innerhalb des Einsatzes 5 und ist somit mit dem Kanal 24 innerhalb des Steuerschiebers 2 in Verbindung.

In der vorstehenden Beschreibung wurde erwähnt, daß die Ventilsitze 11 und 12 bzw. 20 und 21 scharfkantige Abschnitte darstellen. Selbstverständlich ist es möglich, hier eine geringe Anfasung vorzusehen. Perner wäre es denkbar, anstelle derkegel- oder trichterförmigen Paßflächen 31, 32 bzw. 33, 34 an dem Steuerring 3 in Radialebenen ausgerichtete Paßflächen vorzusehen, wobei durch entsprechen de Ausbildung der Ventilsitze 11, 12 bzw. 20, 21 eine gleiche Abdichtung erreicht werdegfcann. Es wäre beispielsweise möglich, die zusammenwirkenden Ventile bzw. Ventilsitze speziell zu bearbeiten, z.B. zu läppen, um einen ent sprechend dichten Abschluß auch im Hochdruckbereich zu erzielen. Günstiger ist aber auf jeden Pall eine Anordnung von entsprechend iegel- oder trichterförmigen Paßflachen.

Die Verstellung des Steuerschiebers 2 erfolgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Handhebel 41, welcher am Gehäuse 1 um die Achse 42 drehbar gelagert ist. Der eine

Arm 43 des Hebels 41 umfaßt einen Bolzen 44 am freien Endbereich des Steuerschiebers 2.

Anhand der Fig. 4 ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Hydrauliksteuergerät ein 4/2-Wege-Ventil darstellt, wobei in dieser Pigur schematisch die einzelnen Schaltstellungen ersichtlich sind. Es besteht also die Möglichkeit, die Anschlußleitung P mit der Anschlußleitung B zu verbinden und gleichzeitig die Anschlußleitung A mit der Anschlußleitung T. Perner besteht die Möglichkeit, in einer Zwischenstellung sämtliche vier Anschlußleitungen A, B, P, T untereinander zu verbinden. In der zweiten Schaltstellung sind dann die Anschlußleitungen A und P sowie B und T jeweils miteinander verbunden.

Der Arbeitsablauf und die einzelnen Stellungen des Hydraulik steuergerätes werden nun noch anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Durch ein solches Hydrauliksteuergerät kann bei- spielsweise ein Hydraulikkolben angesteuert werden, welcher nach beiden Richtungen durch das Druckmedium verstellt werden muß. Es ist daher erforderlich, einerseits den Druck zu der einen Seite des Hydraulikkolbens zuzuführen und andererseits das Hydraulikmedium von der gegenüberliegenden Seite des Hydraulikkolbens abzuführen. Bei der Gegenbewegung des Hydraulikkolbens sind dann in umgekehrter Richtung die Zuführung die Ableitung erforderlich.

Bei der Stellung nach Fig. 1 liegt der Steuerring 3 mit seiner Paßfläche 31 am Ventilsitz 11 und mit seiner Paßfläche 34 am Ventilsitz 21 an. Der Steuerschieber 2 ist in seiner durch die Peder 29 hervorgerufenen Ruhestellung. In dieser Stellung des Steuerschiebers 2 und des Steuerringes 3 kann das durch die Anschlußleitung P zugeführte Druckmedium entlang der Außenseite des Steuerringes 3 d.em Ringräum 38 zugeführt, von wo es über die Verbindungskanäle 37 und den Ringkanal 36 zur Anschlußleitung B gelangt. Gleichzeitig ist in dieser Stellung die Anschlußleitung A mit der Anschlußleitung T verbunden und zwar von der Anschlußleitung A ausgehend über den Ringraum 45, die Verbindungsöffnung 22, den Kanal 24, den Raum 25, die ZuführÖffnung 40 und den Ringkanal 39, so daß das rückgeführte Medium wiederum in den Vorratstank zurückgeführt werden kann. Die Anlage des Steuerringes 3 an den beiden Ventilsitzen 11 und 21 wird durch die Peder 29 bewirkt und außerdem durch die in axialer Richtung auf den Steuerring 3 einwirkende Kraft des Druckmediums unterstützt.

Soll nun ein Umschalten des Hydrauliksteuergerätes erfolgen kann durch Betätigung des Handhebels 41 der Steuerschieber 2 in axialer Richtung verstellt werden, wobei durch die besondere erfindungsgemäße Konstruktion dieses Verschieben druckunabhängig erfolgen kann, d.h. auf die Verschiebebe- wegung des Steuerschiebers 2 wirkt keine axiale Kraft durch das Druckmedium ein. Sobald der Steuerschieber 2 ein entsprechendes Stück weiterbewegt wird, entfernt sich der Ventilsitz 21 von der Paßfläche 34 des Steuerringes 3, so daß durch die VerbindungsÖffnungen 23 eine sofortige Druckent lastung des durch die Anschlußleitung P zugeführten Druckmediums erfolgt, da eine Verbindung zur drucklosen Anschlußleitung. T geschaffen wird. Diese Stellung ist in Pig. 2 gezeigt, wo also alle Anschlußleitungen A, P, B und T miteinander in Verbindung stehen.

Durch Weiterbewegen des Steuerschiebers 2 gelangt dann der Ventilsitz 20 zur Anlage an der Paßfläche 33 des Steuerringes 3, so daß dieser in Verstellrichtung des Steuerschiebers 2 mitgenommen wird, bis dieser dann mit seiner Paßfläche 32 an dem Ventilsitz 12 zur Anlage kommt. In dieser Stellung ist dann die Anschlußleitung P mit der

Anschlußleitung A verbunden und durch die Anschlußleitung B kann das rückgeförderte Druckmedium zur Anschlußleitung T und somit zum Vorratstank geführt werden. Der nunmehr im Bereich der Anschlußleitungen P und A sowie in den Ringräum 35 und 45 aufgebaute Druck unterstützt die Schließbewegung des Steuerringes 3, wobei jedoch der Handhebel 41 in dieser Stellung gehalten werden muß. Pur kurzfristige Schaltungen ist dies aber ohne weiteres möglich, da ja allein nur die Kraft der Peder 29 überwunden werden muß. Auch beim Lösen dieser Stellung ergeben sich dann wiederum keine Probleme durch eine -axiale Druckeinwirkung des Mediums auf den Steuerring 3, da der Steuerschieber 2 druckunäbhängig verstellt werden kann, wobei bereits nach einem kurzen Verschiebeweg die Verbindungsöffnung 22 freigelegt wird und somit ein Druckabbau erfolgt.

Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, anstelle eines Handhebels 41 eine andere Betätigungsart für den Steuerschieber vorzusehen. Es wäre durchaus denkbar, die Betätigung des Steμerschiebers 2 durch andere mechanische Mittel oder auch hydraulisch, pneumatisc oder elektrisch bzw. elektromagnetisch durchzuführen, wobei dann selbstverständlich die Peder 29 nicht unbedingt benötigt wird.

In der vorstehenden Beschreibung wurde erwähnt, daß das Gehäuse insofern zweiteilig ausgeführt ist, als ein Grundkorper 4 und ein Einsatz 5 vorgesehen sind. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dieses Gehäuse in axialer Richtung gesehen aus zwei Abschnitten herzustellen, welche dann durch achsparallel verlaufende Schrauben miteinander verbunden werden. Auch wäre es möglich, eine Gewindeverbindung vorzusehen, indem nämlich in dem einen Gehäuseteil eine Gewindebohrung und an dem anderen Gehäuseteil ein Gewndering vorgesehen wird. Bei einer solchen Ausgestaltung könnten eine Reihe von Ringkanälen weggelasse werden, welche zur Abdichtung zwischen einem Grundkörper 4 und einem Einsatz 5 vorgesehen werden müssen. Es wäre daher lediglich der Steuer-schieber an seinen beiden Ausgangsende entsprechend abzudichten.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsöffnungen 22 und 23 als unmittelbar an die Ventilsitze 20 und 21 anschließend angeordnete Radialbohrungen ausgeführt, wobei diese Bohrungen spitzwinklig zum anschlußseitigen Ende des Kanals 24 geneigt sind, um dadurch bessere Strömungsbedingungen zu erreichen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, anstelle der einzelnen Verbindungsöffnungen 22 und 23 zwischen den Ventilsitzen 20 und 21 durch gehende Schlitze vorzusehen. Auch wäre es möglich, an der Innenbegrenzungsfläche des Steuerringes 3 oder an der Oberfläche des Abschnittes 28 des Steuerschiebers 2 Nuten vorzusehen, die dann gegebenenfalls durch zusätzliche Anordnung eines Ringkanals über entsprechende Verbindungsöffnun gen mit dem Kanal 24 in Verbindung stehen. In allen diesen Fällen besteht die Möglichkeit, unmittelbar nach dem Wegbewegen eines Ventilsitzes 20 und 21 von der entsprechenden Paßfläche 33 oder 34 des Steuerringes 3 eine Verbindungsöffnung zum Kanal 24 zu schaffen. Außerdem ist dann der jeweils gegenüberliegenden Seite eine genügende Durchtrittsmöglichkeit für die Rückführung des drucklosen Mediums gegeben.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung noch weitere konstruktive Änderungen möglich, wobei jedoch stets sowohl am Steuerschieber 2 als auch an der Gehäusebohrung 10 zwei mit Abstand voneinander angeordnete Ventilsitze vorzur sehen sind sowie ein auf dem Steuerschieber 2 in axialer Richtung verschiebbarer Steuerring. Selbstverständlich ist die Zuführung der einzelnen Anschlußleitungen durch die erfindungsgemäße Konstruktion entsprechend bedingt.

Im Ventilgehäuse 1 können verschiedene andere Möglichkeiten integriert werden, wobei gerade durch diese Maßnahmen die Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Hydrauliksteuergerätes noch erhöht bzw. verbessert werden können. Es ist zum Beispiel möglich, in dem Ventilgehäuse 1 zwischen den Anschlußleitungen A und B zu den Verbrauchern und/oder der Anschlußleitung P zur Zufuhr des Druckmediums und der Rücklaufanschlußleitung T zum Vorratstank Druckreduzierventile einzusetzen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in den beiden Anschlußleitungen A und B verschiedene Drücke benötigt werden. So wäre es möglich, zum Beispiel durch eine angeordnete Pumpe das Druckmedium mit einem Druck von 1 000 bar anzufordern, wobei in Richtung des einen Druckkreises eine Druckreduzierung auf 800 bar und in

Richtung des anderen Druckkreises eine Druckreduzierung auf 300 bar erfolgt. Solche Druckbegrenzungsventile können fix eingestellt oder aber auch variabel eingestellt werden.

Ferner kann den Anschlußleitungen A und B ein entsperrbares Doppelrückschlagventil zugeordnet werden, wobei durch Druckaufbau in der einen Anschlußleitung A bzw. B das Rückschlagventil der jeweils anderen Anschlußleitung B bzw. A entsperrbar ist. Die sich hier ergebenden Schaltstellungen und Durchlaufwege können der schematischen. Darstellung nach Fig. 4a entnommen werden. Dies kann beispielsweise durch einen doppeltwirkenden Kolben erreicht werden, der mit seinen abstehenden Fühlern jeweils das auf der drucklosen Seite vorgesehene Rückschlagventil öffnet. Dadurch kann der Anwendungsbereich des Hydrauliksteuergerätes wesentlich erweitert werden, da dadurch eine positive Uberdeckung der beiden Ventilstellungen gegeben ist. Es ist daher in der Mittelstellung nicht mehr ein kompletter Druckausgleich gegeben, was gerade dann bei Hydraulikantrieben oder bei Hebezeugen sehr wesentlich ist.

Aus Fig. 6 ist eine Ausführungsform des Hydrauliksteuergerätes ersichtlich, bei welchem an das Gehäuse 1 ein Pumpengehäuse 46 angeschlossen ist. Durch die besondere Bauart des Hydrauliksteuergerätes ist es möglich, ein solches Pumpengehäuse 46 diaäct anzuflanschen, da die. Aαschlußleitungen für die Zufuhr des Druckmediums und die Ablaufleitung zu einem Vorratstank an den entsprechend gewünschten Stellen vorgesehen werden können. An dem Pumpengehäuse 46 sind dann korrespondierende Anschlußleitungen D und E vorge- sehen. Es muß daher beim Anflanschen eines solchen Pumpengehäuses lediglich eine entsprechende Abdichtung eingesetzt werden, worauf dann nach Anziehen der Befestigungsschrauben eine dichte Verbindung ohne Zwischenleitung gegeben ist.

Den Fig. 7 bis 11 kann ein solches Pumpengehäuse entnommen werden, wobei ersichtlich ist, daß dieses Pumpengehäuse in einfada er konstruktiver Ausführung als einstückiger Metallblock ausgeführt ist, wobei lediglich entsprechende Bohrungen vorzusehen sind. Einerseits ist dies eine Bohrung 47 für den Pumpenstößel 48 und andererseits sind dies quer zu dieser Bohrung 47 verlaufende Bohrungen 49, 50 und 51 für die Anschlußleitungen sowie für Rückschlagventile 60 und 61. Allein durch Anfertigung verschiedener Bohrungen kann also ein Pumpengehäuse 46 geschaffen werden, das in einfacher Weise an ein Hydrauliksteuergerät angeflanscht werden kann. In diesem Pumpengehäuse ist ferner noch eine Gewindebohrung 52 eingesetzt, in welche ein Lagerkörper 53 eingeschraubt werden kann. Dieser Lagerkörper 53 dient zur drehbaren Aufnahme eines Handhebels 54, welcher über ein Kuppelglied 55 und einen Bolzen 56 mit dem Pumpenstößel 48 verbunden ist.

Die Ventilkörper im Pumpengehäuse 46 können in einfacher Weise als federbelastete Kugelrückschlagventile 60, 61 ausgeführt werden. Sowohl das in der Ansaugleitung vorgesehene Rückschlagventil 61 als auch das als Auslaßventil wirkende Rückschlagventil 60 sind als Kugelsitzventile ausgebildet, wobei beim Rückschlagventil 61 der eingesetzte Ventilsitz 62 lose eingesetzt ist, wobei eine Abdichtung durch einen Dichtring 63 erfolgt. Nach dem Zusammenschrauben mit dem Ventilkörper kann dieser Ventilsitz 62 nicht meh aus der Bohrung 49 herausdringen. Beim Rückschlagventil 60 ist zum Abstützen der Peder 64 ein Bolzen 65 vorgesehen, welcher mittels eines Dichtringes 66 gegenüber der Bohrung 51 abgedichtet ist. In eine Querbohrung 67 dieses Bolzens 65 wird durch die Bohrung 68 ein Verriegelungsstift eingeführt.

Am Ventilgehäuse 1 können ferner jeweils zwei Anschlußleitungen P und T für die Zufuhr von Druckmedium und für den Ablauf in den Vorratstank vorgesehen werden, wobei an die einen Anschlußleitungen das Pumpengehäuse 46 für die Handbetätigung und an die anderen Anschlußleitungen P, T eine motorisch betriebene Pumpe angeschlossen werden kann. In Fig. 6 sind noch zwei Schraubenköpfe 57 und 58 dargestellt, welche zum Einstellen von Druckreduzierventilen oder beispielsweise Überdruckventilen in das Ventilgehäuse 1 eingesetzt werden können.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion konnte also ein Hydrauliksteuergerät geschaffen; werden, welches gegenüber bisher bekannten wesentlich bessere, sicherere und größere Anwendungsmöglichkeiten mit sich bringt.

Obwohl in der Beschreibung von einem Hydrauliksteuergerät die Rede ist, könnten die erfindungsgemäßen Konstruktionen in gleicher Weise für pneumatische Steuergeräte eingesetzt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Hydrauliksteuergerät mit einem Gehäuse und einem in einer Gehäusebohrung verschiebbaren Steuerschieber, wobei in der Gehäusebohrung mit axialem Abstand zueinander zwei Ventilsitze ausgebildet sind, sowie mehreren in Abhängigkeit vn der Stellung des Steuerschiebers miteinander verbindbaren oder gegenseitig absperrbaren Anschlußleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zwischen einem Abschnitt der Gehäusebohrung (10) und dem Steuerschieber (2) gebildeten ringförmigen Raum (35) ein koaxial zum Steuerschieber (2) angeordneter und an diesem verschiebbar geführter Steuerring (3) vorgesehen ist, welcher an seinen Endbereichen äußere Paßflächen (31, 32) zu den Ventilsitzen (11, 12) an der Gehäusebohrung (10) aufweist, daß am Steuerschieber (2) zwei mit axialem Abstand zueinander ausgebildete Ventilsitze (20, 21) vorgesehen sind und der Steuerring (3) an seinen Endbereichen innere Paßflächen (33, 34) zu diesen Steuerschieber-Ventilsitzen (20, 21) aufweist, daß zwischen den beiden Steuerschieber-Ventilsitzen (20, 21) unmittelbar an die Ventilsitze (20, 21) anschließende und zu einem axial im Steuerschieber (2) verlaufenden Kanal (24) geführte Verbindungsöffnungen (22, 23) vorgesehen sind, und daß je eine Anschlußleitung (A, P, B, T) in den Ringraum (35) zwischen den beiden Ventilsitzen (11, 12) in der Gehäusebohrung (10) und beidseitig außerhalb dieser Ventilsitze (11, 12) in Ringräume (38, 45) zwischen der Gehäusebohrung (10) unddem Steuerschieber (2) sowie zu dem Kanal (24) im Steuerschieber (2) einmündet.

2. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (3) an seinen Endbereichen äußere kegelförmige Paßflächen (31, 32) und innere trichterförmige Paßflächen (33, 34) aufweist,

3. Hydrauliksteuergerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Paßflächen (31, 32 flächenmäßig größer sind als die inneren Paßflächen (33, 34) am Steuerring (3).

4. Hydrauliksteuergerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurc gekennzeichnet, daß die Länge des Steuerringes (3) kleiner ist als der Abstand der beiden Ventilsitze (20, 21) am Steuerschieber (2).

5. Hydrauliksteuergerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurc gekennzeichnet, daß der Abstand der Ventilsitze (20, 21) am Steuerschieber (2) größer ist als der Abstand der Ventilsitze (11, 12) in der Gehäusebohrung (10).

6. Hydrauliksteuergerät nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch, gekennzeichnet, daß die Ventilsitze (11, 12, 20, 21) von in axialer Richtung verlaufenden Zylinderflächen und Radialebenen (13, 14) begrenzt sind.

7. Hydrauliksteuergerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, da dur-cn gekennzeichnet, daß der Steuerring (3) auf einem Abschnitt (28) kleineren Durchmessers zwischen den bei den Ventilsitzen (20, 21) frei auf dem Steuerschieber (2) verschiebbar ist.

8. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnungen (22, 23) im Steuerschieber (2) als unmittelbar an die Ventilsitze (20, 21) anschließend angeordnete Radialbohrungen ausgeführt sind.

9. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Bohrungen ausgebildeten Verbin- dungsöffnungen (22, 23) spitzwinklig zum anschlußlei tungsseitigen Ende des Kanals (24) geneigt sind.

10. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnungen im Steuerschieber (2) als zwischen den Ventilsitzen (20, 21) durchgehende Schlitze ausgebildet sind.

11. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnungen im Steuerschieber durch zwischen den Ventilsitzen (20, 21 ) am Steuer schieber (2) oder an der Innenbohrung des Steuerringes

(3) vorgesehene Längsnuten und zwischen den Ventilsitzen (20, 21 ) am Steuerschieber (2) vorgesehenen Bohrungen zu Kanal (24) gebildet sind.

12. Hydrauliksteuergerät nach den Ansprüchen 1 und 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (24) an einem Ende des Steuerschiebers (2) offen ist und die Anschlußleitung in einem durch eine Gehäusebohrung gebildeten anschließenden Raum (25) mündet, wobei in diesem Raum (25) eine Feder (29) zur axialen Belastung des Steuer schiebers (2) vorgesehen ist.

13. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (2) aus zwei in axialer Richtung aufeinander folgenden, miteinander fest verbundenen Bau teilen (26, 27) gebildet ist, wobei jeder Bauteil (26, 27) einen der beiden Ventilsitze (20, 21) aufweist.

14. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein Teil der Gehäusebohrung (10) von einem rohrförmigen Einsatz (5) gebildet ist, und daß dieser Einsatz (5) den einen Ventilsitz (12) und der als Grundkörper (4) ausgebildete Gehäuseteil den anderen Ventilsitz (11) aufweist.

15. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz am Grundkorper (4) des Gehäuses (1 ) einen größeren Durchmesser aufweist als der Ventilsitz (12) am Einsatz (5) des Gehäuses (1).

16. Hydrauliksteuergerät nach .Anspruch 1 und einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilgehäuse (1 ) zwischen den Anschlußleitungen (A, B) zu den Verbrauchern und/oder der Anschlußleitung (P) zur Zufuhr des Druckmediums und der Rücklaufanschluß leitung (T) zum Vorratstank Druckreduzierventile inte griert sind.

17. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Anschlußleitungen (A. B) ein entsperrbares Doppelrückschlagventil zugeordnet ist, wobei durch Druckaufbau in der einen Anschlußleitung (A, B) das Rückschlagventil der jeweils anderen Anschlußleitung (A, B) entsperrbar ist.

18. Hydrauliksteuergerät nach .Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Ventilsitze (20, 21) anschließenden Bereiche des Steuerschiebers (2) zumindest über einen kurzen Abschnitt sich konisch zum jeweiligen Ende des Steuerschiebers (2) hin verjüngen, wobei der Durchmesserunterschied auf eine Länge von z.B. 1 cm annähernd 0.1 mm beträgt.

19» Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem unmittelbar an einen oder an beide Ventilsitze) (20, 21 ) anschließende Bereich des Steuerschiebers (2) ein Bund mit gegenüber dem Steuerschieber (2) geringfügig größeren Durchmesser anschließt.

20. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Anschlußleitungen (P, T) für die Zufuhr des Druckmediums und die Ablaufleitung zu einem Vorratstank direkt ein Pumpengehäuse (46) angeschlossen ist.

21. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (46) plan mit dem Ventilgehäuse (1) verschraubt ist, wobei die Anschlußlei- tungen (P, T) des Ventilgehäuses (1) direkt mit der Ansaugleitung (E) bzw. der Druckleitung (D) des Pumpengehäuses (46) übereinstimmen.

22. Hydrauliksteuergerät nach den Ansprüchen 2o und 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse. (46) als einstückiger Metallblock mit einer Bohrung (47) für den Pumpenstößel (48) und quer dazu verlaufenden Bohrungen (49, 50, 51) für die Anschlußleitungen (D, E) und die Ventilkörper ausgebildet ist.

23. Hydrauliksteuergerät nach den Ansprüchen 20 bis 22, da durch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper im Pumpengehäuse (46) als federbelastete Kugelrückschlagventile ausgeführt sind.

24. Hydrauliksteuergerät nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, d.adurch gekennzeichnet, daß am Ventilgehäuse (1) jeweils zwei Anschlußleitungen (P, T) für die Zufuhr von Druckmedium und für den Ablauf in den Vorratstank vorgesehen sind, wobei an die einen Anschlußleitungen (P, T) ein Pumpengehäuse (46) für Handbetätigung und an die anderen Anschlußleitungen (P, T) eine motorisch betriebene Pumpe angeschlossen sind.