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Title:
VALVE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/088975
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a valve device comprising a valve housing (2) and a valve piston (4) arranged in an axially displaceable manner in a piston bore (3) of the valve housing (2), via which piston a first load connection (A) and a second load connection (B) can alternately be connected to a pressure connection (P) and to a tank connection (T1, T2) under the action of a first solenoid magnet (5) and a second solenoid magnet (6), wherein the valve piston (4) can be displaced from a centered, preferably middle idle position for connecting the first load connection (A) to the pressure connection (P) and the second load connection (B) to the tank connection (T1, T2) in a first direction, and it can be displaced for the reverse fluid-conducting connection of the connections (A, B, P, T1, T2) in an opposite direction, wherein a first pilot control chamber (7) is provided, which pressurizes a first piston back side (8) of the valve piston (4), and a second pilot control chamber (9) is provided, which pressurizes a second piston back side (10), and wherein the pressure in the pilot control chambers (7, 9) can be controlled by means of a first and a second pilot control piston (12 and 13) which can be moved by means of the first or second solenoid magnets (5, 7), wherein the first and second pilot control chamber (7, 9) are connected via a fluid-conducting connection (11) to the pressure connection (P), and the pilot control pistons (12, 13) each open or close a fluid-conducting connection (14) between the pilot control chambers (7, 9) and the tank connection (T1, T2).

Inventors:
BRUCK PETER (DE)
BILL MARKUS (DE)
SCHULZ FRANK (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/000159
Publication Date:
July 28, 2011
Filing Date:
January 15, 2011
Export Citation:
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Assignee:
HYDAC FLUIDTECHNIK GMBH (DE)
BRUCK PETER (DE)
BILL MARKUS (DE)
SCHULZ FRANK (DE)
International Classes:
F16K11/07
Foreign References:
DE4319162A11994-12-15
DE2209206A11973-08-30
GB1527931A1978-10-11
DE4319162A11994-12-15
DE60016510T22005-12-15
DE10224739A12003-08-28
Other References:
See also references of EP 2526325A1
Attorney, Agent or Firm:
BARTELS & PARTNER (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

Ventilvorrichtung mit einem Ventilgehäuse (2) und mit einem, in einer Kolbenbohrung (3) des Ventilgehäuses (2) axial verschiebbar angeordneten Ventilkolben (4), über den ein erster Verbraucheranschluss (A) und ein zweiter Verbraucheranschluss (B) wechselweise mit einem Druckanschluss (P) und mit einem Tankanschluss (Tl, T2) durch die Wirkung eines ersten Elektromagneten (5) und eines zweiten Elektromagneten (6) verbindbar sind, wobei der Ventilkolben (4) aus einer zentrierten, vorzugsweise mittleren Ruhestellung heraus zur Verbindung des ersten Verbraucheranschlusse (A) mit dem Druckanschluss (P) und des zweiten Verbraucheranschlusses (B) mit dem Tankanschluss (Tl, T2) in eine erste Richtung und zur umgekehrten fluidführenden Verbindung der Anschlüsse (A, B, P, Tl , T2) in eine entgegengesetzte Richtung verschiebbar ist, wobei ein erster Vorsteuerraum (7), der eine erste Kolbenrückseite (8) des Ventilkolbens (4) mit einer Druckkraft beaufschlagt, und ein zweiter Vorsteuerraum (9) vorgesehen sind, der eine zweite Kolbenrückseite (10) mit einer Druckkraft beaufschlagt, und wobei der Druck in den Vorsteuerräumen (7, 9) durch einen ersten und einen zweiten Vorsteuerkolben (12 und 13) steuerbar ist, die mittels des ersten bzw. zweiten Elektromagneten (5, 7) bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Vorsteuerraum (7, 9) über eine fluidführende Verbindung (1 1 ) mit dem Druckanschluss (P) verbunden sind und dass die Vorsteuerkolben (12, 1 3) je eine fluidführende Verbindung (14) zwischen den Vorsteuerräumen (7, 9) und dem Tankanschluss (T1 , T2) freigeben oder sperren.

2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die fluidführende Verbindung (14) zwischen dem Druckanschluss (P) und den Vorsteuerräumen (7, 9) in dem Ventilkolben (4) angeordnet ist.

3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die fluidführende Verbindung (14) zwischen dem Druckanschluss (P) und den Vorsteuerräumen (7, 9) in dem Ventilgehäuse (2) angeordnet ist. 4. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorsteuerkolben (12, 13) eine Öffnung (15, 16) einer Abflussleitung (1 7, 18) in dem Ventilkolben (4) für Druckmittel (19) aus den Vorsteuerräumen (7, 8) zu je einem Tankanschluss (T1 , T2) freigibt oder sperrt.

5. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (4) bei unbestromten Elektromagneten (5, 6) mittels eines Energiespeichers (20, 21) in der Neutralstellung gehalten ist.

6. Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicher (20, 21 ) Druckfedern (22, 23) sind.

7. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die fluidführende Verbindung (1 1) zu den Vorsteuerräumen (7, 8) über ein Wechsel ventil (24) sowohl mit dem Druckanschluss (8) als auch mit einem Verbraucheranschluss (A, B) verbindbar ist.

8. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die fluidführende Verbindung (1 1) zu den Vorsteuerräumen (7, 9) von dem Druckanschluss (P) und dem ersten und zweiten Verbraucheranschluss (A, B) jeweils über ein Rückschlagventil (25, 26, 27) zu den Vorsteuerräumen (7, 9) gebildet ist. 9. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Vorsteuerraum (7, 9) eine den Ventilkolben (4) im Sinne des Systemdruckes in den Vorsteuerräumen (7, 9) beaufschlagende Feder (28, 29) eingesetzt ist.

10. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass jeweils ein Anker (54) der Elektromagneten (5,6) mit einer

Druckfeder (55) im Sinne einer Einhaltung einer Neutralstellung des Ventilkolbens (4) beaufschlagt ist.

1 1. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass der erste Vorsteuerkolben (18) und der zweite Vorsteuerkolben (13) mit jeweils einem Energiespeicher (20, 21 ) im Sinne eines Schließens der fluidführenden Verbindung (14) zwischen dem ersten Vorsteuerraum (7) und dem Tankanschluss (T1) sowie dem zweiten Vorsteuerraum (9) und dem Tankanschluss (T2) beaufschlagt ist.

1 2. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanschluss (P) in Richtung einer Längsachse (30) des Ventilgehäuses (2) zwischen den jeweiligen Verbraucheranschlüssen (A, B) angeordnet ist.

13. Ventilvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbraucheranschlüsse (A, B) zwischen den jeweiligen Tankanschlüssen (T1 , T2) in Richtung der Längsachse (30) des Ventilgehäuses (2) angeordnet sind.

Description:
Ventilvorrichtung

Die. Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung mit einem Ventilgehäuse und mit einem, in einer Kolbenbohrung des Ventilgehäuses axial verschiebbar angeordneten Ventilkolben über den ein erster Verbraucheranschluss und ein zweiter Verbraucheranschluss wechselweise mit einem Druckanschluss und mit einem Tankanschluss verbindbar sind. Der Ventilkolben ist aus einer zentrierten, vorzugsweise mittleren Ruhestellung zur Verbindung des ersten Verbraucheranschlusses mit dem Druckanschluss sowie des zweiten Verbraucheranschlusses mit dem Tankanschluss in eine Richtung und zur umgekehrten fluidischen Verbindung der Anschlüsse in einer entgegenge- setzten Richtung verschiebbar.

Gattungsgemäße Ventilvorrichtungen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen, beispielsweise als Mehrwegeventile, auf dem Mark frei erhältlich. In Verbindung mit einer sogenannten elektromagnetischen Betätigung sind sie wichtiger Bestandteil der sogenannten Proportionalventiltechnik. Diese Technik ist im wesentlichen dadurch charakterisiert, dass ein elektrisches Eingangssignal als Spannung mit einem elektronischen Verstärker entsprechender Spannungshöhe in einen elektrischen Strom umgesetzt wird. Proportional zu diesem elektrischen Strom erzeugt ein Proportionalmagnet als Schaltmagnet die Ausgangsgrößen Kraft oder Weg. Diese Größen werden als Eingangssignal für die Ventilvorrichtung oder das Hydraulikventil eingesetzt und bedeuten proportional dazu, einen bestimmten Volumenstrom oder einen bestimmten Druck. Für den jeweiligen angesteuerten Verbraucher und ein damit betätigtes Arbeitselement an einer Maschine führt dies neben der Beeinflussung der Bewegungsrichtung zu der Möglichkeit der stufenlosen Beeinflussung der Geschwindigkeit und der Kraft. Gleichzeitig kann nach entsprechendem zeitlichem Verlauf, z.B. Änderung des Volumenstroms in der Zeit, die Beschleunigung oder Verzögerung stufenlos beeinflusst werden. Je nachdem, welche Funktion im Vordergrund steht, also die Wegefunktion, die Stromfunktion und/oder die Druckfunktion, fin- det die Proportionalhydraulik Anwendung bei Wegeventilen, Stromventilen oder sogenannten Druckventilen.

Die technischen Vorteile der Proportionalventiltechnik liegen in den kontrollierten Schaltübergängen, der stufenlosen Steuerung der Sollwerte und der Reduzierung der hydraulischen Einrichtungen für bestimmte Steuerungsaufgaben. Ferner sind mit Proportionalventilen schnelle und exakte Bewegungsabläufe möglich bei gleichzeitiger Verbesserung der Genauigkeit der Steuerungsvorgänge. Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, dass die bekannten Ventilvorrichtungslösungen auch auf dem Gebiet der Proportionalventiltechnik für manche Steuerungsaufgaben, wie sie bei doppelt wirkenden hydraulischen Arbeitszylindern auftreten können, bei denen unter Vermeidung mechanischer Kopplungsglieder die Ansteuerung für Positionieraufgaben erfolgt, Wünsche offen lässt, insbesondere im Hinblick auf die Funktionssicherheit des Gesamtsystems sowie des raschen Reagierens.

Durch die DE 43 19 162 A1 ist eine gattungsgemäße Ventilvorrichtung bekannt, mit zwei gegenüberliegenden mit einem Ventilgehäuse verbundenen Betätigungsmagneten, mit im Ventilgehäuse angebrachten Fluidan- Schlussstel len in Form mindestens eines Pumpenanschlusses P, mindestens zweier Nutzanschlüsse A, B und mindestens zweier Tankanschlüsse T1 und 12 sowie mit einem Ventilkolben, der radiale Vorsprünge aufweist, die jeweils einer Fluidanschlussstelle A, B, T1 , 12 im Ventilgehäuse zuordenbar sind und mit fluidführenden Wegen zwischen den Vorsprüngen, die in einer Neutralstellung den Weg zu dem jeweiligen zuordenbaren Nutzan- schluss A, B teilweise oder vollständig versperren, oder wobei bei freigehaltenen Nutzanschlüssen A, B der jeweilige Pumpenanschluss P durch den zuordenbaren Vorsprung vollständig gesperrt ist. Die bekannte Lösung be- trifft ein Hydraulikventil, das zum Ansteuern eines hydraulischen Aktuators in einem System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges verwendbar ist.

Die DE 600 16 510 12 beschreibt ein vorgesteuertes Wegeventil mit Positi- onsermittlung, mit einem Gehäuse mit einer Anzahl von Anschlüssen und einer Gehäusebohrung, in der jeder Anschluss mündet. Ein Ventilkolben ist axial verschiebbar in der Bohrung zum Wechseln der Strömungswege zwischen den Anschlüssen verschiebbar geführt. Es sind ferner aufwendige Steuermittel zum Steuern des Ventilkolbens vorgesehen, wobei die Steuer- mittel einen Kolben auf jeder Seite des Ventilkolbens und ein oder zwei Vorsteuerventile zum Stellen des Ventilkolbens durch Steuern des auf die Kolben wirkenden Vorsteuerfluids umfassen. Ein Magnet ist vorgesehen, der derart an einer Seite des Ventilkolbens angebaut ist, dass er im Gleichlauf mit dem Ventilkolben verschoben werden kann. Der Magnet ist ferner der- art angeordnet, dass er an mindestens einer Seite des Ventilkolbens angrenzt. Mittels eines Magnetsensors ist es möglich, die Magnetkraft des Magneten über die gesamte Verschiebestrecke des Venti lkolbens zu erfassen.

Weiterhin offenbart die DE 102 24 739 A1 eine solche Ventilvorrichtung, bei der ein erster Vorsteuerraum, der eine erste Kolbenrückseite des Ventilkolbens mit einer Druckkraft beaufschlagt, und ein zweiter Vorsteuerraum vorgesehen sind, der eine zweite Kolbenrückseite mit einer Druckkraft beaufschlagt, und wobei der Druck in den Vorsteuerräumen durch einen ersten und einen zweiten Vorsteuerkolben steuerbar ist, die mittels eines ersten bzw. zweiten Elektromagneten bewegbar sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ventilvorrichtung zu schaffen, die konstruktiv einfach im Aufbau ist und dennoch einen sicheren Betrieb auch bei schwierigen Betriebsbedingungen ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Ventilvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 besteht eine wesent- liehe Besonderheit der Erfindung darin, dass der erste und zweite Vorsteuerraum über eine fluidführende Verbindung mit dem Druckanschluss verbunden sind und dass die Vorsteuerkolben je eine fluidführende Verbindung zwischen den Vorsteuerräumen und dem Tankanschluss freigeben oder sperren. Durch die ständige, fluidführende Verbindung zwischen dem Druckanschluss und dem ersten und zweiten Vorsteuerraum kann das Druckmittel in den Vorsteuerräumen direkt als Steuermittel nutzbar gemacht werden, nämlich nach Maßgabe der vom betreffenden Elektromagneten bewirkten Positionseinstellung des zugehörigen Vorsteuerkolbens, der die fluidführende Verbindung zwischen dem betreffenden Vorsteuerraum und dem Tankanschluss und damit den Druck im Vorsteuerraum vorgibt. Bei einfacher Bauweise ist dadurch ein Gesamtsystem geschaffen, das sich durch Funktionssicherheit und rasche Reaktion auszeichnet.

Eine etwaige Störeinwirkung auf den Ventilkolben durch Reibungs- oder Strömungskräfte kann ohne Steuerungs- oder Regelungsaufwand durch einen verstärkten Abfluss von Druckmittel aus dem betreffenden Vorsteuer- räum ausgeglichen werden, wodurch der Ventilkolben sich weiter in Richtung der gewünschten Position verschiebt.

Wird der elektrische Strom für den ersten Elektromagneten gesenkt oder abgeschaltet, so bewegt sich der Vorsteuerkolben, vorzugsweise zusätzlich durch einen Energiespeicher bewirkt, in Richtung einer Sperrstellung der fluidführenden Verbindung zwischen dem ersten Vorsteuerraum und dem Tankanschluss. Der sich in dem ersten Vorsteuerraum wieder aufbauende Druck schiebt den Ventilkolben erneut in Richtung seiner Ruheposition.

Der Ventilkolben lässt sich in derselben beschriebenen Weise auch bei Be- stromung des zweiten Elektromagneten in die entgegengesetzte Richtung axial verschieben. Auf diese Weise lässt sich der zweite Verbraucheran- schluss mit dem Druckanschluss verbinden und der erste Verbraucheran- schluss mit dem Tankanschluss.

Es besteht ständig eine fluidführende Verbindung zwischen dem Druckanschluss und dem ersten und zweiten Vorsteuerraum. Das Druckmittel in den Vorsteuerräumen kann direkt auf die jeweilige Kolbenrückseite des Ventilkolbens wirken. Es kann auch zweckmäßig sein, mechanische Koppelglieder zwischen dem jeweiligen Vorsteuerraum und der betreffenden Kolbenrückseite des Ventilkolbens vorzusehen.

Um eine kompakte Bauweise der Ventilvorrichtung zu ermöglichen, ist die jeweilige fluidführende Verbindung zwischen dem Druckanschluss und den Vorsteuerräumen in dem Ventilkolben selbst angeordnet oder in dem Ventilgehäuse. Es empfiehlt sich bei einer Anordnung der betreffenden fluidführenden Verbindung, eine außermittige Längsbohrung in dem Ventilkolben vorzusehen. In dem Ventilgehäuse kann alternativ die fluidführende Ver- bindung in einer Längsbohrung mit radialem Abstand zu einer Längsachse des Ventilgehäuses ausgeführt sein. An jeweiligen Enden oder Endberei- chen der Längsbohrung können Stichkanäle zu den betreffenden zwei Vorsteuerräumen geführt sein, wodurch sich insgesamt eine fluidführende, einen steten Druckmitteldruck aus dem Druckanschluss auf die Vorsteuerräume übertragende Verbindung ergibt.

In dem Ventilkolben ist vorzugsweise eine durchgehende fluidführende Verbindung von den Vorsteuerräumen zu dem Tankanschluss geführt. Die betreffende fluidführende Verbindung wird von je einem Vorsteuerkolben auf den sich gegenüberliegenden Enden oder Kolbenrückseiten des zuor- denbaren Ventilkolbens gesteuert. Vorzugsweise ist ein Sitzventil mit Hilfe eines als Kegel oder Spitze gebildeten Endes jedes Vorsteuerkolbens gebildet.

Die fluidführenden Verbindungen weisen einen geringen Durchmesser auf der insgesamt geeignet ist, die erforderlichen Stellgeschwindigkeiten des Ventilkolbens, ausgelöst durch die Druckdifferenz, in den beiden Vorsteuerräumen zu ermöglichen.

In einer Neutralstellung wird der Ventilkolben gehalten, indem auf beide Kolbenrückseiten ein Kraftspeicher mit gleicher Druckkraft zusätzlich zu der gleichen Druckkraft des Druckmittels in den Vorsteuerräumen wirkt. Die beiden Kraftspeicher können Druckfedern sein. Um den Versorgungsdruck nicht unmittelbar von dem Druckanschluss abzugreifen, kann es vorteilhaft sein, von einem Verbraucheranschluss, der die Lastseite des Ver- brauchers abbildet, über ein Wechselventil den Druckanschluss und somit die fluidführenden Verbindungen von dem Druckanschluss zu den Vorsteuerräumen mit zu verbinden. Dadurch ergibt sich auch ein möglicher Betrieb der Ventilanordnungen bei einer abgeschalteten Druckmittelpumpe, allein durch den Lastdruck an dem Verbraucher. Wird die Druckmittel- pumpe wieder eingeschaltet, so sperrt das Wechselventil und der Druck am Druckanschluss wird direkt von der Pumpe auf die beiden Vorsteuerräume übertragen.

Um den jeweils höchsten verfügbaren Druck entweder von dem Druckan- schluss oder den beiden lastseitigen Verbraucheranschlüssen auf die Vorsteuerräume als Vorsteuerdruck zu führen, können alle drei betreffenden Anschlüsse, nämlich Druckanschluss, erster Verbraucheranschluss sowie zweiter Verbraucheranschluss über je ein Rückschlagventil an eine Sammelleitung zu der fluidführenden Verbindung zu den Vorsteuerräumen ange- schlössen sein.

Zur Zentrierung des Ventilkolbens in einer neutralen, mittigen Ruhestellung in der Kolbenbohrung und zur Rückführung des Ventilkolbens bei einer Auslenkung desselben, können zusätzlich in jeden Vorsteuerraum je ein Kraftspeicher oder insbesondere eine Druckfeder eingesetzt sein. Die Feder kann die Schaltzeit zum Rückstellen des Kolbens verkürzen. Ebenso kann jeder Vorsteuerkolben mit Hilfe eines Kraftspeichers, vorzugsweise als Druckfeder ausgebildet, im Sinne eines Schließens der fluidführenden Verbindung von dem betreffenden Vorsteuerraum zu dem betreffenden Tank- anschluss beaufschlagt sein. Es kann auch vorteilhaft sein, jeden Anker eines Elektromagneten mit einer Druckfeder im Sinne einer Verbringung des Ventilkolbens in eine Neutralstellung zu beaufschlagen.

Eine symmetrische und damit einfach zu fertigende Ausführungsform der Ventilvorrichtung ergibt sich, indem in Bezug auf die Längsachse des Ventilgehäuses eine mittige Position des Druckanschlusses von der Druckmittelpumpe gewählt wird. Zu beiden Seiten des Druckanschlusses schließt sich der erste und zweite Verbraucheranschluss und ein erster und zweiter Tankanschluss mit jeweils vorzugsweise gleichem Abstand zu dem Druck- anschluss an. Im folgenden wird die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung anhand verschiedener Ausführungsformen nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung;

Fig. 2 ein Detail II in Fig. 1;

Fig. 3,4 und 5 jeweils einen schematischen, nicht maßstäblichen

Längsschnitt durch eine jeweils weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung.

In der Fig. 1 ist in einem schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt eine Ventilvorrichtung 1 zur Steuerung von Druckmittel, wie Hydrauliköl zu einem nicht näher gezeigten Verbraucher gezeigt. Die Ventil Vorrichtung 1 weist ein Ventilgehäuse 2 auf, das im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. In dem Ventilgehäuse 2 ist eine Durchgangsbohrung, die als Kolbenbohrung 3 oder Zylinder für einen Ventilkolben 4 ausgebildet ist, ein- gebracht. Zur indirekten Betätigung des Ventilkolbens 4 sind zu beiden Seiten des Ventilgehäuses 2 ein erster und zweiter Elektromagnet 5, 6 in nicht näher gezeigter Weise in je einer Zentrierbohrung in dem Ventilgehäuse 2 angebracht. Die Elektromagnete 5, 6 sind als Proportional magnete ausgebildet. In dem Ventilgehäuse 2 sind Fluidanschlussstellen eingebracht, in Form von mindestens einem Pumpen- oder Druckanschluss P, zweier Verbraucheranschlüsse A, B sowie zweier Tankanschl üsse T1 , T2. Der in dem Ventilgehäuse 2 längs verfahrbar geführte Ventilkolben 4 weist außenum- fangsseitig radiale Vorsprünge 31 , 32 auf. Der jeweilige radiale Außenumfang des jeweiligen Vorsprungs ist derart gewählt, dass er dichtend an der Innenumfangsseite der Kolbenbohrung 3 abgleiten kann. In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 5 sind die beiden mittleren Vorsprünge 31 den Verbraucheranschlüssen A, B zugeordnet und die beiden axial an den Enden des Ventilkolbens 4 angeordneten Vorsprünge 32 den Tankanschlüssen T1 und T2. Zwischen den Vorsprüngen 31 , 32 ist der Ven- tilkolben 4 im Durchmesser reduziert, so dass fluidleitende Wege zwischen dem Innenraum des Ventilgehäuses und dem jeweils reduzierten Außendurchmesser des Ventilkolbens 4 gebildet sind.

Auf seinen beiden gegenüberliegenden Seiten weist das Ventilgehäuse 2 jeweils einen ersten Vorsteuerraum 7 und einen zweiten Vorsteuerraum 9 auf, dessen jeweiliges Volumen mittels des Vorsteuerkolbens 36,37 veränderbar ist. Die jeweiligen Vorsteuerräume 7, 9 sind fluidführend mit den jeweiligen Bohrungen 33, 34, die axial von einer ersten Kolbenrückseite 8 und einer zweiten Kolbenrückseite 10 des Ventilkolbens 4 geführt sind, verbunden.

Die beiden Vorsteuerräume 7, 9 sind ferner mit dem Druckanschluss P über eine als Längsbohrung in dem Ventilkolben 4 gebi ldete, fluidführende Verbindung 1 1 mit Steuerdruck oder Pumpendruck beaufschlagt. Die fluidfüh- rende Verbindung 1 1 in dem Ventilkolben 4 ist zu den Vorsteuerräumen 7, 9 in dem Ventilkolben 4 hin in einer außermittigen, im Durchmesser reduzierten Bohrung 33, 34 weitergeführt. Die im Durchmesser reduzierten Bohrungen sind jeweils in einem Ventilsitzstück 35, 36 eingebracht, wie dies die Fig. 1 , 2, 4 und 5 zeigen. Die Ventilsitzstücke 35, 36 sind dich- tend in einer jeweiligen Erweiterung der Bohrungen in dem Ventilkolben 4 eingepasst. Sie können im Bereich der Tankanschlüsse Tl , T2 in Ruhepositionen des Ventilkolbens 4 zu liegen kommen.

Je ein von dem ersten bzw. zweiten Elektromagneten 5, 6 axial verschieb- barer Vorsteuerkolben 12, 13 kommt in einer radial, jeweils neben den

Bohrungen 33, 34 in den Ventilsitzstücken 35, 36 angeordneten Abflusslei- tung 1 7, 18 bzw. den Öffnungen 1 5, 16 der Abflussleitungen mit einer Kolbenspitze 37, 38 zu liegen. Die Abflussleitungen 1 7, 1 8 in den Ventilsitzstücken 35, 36 bilden fluidführende Verbindungen 14 von den Vorsteuerräumen 7, 9 zu den jeweiligen Tankanschlüssen T1 , 12 zwecks Abfluss von Druckmittel 19. Je eine Druckfeder 22 , 23 bildet einen Energiespeicher 20, 21 für die Druckbeaufschlagung des jeweiligen Vorsteuerkolbens 12, 13 aus. Die Druckfedern 22, 23 bewirken so ein dichtendes Anpressen der Kolbenspitzen 37, 38 auf den Öffnungen 15, 16 und zudem eine Federzentrierung des Ventilkolbens 4 unter Einfluss der sich ausgleichenden Druck- kräfte der Druckfedern 22, 23 in einer Ruheposition des Ventilkolbens 4. Die Druckfedern 22, 23 stützen sich dabei an einem Gehäuse 39, 40 eines jeden Elektromagneten 5, 6 ab sowie an einem Anschlagsbund 41 , 42 des jeweiligen Vorsteuerkolbens 12, 13. Wie die Fig. 4 ferner zeigt, kann jeweils eine Feder 28, 29 in jedem Vorsteuerraum 7, 9 an deren zylindrischen Innenumfangsflächen lose zentriert angeordnet sein. Die Federn 28, 29 in den Vorsteuerräumen 7, 9 sind zylindrische Druckfedern, wie auch die übrigen Federn der Ventilvorrichtung 1 und sind vom Durchmesser wesentlich größer als die den jeweiligen Vor- steuerkolben 12, 13 beaufschlagenden Druckfedern 22, 23, so dass sie diese Druckfedern 22, 23 und den jeweiligen Vorsteuerkolben 12, 13 radial umgreifen. Die Federn 28, 29 in den Vorsteuerräumen 7, 9 stützten sich an einem Durchmesserrücksprung 43 der Vorsteuerräume 7, 9 ab, der benachbart zu dem jeweiligen, dem Vorsteuerkolben 1 2, 13 zugeordneten Elektromagneten 5, 6 ist.

An ihren anderen Enden stützen sich die Federn 28, 29 jeweils an einer mit einem Bund 44 versehenen zylindrischen Hülse 45 ab, wobei die zylindrische Hülse 45 jeweils die Federn 28, 29 mit ihrer Außenumfangsfläche in- nen durchgreifen. Der jeweilige Bund 44 einer Hülse 45 ist in Anschlag mit je einer dem jeweiligen Elektromagneten 5, 6 zugewandten Stirnseite 46 eines Vorsprunges 32 an dem Ventilkolben 4 und einem durch das Ventilgehäuse 2 jeweils gebildeten Vorsteuerkammerboden 47. Auf diese Weise ist in der in Fig. 4 gezeigten Ventilvorrichtung 1 der Ventilkolben 4 axial in eine exakt reproduzierbare Ruhestellung gebracht. Er ist mit den Druckfe- dem 22, 23 und 28, 29 sowie dem jeweiligen Druck in den Vorsteuerräumen 7, 9 zentriert. Der jeweilige Bund 44 der Hülse 45 lässt sich axial in bestimmten Grenzen verfahren, die sich durch eine Stirnfläche 48 eines Einschraubstutzens 49 des jeweiligen Gehäuses 39, 40 der Elektromagneten 5, 6 definieren. Die jeweilige Hülse 45 weist radiale Durchtrittsbohrungen 50 für Druckmittel 19 auf. Wie die Fig.5 zeigt, können im Bereich jedes Elektromagneten weitere Druckfedern 55 zusätzlich die Zentrierung des Ventilkolbens 4 in seiner Neutralposition bewirken. Die Druckfeder 55 in der Fig.5 stützt sich an einem dem jeweiligen Vorsteuerkolben 12,13 gegenüberliegenden Ende eines jeden Ankers 54 der Elektromagnete 5,6 und einem Polkern 56 ab.

Wie die Ausführungsvariante der Ventilvorrichtung 1 in der Fig. 3 zeigt, ist die fluidführende Verbindung 1 1 zwischen dem Druckanschluss P und den Vorsteuerkammern 7, 9, die in der Art einer stetig mit System- oder Pum- pendruck beaufschlagten Bypassleitung ausgeführt ist, auch über eine

Längsbohrung 51 und von dieser senkrecht zu den jeweiligen Vorsteuerkammern 7, 9 geführten Stichkanälen 52, mit entsprechenden Blindstopfen 53 in dem Ventilgehäuse 2 realisierbar. Die Längsbohrung 51 liegt dabei radial beabstandet zu der Längsachse 30 des Ventilgehäuses 2.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 1 anhand des Ausführungsbeispieles in Fig. 1 und dem Detail II in Fig. 2 in ihrer Funktion näher erläutert. Ist die Ventilvorrichtung 1 in ihrer in allen Figuren gezeigten Neutralstellung, sind die Spulenwicklungen der Elektromagnete 5, 6 nicht bestromt und der Ventilkolben 4 wird über die Druckfedern (Polrohrfedern) 55 und/oder über die beiden Druckfedern 22, 23 und den damit beaufschlagten Vorsteuerkolben 12, 13 in der Mittel läge gehalten. Die Kolbenspitzen 37, 38 der Vorsteuerkolben 12, 13 verschließen die Öffnungen 15, 16 der Abflussleitungen 1 7, 18. Die Vorsteuerräume 7, 9 sind mit Pumpendruck beaufschlagt, die Verbraucheranschlüsse A, B können mit Druck beaufschlagt sein und die Tankanschlüsse T1 , 12 sind drucklos. Die dahingehende Ventilstellung würde dann der nicht ausgefahrenen Mittelstellung eines hydraulischen Arbeitszylinders als angeschlossenem Verbraucher beispielhaft entsprechen. Wird der erste Elektromagnet 5 mit einem elektrischen Strom beaufschlagt, bewegt sich der erste Vocsteuerkolben 12 und dessen Kolbenspitze 37 in Richtung des ersten Elektromagneten 5. Dadurch wird die Öffnung 15 freigegeben und Vorsteueröl kann von dem ersten Vorsteuerraum 7 zu dem Tankanschluss T1 strömen. Der Druck in dem zweiten Vorsteuerraum 9 bleibt hingegen auf dem Pumpendruckniveau, so dass der Ventilkolben 4 durch das sich einstellende Druck-Ungleichgewicht in den Vorsteuerräumen 7, 9 sich in Richtung auf den ersten Elektromagneten 5 bewegt. Dadurch wird eine fluidführende Verbindung in dem Ventilgehäuse 2 zwischen dem Druckanschluss P und dem Verbraucheranschluss A sowie zwi- sehen dem Verbraucheranschluss B und dem Tankanschluss T2 freigegeben. Etwaige Störeinwirkungen auf den Ventilkolben 4 durch Reibungs- und Strömungskräfte werden ausgeglichen, indem vermehrt Druckmittel 19 oder Vorsteueröl fließt, wodurch der Druck in dem ersten Vorsteuerraum 8 weiter sinkt und das Kräfteungleichgewicht in axialer Richtung des Ventilkol- bens 4 in Blickrichtung des Betrachters nach links sich vergrößert. Wird die Bestromung des ersten Elektromagneten 5 abgesenkt oder gar aufgehoben, so kehrt der Ventilkolben 4 unter der Wirkung der Federn 28 in seine Ausgangsposition zurück. Derselbe Ablauf in umgekehrter Richtung ergibt sich bei Bestromung des zweiten Elektromagneten 6. Wie die Fig. 3 zeigt, kann der Versorgungsdruck für die beiden Vorsteuerräume 7, 9 nicht nur von dem Druckanschluss P sondern über eine Koppelung der Verbraucheranschlüsse A, B und des Druckanschlusses P unter Zwischenschaltung eines Wechselventils 24 entweder von dem Druckan- schluss P oder einem der Verbraucheranschlüsse A, B abgegriffen werden, bevor das Druckmittel den Vorsteuerräumen 7, 9 zugeführt wird. Durch diese konstruktive Maßnahme lässt sich die Ventilvorrichtung 1 auch bei abgeschalteter Druckmittelpumpe bedienen. Es kann, wie dies die Fig. 4 zeigt, vorteilhaft sein, durch eine Parallelschaltung der genannten Anschlüsse P, A, B über jeweils ein in Richtung der Vorsteuerräume 7, 9 öffnendes Rückschlagventil 25, 26, 27 zwischen den Anschlüssen und der fluidführenden Verbindung 1 1 den höchsten verfügbaren Druckmitteldruck abzugreifen. Die dahingehende vorgesteuerte Ventil- Vorrichtung 1 benötigt dann keine Wegsensoren für den Ventilkolben 4 noch eine Auswerte- oder Regelelektronik. Die Ventilvorrichtung 1 baut somit konstruktiv einfach auf und weist eine geringe Störanfälligkeit auf. Bei einer Unterbrechung der Stromzufuhr der Elektromagneten 5, 6 kehrt der Ventilkolben 4 selbständig in seine federzentrierte Mittenausgangsstellung zurück.




 
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