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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Steuerschieber, der in
irgendeiner Stellung innerhalb einer Gruppe von Steuerschiebern als Parallel-, Vorrang-oder
Serienventil einsetzbar ist und eine an einen Flüssigkeitseinlaß angeschlossene,
eine Längsbohrung zur Aufnahme eines Kolbenschiebers schneidende Einlaßkammer aufweist,
der ferner eine an einen Flüssigkeitsauslaß angeschlossene, die Längsbohrung schneidende
Auslaßkammer sowie zwei die Längsbohrung schneidende Arbeitskammern aufweist, zwischen
denen die Einlaß- und die Auslaßkammer liegen, und der zwei die Längsböhrung außerhalb
der Arbeitskammern schneidende Ableitungskammern aufweist, wobei der Kolbenschieber
in der Längsbohrung aus einer neutralen Stellung, in der die in die Einlaßkammer
gelangende Flüssigkeit unmittelbar zur Auslaßkammer gelangt, in eine von zwei Arbeitsstellungen
längsverschieblich ist, wobei ferner der Kolbenschieber an beiden Enden hohl ist,
und in beiden Arbeitsstellungen die Verbindung zwischen der Einlaß- und der Auslaßkammer
durch die Längsbohrung blockiert, während er jeweils über Radialbohrungen und den
inneren Hohlraum an den Enden des Kolbenschiebers eine Arbeitskammer mit einer der
benachbarten Ableitungskammern bzw. mit der Auslaßkammer und über Radialbohrungen
und den inneren Hohlraum am jeweils anderen Ende die andere Arbeitskammer mit der
Einlaßkammer verbindet.
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Bekannt ist ein hydraulischer Steuerschieber dieser Art, bei dem zur
Bildung der erforderlichen Arbeitskammern elf Kammern an der Schiebergehäusebohrung
ausgebildet sind, so daß die Herstellung des Schiebergehäuses kompliziert und aufwendig
ist. Der bekannte Steuerschieber weist trotz dieser Vielzahl von Kammern keinen
Parallelkanal auf, durch den Hochdruckflüssigkeit auch bei geschlossenem Hauptdurchgang
zum nächstfolgenden Steuerschieber geleitet wird. Weitere bekannte Steuerschieber
weisen eine noch größere Anzahl von Kammern in der Bohrung des Schiebergehäuses
auf und sind insofern noch aufwendiger, wobei zugleich die Anzahl der mit ihnen
durchführbaren Funktionen geringer ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Steuerschieber
zu schaffen, der an beliebiger Stelle innerhalb einer Gruppe von Steuerschiebern
als Parallel-, Vorrang- oder Serienventil angeordnet werden kann und dennoch konstruktiv
vor allem auch hinsichtlich der Kerngestaltung bei der Herstellung des Schiebergehäuses
verhältnismäßig einfach und robust ist.
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Als Parallel-Steuerschieber wird ein Steuerschieber bezeichnet, der
in einer die Flüssigkeit von einer einzelnen Quelle erhaltenden und diese zu einer
einzelnen Quelle zurückleitenden Gruppe von Steuerschiebern angeordnet ist, wobei
alle Steuerschieber gleichzeitig Flüssigkeit empfangen und gleichzeitig arbeiten.
Ein Parallel-Steuerschieber dient also zur Steuerung paralleler Strömungskreise.
Wenn in einer Gruppe von Steuerschiebern ein Steuerschieber die Flüssigkeit durch
die Betätigung eines anderen Steuerschiebers empfängt, bezeichnet man diese Steuerschieber
als Serien-Steuerschieber. Derartige Serien-Steuerschieber steuern also die Flüssigkeitsströmung
zu einem anderen Steuerschieber. Ein Vorrang-Steuerschieber arbeitet derart, daß
er die gesamte Flüssigkeit einem bestimmten hydraulischen Arbeitszylinder oder hydraulischen
Motor zuführt, bis dieser eine ausreichende Speisung erhält; erst dann läßt der
Vorrang-Steuerschieber Flüssigkeit zu einem nächsten Steuerschieber weitergehen.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei einem hydraulischen
Steuerschieber der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung durch einen Parallelkanal
im Schiebergehäuse, der im Abstand von und quer zu der Längsbohrung zum Anschluß
an Parallelkanäle benachbarter Steuerschieber verläuft.
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Bei Steuerschieber gemäß der Erfindung schneiden nur acht Kammern
die Längsbohrung des Schiebergehäuses, und dennoch ist auch ein Parallelkanal vorgesehen,
der die Anordnung des Steuerschiebers an beliebiger Stelle innerhalb einer Gruppe
von Steuerschiebern als Parallel-, Vorrang- oder Serienventil ermöglicht.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen weiter erläutert.
In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Steuerschieber
in der Ausführung als ein doppeltwirkendes Parallelventil, wobei der Kolbenschieber
in seiner neutralen Stellung dargestellt ist, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie
II-II in F i g.1, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in F i g. 1, F i
g. 4 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Steuerschieber in der Ausführung
als ein doppeltwirkendes Vorrangventil, wobei der Kolbenschieber in der neutralen
Stellung dargestellt ist, F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in F i g. 4,
F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig.4, F i g. 7 einen senkrechten
Längsschnitt durch einen Steuerschieber in einer zweiten Ausführungsform eines doppeltwirkenden
Vorrangventils, wobei der Kolbenschieber in der neutralen Stellung dargestellt ist,
F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig.7, F i g. 9 einen Schnitt
nach der Linie IX-IX in Fig.7, F i g. 10 einen senkrechten Längsschnitt durch einen
Steuerschieber in der Ausführung als ein doppeltwirkendes Serienventil, wobei der
Kolbenschieber in der neutralen Stellung dargestellt ist, F i g. 11 einen Schnitt
nach der Linie XI-XI in F i g. 10, F i g. 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII
in F i g. 10, F i g. 13 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Steuerschieber
in einer zweiten Ausführungsform eines Serienventils, wobei der Kolbenschieber in
seiner neutralen Stellung dargestellt ist, F i g. 14 einen Schnitt nach der Linie
XIV-XIV in F i g. 13, F i g. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV in F i g. 13
und F i g. 16 einen senkrechten Schnitt durch eine Gruppe von Steuerschiebern gemäß
der Erfindung. Die F i g. 1 bis 3 zeigen einen Steuerschieber als Parallelventil
mit einem Schiebergehäuse 10, in dessen Längsbohrung 11 ein Kolbenschieber
12 verschieblich gelagert ist. Ein gegabelter Einlaßkanal 13,
der die
Längsbohrung 11 schneidende Einlaßkammern 14 und 15 aufweist, wird
von einer nicht dargestellten Flüssigkeitsquelle über einen Flüssigkeitseinlaß
200 (F i g. 16) mit Hochdruckflüssigkeit gespeist.
Eine Auslaßkammer
16 schneidet die Längsbohrung 11 zwischen den Einlaßkammern 14 und
15.
Eine Zweigkammer 17 schneidet die Längsbohrung 11 neben der Einlaßkammer
14 und steht über einen Kanal 18 mit einem Parallelkanal 19 in Verbindung,
der in einer Ebene liegt, die parallel zu und im Abstand unter der Ebene der Längsbohrung
11 und den Einlaßkammern 14, 15 und der Auslaßkammer 16 verläuft. Der Parallelkanal
19 wird von der Druckflüssigkeitsquelle mit Flüssigkeit gespeist. Arbeitsöffnungen
20 und 21 öffnen sich auf die Außenseite des Schiebergehäuses 10 und stehen mit
Arbeitskammern 22 und 23 in Verbindung, die die Längsbohrung 11 schneiden. Ableitungskammern
24 und 25 schneiden die Längsbohrung 11 auf den Außenseiten der Arbeitskammern
22 und 23.
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Bei dem in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Steuerschieber wird im
Betrieb durch den Flüssigkeitseinlaß 200 (F i g. 16) in den Einlaßkanal
13 und den Parallelkanal 19 Hochdruckflüssigkeit eingeführt. Wenn sich der
Kolbenschieber gemäß der Darstellung in der neutralen Stellung befindet, tritt die
Flüssigkeit durch die Einlaßkammern 14 und 15 und durch die Ausnehmungen 26 und
27 im Kolbenschieber beiderseits des mittleren Steges 28 durch die Längsbohrung
11
zur Auslaßkammer 16, während sie gleichzeitig durch den Parallelkanal 19
hindurchtritt. Die am Auslaß austretende und den Parallelkanal 19 durchströmende
Flüssigkeit gelangt zum nächsten Steuerschieber oder zum Auslaß 201 (F i g. 16),
je nachdem der Steuerschieber als Einzelventil oder in einer Gruppe von Steuerschiebern
angeordnet ist. Wenn der Kolbenschieber 12 in F i g. 1 nach rechts bewegt
wird, wird der Durchgang durch die Längsbohrung 11 von den Einlaßkammern
14 und 15 zurAuslaßkammer 16 vom Steg 28 und dem Kolbenschieberteil
29 blockiert. In dieser Stellung des Kolbenschiebers strömt die Flüssigkeit vom
Parallelkanal 19 durch den Kanal 18 zur Zweigkammer 17, durch die Öffnungen 31 im
Kolbenschieberteil 29 in die innere Bohrung 32 und von dort durch die Öffnungen
33 im Kolbenschieberteil 29 zur Arbeitskammer 22 und zur Arbeitsöffnung
20,
von wo sie auf eine Seite eines nicht dargestellten, doppelseitig beaufschlagten
Zylinders oder Motors gelangt. Gleichzeitig strömt Flüssigkeit von der anderen Seite
des Zylinders oder Motors zurück durch die Arbeitsöffnung 21, von dort zur Arbeitskammer
23, durch die Öffnungen 34 in die innere Bohrung 35 im Kolbenschieberteil 30 und
aus dieser heraus durch die Öffnungen 36 in die Ableitungskammer
25. Wenn der Kolbenschieber um den gleichen Betrag aus der neutralen Stellung
in entgegengesetzter Richtung verschoben wird, tritt die Hochdruckflüssigkeit aus
der Einlaßkammer 15 durch die Öffnung 34 in die innere Bohrung 35
und durch die Öffnungen 36 in die Arbeitskammer 23 und die Arbeitsöffnung 21 zum
Motor oder hydraulischen Zylinder. Gleichzeitig gelangt Flüssigkeit vom Parallelkanal
19 durch den Kanal 18 in die Einlaßkammer 14, wo sie den Eingang zum Kanal 34 ergänzt.
Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, daß die Flüssigkeit vorn Parallelkanal
19 in beiden Arbeitsstellungen zur Arbeitsöffnung geführt wird, so daß tatsächlich
eine Parallelfunktion erreicht wird. Die rückströmende Flüssigkeit tritt durch die
Arbeitsöffnung 20 in die Arbeitskammer 22 und durch die Öffnungen
31 in die innere Bohrung 32 sowie von dort durch die Öffnungen 33 in die Ableitungskammer
24. Die F i g. 4 bis 6 zeigen einen Vorrang-Steuerschieber mit einem Schiebergehäuse
40, in dessen Längsbohrung 41 ein Kolbenschieber 42 längsverschieblich gelagert
ist. Hochdruckflüssigkeit tritt in einen gegabelten Einlaßkanal 43 ein und wandert
zu den die Längsbohrung 41 schneidenden, im Abstand voneinander angeordneten Einlaßkammern
44 und 45. Die Flüssigkeit tritt um Ausnehmungen 46 und 47 beiderseits
eines Steges 48 auf dem Kolbenschieber 42 durch die Längsbohrung 41 hindurch. Eine
Auslaßkammer 49, die die Längsbohrung 41 zwischen den Einlaßkammern
44 und 45 schneidet, nimmt in der neutralen Stellung die Flüssigkeit auf. Ein Parallelkanal
50 liegt in einer Ebene, die parallel zu und unter der Ebene der Längsbohrung
41 und der Einlaß- und Auslaßkammer verläuft; der Parallelkanal steht über
einen Kanal 51 mit der Auslaßkammer 49 in Verbindung. Arbeitsöffnungen 52 und 53
öffnen sich zur Außenseite des Schiebergehäuses 40 und stehen mit Arbeitskammern
54 und 55 in Verbindung, die die Längsbohrung 41 beiderseits
der Einlaßkammern 44
und 45 schneiden. Ableitungsöffnungen 56 und 57 schneiden
die Längsbohrung beiderseits der Arbeitskammern 54 und 55. Wenn der
Kolbenschieber in F i g. 4 nach rechts bewegt wird, wird die Verbindung zwischen
den Einlaßkammern 44 und 45 und der Auslaßkammer 49 unterbrochen. Die Flüssigkeit
von der Einlaßkammer 44 gelangt durch die Öffnung 58 und die Bohrung 59 im einen
Ende des Kolbenschiebers sowie durch die Öffnungen 60 in die Arbeitskammer
54 und von dort durch die Arbeitsöffnung 52 zum (nicht dargestellten)
Arbeitszylinder oder Motor. Die vom Zylinder oder Motor zurückströmende Flüssigkeit
tritt durch die Arbeitsöffnung 53 ein und gelangt in die Arbeitskammer 55 und von
dort durch die öffnungen 61 im Kolbenschieber 42 in die innere Bohrung
62 sowie weiter durch die Öffnungen 63 in die Ableitungskammer 57. Wenn der
Kolbenschieber 42
aus der neutralen Stellung in entgegengesetzter Richtung
um den gleichen Betrag verschoben wird, gelangt die Hochdruckflüssigkeit von der
Einlaßkammer 45
durch die Öffnungen 61 in die innere Bohrung
62 und von dort durch die Öffnungen 63 zur Arbeitskammer 55 und weiter zur
Arbeitsöffnung 53, von wo sie zum Arbeitszylinder gelangt. Die zurückströmende Flüssigkeit
tritt durch die Arbeitsöffnung 52 in die Arbeitskammer 54 und durch die Öffnungen
58 in die Bohrung 59 sowie durch die Öffnungen 60 zur Ableitungskammer 56. Bei einem
derartigen Vorrangschieber wird in der Arbeitsstellung des Kolbenschiebers jegliche
Flüssigkeitsströmung durch den Steuerschieber vom Einlaß zum Auslaß verhindert und
die gesamte Flüssigkeitsströmung zu den Arbeitsöffnungen geleitet. In der neutralen
Stellung fließt die Flüssigkeit durch den Steuerschieber hindurch, um von der Auslaßkammer
49 an den nächsten Einlaß abgegeben zu werden, ebenso wie der Kanal 50 den
nächsten Parallelkanal speist.
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Der doppeltwirkende Vorrang-Steuerschieber gemäß den F i g. 7 bis
9 ist konstruktiv dem in den F i g. 4 bis 6 dargestellten Steuerschieber gleich;
die F i g. 7 bis 9 tragen daher gleiche Bezugszeichen wie die F i g. 4 bis 6, wobei
in den F i g. 7 bis 9 diesen Bezugszeichen der Buchstabe »a« beigestellt ist; die
F i g. 7 bis 9 unterscheiden sich von den F i g. 4 bis 6 durch den Parallelkanal
70, der durch das Schiebergehäuse hindurch verläuft und keine Verbindung mit der
Längsbohrung 41 a hat. Hier tritt die Hochdruckflüssigkeit
gleichzeitig
in den Einlaß 43 a und den Parallelkanal 70 ein. Die Flüssigkeit im Parallelkanal
70 gelangt unmittelbar durch das Schiebergehäuse 40 a zum nächstfolgenden Parallelkanal
im folgenden Steuerschieber.
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Die F i g. 10 bis 12 zeigen einen Steuerschieber als Serienventil
mit einem Schiebergehäuse 80, in dessen Längsbohrung 81 ein Kolbenschieber
82 verschieblich angeordnet ist. Eine Einlaßkammer 83 schneidet die Längsbohrung
81 im mittleren Bereich. Ein gegabelter Auslaß 84 ist mit Auslaßkamern 85
und 86 versehen, die die Längsbohrung 81 beiderseits der Einlaßkammern 83
schneiden. Arbeitskammern 87 und 88 schneiden die Längsbohrung
81 beiderseits der Auslaßkammern 85 und 86 und stehen mit Arbeitsöffnungen
89 und 90 in Verbindung. Ableitungskammern 91 und 92 sind neben den
Arbeitskammern 87 und 88 vorgesehen. Die Auslaßkammern 85 und 86 stehen über Kanäle
93 und 94 mit einem Parallelkanal 95 in Verbindung, der sich unterhalb
der Längsbohrung befindet. Der Parallelkanal 95 beginnt im Inneren, das heißt zwischen
den beiden Seitenflächen des Schiebergehäuses und steht über eine Öffnung 96 auf
der stromabwärts gelegenen Seite des Steuerschiebers mit dem Durchgangskanal des
nächsten Steuerschiebers (wenn ein solcher vorhanden ist) oder mit dem Auslaß
201 in Verbindung.
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Der Steuerschieber gemäß den F i g. 10 bis 12 arbeitet folgendermaßen:
Wenn sich der Kolbenschieber 82 in seiner neutralen Stellung befindet, so strömt
die durch die Einlaßkammer 83 eintretende Flüssigkeit durch die Längsbohrung
81 und die Ausnehmungen 97 und 98 beiderseits des Steges 99 auf dem Kolbenschieber
82 in die Auslaßkammern 85 und 86. Wenn der Kolbenschieber 82 in F i g. 10 nach
links in eine Arbeitsstellung verschoben wird, wird die durch die Einlaßkammer 83
eintretende Flüssigkeit vom Steg 99 und dem Kolbenschieber daran gehindert, durch
die Längsbohrung 81 zu den Auslaßkammern zu strömen; sie tritt durch die
Öffnungen 100
in die innere Bohrung 101 im Kolbenschieber 82 und aus den Öffnungen
102 dieses Kolbenschiebers heraus. Die durch die Öffnungen 102 aus dem Kolbenschieber
austretende Flüssigkeit gelangt in die Arbeitskammer 88 und durch die Arbeitsöffnung
90 auf eine Seite eines (nicht dargestellten) Arbeitszylinders. Die von der
anderen Seite des Arbeitszylinders zurückströmende Flüssigkeit tritt durch die Arbeitsöffnung
89 in die Arbeitskammer 87 und gelangt durch die Längsbohrung 81 und die Ausnehmung
97 in die Aus- ; laßkammer 85, wo sie sich zwischen dem Auslaß 84 und dem Parallelkanal
96 teilt. Wenn der Kolbenschieber in entgegengesetzte Richtung in die andere
Arbeitsstellung verschoben wird, tritt Hochdruckflüssigkeit in die Einlaßkammer
83 und durch die öff- ; nungen 103 in die innere Bohrung 104 sowie durch die Öffnungen
105 in die Arbeitskammer 87 und aus der Arbeitsöffnung 89 auf eine Seite des Arbeitszylinders.
Die von der anderen Seite des Arbeitszylinders zurückströmende Flüssigkeit tritt
durch die Arbeitsöffnung 90 in die Arbeitskammer 88 und gelangt durch die Längsbohrung
81 und die Ausnehmung 98
in die Auslaßkammer 86, wo sie in den Auslaß
84 und den Parallelkanal 96 verteilt wird.
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Eine andere Ausführungsform eines Serien-Steuer- t Schiebers gemäß
der Erfindung ist in den F i g.13 bis 15 dargestellt. Hier ist das Schiebergehäuse
110 mit einer Längsbohrung 111 versehen, in der ein Kolben-Schieber 112 längsverschieblich
gelagert ist. Die Bauweise ist der in den F i g. 10 bis 12 dargestellten Bauweise
gleich, mit der Ausnahme, daß der Parallelkanal 113 ganz durch das Schiebergehäuse
hindurch verläuft und nicht mit den Auslaßkammern in Verbindung steht. Konstruktiv
und funktionell sind diese Steuerschieber gleich, und die Bezugszeichen in den F
i g. 13 bis 15 sind daher unter Hinzufügung des Buchstabens »a« mit den Bezugszeichen
in den F i g. 10 bis 12 gleich.
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Die Steuerschieber werden vorzugsweise gemäß der Darstellung in F
i g. 16 zusammengestellt, wobei sich ein Einlaßabschnitt mit einem Flüssigkeitseinlaß
200
an einem Ende und ein Auslaßabschnitt mit einem Flüssigkeitsauslaß
201 am gegenüberliegenden Ende der Gruppe befindet. Aus F i g. 16 ist zu
erkennen, daß die verschiedenen Steuerschieberarten gemäß der Erfindung in irgendeiner
Reihenfolge gruppiert werden können, ohne daß dadurch die charakteristische Arbeitsweise
eines der Steuerschieber beeinträchtigt wird. In F i g. 16 sind ein Vorrang-Steuerschieber
202, wie etwa der Steuerschieber gemäß F i g. 4, ein Serien-Steuerschieber
203 gemäß F i g. 13, ein Parallel-Steuerschieber 204 gemäß F i g. 1, ein
Serien-Steuerschieber 205 gemäß F i g. 9 und schließlich ein Vorrang-Steuerschieber
206 gemäß F i g. 7 zusammengestellt.