DE2517327A1

DE2517327A1 - Handbetaetigtes vorsteuerventil fuer eine hydraulische steuereinrichtung

Info

Publication number: DE2517327A1
Application number: DE19752517327
Authority: DE
Inventors: Gunter Eckelt; Wolfgang Kaltenthaler
Original assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Current assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1975-04-18
Publication date: 1976-10-28
Also published as: GB1524641A; FR2308000A1; FR2308000B1; IT1070487B

Description

Hsr.nover, den 14.4.1975 UP P//5- 2517327

UABCO U)ESTINGHOUSE GfIBH, Hannover

Handbetätigtes Vorsteuerventil für eine hydraulische Steuereinrichtung

Die Erfindung betrifft ein handbetätigtes Vorsteuerventil für eine hydraulische Steuereinrichtung, deren dem Vorsteuerventil über Blenden mit konstanter Verengung nachgeschaltetes Hauptsteuerventil einen Schieber und je eine stirnseitig eingebrachte Vorsteuerkammer aufweist, mit jeweils einer Vorsteuerkammer des Hauptsteusrventils zugeordneten Druckaufbau- oder Druckabsenkungs-Ventilen, über die in Abhängigkeit von der Betätigungskraft des Vorsteuerventils die den Stellweg des Schiebers des Hauptsteuerventils bestimmende Höhe der Druckdifferenz zwischen den Drücken in den beiden Vorsteuerkammern des Hauptsteuerventils vorgebbar ist.

Handbetätigte Vorsteuerventile obiger Gattung haben den Zweck, den Schieber eines hydraulischen Hauptsteuerventils in Abhängigkeit von der über den Handhebel vorgegebenen Betätigungskraft entweder durch Absenkung oder aber durch Erhöhung des Druckes in der einen der beiden Vorsteuerkammern des Hauptsteuerventils bei gleichzeitig in der anderen Vorsteuerkammer entweder konstantem oder aber gegensinnig erhöhbarem bzw. absenkbarem Druck kontinuierlich umzusteuern.

Es ist ein handbetätigtes Vorsteuerventil bekannt, das zwei federbelastete Druckabsenkungsventile aufweist, von denen je eines je

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einer Vorsteuerkammer des Hauptsteuerventils zuordenbar ist und deren Federvorspannung in Abhängigkeit von der Betätigungskraft über je einen über einen Betätigungsflansch mit dem Handhebel in liiirkverbindung stehenden Ventilstößel veränderbar ist. Dabei ist nachteilig, daß ein derartiges handbetätigtss Vorsteuerventil zwar ein kontinuierliches Umsteuern dss Schiebers des Hauptsteuerventils ermöglicht, daß aber eine worbastimmte Steuerposition des Schiebers nur so lange stabilisierbar ist, wie eine entsprechende Betätigungskraft am Handbhebel des Vorsteuerventils wirksam ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, weitgehend im Rahmen einer wirtschaftlichen Serienfertigung herstellbares, kompaktes, handbetätigtes Vorsteuerventil für eine hydraulische Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, das im Schwenkbereich des Handhebels rastbar und dessen Rastposition druckabhängig lösbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgamäß dadurch gelöst, daß mindestens einer der beiden mit dem Handhebel über den Betätigungsflansch in Uirkverbindung angeordneten Ventilstößel eine oder mehrere in Abhängigkeit von der Betätigungsposition des Handhebels einen oder mehrere im Gehäuse des Vorsteuerventils federbelastet angeordnete Rastkörper aufnehmende und über je eine im Gehäuse des Vorsteuerventils angeordnete Zulaufbohrung in der Rastpositian mit einem definierten Druck beaufschlagbare Ringnut/en aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes

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nach dsm Hauptanspruch sind in den Patentansprüchen 2-7 angegeben.

Die mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten handbetätigten Vorsteuerventil erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sowohl einerseits eine oder mehrere Rastpositionen im Schwenkbereich des Handhebels als auch andererseits eine oder mehrere in der vorbestimmbaren Rastposition bestimmte Rastkörper aufnehmende und von je einem die Rastung bei vorbestimmtem Maximalwert lösenden Steuerdruck oder aber auch Druckimpuls beaufschlagbare Ringnuten an einem oder beiden Ventilstößeln anordenbar sind, wodurch das Vorsteuerventil in seine Anwendungsmöglichkeiten erweiternder Uieise Umsteusr- und Schaltaufgaben für den Schieber des Hauptsteuerventils sowie Sicherheits- bzw. Überlastungsschutz-Aufgaben für die Verbraucher erfüllen kann.

Die als eine zweckmäßige Ausgestaltung vorgeschlagene paarweise und diametral entgegengesetzte Anordnung der federbelasteten Rastkörper erweist sich insbesondere bei der hydraulischen Entrastung als vorteilhaft, da die Kraftresultante aus den in Ventilstößelrichtung wirkenden Federkräften "0" und somit ein hydraulisches Verklemmen der Ventilstößel vermeidbar ist.

Die ferner als eine zweckmäßige Ausgestaltung vorgeschlagene kugelförmige Gestaltung der Rastkörper ist insofern vorteilhaft, als dadurch aufwendiges Dichtungsmaterial entbehrlich und als die günstige Rollreibung bei einer Anordnung von relativ kleinen

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Rastkörpern derart geringe Rastkräfte erfordert, daß ein gefühlvolles, manuelles Überspielen der Rastpositionen ermoglicKbaf ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Fig. zeigt einen axialen Längsschnitt durch das erfindungsgemäß ausgestaltete, handbetätigte Vorsteuerventil für eine hydraulische Steuereinrichtung.

Das in der Fig. dargestellte, handbetätigte Vorsteuerventil 1 weist ein Gehäuse 2 mit zwei achsparallel angeordneten, abgestuften Bohrungen 3 und 4 auf.

In dem Teil kleineren Durchmessers der abgestuften Bohrungen 3 und ist je ein Ventilstößel 5 bzw. 6 gleitend und abgedichtet sowie gehäuseextern betätigbar eingebracht.

Die Ventilstößel 5 und 6 weisen gehäuseextern Verlängerungen, die mit einem auf einem stirnseitig im Gehäuse 2 eingebrachten Kugelkopfstift 7 schwenkbar aufgesetzten Betätigungsflansch 8 mit Handhebel 9 formschlüssig verbunden sind, und an der entgegengesetzten Seite in den Teil größeren Durchmessers der abgestuften Bohrungen 3 bzw. 4 überstehende, hülsenförmige Verlängerungen 10 und 11 mit gegenüber dem Durchmesser der Ventilstößel 5 und 6 geringfügig reduziertem Außendurchmesser auf.

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Die abgestuften Bohrungen 3 und 4 bilden in dem Teil größeren Durchmessers je eine Rücklaufkammer 12 bzu/. 13, welche stirnseitig einerseits durch die Ventilstößel 5 und 6 und andererseits durch je ein axial durchbohrtes, abgedichtet eingebrachtes Endteil 14 bzu. 15 begrenzt sind.

Die axial durchbohrten Endstücke 14 und 15 weisen gehäuseextern Abgänge 16 und 17 zur Verbindung mit den Vorsteuerkammern eines nur symbolisch dargestellten Hauptsteuerventils 18 und auf der gegenüberliegenden Stirnseite je ein Sitzventil 19 bzu. 20 und je eine hülsenförmige Verlängerung 21 bzu. 22, in welche in Höhe der Ventilsitze 19 und 20 radiale Durchgänge 23 und 24 und von diesen Durchgängen 23 und 24 zu den Rücklaufkammern 12 und 13 außenseitig durchgehende Ablaufkanäle 25 und 26 eingebracht sind, sowie im Plittelbereich je eine Ringnut 27 bzu. 28 auf.

Die Ringnuten 27 und 28 bilden mit den Wandungen der abgestuften Bohrungen 3 und 4 Ringkammern, welche einerseits untereinander durch eine Gehäusebohrung 29 und über eine weitere Gehäusebohrung 30 mit einer nicht dargestellten Förderleitung sowie andererseits über je eine Blende 31 bzu. 32 mit konstanter Verengung mit den Abgängen 16 und 17 verbunden sind.

In den hülsenförmigen Verlängerungen 21 und 22 der Endteile 14 und 15 sind mit den Ventilsitzen 19 und 20 zusammenwirkende Ventilkörper 33 und 34 gleitend und durch Ventilfedern 35 und 36, welche

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sich stirnflächenseitig innerhalb der hülsenförmigen Verlängerungen 10 und 11 gegen die Ventilstößel 5 und 6 abstützen, belastet angeordnet.

Auf die hülsenförmigen Verlängerungen 10 und 11 der Ventilstößel 5 und 6 sind Faderteller 37 und 38 gleitend und durch Rückstellfedern 39 und 40, welche sich gegen die hülsenförmigen Verlängerungen 21 und 22 der Endteile 14 und 15 abstützen, belastet aufgebracht.

Die Rücklaufkammern 12 und 13 sind durch eins Gehäusebohrung 41 untereinander und über eine u/eitere Gehäusebohrung 42 mit einem nicht dargestellten Rücklauf verbunden.

Der Ventilstößel 6 weist eine Ringnut 43 auf, welche mit der Wandung der abgestuften Bohrung 4 eine Ringkammer 44 bildet.

Oberhalb der Ringkammer 43 sind gshäuseseitig von der abgestuften Bohrung 4 höhengleich und radial abgehend einerseits diametral entgegengesetzt und über Bohrungen 47 bzw. 48 mit dem Rücklauf verbunden Gehäusebohrungen 47 und 48, in welche federbelastete Rastkörper 49 bzw. 50 gleitend eingebracht sind, und andererseits eine Zulaufbohrung 51 angeordnet.

Die Wirkungsweise des in der Fig. dargestellten handbetätigten Vorsteuerventils für eine hydraulische Steuereinrichtung ist wie folgt:

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Die Fig. zeigt das handbetätigte Vorsteuerventil 1 in seiner Neutralstellung. Die Ventilstößel 5 und 6 sind vornehmlich durch die Wirkung der Rückstellfedern 39 und 40 über die an den jeweils von den abgestuften Bohrungen 3 und 4 sowie von den Ventilstößel^ 5 und 6 mit ihren geringfügig abgestuften, hülsenförmigen Verlängerungen 10 und 11 gebildeten Ringschultern anliegenden Federteller 37 und 38 in ihrer Ausgangsposition gehalten. Die Ventilkörper 33 und 34 sind durch die Wirkung der gleichmäßig vorgespannten Ventilfedern 35 und 36 in Schließrichtung beaufschlagt, wodurch in den beiden über die Blenden 31 bzw. 32 mit konstanter Verengung und die Gehäusebohrungen 29 und 30 mit der Förderleitung verbundenen Vorsteuerkammern des Hauptsteuerventils 18 Druckgleichheit gegeben ist und der Steuerschieber des Hauptsteuerventils 18 seine Mittellage einnimmt. Die federbelasteten Rastkörper 49 und 50 liegen in Rastbereitschaft oberhalb dar Ringnut 43 am Ventilstößel 6 an und die Zulaufbohrung ist durch den Ventilstößel 6 gesperrt.

Bei Betätigung des Handhebels 9 in Pfeilrichtung A bewegt sich einerseits der Ventilstößel 5 unter Mitnahme des Federtellers 37 und steigender Spannung der Rückstellfeder 39 und der Ventilfeder abwärts und andererseits der Ventilstößel 6 unter bleibender Anlage des Federtellers 38 an der von der abgestuften Bohrung 4 gebildeten Ringschulter und abnehmender Spannung der Ventilfeder 36 aufwärts, wodurch die Ventilkörper 33 und 34 je nach dem zurückgelegten Betätigungsweg des Handhebels 9 unterschiedlich in Schließrichtung beaufschlagt sind, was zu einer entsprechenden Druckabsenkung in der mit dem Abgang 17 verbundenen Vorsteuerkammer des Hauptsteuerventils 18 und zu einer zwar theoretisch möglichen Druckerhöhung,

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praktisch aber wagen das begrenzten Förderdruckes zu einer Druckerhaltung in der mit dem Abgang f6 verbundenen Vorsteuerkammer des Hauptsteuerventils 18 und damit zu einer entsprechenden Umsteuerung des Steuerschiebers des Hauptsteuerventils 18 führt. Sobald die Ringnut 43 des sich aufwärts bewegenden Ventilstößels mit den Gehäusebohrungen 47 und 48 und der Zulaufbohrung 51 fluchtet, rasten die federbelasteten Rastkörper 49 und 50 in die Ringnut 43 ein und die Ringkammer 44 ist über die in der Rastposition freie Zulaufbohrung 51 von einem derartigen Druck beaufschlagbar, der bei Erreichen eines von der Federkraft dar Rastkörper 49 und 50 vorbestimmten Maximalwertes die Rastung unabhängig von einer am Handhebel 9 wirkenden Betätigungskraft aufhebt.

Bei kugelförmiger Ausgestaltung der Rastkörper 49 und 50 ist aufgrund der günstigen Rollreibung und dadurch auch Rastkraftanforderung die Verwendung von relativ kleinen, gleitend aber unabdichtbar in die Gehäusebohrungen 47 und 48 einbringbaren Rastkörpern möglich, u/obei gewisse, jedoch vernachlässigbar kleine Leckverluste über die Bohrungen 45 bzw. 46 in den Rücklauf ableitbar und wodurch manuell überspielbare Rastpositionen wirtschaftlich anordenbar sind.

Das unbetätigte und entrastete, in der Fig. dargestellte handbetätigte Vorsteuerventil 1 wird vornehmlich durch die Wirkung der Rückstellfeder 39 in seine Neutralstellung zurückgebracht.

Bei Betätigung des Handhebels 9 in Pfeilrichtung B ist im dargestellten Beispiel keine Rastposition vorgesehen, doch ist eine

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solche Rastposition auf Wunsch erfindungsgemäß dadurch möglich, daß die Ringnut 43 oberhalb oder aber zum Zwecke je einer Rastposition bei links- und rechtsseitiger voller oder teilweiser Hebelbetätigung (Pfeilrichtung A und B) je eine Ringnut 43 oberhalb und unterhalb der Rastkörper 49 und 50 angeordnet ist.

Denkbar im Sinne der Erfindung ist auch die Anbringung von federbelasteten Rastkörpern 49 und 50 mit zugehöriger Zulaufbohrung 51 in beschriebener Anordnung jeweils unter- und oberhalb einer Ringnut 43 zum Zwecke je einer Rastposition bei voller oder teilueiser links- oder rechtsseitiger Hebelbetätigung mit druckabhängiger Entrastung bei vorbestimmtem einheitlichen oder differenzierten Entrastdruck,

Schließlich ist es in weiteren Ausgestaltungen der Erfindung möglich, auch am Ventilstößel 5 eine oder an den V/entilstößeln 5 und 6 je eine Rasteinrichtung jeweils bestehend aus einer Ringnut 43, den über die Bohrungen 45 und 46 mit dem Rücklauf verbundenen Gehäusebohrungen 47 und 48 mit den federbelasteten Rastkörpern 49 und 50 und der dazugehörigen Zulaufbohrung 51 oder mehrere solcher Rasteinrichtungen im Sinne der in den beiden Absätzen zuvor beschriebenen Kombination anzuordnen, um dadurch eine oder mehrere Rastpositionen bei voller oder / und teilweiser links- oder / und rechtsseitiger Hebelbetätigung mit druckabhängiger Entrastung bei vorbestimmtem und bei mehreren Rastpositionen einheitlichen oder differenzierten Entrastdruck zu erhalten.

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Claims

Patent- bziu. Schutzansprücha

j 1 J Handbetätigtes Vorsteuerventil für eine hydraulische Steuereinrichtung, deren dem Vorsteuerventil über Blenden mit konstanter Verengung nachgeschaltetes Hauptsteuerventil einen Schieber und je eine stirnseitig eingebrachte Vorsteuerkammer aufweist, mit jeweils einer Vorsteuerkammer des Hauptsteuerventils zugeordneten Druckaufbau- oder Druckabsenkungs-Ventilen, über die in Abhängigkeit von der Betätigungskraft des Vorsteuerventils die den Stellueg des Schiebers des Hauptsteuerventils bestimmende Höhe der Druckdifferenz zwischen den Drücken in den beiden Vorsteuerkammern des Hauptsteuerventils vorgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden mit dem Handhebel (9) über den Betätigungsflansch (8) in Uiirkverbindung angeordneten Ventilstößel (5 oder/und 6) eine oder mehrere in Abhängigkeit von der Betätigungsposition des Handhebels (9) einen oder mehrere im Gehäuse (2) des Vorsteuerventils (1) federbelastet angeordnete Rastkörper (49 oder/und 50) aufnehmende und über je eine im Gehäuse (2) des Vorsteuerventils angeordnete Zulaufbohrung (51) in der Rastposition mit einem definierten Druck beaufschlagbare Ringnut/en (43) aufweist.
2. Handbetätigtes Vorsteuerventil für eine hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Ventilstößel (5 bzui. 6) eine in der Neutralstellung des Handhebels (9) unter- oder oberhalb der Rastkörper (49 oder/

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und 50) angeordnete Ringnut (43) im Sinne einer Rastposition bei voller oder teilueiser einseitiger Hebelbetätigung aufweist.
3. Handbetätigtes Vorsteueruentil für einB hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Ventilstößel (5 bzu. 6) je eine in der Neutralstellung des Handhebels (9) unter- und oberhalb der Rastkörper (49 oder/und 50) angeordnete Ringnut (43) im Sinne je einer mahlweisen Rastposition bei voller oder teilujexser links- oder rechtsseitiger Hebelbetätigung aufweist.
4. Handbetätigtes Vorsteuerventil für eine hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventilstößel (5 und 6) mindestens je eine in der Neutralstellung des Handhebels (9) ober- oder/und unterhalb der Rastkörper

(49 oder/und 50) angeordnete Ringnut (43) im Sinne mindestens je einer wahlueisen, differenziert druckabhängig lösbaren Rastposition bei voller oder teilueiser links- oder rechtsseitiger Hebelbetätigung aufweisen.
5. Handbetätigtes Vorsteuerventil für eine hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ventilstößel (5 oder/und 6) mindestens eine Ringnut(43)rnit in der Neutralstellung des Handhebels 9 jeweils ober- und unterhalb angeordneten Rastkörpern.(49 oder/und 50)

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und einer Zulaufbohrung(51)im Sinne mindestens je einer luahlujeisen, differenziert druckabhängig lösbaren Rastposition bei voller oder teilueiser links- oder rechtsseitiger Hebelbetätigung aufweist.
6. Handbetätigtes l/orsteueruentil für eine hydraulische Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Raetkörper (49 und 50) paarweise und diametral entgegengesetzt bei vorbestimmten) Betätigungsweg des Handhebels

(9) in die Ringnut/en (43) des/der Ventilstöflel(s) (5 oder/und 6) einrastend angeordnet sind.
7. Handbetätigtes l/orsteuerventil für eine hydraulische Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkörper (49 oder/und 50) kugelförmig sind.

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