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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Ventil und
insbesondere auf ein Ventil, welches allmählich ein Drucksignal übermittelt.
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Hintergrund
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Hydraulische
Schaltungen werden oft verwendet, um den Betrieb der hydraulischen
Betätigungsvorrichtungen
von Arbeitsmaschinen zu steuern. Diese hydraulischen Schaltungen
weisen typischerweise Ventile auf, die strömungsmittelmäßig zwischen
einer Pumpe und den Betätigungsvorrichtungen
angeschlossen sind, um eine Flussrate und Flussrichtung von unter
Druck gesetztem Strömungsmittel
zu und von den Kammern der Betätigungsvorrichtung
zu steuern. In manchen Fällen
können
mehrere Betätigungsvorrichtungen
mit einer gemeinsamen Pumpe verbunden sein, was unerwünschte Druckfluktuationen
in den Hydraulikschaltungen während
des Betriebs der Betätigungsvorrichtungen
verursacht. Insbesondere kann der Druck eines Strömungsmittels,
welches zu einer Betätigungsvorrichtung
geliefert wird, in nicht wünschenswerter
Weise ansprechend auf den Betrieb einer anderen Betätigungsvorrichtung
fluktuieren, die strömungsmittelmäßig mit
dergleichen Pumpe verbunden ist. Diese Druckfluktuationen können inkonsistente
und/oder unerwartete Betätigungsvorrichtungsbewegungen
verursachen. Zusätzlich
können
die Druckfluktuationen stark genug sein und/oder oft genug auftreten,
um eine Fehlfunktion oder ein vorzeitiges Versagen der Hydraulikschaltungskomponenten zu
verursachen.
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Ein
Verfahren zur Verringerung dieser Druckfluktuationen in dem zu einer
hydraulischen Betätigungsvorrichtung
gelieferten Strömungsmittel
wird beschrieben im US-Patent 5 878 647 ("dem '647-Patent"), welches an Wilke
u. A. am 9. März
1999 ausgegeben wurde. Das '647-Patent
beschreibt eine Hydraulikschaltung mit zwei Paaren von Elektromagnetventilen,
mit einer Pumpe mit variabler Verdrängung, mit einem Reservoirtank
und einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung.
Ein Paar der Elektromagnetventile weist ein Kopfenden-Versorgungsventil
und ein Kopfenden-Rückleitungsventil
auf, und verbindet ein Kopfende der hydraulischen Betätigungsvorrichtung
entweder mit der Pumpe mit variabler Verdrängung oder mit dem Reservoirtank.
Das andere Paar der Elektromagnetventile weist ein Stangenenden-Versorgungsventil
und ein Stangenenden-Rückleitungsventil
auf, und verbindet ein Stangenende der hydraulischen Betätigungsvorrichtung
entweder mit der Pumpe mit variabler Verdrängung oder mit dem Reservoirtank.
Jedes dieser vier Elektromagnetventile ist mit einem anderen Druck
kompensierenden Rückschlagventil
assoziiert. Jedes Druck kompensierende Rückschlagventil ist zwischen
dem jeweiligen Elektromagnetventil und der Betätigungsvorrichtung angeschlossen,
um einen Druck des Strömungsmittels
zwischen den assoziierten Ventil und der Betätigungsvorrichtung zu steuern.
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Obwohl
die Vielzahl von Druck kompensierenden Ventilen der hydraulischen
Schaltung, die in dem '647-Patent
beschrieben werden, die Druckfluktuationen in der hydraulischen
Schaltung reduzieren kann, können
diese die Kosten und die Komplexität der hydraulischen Schaltung
steigern. Zusätzlich können die
Druck kompensierenden Ventile des '647-Patentes nicht die Drücke in der
hydraulischen Schaltung präzise
genug für
eine optimale Leistung der assoziierten Betätigungsvorrichtung steuern.
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Zusätzlich können hydraulisch
betätigte Druck
kompensierende Ventile unerwünschte
Druckfluktuationen in der Hydraulikschaltung verursachen, wenn sie
durch ziemlich niedrige Drucksignale vorgespannt sind. Solche Drucksignal
können
signifikant niedrige Druckimpulse an das Druck kompensierende Ventile übermitteln,
die eine schnelle Bewegung des Druck kompensierenden Ventilelements
verursachen könnten.
Diese schnelle Bewegung kann eine Druckwelle durch die hydraulische
Schaltung zur Folge haben, und, wenn sie zur Betätigungsvorrichtung übermittelt
wird, kann dies einen nicht wünschenswerten
und/oder sprunghaften Betrieb der Betätigungsvorrichtung verursachen.
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Das
offenbarte Ventil ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben
dargelegten Probleme zu überwinden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Ventil für ein Hydrauliksystem
gerichtet, welches eine Quelle für
unter Druck gesetztes Strömungsmittel
aufweist, eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung
und ein proportionales Druckkompensationsventil das Ventil weist
eine Bohrung in Strömungsmittelverbindung
mit der Quelle und mit der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung
auf. Das Ventil weist auch ein Ventilelement auf, welches in der
Bohrung angeordnet ist und bewegbar ist zwischen einer Flussblockierungsposition
und einer Flussdurchlassposition, um selektiv die Quelle mit der
Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung
zu verbinden. Das Ventil weist auch einen Ventilsignaldurchlassweg
auf, der in dem Ventilelement angeordnet ist und konfiguriert ist,
um in Strömungsmittelverbindung
mit einem unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu sein, welches
einen Signaldruck aufweist, der den Druck anzeigt, der zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung
geliefert wird. Das Ventil weist weiter erste und zweite Zumessöffnungen
auf, die in dem Ventilelement in Strömungsmittelverbindung mit dem
Ventilsignaldurchlassweg und der Bohrung angeordnet sind. Der Ventilsignaldurchlassweg ist
konfiguriert, um den Signaldruck mit den ersten und zweiten Zumessöffnungen
zu verbinden. Die Bewegung des Ventilelements von der Flussblockierungsposition
in die Flussdurchlassposition verbindet strömungsmittelmäßig die
erste Zumessöffnung
mit einem Systemsignaldurchlassweg vor der zweiten Zumessöffnung und
verbindet strömungsmittelmäßig sowohl
die erste als auch die zweite Zumessöffnung mit dem Systemsignaldurchlassweg,
wenn das Ventilelement in der Flussdurchlassposition ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren
zum Betrieb eines Ventils gerichtet. Das Verfahren weist auf, ein Strömungsmittel
unter Druck zu setzen, das unter Druck gesetzte Strömungsmittel
zum Ventil zu leiten, und ein Ventilelement zwischen einer Flussblockierungsposition
und einer Flussdurchlassposition zu bewegen, um selektiv unter Druck
gesetztes Strömungsmittel
zu einer Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung
zu übermitteln.
Das Verfahren weist auch auf, unter Druck gesetztes Strömungsmittel
mit einem Signaldruck; der den Druck anzeigt, der zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung
geliefert wird, durch einen Ventilsignaldurchlassweg zu leiten, der
in dem Ventilelement angeordnet ist. Das Verfahren weist weiter
auf, unter Druck gesetztes Strömungsmittel
durch eine erste Zumessöffnung,
die in dem Ventilelement angeordnet ist, mit einem Systemsignaldurchlassweg
zu verbinden, wenn das Ventilelement sich von einer Flussblockierungsposition zu
einer Flussdurchlassposition bewegt, bevor unter Druck gesetztes
Strömungsmittel
durch eine zweite Zumessöffnung,
die in dem Ventilelement angeordnet ist, mit dem Systemsignaldurchlassweg
verbunden wird, wenn das Ventilelement sich von der Flussblockierungsposition
zur Flussdurchlassposition bewegt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung einer beispielhaften offenbarten Hydraulikschaltung;
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2 ist
eine diagrammartige Querschnittsansicht eines beispielhaften offenbarten
Ventils für das
Hydrauliksystem der 1 in einer Flussblockierungsposition;
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3 ist
eine diagrammartige Querschnittsansicht eines beispielhaften offenbarten
Ventils für das
Hydrauliksystem der 1 in einer Übergangsposition; und
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4 ist
eine diagrammartige Querschnittsansicht eines beispielhaften offenbarten
Ventils für das
Hydrauliksystem der 1 in einer Flussdurchlassposition.
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Detaillierte
Beschreibung
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1 veranschaulicht
einen Hydraulikzylinder 16, der mit verschiedenen Arbeitsmaschinenkomponenten
verbunden sein kann, wie beispielsweise mit (nicht gezeigten) Verbindungen
bzw. Gelenken, mit (nicht gezeigten) Arbeitswerkzeugen und/oder
(nicht gezeigten) Rahmen. Das Hydrauliksystem 22 kann verschiedene
Komponenten aufweisen, die zusammenarbeiten, um den Hydraulikzylinder 16 zu
betätigen.
Das Hydrauliksystem 22 kann eine Quelle 24 für unter
Druck gesetztes Strömungsmittel
aufweisen, ein Kopfenden-Versorgungsventil 26, ein Kopfenden-Ablaufventil 28,
ein Stangenenden-Versorgungsventil 30, ein Stangenenden-Ablaufventil 32,
ein Kopfenden-Druckentlastungsventil 38, ein Kopfenden-Nachfüllventil 40,
ein Stangenenden-Druckentlastungsventil 42, ein Stangenenden-Nachfüllventil 44,
ein Shuttle- bzw. Wechselventil 74, einen Tank 34 und
ein proportionales Druckkompensationsventil 36. Es wird
in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 22 zusätzliche und/oder
andere Komponenten aufweisen kann, wie beispielsweise einen Drucksensor,
einen Temperatursensor, einen Positionssensor, eine Steuervorrichtung,
einen Akkumulator und andere Komponenten, die in der Technik bekannt
sind.
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Der
Hydraulikzylinder 16 kann ein Rohr 46 und eine
Kolbenanordnung 48 aufweisen, die in dem Rohr 46 angeordnet
ist. Das Rohr 46 oder die Kolbenanordnung 48 können schwenkbar
mit einer (nicht gezeigten) ersten Maschinenkomponente verbunden
sein, während
das andere Teil, d.h. das Rohr 46 oder die Kolbenanordnung 48,
schwenkbar mit einer zweiten (nicht gezeigten) Maschinenkomponente verbunden
sein kann. Der Hydraulikzylinder 16 kann eine erste Kammer 50 und
eine zweite Kammer 52 aufweisen, die von der Kolbenanordnung 48 getrennt sind.
Die ersten und zweiten Kammern 50, 52 können selektiv
mit einem Strömungsmittel
beliefert werden, welches durch die Quelle 24 unter Druck
gesetzt wird und sie können
strömungsmittelmäßig mit
dem Tank 34 verbunden werden, um zu bewirken, dass die
Kolbenanordnung 48 sich innerhalb des Rohrs 46 verschiebt,
wodurch die effektive Länge
des Hydraulikzylinders 16 verändert wird. Das Aus fahren und
das Zurückziehen
des Hydraulikzylinders 16 kann dahingehend wirken, dass
es dabei hilft, eine oder beide Maschinenkomponenten zu bewegen,
die mit dem Hydraulikzylinder 16 verbunden sind.
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Die
Kolbenanordnung 48 kann einem Kolben 54 aufweisen,
der axial mit dem Rohr 46 ausgerichtet ist und darin angeordnet
ist, und eine Kolbenstange 56, die mit einer der ersten
und zweiten Maschinenkomponenten zu verbinden ist. Der Kolben 54 kann eine
erste hydraulische Oberfläche 58 und
eine zweite hydraulische Oberfläche 59 entgegengesetzt
zur ersten hydraulischen Oberfläche 58 aufweisen.
Eine Unausgeglichenheit der Kraft, die durch den Strömungsmitteldruck
auf den ersten und zweiten hydraulischen Oberflächen 58, 59 verursacht
wird, kann eine Bewegung der Kolbenanordnung 48 innerhalb
des Rohrs 46 zur Folge haben. Beispielsweise kann eine
Kraft auf der ersten hydraulischen Oberfläche 58, die größer als
eine Kraft auf der zweiten hydraulischen Oberfläche 59 ist, bewirken,
dass die Kolbenanordnung 48 sich verschiebt, um die effektive
Länge des
Hydraulikzylinders 16 zu vergrößern. Wenn eine Kraft auf der
zweiten hydraulischen Oberfläche 59 größer als
eine Kraft auf der ersten hydraulischen Oberfläche 58 ist, wird sich
in ähnlicher
Weise die Kolbenanordnung 48 in dem Rohr 46 zurückziehen,
um die effektive Länge
des Hydraulikzylinders 16 zu verringern. Ein (nicht gezeigtes)
Dichtungsglied, wie beispielsweise ein O-Ring, kann mit dem Kolben 54 verbunden
sein, um einen Strömungsmittelfluss
zwischen einer Innenwand des Rohrs 46 und einer äußeren zylindrischen
Oberfläche
des Kolbens 54 einzuschränken.
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Die
Quelle 24 kann konfiguriert sein, um einen Fluss von unter
Druck gesetztem Strömungsmittel
zu erzeugen, und kann eine Pumpe aufweisen, wie beispielsweise eine
Pumpe mit variabler Verdrängung,
eine Pumpe mit fester Verdrängung
oder irgendeine andere Quelle für
unter Druck gesetztes Strömungsmittel,
die in der Technik bekannt ist. Die Quelle 24 kann antriebsmäßig mit
einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle einer Arbeitsmaschine verbunden
sein, beispielsweise durch eine (nicht gezeigte) Gegenwelle, durch
einen (nicht gezeigten) Riemen, durch eine (nicht gezeigte) elektrische Schaltung oder
in irgendeiner anderen geeigneten Weise. Die Quelle 24 kann
extra dafür
vorgesehen sein, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel nur zum Hydrauliksystem 22 zu
liefern, oder kann alternativ unter Druck gesetztes Strömungsmittel
zu zusätzlichen Hydrauliksystemen 55 innerhalb
der Arbeitsmaschine liefern.
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Das
Kopfenden-Versorgungsventil 26 kann zwischen der Quelle 24 und
der ersten Kammer 50 angeordnet sein und kann konfiguriert
sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zur
ersten Kammer 50 zu regeln. Insbesondere kann das Kopfenden-Versorgungsventil 26 ein
federvorgespanntes Zwei-Positionen-Ventilelement 200 mit
einem allmählichen
Fluss aufweisen, welches in einer Bohrung 208 getragen
wird. Das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss kann elektromagnetbetätigt sein
und kann konfiguriert sein, um sich zwischen einer ersten Position,
in der Strömungsmittel
dagegen abgeblockt wird, zur ersten Kammer 50 zu fließen, und
einer zweiten Position zu bewegen, in der gestattet wird, dass der
Strömungsmittelfluss
zur ersten Kammer 50 fließt. Es wird in Betracht gezogen,
dass das Kopfenden-Versorgungsventil 26 alternativ hydraulisch
betätigt,
mechanisch betätigt,
pneumatisch betätigt
oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt wird.
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Das
Kopfenden-Ablaufventil 28 kann zwischen der ersten Kammer 50 und
dem Tank 34 angeordnet sein und kann konfiguriert sein,
um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel von der ersten
Kammer 50 zum Tank 34 zu regeln. Insbesondere
kann das Kopfenden-Ablaufventil 28 einen federvorgespannten
Zwei-Positionen-Ventilmechanismus aufweisen, der elektromagnetbetätigt ist
und konfiguriert ist, um sich zwischen einer ersten Position, in
der Strömungsmittel
aus der ersten Kammer 50 fließen kann, und einer zweiten
Position zu bewegen, in der Strömungsmittel
dagegen abgeblockt wird, aus der ersten Kammer 50 zu fließen. Es wird
in Betracht gezogen, dass das Kopfenden-Ablaufventil 28 zusätzliche
oder andere Ventilmechanismen aufweisen kann, wie beispielsweise
ein proportionales Ventilelement oder irgend einen anderen in der
Technik bekannten Ventilmecha nismus. Es wird auch in Betracht gezogen,
dass das Kopfenden-Ablaufventil 28 alternativ hydraulisch
betätigt,
mechanisch betätigt,
pneumatische betätigt
oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt wird.
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Das
Stangenenden-Versorgungsventil 30 kann zwischen der Quelle 24 und
der zweiten Kammer 52 angeordnet sein und kann konfiguriert
sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel
zur zweiten Kammer 52 zu regeln. Insbesondere kann das
Stangenenden-Versorgungsventil 30 ein federvorgespanntes
Zwei-Positionen-Ventilelement 210 mit allmählichem
Fluss aufweisen, welches in einer Bohrung 218 getragen
wird. Das Ventilelement 210 mit allmählichem Fluss kann elektromagnetbetätigt sein
und konfiguriert sein, um sich zwischen einer ersten Position, in
der Strömungsmittel
dagegen abgeblockt wird, zur zweiten Kammer 52 zu fließen, und
einer zweiten Position zu bewegen, in der Strömungsmittel zur zweiten Kammer 52 fließen darf.
Es wird in Betracht gezogen, dass das Stangenenden-Versorgungsventil 30 alternativ
hydraulisch betätigt,
mechanisch betätigt,
pneumatische betätigt
oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt wird.
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Das
Stangenenden-Ablaufventil 32 kann zwischen der zweiten
Kammer 52 und dem Tank 34 angeordnet sein und
kann konfiguriert sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem
Strömungsmittel von
der zweiten Kammer 52 zum Tank 34 zu regeln. Insbesondere
kann das Stangenenden-Ablaufventil 32 einen
federvorgespannten Zwei-Positionen-Ventilmechanismus aufweisen, der elektromagnetbetätigt ist
und konfiguriert ist, um sich zwischen einer ersten Position, in
der Strömungsmittel
aus der zweiten Kammer 52 fließen kann, und einer zweiten
Position zu bewegen, in der Strömungsmittel
davon abgeblockt wird, aus der zweiten Kammer 52 zu fließen. Es
wird in Betracht gezogen, dass das Stangenenden-Ablaufventil 32 zusätzliche
oder andere Ventilmechanismen aufweisen kann, wie beispielsweise ein
proportionales Ventilelement oder irgend einen anderen in der Technik
bekannten Ventilmechanismus. Es wird auch in Betracht gezogen, dass
das Stangenenden-Ablaufventil 32 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch
betätigt,
pneumatisch betätigt oder
in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt sein kann.
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Die
Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungs- und -Ablaufventile 26, 28, 30, 32 können strömungsmittelmäßig verbunden
sein. Insbesondere können
die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 parallel
zu einem gemeinsamen stromaufwärts
gelegenen Versorgungsströmungsmitteldurchlassweg 60 angeschlossen
sein und können
mit einem stromabwärts
liegenden Systemsignalströmungsmitteldurchlassweg 62 verbunden
sein. Die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 28, 32 können parallel
mit einem gemeinsamen Ablaufdurchlassweg 64 verbunden sein.
Die Kopfenden-Versorgungs- und -Rückleitungsventile 26, 28 können parallel
mit einem Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer verbunden sein, und die Stangenenden-Versorgungs-
und -Rückleitungsventile 30, 32 können parallel
mit einem gemeinsamen Strömungsmitteldurchlassweg 63 der
zweiten Kammer verbunden sein.
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Das
Kopfenden-Druckentlastungsventil 38 kann strömungsmittelmäßig mit
dem Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer zwischen der ersten Kammer 50 und den Kopfenden-Versorgungs- und
-Ablaufventilen 26, 28 angeschlossen sein. Das Kopfenden-Druckentlastungsventil 38 kann
eine Ventilelementfeder haben, die zu einer Ventilverschlusspositionen
vorgespannt ist und zu einer Ventilöffnungsposition hin bewegbar
ist, und zwar ansprechend darauf, dass ein Druck in dem Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer über
einem vorbestimmten Druck ist. Auf diese Weise kann das Kopfenden-Druckentlastungsventil 38 konfiguriert
sein, um eine Druckspitze in dem Hydrauliksystem 22 zu
reduzieren, die durch äußere Kräfte verursacht
wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und den Kolben 54 wirken,
und zwar in dem es gestattet, dass Strömungsmittel von der ersten
Kammer 50 zum Tank 34 abläuft.
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Das
Kopfenden-Nachfüllventil 40 kann
strömungsmittelmäßig mit
dem Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer zwischen der ersten Kam mer 50 und den Kopfenden-Versorgungs-
und -Ablaufventilen 26, 28 verbunden sein. Das
Kopfenden-Nachfüllventil 40 kann
ein Ventilelement haben, welches konfiguriert ist, um zu gestatten,
das Strömungsmittel
vom Tank 34 in den Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer ansprechend darauf fließt, dass ein Strömungsmitteldruck
in dem Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer unter einem Druck des Strömungsmittels in dem Tank 34 ist.
Auf diese Weise kann das Kopfenden-Nachfüllventil 40 konfiguriert
sein, um einen Druckabfall in dem Hydrauliksystem 22 zu
reduzieren, der durch externe Kräfte
verursacht wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und dem
Kolben 54 wirken, indem es gestattet, dass Strömungsmittel
vom Tank 34 die erste Kammer 50 füllt.
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Das
Stangenenden-Druckentlastungsventil 42 kann strömungsmittelmäßig mit
dem Strömungsmitteldurchlassweg 63 der
zweiten Kammer zwischen der zweiten Kammer 52 und den Stangenenden-Versorgungs-
und -Ablaufventilen 30, 32 angeschlossen sein.
Das Stangenenden-Druckentlastungsventil 42 kann
eine Ventilelementfeder haben, die zu einer Ventilverschlussposition
hin vorgespannt ist und zu einer Ventilöffnungsposition hin bewegbar ist,
und zwar ansprechend darauf, dass ein Druck innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 63 der zweiten
Kammer über
einem vorbestimmten Druck ist. Auf diese Weise kann das Stangenenden-Druckentlastungsventil 42 konfiguriert
sein, um eine Druckspitze in dem Hydrauliksystem 22 zu
reduzieren, die dadurch verursacht wird, dass äußere Kräfte auf das Arbeitswerkzeug 14 und
den Kolben 54 wirken, indem es gestattet, das Strömungsmittel
von der zweiten Kammer 52 zum Tank 34 abläuft.
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Das
Stangenenden-Nachfüllventil 44 kann strömungsmittelmäßig mit
dem Strömungsmitteldurchlassweg 63 der
zweiten Kammer zwischen der zweiten Kammer 52 und den Stangenenden-Versorgungs-
und -Ablaufventilen 30, 32 verbunden sein. Das
Stangenenden-Nachfüllventil 44 kann
ein Ventilelement haben, welches konfiguriert ist, um zu gestatten,
dass Strömungsmittel
vom Tank 34 in den Strömungsmitteldurchlassweg 63 der
zweiten Kammer an sprechend darauf fließt, dass ein Strömungsmitteldruck
in dem Strömungsmitteldurchlassweg 63 der
zweiten Kammer unter einem Druck des Strömungsmittels in dem Tank 34 ist.
Auf diese Weise kann das Stangenenden-Nachfüllventil 44 konfiguriert
sein, um einen Druckabfall in dem Hydrauliksystem 22 zu
reduzieren, der durch äußere Kräfte verursacht
wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und den Kolben 54 wirken,
indem es gestattet, dass Strömungsmittel
vom Tank 34 die zweite Kammer 52 füllt.
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Das
Wechselventil 74 kann in dem Systemsignalströmungsmitteldurchlassweg 62 angeordnet sein.
Das Wechselventil 74 kann konfiguriert sein, um strömungsmittelmäßig das
eine Ventil der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30, welches
einen niedrigeren Strömungsmitteldruck
hat, mit dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 zu
verbinden, und zwar ansprechend auf einen höheren Strömungsmitteldruck von dem anderen Ventil,
d.h. vom Kopfenden- oder vom Stangenenden-Versorgungsventil 26, 30.
Auf diese Weise kann das Wechselventil 74 Drucksignale
von den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 26, 30 auflösen, um
zu gestatten, dass der niedrigere Auslassdruck der zwei Ventile
die Bewegung des proportionalen Druckkompensationsventils 36 beeinflusst.
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Der
Tank 34 kann ein Reservoir bilden, welches konfiguriert
ist, um eine Strömungsmittelversorgung
zu enthalten. Das Strömungsmittel
kann beispielsweise ein extra dafür vorgesehenes Hydrauliköl sein,
ein Motor Schmieröl,
ein Getriebeschmieröl oder
irgendein anderes in der Technik bekanntes Strömungsmittel. Ein oder mehrere
Hydrauliksysteme in einer Arbeitsmaschine können Strömungsmittel vom Tank 34 abziehen
und dorthin zurückleiten. Es
wird auch in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 22 mit
mehreren getrennten Strömungsmitteltanks
verbunden sein kann.
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Das
proportionale Druckkompensationsventil 36 kann ein hydromechanisch
betätigtes
proportionales Steuerventil sein, welches zwischen dem stromaufwärts gelegenen
gemeinsamen Strömungsmitteldurchlassweg 60 und
der Quelle 24 angeordnet ist, und kann konfiguriert sein,
um einen Druck des Strömungsmittels
zu steuern, der zu dem stromaufwärts
gelegenen gemeinsamem Strömungsmitteldurchlassweg 60 geliefert
wird. Insbesondere kann das proportionale Druckkompensationsventil 36 ein proportionales
Ventilelement aufweisen, welches durch eine Feder und hydraulisch
zu einer Flussdurchlassposition vorgespannt ist, und welches durch
einen Hydraulikdruck zu einer Flussblockierungsposition vorgespannt
ist. In einem Ausführungsbeispiel
kann das proportionale Druckkompensationsventil 36 zu der
Flussblockierungsposition durch ein Strömungsmittel bewegbar sein,
welches über
einen Strömungsmitteldurchlassweg 78 von
einem Punkt zwischen dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 und
einem Rückschlagventil 76 geleitet
wird. Eine einschränkende
Zumessöffnung 80 kann
in dem Strömungsmitteldurchlassweg 78 angeordnet
sein, um Druck- und/oder
Flussoszillationen in dem Strömungsmitteldurchlassweg 78 zu
minimieren. Das proportionale Druckkompensationsventil 36 kann
zur Flussdurchlassposition durch ein Strömungsmittel bewegbar sein,
welches über
einen Strömungsmitteldurchlassweg 82 vom
Wechselventil 74 geleitet wird. Eine einschränkende Zumessöffnung 84 kann
in dem Strömungsmitteldurchlassweg 82 angeordnet
sein, um Druck- und/oder Flussoszillationen in dem Strömungsmitteldurchlassweg 82 zu minimieren.
Es wird in Betracht gezogen, dass das proportionale Ventilelement
des proportionalen Druckkompensationsventils 36 alternativ
zu einer Flussblockierungsposition federvorgespannt sein kann, dass
das Strömungsmittel
vom Durchlassweg 82 alternativ das Ventilelement des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zur
Flussblockierungsposition hin vorspannen kann und/oder dass das
Strömungsmittel
vom Durchlassweg 78 alternativ das proportionale Ventilelement
des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zur Flussdurchlassposition
bewegen kann. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das proportionale
Druckkompensationsventil 36 alternativ stromabwärts der
Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 oder
in irgendeiner anderen geeigneten Lage gelegen sein kann. Es wird
weiter in Betracht gezogen, dass die einschränkenden Zumessöffnungen 80 und 84 weggelassen
werden können,
falls erwünscht.
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Das
Hydrauliksystem 22 kann zusätzliche Komponenten aufweisen,
um Strömungsmitteldrücke und/oder
Flüsse
in dem Hydrauliksystem 22 zu steuern. Insbesondere kann
das Hydrauliksystem 22 Druckausgleichsdurchlasswege 66, 68 aufweisen, die
konfiguriert sind, um Strömungsmitteldrücke und/oder
-flüsse
in dem Hydrauliksystem 22 zu steuern. Die Druckausgleichsdurchlasswege 66, 68 können strömungsmittelmäßig stromaufwärts des
gemeinsamen Versorgungsströmungsmitteldurchlassweges 60 und
stromabwärts
des Systemssignalströmungsmitteldurchlassweges 62 angeschlossen
sein. Die Druckausgleichsdurchlasswege 66, 68 können einschränkende Zumessöffnungen 70 bzw. 72 aufweisen,
um Druck- und oder Flussoszillationen in den Strömungsmitteldurchlasswegen 66, 68 zu
minimieren. Es wird in Betracht gezogen, dass die jeweiligen Zumessöffnungen 70, 72 weggelassen
werden können,
falls erwünscht.
Das Hydrauliksystem 22 kann auch ein Rückschlagventil 76 aufweisen,
welches zwischen dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 und
dem stromaufwärts
gelegenen Strömungsmitteldurchlassweg 60 angeordnet
ist.
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Die 2–4 veranschaulichen
ein Beispiel eines Ventilelementes 200 mit allmählichem Fluss
in der Bohrung 208 des Kopfenden-Versorgungsventils 26.
Die Beschreibung und der Betrieb des Ventilelements 200 mit
allmählichem
Fluss des Kopfenden-Versorgungsventils 26 ist ähnlich dem Ventilelement 210 mit
allmählichem
Fluss des Stangenenden-Versorgungsventils 30, und es wird
nur eine detaillierte Beschreibung des Ventilelements 200 unten
vorgesehen. Das Ventilelement 200 mit allmählichem
Fluss kann einen Ventilsignaldurchlassweg 202 und erste
und zweite Zumessöffnungen 204, 206 aufweisen,
die konfiguriert sind, um in Strömungsmittelverbindung
mit dem Ventilsignaldurchlassweg 202 zu sein. Der Ventilsignaldurchlassweg 202 kann
konfiguriert sein, um einen Signaldruck, der den Druck anzeigt,
der auf der ersten Kammer 50 aufgebracht wird, der zu den
ersten und zweiten Zumessöffnungen 204, 206 zu übermitteln.
Die erste Zumessöffnung 204 kann
konfiguriert sein, um einen Signaldruck des Ventilsignaldurchlassweges 202 mit dem
Systemsignaldurchlassweg 62 zu verbinden, bevor die zweite
Zumessöffnung 206 den
Signaldruck des Ventilsignaldurchlassweges 202 mit dem Systemsignaldurchlassweg 62 verbindet.
Beispielsweise kann die erste Zumessöffnung 204 strömungsmittelmäßig mit
dem Systemsignaldurchlassweg 62 verbunden sein, bevor die
zweite Zumessöffnung 206 strömungsmittelmäßig mit
dem Systemsignaldurchlassweg 62 verbunden wird, wenn das
Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss in einer Übergangsposition
ist. Das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss kann in einer Übergangsposition
sein, wenn das Ventilelement 200 mit allmählichem
Fluss sich von einer Flussblockierungsposition zu einer Flussdurchlassposition
bewegt. Es wird in Betracht gezogen, dass die ersten und zweiten
Zumessöffnungen 204, 206 eingeschränkt sein
können,
um Druck- und/oder Flussoszillationen darin zu reduzieren. Es wird
auch in Betracht gezogen, dass der Ventilsignaldurchlassweg 202 konfiguriert
sein kann, um in Strömungsmittelverbindung
mit dem gemeinsamen Versorgungsdurchlassweg 61 zu sein,
um einen Signaldruck zu übermitteln,
der den Strömungsmitteldruck
anzeigt, der zur ersten Kammer 50 geliefert wird. Es wird
weiter in Betracht gezogen, dass die ersten und zweiten Zumessöffnungen 204, 206 alternativ
Nuten, Vertiefungen oder irgendeine andere Art eines in der Technik
bekannten Strömungsmittelverbindungselementes
verkörpern
können.
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2 veranschaulicht
das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss in einer Flussblockierungsposition.
In einer Flussblockierungsposition kann der Ventilsignaldurchlassweg 202 konfiguriert sein,
um in Strömungsmittelverbindung
mit einem Druck zu sein, der einen Druck anzeigt, der zur ersten
Kammer 50 geliefert wird. Auch kann das Ventilelement 200 mit
allmählichem
Fluss Strömungsmittel davon
abblocken, von der Quelle 24 zur ersten Kammer 50 zu
fließen,
und zwar indem es Strömungsmittel
dagegen abblockt, vom stromaufwärts
gelegenen gemeinsamen Strömungsmittelversorgungsdurchlassweg 60 zum
Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer zu fließen.
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3 veranschaulicht
das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss in einer beispielhaften Übergangsposition
zwischen einer Flussblockierungsposition und einer Flussdurchlassposition.
In einer Übergangsposition
kann die erste Zumessöffnung 204 konfiguriert
sein, um einen Signaldruck eines Ventilsignaldurchlassweges 202 mit
dem Systemsignaldurchlassweg 62 zu verbinden, bevor die zweite
Zumessöffnung 206 den
Signaldruck des Ventilsignaldurchlassweges 202 mit dem
Systemsignaldurchlassweg 62 verbinden kann. Insbesondere kann
die erste Zumessöffnung 204 konfiguriert
sein, um strömungsmittelmäßig den
Signaldurchlassweg 202 und den Systemsignaldurchlassweg 62 zu
verbinden, wodurch strömungsmittelmäßig eine
anfängliche
Größe des Signaldrucks
mit dem Systemsignaldurchlassweg 62 verbunden wird, und
die zweite Zumessöffnung 206 kann
nicht konfiguriert sein, um strömungsmittelmäßig den
Signaldurchlassweg 202 und den Systemsignaldurchlassweg 62 zu
verbinden. Zusätzlich
kann das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss Strömungsmittel
davon abblocken, von der Quelle 24 zur ersten Kammer 50 zu
fließen, und
zwar indem es Strömungsmittel
dagegen abblockt, von dem stromaufwärts gelegenen gemeinsamen Strömungsmittelversorgungsdurchlassweg 60 zum
Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer zu fließen.
Es wird in Betracht gezogen, dass irgendeine Position des Ventilelements 200 mit allmählichem
Fluss zwischen einer Flussblockierungsposition, in der Strömungsmittel
dagegen abgeblockt wird, zur ersten Kammer 50 zu fließen, und
einer Flussdurchlassposition, in der Strömungsmittel zur ersten Kammer 50 fließen kann,
eine Übergangsposition
sein kann. Es wird weiter in Betracht gezogen, dass die zweite Zumessöffnung 206 konfiguriert sein
kann, um strömungsmittelmäßig den
Signaldurchlassweg 202 und den Systemsignaldurchlassweg 62 in
einer Übergangsposition
folgend auf eine Übergangsposition
zu verbinden, in der die erste Zumessöffnung 204 strömungsmittelmäßig den
Signaldurchlassweg 202 und den Systemsignaldurchlassweg 62 verbindet.
Das heißt,
wenn sich das Ventilelement 200 mit allmählichem
Fluss von einer Flussblockierungsposition zu einer Übergangsposition
bewegt, kann die erste Zumessöffnung
strömungsmittelmäßig den
Ventilsignaldurchlassweg 202 mit dem Systemsignaldurchlassweg 62 verbinden,
und, wenn sich das Ventilelement 200 mit allmählichem
Fluss weiter zu einer darauf folgenden Übergangsposition bewegt, können die
ersten und zweiten Zumessöffnungen 204, 206 strömungsmittelmäßig den
Ventilsignaldurchlassweg 202 mit dem Systemsignaldurch lassweg 62 verbinden.
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4 veranschaulicht
das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss in einer Flussdurchlassposition.
In einer Flussdurchlassposition können die ersten und zweiten
Zumessöffnungen 204, 206 konfiguriert
sein, um den Signaldruck des Signaldurchlassweges 202 mit
dem Systemsignaldurchlassweg 62 zu verbinden. Insbesondere
können
die ersten und zweiten Zumessöffnungen 204, 206 konfiguriert sein,
um strömungsmittelmäßig eine
gesteigerte Größe des Signaldruckes
mit dem Systemsignaldruckdurchlassweg 62 zu verbinden.
Zusätzlich
kann das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss gestatten, das
Strömungsmittel
von der Quelle 24 zur ersten Kammer 50 fließt, in dem
es gestattet, dass Strömungsmittel
von dem stromaufwärts
gelegenen gemeinsamen Strömungsmittelversorgungsdurchlassweg 60 zum
Strömungsmitteldurchlassweg 61 der ersten
Kammer fließt.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Das
offenbarte Ventil kann auf irgendein Hydrauliksystem anwendbar sein,
welches eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung
aufweist, wo ein allmählich übermittelter
Signaldruck zu einem Kompensationsventil erwünscht ist. Das offenbarte Ventil
kann eine hohe Ansprechdruckregelung vorsehen, die die Komponenten
des Hydrauliksystems schützt
und eine konsistente Leistung der Betätigungsvorrichtung in einer
einfachen kostengünstigen Konfiguration
vorsieht. Zusätzlich
können
das offenbarte Ventil und insbesondere der allmählich übermittelte Signaldruck Druckwellen
in der Hydraulikschaltung 22 verringern. Der Betrieb des
Hydrauliksystems 22 wird unten erklärt.
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Der
Hydraulikzylinder 16 kann durch den Strömungsmitteldruck ansprechend
auf eine Bedienereingabe bewegbar sein. Strömungsmittel kann von der Quelle 24 unter
Druck gesetzt werden und zu den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 26 und 30 geleitet
werden. Ansprechend auf eine Bedienereingabe, um die Kolbenanordnung 48 relativ
zum Rohr 46 entweder auszufahren oder zurückzuziehen,
können
sich ein oder mehrere Ventilelemente 200, 210 mit
allmählichem
Fluss von einem der Kopfenden- und
Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 zur offenen
Position bewegen, um das unter Druck gesetzte Strömungsmittel
zu der geeigneten Kammer der ersten und zweiten Kammern 50, 52 zu
leiten. Im wesentlichen gleichzeitig kann sich ein erstes Ventilelement
von einem der Kopfenden- und
Stangenenden-Ablaufventile 28, 30 zur offenen Position
bewegen, um Strömungsmittel
von der geeigneten Kammer der ersten und zweiten Kammern 50, 52 zum
Tank 34 zu leiten, um eine Druckdifferenz über den
Kolben 54 zu erzeugen, bewirkt, dass die Kolbenanordnung 48 sich
bewegt. Wenn beispielsweise eine Ausfahrbewegung des Hydraulikzylinders 16 angefordert
wird, kann sich das Kopfenden-Versorgungsventil 26 zur
offenen Position bewegen, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel
von der Quelle 24 zur ersten Kammer 50 zu leiten.
Darauf folgend kann sich gleichzeitig mit dem Leiten des unter Druck gesetzten
Strömungsmittels
zur ersten Kammer 50 das Stangenenden-Ablaufventil 32 zur
offenen Position bewegen, um zu gestatten, das Strömungsmittel von
der zweiten Kammer 52 zum Tank 34 abläuft. Wenn
eine Rückzugsbewegung
des Hydraulikzylinders 16 angefordert wird, kann sich das
Stangenenden-Versorgungsventil 30 zur offenen Position
bewegen, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel von der Quelle 24 zur
zweiten Kammer 52 zu leiten. Im wesentlichen gleichzeitig
mit dem Leiten des unter Druck gesetzten Strömungsmittels zur zweiten Kammer 52 kann
sich das Kopfenden-Ablaufventil 28 zur offenen Position
bewegen, um zu gestatten, das Strömungsmittel von der ersten
Kammer 50 zum Tank 34 abläuft.
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Weil
mehrere Betätigungsvorrichtungen
strömungsmittelmäßig mit
der Quelle 24 verbunden sein können, kann der Betrieb von
einer der Betätigungsvorrichtungen
den Druck und/oder den Fluss des Strömungsmittels beeinflussen,
der zum Hydraulikzylinder 16 geleitet wird. Falls diese
nicht reguliert werden, könnten
diese Effekte eine inkonsistente und/oder unerwartete Bewegung des
Hydraulikzylinders 16 zur Folge haben und könnten möglicherweise
eine verkürzte
Komponentenlebensdauer des Hydrauliksystems 22 zur Folge
haben. Das proportionale Druckkompensationsventil 36 kann
diese Effekte berücksichtigen,
in dem es proportional das proportionale Ventilelement des proportionalen
Druckkompensationsventils 36 zwischen der Flussdurchlass- und
der Flussblockierungsposition bewegt, und zwar ansprechend auf die
Strömungsmitteldrücke in dem Hydrauliksystem 22,
um einen im wesentlichen konstanten vorbestimmten Druckabfall an
allen Versorgungsventilen des Hydrauliksystems für 22 vorzusehen.
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Wenn
der Druck von der Quelle 24 abfällt, kann sich das proportionale
Druckkompensationsventil 36 zu der Flussdurchlassposition
bewegen und dadurch den Druck innerhalb des stromaufwärts gelegenen
gemeinsamen Strömungsmitteldurchlassweges 60 aufrecht
erhalten. Wenn der Druck von der Quelle 24 zunimmt, kann
sich in ähnlicher
Weise das proportionale Druckkompensationsventil 36 zu
der Flussblockierungsposition hin bewegen, um dadurch den Druck
innerhalb des stromaufwärts
gelegenen gemeinsamen Strömungsmitteldurchlassweges 60 zu
halten. Das proportionale Druckkompensationsventil 36 kann
zwischen der Flussdurchlassposition und der Flussblockierungsposition
vorgespannt sein, und zwar als eine Folge des Ausgleiches der Druckkräfte, die
darauf wirken. Beispielsweise können
der Signaldruck vom Strömungsmitteldurchlassweg 82, wie
er von dem Systemsignaldurchlassweg 62 über das Wechselventil 74 übermittelt
wird, und die Feder des proportionalen Druckkompensationsventils
das proportionale Druckkompensationsventil 36 zu der Flussdurchlassposition
hin vorspannen, und der Strömungsmitteldruck
vom Strömungsmitteldurchlassweg 78 kann
das proportionale Druckkompensationsventil 36 zu der Flussblockierungsposition
hin vorspannen. Auf diese Weise kann das proportionale Druckkompensationsventil 36 den
Strömungsmitteldruck
in dem Hydrauliksystem 22 regeln, um einen erwünschten
Druck darin aufrecht zu erhalten. Die obige Beschreibung stellt
einen vollständig
in Betrieb befindlichen Betriebszustand des Hydrauliksystems 22 dar,
wo eines der Kopfenden- und Stangenenden-Ventile 26, 30 vollständig in
einer Flussdurchlassposition ist. Es sei bemerkt, dass in einen
vollständig
in Betrieb befindlichen Betriebszustand das Hydrauliksystem 22 ein
dynamisches System mit variierenden Drücken ist, die zu dem Hydrauliksystem 22 von
der Quelle 24 geliefert werden, und mit vari ierenden Drücken in
dem Hydrauliksystem 22.
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Weil
das proportionale Druckkompensationsventil 36 hydromechanisch
betätigt
ist, können Druckfluktuationen
in dem Hydrauliksystem 22 schnell aufgenommen werden, bevor
sie signifikant die Bewegung des Hydraulikzylinders 16 oder
die Lebensdauer der Komponenten in dem Hydrauliksystem 22 beeinflussen
können.
Insbesondere kann die Ansprechzeit das proportionale Druckkompensationsventil 36 in
manchen Fällen
viel schneller sein als bei typischen elektromagnetbetätigten Ventilen.
Zusätzlich
können
die Kosten des Hydrauliksystems 22 minimiert werden, weil
das proportionale Druckkompensationsventil 36 hydromechanisch
betätigt,
anstatt elektronisch gesteuert sein kann.
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Weil
weiterhin das proportionale Druckkompensationsventil 36 sich
ansprechend auf den Signaldruck vom Systemsignaldurchlassweg 62 bewegt, könnte der
ziemlich niedrige Signaldruck, der zu dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 übermittelt
wird, den Betrieb der Betätigungsvorrichtung 16 beeinflussen.
Falls Sie nicht ausgeglichen werden, können diese Effekte eine nicht
wünschenswerte
und/oder sprunghafte Bewegung der Betätigungsvorrichtung 16 zur
Folge haben. Die Ventilelemente 200, 210 mit allmählichem
Fluss können
die Effekte von signifikant niedrigen Drucksignalen durch allmähliche Übermittlung
des Signaldruckes zu dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 reduzieren.
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Ohne
allmählich
einen übermittelten
Signaldruck kann ein signifikant niedriger Signaldruck zu dem proportionalen
Druckkompensationsventil 36 übermittelt werden, wenn eines
der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 von
der Flussblockierungsposition zur Flussdurchlassposition bewegt
wird. Dieser signifikant niedrige Signaldruck kann von dem Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer übermittelt
werden. Der Druck innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 61 der
ersten Kammer kann so gesteuert werden, dass er unter einem vorbestimmten
Druck ist, und zwar durch das Kopfenden-Druckentlastungsventil 38,
und dass er über
einen Druck des Strömungsmittels
im Tank 34 ist, und zwar durch das Kopfenden-Nachfüllventil 40,
und kann signifikant niedriger sein als ein Druck des Strömungsmittels,
der zu dem Hydrauliksystem 22 durch die Quelle 24 geliefert
wird.
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Dieser
signifikant niedrige Signaldruck kann zu dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 über das
Wechselventil 74 übermittelt
werden und kann zusammen mit der Kraft der Feder des proportionalen
Druckkompensationsventils gegen den Druck vom Strömungsmitteldurchlassweg 78 wirken, um
das proportionale Ventilelement des proportionalen Druckkompensationsventils 36 vorzuspannen. Der
signifikant niedrige Signaldruck kann beträchtlich niedriger sein als
der Druck des Strömungsmittels
in dem Strömungsmitteldurchlassweg 78 und
kann eine signifikante Unausgeglichenheit der Kraft auf dem proportionalen
Ventilelement des proportionalen Druckkompensationsventils 36 verursachen,
was eine schnelle Bewegung davon zur Flussblockierungsposition hin
zur Folge hat. Diese schnelle Bewegung könnte eine Druckwelle durch
den Durchlassweg 82 durch das geöffnete Wechselventil 74, durch
das Flussdurchlassventil und zu der Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung 16 erzeugen,
was eine nicht wünschenswerte
und/oder sprunghafte Bewegung der Betätigungsvorrichtung 16 zur
Folge hat. Diese Druckwelle kann reduziert werden durch allmähliche Übermittlung
des Signaldruckes zu dem proportionalen Druckkompensationsventil 36,
wenn eines der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 zur
Flussdurchlassposition bewegt wird.
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Der
Betrieb des Ventils 200 mit allmählichem Fluss und des Hydrauliksystems 22,
wie er oben besprochen wird, basiert auf einem beispielhaften Betrieb
des Hydrauliksystems 22 nur zu Verdeutlichungszwecken.
Es sei bemerkt, dass die Besprechung unten auf verschiedene Betriebszustände des Hydrauliksystems 22 mit
unterschiedlichen Systemdrücken
anwendbar sein kann, und nicht als einschränkend angesehen werden soll.
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Wenn
die Kopfenden- und Stangenenden-Ventile 26, 30 jeweils
in einer ge schlossenen Position (1) sind,
kann das Wechselventil 74 in einer geschlossenen Position
sein, und zwar aufgrund eines Ausgleichs der Drücke, die an den Systemsignaldurchlassweg 62 auf
jeder Seite des Wechselventils 74 über die Druckausgleichsdurchlasswege 66, 68 übermittelt
werden. Die Kopfenden- und Stangenenden-Ventile 26, 30 können jeweils
in einer geschlossenen Position sein, wenn ein Bediener möchte, dass
die Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung 16 eine
feste Position beibehält.
Als solches kann das Wechselventil 74 nicht einen Signaldruck
vom Systemsignaldurchlassweg 62 zum proportionalen Druckkompensationsventil 36 übermitteln.
Jedoch kann der Signaldruck, der in dem Strömungsmitteldurchlassweg 82 aufrecht
erhalten wird, immer noch das proportionale Druckkompensationsventil 36 gegen
das Strömungsmittel
in dem Strömungsmitteldurchlassweg 78 zu
einer erwünschten
Flussdurchlassposition ansprechend auf die Veränderung des Druckes vorspannen,
der von der Quelle 24 geliefert wird.
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Wenn
das Kopfenden-Ventil 26 sich von einer Flussblockierungsposition
zu einer Flussdurchlassposition bewegt, bewegt sich das Ventilelement 200 mit
allmählichem
Fluss von einer Flussblockierungsposition (2) in eine Übergangsposition (3)
und schließlich
zu einer Flussdurchlassposition (4). Das
Kopfenden-Ventil 26 kann sich von einer Flussblockierungsposition
zu einer Flussdurchlassposition bewegen, wenn ein Bediener möchte, dass
die Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung 16 ausfährt. Wenn
das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss sich von der
Flussblockierungsposition (2) zu einer Übergangsposition
(3) bewegt, kann die erste Zumessöffnung 204 strömungsmittelmäßig den
Ventilsignaldurchlassweg 202 und den Systemsignaldurchlassweg 62 verbinden,
um dadurch einen anfänglichen
Signaldruck zu der Flussdurchlassventilseite des Wechselventils 74 zu übermitteln.
Wie oben besprochen, kann der Ventilsignaldurchlassweg 202 in
Strömungsmittelverbindung
mit dem Strömungsmitteldurchlassweg 61 der
ersten Kammer sein, und der Druck des Strömungsmittels innerhalb des
Strömungsmitteldurchlassweges 61 der
ersten Kammer kann niedriger sein als der Druck, der zum Systemsignaldurchlassweg 62 über den Druckausgleichsdurchlassweg 66 übermittelt
wird.
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Der
anfängliche
Signaldruck kann mit dem Druck des Strömungsmittels kombiniert werden,
der über
den Druckausgleichsdurchlassweg 66 übermittelt wird, und dadurch
sich an einen daraus resultierenden ersten Signaldruck angleichen,
der niedriger sein kann, als der Druck, der zu der Flussblockierungsventilseite
des Wechselventils 74 über
den Druckausgleichsdurchlassweg 68 geliefert wird. Das Wechselventil 74 kann
entsprechend durch den ersten Signaldruck vorgespannt sein, um strömungsmittelmäßig den
ersten Signaldruck mit dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 über den
Strömungsmitteldurchlassweg 82 zu
verbinden. Dieser übermittelte
erste Signaldruck kann geringer als der Druck des Strömungsmittels
sein, der zuvor auf das proportionale Druckkompensationsventil 36 durch den
Durchlassweg 82 gewirkt hat, und kann somit eine erste
Unausgeglichenheit des Druckes auf dem proportionalen Ventilelement
des proportionalen Druckkompensationsventils 36 verursachen,
was eine anfängliche
Bewegung des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zu
einer Flussblockierungsposition hin zur Folge hat. Es wird in Betracht gezogen,
dass der anfängliche
Signaldruck, der zu dem Systemsignaldurchlassweg 62 übermittelt
wird, so gesteuert werden kann, dass der daraus resultierende erste
Signaldruck nicht beträchtlich
niedriger als der Druck des Strömungsmittels
in dem Strömungsmitteldurchlassweg 78 ist,
und somit eine relativ kleine Bewegung des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zu
der Flussblockierungsposition hin zur Folge haben kann.
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Wenn
das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss sich weiter zu
einer Flussdurchlassposition (4) bewegt,
können
die ersten und zweiten Zumessöffnungen 204, 206 strömungsmittelmäßig den
Ventilsignaldurchlassweg 202 und den Systemsignaldurchlassweg 62 verbinden,
um dadurch einen darauf folgenden Signaldruck zur Flussdurchlassventilseite
des Wechselventils 74 zu übermitteln. Ähnlich wie
bei dem anfänglichen
Signaldruck kann der darauf folgende Signaldruck niedriger als der Druck
sein, der zu dem Systemsignaldurchlassweg 62 über den
Druckausgleichsdurchlassweg 66 übermittelt wird.
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Der
darauf folgende Signaldruck kann mit dem Druck des Strömungsmittels
kombiniert werden, der über
den Druckausgleichsdurchlassweg 66 übermittelt wird, und kann sich
dadurch zu einem daraus resultierenden zweiten Signaldruck ausgleichen,
der auch niedriger als der Druck sein kann, der zu der Flussblockierungsventilseite
des Wechselventils 74 über
den Druckausgleichsdurchlassweg 68 übermittelt wird. Das Wechselventil 74 kann
entsprechend durch den zweiten Signaldruck vorgespannt werden, um
strömungsmittelmäßig den
zweiten Signaldruck mit dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 über den
Strömungsmitteldurchlassweg 82 zu verbinden.
Dieser zweite Signaldruck kann auch geringer als der Druck des Strömungsmittels
in dem Strömungsmitteldurchlassweg 78 sein,
und kann auch eine zweite Unausgeglichenheit des Druckes auf dem
proportionalen Ventilelement des proportionalen Druckkompensationsventils 36 verursachen, was
eine weitere Bewegung des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zu
der Flussblockierungsposition hin zur Folge hat. Es wird in Betracht gezogen,
dass der darauf folgende Signaldruck, der zum Systemsignaldurchlassweg 62 übermittelt
wird, so gesteuert sein kann, dass die daraus resultierende Unausgeglichenheit
des zweiten Signaldrucks größer sein
kann als die Unausgeglichenheit des ersten Signaldrucks, wodurch
eine größere Bewegung
des proportionalen Druckkompensationsventils 36 zu der Flussblockierungsposition
hin die Folge ist.
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Wenn
das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss vollständig in
einer Flussdurchlassposition (4) ist,
können
die ersten und zweiten Zumessöffnungen 204, 206 weiter
strömungsmittelmäßig den
darauf folgenden Signaldruck mit dem Systemdurchlassweg 62 verbinden. Ähnlich wie
oben kann der darauf folgende Signaldruck weiter mit dem Druck des
Strömungsmittels
zusammenlaufen, welches über
den Druckausgleichsdurchlassweg 66 übermittelt wird, und kann den
daraus resultierenden zweiten Signaldruck ausgleichen, der über das Wechselventil 74 zu
dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 übermittelt
werden soll. Wenn das Ventilelement 200 mit allmählichem
Fluss vollständig
in einer Flussdurchlassposition (4) ist, kann
das Hydrauliksystem 22 in einem vollständig in Betrieb befindlichen
Zustand sein, und eine fortgesetzte Übermittelung des zweiten Signaldruckes
zu dem proportionalen Duckkompensationsventil 36 kann die
erwünschte
Regelung der Strömungsmitteldrücke in dem
Hydrauliksystem 22 vorsehen. Es wird in Betracht gezogen,
dass wenn das Ventilelement 200 mit allmählichem
Fluss vollständig
in einer Flussdurchlassposition (4) ist,
der Druck des zweiten Signaldruckes variieren kann, und zwar als
eine Folge der variierenden Drücke,
die an das Hydrauliksystem von der Quelle 24 geliefert
werden, und durch die variierenden Drücke in dem Hydrauliksystem 22,
um entsprechend das proportionale Druckkompensationsventil 36 zwischen
einer Flussdurchlassposition und einer Flussblockierungsposition
zu bewegen.
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Weil
das Ventilelement 200 mit allmählichem Fluss anfängliche
und folgende Signaldrücke
mit dem Systemsignaldurchlassweg 62 verbindet, kann ein
allmählich übermittelter
Signaldruck mit dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 verbunden sein,
und eine Bewegung davon kann allmählich sein, wenn das Kopfenden-Versorgungsventil 36 sich von
einer Flussblockierungsposition zu einer Flussdurchlassposition
bewegt. Der dieser allmählich übermittelte
Signaldruck kann dahingehend wirken, dass die Bewegung des proportionalen
Ventilelementes des proportionalen Druckkompensationsventils 36 vereinfacht
wird, und kann eine nicht wünschenswerte
und/oder sprunghafte Bewegung der Betätigungsvorrichtung 16 reduzieren,
die durch eine schnelle Betätigung
des proportionalen Ventilelementes des proportionalen Druckkompensationsventils 36 verursacht
wird. Es wird in Betracht gezogen, dass die Größe des Signaldruckes, die zu
dem Systemsignaldurchlassweg 62 übermittelt wird, zunehmen kann,
oder alternativ, dass der Druck des Signaldruckes, der zu dem Systemsignaldurchlassweg 62 übermittelt
wird, abnehmen kann, um einen allmählich übermittelten Signaldruck zu
dem proportionalen Druckkompensationsventil 36 zu liefern.
Es wird weiter in Betracht gezogen, dass ein Durchmesser der zweiten
Zumessöffnungen
der Ventilelemente 200, 210 mit allmählichem
Fluss der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30 größer sein
kann als ein Durch messer der ersten Zumessöffnungen der Ventilelemente 200, 210 mit
allmählichem
Fluss der Kopfenden- bzw. Stangenenden-Versorgungsventile 26, 30.
-
Es
wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen an dem offenbarten Ventil- und Hydrauliksystem vorgenommen
werden können.
Andere Ausführungsbeispiele
werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und aus
einer praktischen Ausführung
des offenbarten Ventil- und Hydrauliksystems offensichtlich werden.
Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur
als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang durch die
folgenden Ansprüche
und ihre äquivalenten
Ausführungen
gezeigt wird.