DE102006055627A1 - Kolbenbetätigtes Verriegelungsventil für ein Hydraulik-aktuatorlast-Sperrventil - Google Patents

Kolbenbetätigtes Verriegelungsventil für ein Hydraulik-aktuatorlast-Sperrventil Download PDF

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Abstract

Ein Sperrventilsystem steuert den Fluidstrom zwischen einem Kolbenventil und einem Hydraulikaktuator, und es umfasst ein pilotgesteuertes Sperrventil, welches durch ein Verriegelungsventil gesteuert wird. Das Sperrventil hat einen Sperrkörper, welcher sich in Reaktion auf einen Druck in einer Steuerkammer an einen ersten Ventilsitz anlegt bzw. von diesem abhebt. Das Verriegelungsventil hat einen Einlass, welcher mit der Steuerkammer verbunden ist, einen Auslass, welcher mit einer Öffnung in der Bohrung des Kolbenventils verbunden ist, und einen zweiten Ventilsitz zwischen dem Einlass und dem Auslass. Ein Ventilglied, welches sich wahlweise an den zweiten Ventilsitz und den Kolben des Kolbenventils anlegt bzw. von diesem abhebt, bringt eine Kraft auf das Ventilglied auf, welches darauf reagiert, indem es sich in einen Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz bewegt. Auf diese Weise hält in einer Position das Kolbenventil das Verriegelungsventil geschlossen, was den Druck in der Steuerkammer hält, der die Tendenz hat, das Sperrventil geschlossen zu halten.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft hydraulische Systeme, und mehr im einzelnen Sperrventile, welche einen leistungslosen Aktuator von dem übrigen Teil des hydraulischen Systems isolieren, und speziell Verriegelungsventile, welche die Tendenz haben, zu verhindern, dass derartige Sperrventile unter den Bedingungen eines hohen Druckes von dem Aktuator öffnen.
  • 2. Beschreibung des relevanten Standes der Technik
  • Hydraulische Systeme werden eingesetzt, um zahlreiche Arten mechanischer Einrichtungen mit Leistung zu versorgen. Ein Hydraulikaktuator, wie etwa eine Zylinder-Kolben-Anordnung wird typischerweise dazu eingesetzt, eine Komponente der Einrichtung zu verstellen. Bei einer Heckmulde beispielsweise verstellt ein hydraulischer Zylinder die Schaufel gegenüber einem Arm, ein anderer hydraulischer Zylinder erzeugt eine Bewegung zwischen dem Arm und einem Ausleger, und ein zusätzlicher hydraulischer Zylinder hebt und senkt den Ausleger gegenüber dem Fahrzeugrahmen.
  • Eine Ventilanordnung steuert die Zuführung eines unter Druck stehenden hydraulischen Fluides von einer Pumpe zu dem Hydraulikaktuator, und sie steuert den Rücklauf des Fluides von dem Aktuator zu einem Reservoir, welches allgemein als Rücklaufbehälter bezeichnet wird. Häufig versieht ein Ventil vom Kolbentyp (englisch: spool-type valve) diese Steuerfunktion. Bei diesem Ventiltyp hat ein Ventilblock eine Bohrung, in die mehrere Kanäle münden, die zu den Zylinderkammern, der Pumpe und zu dem Rücklaufbehälter führen. Der Kolben ist mit mehreren Nuten und Stegen ausgebildet, so dass dann, wenn er sich innerhalb der Bohrung verschiebt, die Nuten die unterschiedlichen Kanäle miteinander verbinden. In verschiedenen Positionen des Kolbens wird Fluid von der Pumpe einer der beiden Zylinderkammern zugeführt und von der anderen Zylinderkammer zum Rücklaufbehälter hin abgeführt. Welche Zylinderkammer das Druckfluid erhält, bestimmt die Richtung, in die sich der Hydraulikaktuator bewegt. In einer zentrierten Position blockiert der Kolben den Fluidstrom zu und von dem Hydraulikaktuator. Allerdings tritt in der geschlossenen Position eine gewisse Leckage von den Zylinderkammern zu den Rücklaufbehälterkanälen auf, und zwar unabhängig von der Toleranz zwischen dem Kolben und der Bohrung. Eine derartige Leckage birgt die Möglichkeit, dass die Maschinenkomponente durch den Hydraulikaktuator angetrieben wird, so dass er sich unbeabsichtigt bewegt, was unerwünscht ist. Beispielsweise kann eine angehobene Auslegeranordnung einer Heckmulde langsam absinken, wenn die Steuerventilanordnung für eine längere Zeit in der geschlossenen Position gehalten wird.
  • Deshalb war es eine allgemeine Praxis, ein herkömmliches pilotgesteuertes Sperrkörper-Sperrventil (englisch: poppet check valve) zwischen der Steuerventilanordnung und dem Hydraulikaktuator vorzusehen. Ein Ventil vom Sperrkörpertyp weist im Vergleich zu einem Kolbenventil eine relativ geringe Leckage auf. Dabei wurde ein Druck von einer Betätigung des Kolbenventils auf eine Pilotkammer hinter dem Sperrventil aufgebracht, um einen Pilotkolben zu betätigen, welcher den Sperrkörper des Sperrventils in Anlage und außer Anlage brachte, um einen Pilotkanal in dem Sperrkörper zu schließen bzw. zu öffnen. Ein Öffnen des Pilotkanals erlaubte es dem Sperrkörper, sich von dem Sitz des Sperrventils fort zu bewegen. Obwohl die Kombination des pilotgesteuerten Sperrkörper-Sperrventils mit dem herkömmlichen Kolbenventil das Leckageproblem erheblich verringerte, trat immer noch eine gewisse Leckage des Pilotdruckes in dem Kolbenventil auf.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine hydraulische Ventilanordnung hat einen Ventilkolben, welcher sich innerhalb einer Kolbenbohrung verschiebt und einen Fluidstrom zu einem Arbeitsport steuert, welcher dazu bestimmt ist, mit einem Hydraulikaktuator verbunden zu werden. Ein Sperrventilsystem ist in der hydraulischen Ventilanordnung vorgesehen, und es umfasst ein Sperrventil, welches durch ein separates Verriegelungsventil gesteuert wird.
  • Das Sperrventil hat einen Sperrkörper, welcher sich an einen ersten Ventilsitz anlegt bzw. sich von diesem abhebt, um einen Fluidstrom zwischen der Kolbenbohrung und dem Hydraulikaktuator zu steuern, und es hat eine Steuerkammer, in welcher der Druck eine Bewegung des Sperrkörpers steuert. Das Verriegelungsventil hat einen Einlass, welcher mit der Steuerkammer verbunden ist, einen Auslass, welcher mit einer Öffnung in der Kolbenbohrung verbunden ist, und einen zweiten Ventilsitz zwischen dem Einlass und dem Auslass. Ein Ventilglied des Verriegelungsventils kommt wahlweise in Eingriff bzw. außer Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz. Der Ventilkolben bringt eine Kraft auf das Ventilglied auf, welches darauf reagiert, indem es sich in einen Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz bewegt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verriegelungsventil an einem Ende der Kolbenbohrung angeordnet, und ein Ende des Kolbens liegt daran an, so dass dadurch die Funktionsweise des Hauptkolbenventils und des Verriegelungsventils miteinander verbunden werden. Das Ventilglied umfasst ein Ventilelement, welches wahlweise in Eingriff und außer Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz kommt, einen das Ventilelement kontaktierenden Schaft und ein mit einem Ende des Schaftes gekoppeltes Halteelement, wobei der Ventilkolben eine Kraft auf das Halteelement aufbringt. Eine erste Feder spannt den Schaft in Richtung von dem Ventilelement fort, und eine zweite Feder spannt das Halteelement gegenüber dem Schaft und zu dem Ende hin vor.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Längsschnittansicht durch eine Kolbenventilanordnung, welche die vorliegende Erfindung beinhaltet; und
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht der Schnittdarstellung der 1, und sie zeigt Einzelheiten eines Verriegelungsventils.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Es wird zunächst auf die 1 Bezug genommen; eine Ventilanordnung 10 für ein hydraulisches System umfasst einen Ventilkörper 12 mit einem Paar primärer Ventile, die durch Kolbenbohrungen 14 und 15 gebildet sind, in denen jeweils ein erster und ein zweiter Ventilkolben 16 bzw. 17 aufgenommen sind. Ein Ende eines jeden Ventilkolbens 16 bzw. 17, die ein Steuerelement bilden, ist mit einem unidirektionalen linearen Aktuator 18 bzw. 19, wie etwa einem Proportional-Solenoid, verbunden, welcher in einem Ende der zugeordneten Kolbenbohrung 14 bzw. 15 befestigt ist. Die linearen Aktuatoren 18 und 19 verschieben den jeweiligen Ventilkolben 16 oder 17 in der Kolbenbohrung bei der Ausrichtung der Ventilanordnung in 1 aus der dargestellten geschlossenen Position nach rechts. Je nach dem Betrag, um den sich der Ventilkolben bewegt, öffnet sich das Ventil in unterschiedlichem Maße, wodurch der Fluidstrom durch das Ventil proportional gesteuert wird. Es versteht sich, dass die neuartige Sperrventilanordnung der vorliegenden Erfindung auch mit anderen Arten primärer Ventile als gerade denjenigen vom Kolbentyp eingesetzt werden kann.
  • Der Ventilkörper 12 hat einen Pumpeneinlasskanal 20, welcher über ein herkömmliches Druckausgleichsventil 22 mit einem Überbrückungskanal 24 verbunden ist, welcher die beiden Kolbenbohrungen 14 und 15 schneidet. Ein Paar Rücklaufbehälterkanäle 26 stehen auch mit den Kolbenbohrungen in Verbindung. Der Ventilkörper 12 hat ein Paar Arbeitsports 27 und 28 für die Verbindung mit dem zu steuernden Hydraulikaktuator. Genauer ist der erste Arbeitsport 27 mit den beiden Kolbenbohrungen 14 und 15 durch einen ersten Arbeitsportkanal 30 verbunden, welcher in zwei Abschnitte 31 und 32 geteilt ist, wobei zwischen diesen ein erster Ventilsitz 29 vorgesehen ist. Der zweite Arbeitsport 28 ist in ähnlicher Weise mit den beiden Kolbenbohrungen durch einen zweiten Arbeitsportkanal 33 verbunden, welcher in zwei Abschnitte 34 und 35 geteilt ist, wobei zwischen diesen ein anderer erster Ventilsitz 29 vorgesehen ist.
  • Ein pilotgesteuertes erstes Sperrventil 36 ist zwischen den unterschiedlichen Abschnitten 31 und 32 des ersten Arbeitsportkanals 30 angeordnet, und es ist so ausgerichtet, dass ein Druck in dem Abschnitt 31 von der Kolbenbohrung her, welcher auf die Nase des Sperrventil-Sperrkörpers 37 wirkt, die Tendenz hat, den Sperrkörper abzuheben. Der Sperrkörper 37 hat eine Ringfläche 38, auf die der Druck von dem ersten Arbeitsport 27 wirkt, welcher ebenso die Tendenz hat, den Sperrkörper abzuheben. Eine Sperrventilfeder 25 spannt den Sperrkörper 37 gegen die Kraft von diesen Drücken zu dem ersten Ventilsitz hin vor. Das erste Sperrventil 36 hat eine erste Steuerkammer 39 auf einer Seite des Sperrkörpers 37, die von dem ersten Ventilsitz 29 entfernt ist, und ein Kanal 23 durch den Sperrkörper verbindet den Abschnitt 32 des ersten Arbeitsportkanals 30 mit der Steuerkammer. Ein erster Steuerkanal 40 verbindet die erste Steuerkammer 39 mit einem ersten Verriegelungsventil 41, welches an dem dem ersten linearen Aktuator 18 abgewandten Ende der ersten Ventilbohrung 14 angeordnet ist. Das erste Verriegelungsventil 41 verbindet wahlweise den ersten Steuerkanal 40 mit einem ersten Verriegelungskanal 42, welcher sich in der Nähe des Schnittpunktes mit dem ersten Abschnitt 31 des ersten Arbeitsportkanals 30 in die erste Kolbenbohrung 14 öffnet. Eine Bewegung des Kolbens schließt den ersten Verriegelungskanal 42 an den ersten Arbeitsportkanal-Abschnitt 31 an. Alternativ dazu kann der erste Verriegelungskanal 42 direkt in den ersten Abschnitt 31 des ersten Arbeitsportkanals 30 münden. Wie noch beschrieben wird, steuert eine Betätigung des ersten Verriegelungsventils 41 den Druck in der ersten Steuerkammer 39 und damit eine Bewegung des Sperrkörpers 37 in dem ersten Sperrventil 36.
  • Ein identisches zweites Sperrventil 43 mit einem Sperrkörper 45 ist zwischen den beiden Abschnitten 34 und 35 des zweiten Arbeitsportkanals 33 angeordnet. Das zweite Sperrventil 43 hat eine zweite Steuerkammer 44, die durch einen zweiten Steuerkanal 46 mit einem zweiten Verriegelungsventil 48 verbunden ist, das an dem von dem zweiten linearen Aktuator 19 entfernten Ende der zweiten Kolbenbohrung 15 angeordnet ist. Es sei bemerkt, dass der zweite Steuerkanal 46 sich zwischen der zweiten Steuerkammer 44 und dem zweiten Verriegelungsventil 48 in einer zu derjenigen der Schnittzeichnung der 1 parallelen Ebene erstreckt. Das zweite Verriegelungsventil 48 steuert eine Verbindung zwischen dem zweiten Steuerkanal 46 und einem zweiten Verriegelungskanal 49, welcher bei einem Punkt in der Nähe des Schnittpunktes mit dem zweiten Arbeitsportkanal 33 in die zweite Kolbenbohrung 15 mündet. Alternativ dazu kann der zweite Verriegelungskanal 49 direkt in den zweien Arbeitsportkanal 33 münden.
  • 2 illustriert die Einzelheiten des ersten Verriegelungsventils 41, wobei es sich versteht, dass das zweite Verriegelungsventil 48 einen identischen Aufbau hat. Das erste Verriegelungsventil 41 umfasst eine Hülse 50, welche in das entfernte Ende der ersten Kolbenbohrung 14 eingeschraubt ist und eine Nase hat, die sich in den ersten Steuerkanal 40 hinein erstreckt. Die Hülse 50 hat eine Innenkammer 52, die von dem ersten Steuerkanal 40 durch einen zweiten Ventilsitz 54 getrennt ist und die mit dem ersten Verriegelungskanal 42 über einen Auslass 51 in Verbindung steht. Ein Ventilglied 55 umfasst ein Ventilelement 56, etwa einen Konuspfeil, welcher an einem Ende eines Schaftes 58 innerhalb der Innenkammer 52 verschiebbar angeordnet ist, um in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz 54 zu kommen und den Fluidstrom zwischen einem Einlass 53 und dem Auslass 51 des ersten Verriegelungsventils 41 zu steuern. Eine Pfeilfeder 60 spannt das Ventilelement 56 gegenüber der Hülse 50 in Richtung zu einem Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz vor.
  • Der Schaft 58 des ersten Verriegelungsventils 41 erstreckt sich durch eine Öffnung 62 in der Ventilhülse 50 hin durch und in eine Ausnehmung 64 an dem benachbarten Ende des ersten Ventilkolbens 16 hinein. Das Ende des Schaftes 58 innerhalb der Ausnehmung 64 trägt einen Kopf, welcher in Eingriff mit einem scheibenförmigen Halteelement 66 ist, durch das hindurch sich der Schaft erstreckt. In dem dargestellten geschlossenen Zustand des Ventilkolbens 16 liegt das Halteelement 66 an dem zugewandten Ende der Hülse 50 an, und eine erste Feder 68 in einer Hülsenvertiefung 69 spannt das Halteelement 66 in einer Richtung fort von diesem Ende der Hülse 50. Ein C-Federring 70 sitzt in einer Umfangsnut auf dem Schaft 58, und eine zweite Feder 72 liegt an dem Federring an und spannt das Halteelement 66 gegen den Kopf des Schaftes. Die zweite Feder 72 absorbiert die Kraft, wenn der Ventilkolben 16 das Ventilelement 56 gegen den zweiten Ventilsitz 54 andrückt, und die verhindert dadurch eine Beschädigung der Dichtfläche des Ventilelementes und des Ventilsitzes.
  • Auf diese Weise bringt der erste Ventilkolben 16 eine nicht hydraulische Kraft auf das Verriegelungs-Ventilglied 55 auf, welches darauf reagiert, indem es sich in einen Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz 54 bewegt.
  • In der in 1 gezeigten geschlossenen Position bringt der erste Ventilkolben 16 eine nicht hydraulische Kraft auf das Verriegelungs-Ventilglied 55 auf, welches darauf reagiert, indem es sich in einen Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz 54 bewegt. Insbesondere stößt das Ende des Ventilkolbens 16, welches von dem linearen Aktuator 18 entfernt ist, an das Halteelement 66 des ersten Verriegelungsventils 41 an, wie im einzelnen in 2 dargestellt ist. Dies drückt das Halteelement 66 gegen die Hülse 50. Jetzt wirkt die zweite Feder 72 auf den C-Federring 70 und stößt den Schaft 58 und das Ventilelement 56 gegen den zweiten Ventilsitz 54, wobei es eine Verbindung zwischen dem ersten Steuerkanal 40 und dem ersten Verriegelungskanal 42 schließt. Das sperrt den Druck innerhalb der ersten Steuerkammer 39 des ersten Sperrventils 36 in der 1 ein. Es sei bemerkt, dass ein kleiner Kanal von dem Arbeitsport-Ende des ersten Arbeitsportkanals 30 aus durch den Sperrkörper des ersten Sperrventils 36 hindurch existiert, wodurch der Arbeitsport-Druck auf die Steuerkammer 39 aufgebracht wird. Deshalb kann der Arbeitsport-Druck, welcher auf die relativ kleine Ringfläche 38 wirkt, das erste Sperrventil 36 nicht öffnen.
  • Wenn der Maschinist eine durch die Ventilanordnung 10 gesteuerte Bewegung des Hydraulikaktuators kommandiert, dann wird ein Signal an einen der beiden linearen Aktuatoren 18 oder 19 geschickt, abhängig von der Richtung der gewünschten Bewegung. Wenn der Hydraulikaktuator eine Zylinder-Kolben-Anordnung ist, dann bewirkt die Aktivierung eines linearen Aktuators, dass sich die Kolbenstange in den Zylinder zurückzieht, während der andere lineare Aktuator bewirkt, dass die Kolbenstange aus dem Zylinder weiter ausfährt. Wenn der erste lineare Aktuator 18 aktiviert wird, dann bewegt der Ausgangsschaft eine Ventilkomponente 80, wobei diese Aktion einen Druck durch einen Kanal 82 aufbringt, welcher zu einer Kammer 84 an dem abgewandten Ende des ersten Ventilkolbens 16 führt. Ein Aufbringen dieses Druckes auf dieses abgewandte Ende treibt den ersten Ventilkolben 16 in den Zeichnungen nach rechts in eine Position, bei der der Überbrückungskanal 24 mit dem zweiten Arbeitsportkanal 33 verbunden ist, und bei der der erste Arbeitsportkanal 30 mit dem Rücklaufbehälterkanal 26 verbunden ist. Ein Aufbringen von Druckfluid auf den Abschnitt 34 des zweiten Arbeitsportkanals 33 bringt einen erheblichen Druck auf die relativ große Fläche der Nase des zweiten Sperrventils 43 auf, was bewirkt, dass das Sperrventil vom Sitz abhebt und Fluid zu dem zweiten Arbeitsport 28 leitet.
  • Es wird auf die beiden 1 und 2 Bezug genommen; die Bewegung des ersten Ventilkolbens 16 nach rechts und von dem ersten Verriegelungsventil 41 fort bringt eine Entlastung von der Kraft, welche der Ventilkolben zuvor auf das Halteelement 66 aufgebracht hat. Das ermöglicht es der entgegengesetzt wirkenden Kraft von der ersten Feder 68, das Halteelement zu dem zurückweichenden Ventilkolben 16 hin und von der Hülse 50 fort zu schieben. Diese Bewegung trägt auch den Schaft 58 mit dem Halteelement 66, wodurch die mechanische Kraft fortgenommen wird, die zuvor das Ventilelement 56 in Anlage an dem zweiten Ventilsitz 54 gehalten hat. Zu diesem Zeitpunkt ist eine erste Nut 74 in dem ersten Ventilkolben 16 mit der in die erste Kolbenbohrung 14 mündenden Öffnung des ersten Verriegelungskanals 42 fluchtend ausgerichtet. Es existiert jetzt ein Fluidweg von dieser ersten Nut 74 durch einen den Kolben durchsetzenden Kanal 76 zu einer benachbarten zweiten Nut 78, die jetzt zu dem Rücklaufbehälterkanal 26 fluchtend ausgerichtet ist. Auf diese Weise ist der erste Steuerkanal 40 mit dem Rücklaufbehälterkanal 26 verbunden.
  • Da zu diesem Zeitpunkt der Druck in dem ersten Steuerkanal 40 größer als der Rücklaufbehälterdruck in dem ersten Verriegelungskanal 42 ist, bewegt sich das Verriegelungsventilelement 56 von dem zweiten Ventilsitz 54 fort. Das öffnet einen Fluidweg durch das Verriegelungsventil 41 zwischen dem ersten Steuerkanal 40 und dem ersten Verriegelungskanal 42. Dieser Weg in Verbindung mit dem zuvor beschriebenen Weg durch den Ventilkolben 16 zu dem Rücklaufbehälterkanal 26 hebt den Druck innerhalb der ersten Steuerkammer 39 des ersten Sperrventils 36 auf.
  • Nachdem der Druck in der ersten Steuerkammer 39 aufgehoben ist, bewirkt der auf die Ringfläche 38 aufgebrachte Druck von dem ersten Arbeitsport 27, dass der Sperrkörper 37 in dem ersten Sperrventil 36 vom Sitz abhebt. Das öffnet einen Weg zwischen den beiden Abschnitten 31 und 32 des ersten Arbeitsportkanals 30, was es ermöglicht, das Fluid von dem ersten Arbeitsport 27 durch die zweite Kolbennut 78 zu dem Rücklaufbehälterkanal 26 strömt. Es sei bemerkt, dass bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Druck in der ersten Steuerkammer 39 auf diese Weise aufgehoben wird, der Druck von dem ersten Arbeitsport 27, welcher auf die relativ kleine Ringfläche 38 wirkt, nicht ausreichend war, das erste Sperrventil 36 von seinem Sitz abzuheben.
  • Es sei jetzt angenommen, dass beide Ventilkolben 16 und 17 geschlossen sind, wodurch eine Verbindung zwischen den Arbeitsports 27 und 28 und den Versorgungs- und Rücklaufbehälterkanälen blockiert ist, wie in 1 dargestellt ist. Wenn jetzt die Temperatur des Fluides zwischen der Ventilanordnung 10 und dem Hydraulikaktuator zunimmt, dann expandiert das Fluid, was den Druck an dem zugeordneten Arbeitsport erhöht. Es ist erwünscht, diesen Druck aufzuheben, um ein Komponentenversagen, wie etwa einen Leitungsbruch zu verhindern. Bei der vorliegenden Ventilanordnung 10 wird ein Druck an dem ersten Arbeitsport 27 durch den internen Kanal 23 in dem ersten Sperrventil 36 und den ersten Steuerkanal 40 zu der Nase des ersten Verriegelungsventils 41 geleitet. Dieser infolge der thermischen Expansion erhöhte Druck wirkt auf die Spitze des Ventilelementes 56 in der 2, wodurch eine Kraft erzeugt wird, welche die Tendenz hat, das Ventilelement von seinem Sitz abzuheben. Diese Kraft wird über den Schaft 58 auf den C-Federring 70 gegen die Kraft der zweiten Feder 72 aufgebracht. Die Kraft der zweiten Feder 72 hält das Ventilelement 56 gegen den zweiten Ventilsitz 54, bis der höchste Druck, welcher normalerweise an dem ersten Arbeitsport 27 auftritt (z.B. 200 bar), um eine vorgegebene Druckmarge (z.B. 30 bar) übertroffen wird. Wenn der Druck in dem ersten Steuerkanal 40 diesen kombinierten Druckpegel (z.B. 230 bar) überschreitet, dann wird die Kraft der zweiten Feder 72 überwunden. Das bewirkt, dass sich das Ventilelement 56 von dem zweiten Ventilsitz 54 fort bewegt und einen Weg öffnet, welcher den Überdruck über den ersten Verriegelungskanal 42 zu der ersten Kolbenbohrung 14 hin ableitet. Obwohl der erste Ventilkolben 16 sich im geschlossenen Zustand befindet, besteht doch eine ausreichende Fluidleckage, um den thermisch bedingten Überdruck abzulassen. Wenn der Druck an dem ersten Arbeitsport 27 unter den höchsten normalen Druck plus der vorgegebenen Druckmarge absinkt, dann schließt die Kraft der zweiten Feder 72 das erste Verriegelungsventil 41 wieder.
  • Ein schwimmender Zustand eines Hydraulikaktuators kann kommandiert werden, indem man die beiden zugeordneten ersten und zweiten Ventilkolben 16 und 17 voll aktiviert. In dem schwimmenden Zustand sind beide Sperrventile, d.h. das erste und das zweite Sperrventil 36 und 43 über das jeweilige erste und zweite Verriegelungsventil 41 und 48 entlüftet. Die Kombination des Ventilelementes 56 und der Pfeilfeder 60 in dem Verriegelungsventil 41 bzw. 48 entlüftet den zugeordneten Sperrventil-Sperrkörper 37 oder 45. Zu diesem Zeitpunkt ist es erwünscht, dass ein Fluidstrom vom Rücklaufbehälter zu dem Arbeitsport möglich ist, um Kavitation zu verhindern. Das erste und zweite Sperrventil 36 oder 43 blockiert einen Überlaufbehälterdruck gegenüber den Kammern 39 und 44, so dass ein negativer Druck in dem Arbeitsport erfasst werden kann, um dadurch zu bewirken, dass das jeweilige Sperrventil 36 oder 43 sich öffnet.
  • Die vorstehende Beschreibung wurde primär auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung gerichtet. Wenn auch einige Aufmerksamkeit auf verschiedene Alternativen innerhalb des Umfanges der Erfindung gelenkt wurde, so wird doch vorausgesetzt, dass ein Fachmann auf diesem Gebiet in ähnlicher Weise zusätzliche Alternativen realisieren wird, die jetzt aus der Offenbarung von Ausgestaltungen der Erfindung offenkundig werden. Demzufolge sollte der Umfang der Erfindung aus den nachfolgenden Ansprüchen bestimmt und nicht durch die oben stehende Offenbarung beschränkt werden.

Claims (20)

  1. Ein Sperrventilsystem für eine hydraulische Ventilanordnung, die ein primäres Ventil mit einem Steuerelement aufweist, welches durch seine Bewegung einen Fluidstrom zu einem Hydraulikaktuator steuert, wobei das Sperrventilsystem umfasst: ein Sperrventil mit einem Sperrkörper, welcher sich an einen ersten Ventilsitz anlegt bzw. sich von diesem abhebt, um einen Fluidstrom zwischen dem primären Ventil und dem Hydraulikaktuator zu steuern, und mit einer Steuerkammer, wobei der Druck in dieser eine Bewegung des Sperrkörpers steuert; und ein Verriegelungsventil mit einem Einlass, welcher in einer Fluidverbindung mit der Steuerkammer steht, und einem Auslass mit einem zweiten Ventilsitz zwischen dem Einlass und des Auslass, wobei das Verriegelungsventil ein Ventilglied umfasst, welches sich wahlweise an den zweiten Ventilsitz anlegt bzw. von diesem abhebt, wobei das Steuerelement eine nicht hydraulische Kraft auf das Ventilglied aufbringt, welches reagiert, indem es sich in einen Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz bewegt.
  2. Sperrventilsystem nach Anspruch 1, wobei das Steuerelement ein Ventilkolben ist, welcher sich in einer Kolbenbohrung bewegt; und wobei das Verriegelungsventil in der Kolbenbohrung an einem Ende des Ventilkolbens angeordnet ist.
  3. Sperrventilsystem nach Anspruch 2, wobei der Auslass des Verriegelungsventils mit einer Öffnung in der Kolbenbohrung verbunden ist.
  4. Sperrventilsystem nach Anspruch 1, wobei das Verriegelungsventil ferner eine Feder umfasst, welche das Ventilglied von dem zweiten Ventilsitz fort spannt.
  5. Sperrventilsystem nach Anspruch 1, wobei das Ventilglied ein Ventilelement umfasst, welches sich wahlweise an den zweiten Ventilsitz anlegt bzw. sich von diesem abhebt, ferner einen Schaft, welcher das Ventilelement kontaktiert, und ein mit dem Schaft gekoppeltes Halteelement, wobei das Steuerelement eine Kraft auf das Halteelement aufbringt.
  6. Sperrventilsystem nach Anspruch 1, wobei das Ventilglied ein Ventilelement umfasst, welches sich wahlweise an den zweiten Ventilsitz anlegt bzw. sich von diesem abhebt, ferner einen Schaft mit einem ersten Ende, welches sich an das Ventilelement anlegt, und mit einem zweiten Ende, und ein Halteelement, welches auf dem Schaft in der Nähe des zweiten Endes montiert ist, wobei das Steuerelement eine Kraft auf das Halteelement aufbringt.
  7. Sperrventilsystem nach Anspruch 6, wobei das Verriegelungsventil ferner umfasst: eine erste Feder, welche das Ventilglied von dem zweiten Ventilsitz fort vorspannt; und eine zweite Feder, welche das Halteelement entlang dem Schaft zu dem zweiten Ende hin vorspannt.
  8. Sperrventilsystem nach Anspruch 7, wobei das Verriegelungsventil ferner eine dritte Feder umfasst, welche das Ventilelement zu dem zweiten Ventilsitz hin vorspannt.
  9. Sperrventilsystem nach Anspruch 1, wobei der Sperrkörper des Sperrventils einen Fluidkanal zwischen der Steuer kammer und einem Arbeitsport, welcher in der hydraulischen Ventilanordnung vorgesehen ist, für eine Verbindung mit dem Hydraulikaktuator definiert.
  10. Sperrventilsystem nach Anspruch 1, wobei der Sperrkörper des Sperrventils zu dem ersten Ventilsitz hin durch eine Sperrventilfeder vorgespannt ist.
  11. Sperrventilsystem für eine hydraulische Ventilanordnung, welche einen Ventilkolben hat, der sich in einer Kolbenbohrung verschiebt, um einen Fluidstrom durch einen Kanal zu einem Arbeitsport zu steuern, wobei das Sperrventilsystem umfasst: ein Sperrventil in dem Kanal, mit einem Sperrkörper, welcher sich an einen ersten Ventilsitz anlegt bzw. von diesem abhebt, um einen Fluidstrom zwischen der Kolbenbohrung und dem Arbeitsport zu steuern, und mit einer Steuerkammer auf einer Seite des Sperrkörpers, welche von dem ersten Ventilsitz entfernt ist; und ein Verriegelungsventil mit einem Einlass, welcher mit der Steuerkammer verbunden ist, und einem Auslass, welcher mit einer Öffnung in der Kolbenbohrung verbunden ist, und mit einem zweiten Ventilsitz zwischen dem Einlass und dem Auslass, wobei das Verriegelungsventil umfasst: a) ein Ventilelement, welches sich wahlweise an den zweiten Ventilsitz anlegt bzw. von diesem abhebt, b) einen Schaft mit einem ersten Endabschnitt, welcher in Kontakt mit dem Ventilelement ist, und mit einem zweiten Ende, c) ein Halteelement, welches mit dem Schaft gekoppelt ist, wobei der Ventilkolben eine Kraft auf das Halteelement aufbringt, welche die Tendenz hat, das Ven tilelement in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz zu bringen, d) eine erste Feder, welche den Schaft von dem Ventilelement fort vorspannt; und e) eine zweite Feder, welche das Halteelement gegenüber dem Schaft und in Richtung zu dem zweiten Ende hin vorspannt.
  12. Sperrventilsystem nach Anspruch 11, wobei das Verriegelungsventil in der Kolbenbohrung an einem Ende des Ventilkolbens angeordnet ist.
  13. Sperrventilsystem nach Anspruch 11, wobei das Verriegelungsventil ferner eine dritte Feder umfasst, welche das Ventilelement zu dem zweiten Ventilsitz hin vorspannt.
  14. Sperrventilsystem nach Anspruch 11, wobei der Sperrkörper des Sperrventils einen Fluidkanal zwischen der Steuerkammer und dem Kanal zu dem Arbeitsport definiert.
  15. Sperrventilsystem nach Anspruch 11, wobei der Sperrkörper des Sperrventils zu dem ersten Ventilsitz hin durch eine Sperrventilfeder vorgespannt ist.
  16. Eine hydraulische Ventilanordnung mit einem Ventilkolben, welcher sich in einer Kolbenbohrung verschiebt, um einen Fluidstrom zu einem Arbeitsport zu steuern, wobei ein Sperrventilsystem umfasst: ein Sperrventil, welches in einem Kanal zwischen der Kolbenbohrung und dem Arbeitsport angeordnet ist und einen Sperrkörper aufweist, welcher sich an einen ersten Ventilsitz anlegt bzw. von diesem abhebt, um einen Fluidstrom in dem Kanal zu steuern, und mit einer Steuerkammer an einer von dem ersten Ventilsitz abgewandten Seite des Sperrkörpers; und ein Verriegelungsventil, welches umfasst: a) eine Hülse mit einem Einlass, welcher in einer Fluidverbindung mit der Steuerkammer steht, und mit einem Auslass, welcher mit einer Öffnung in der Kolbenbohrung verbunden ist, und mit einem zweiten Ventilsitz zwischen dem Einlass und dem Auslass, b) ein Ventilelement, welches innerhalb der Hülse bewegbar ist, um sich wahlweise an den zweiten Ventilsitz anzulegen bzw. von diesem abzuheben, c) einen Schaft mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende an dem Ventilelement anliegt, d) ein Halteelement, welches auf dem Schaft montiert ist, wobei der Ventilkolben an dem Halteelement anliegt, um eine Kraft aufzubringen, welche die Tendenz hat, das Ventilelement in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz zu bewegen, e) eine erste Feder, welche an der Hülse anliegt und das Halteelement von der Hülse fort vorspannt, um zu ermöglichen, dass sich das Ventilelement von dem zweiten Ventilsitz abhebt; und f) eine zweite Feder, welche den Schaft gegenüber dem Halteelement und zu dem zweiten Ventilsitz hin vorspannt.
  17. Sperrventilsystem nach Anspruch 16, wobei die Hülse des Verriegelungsventils in der Kolbenbohrung an einem Ende des Ventilkolbens angeordnet ist.
  18. Sperrventilsystem nach Anspruch 16, wobei das Verriegelungsventil ferner eine dritte Feder umfasst, welche das Ventilelement zu dem zweiten Ventilsitz hin vorspannt.
  19. Sperrventilsystem nach Anspruch 16, wobei der Sperrkörper des Sperrventils einen darin ausgebildeten Fluidkanal umfasst, welcher eine Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer und dem Arbeitsport herstellt.
  20. Sperrventilsystem nach Anspruch 16, wobei der Sperrkörper des Sperrventils durch eine Sperrventilfeder zu dem ersten Ventilsitz hin vorgespannt ist.
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