-
Die
Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Druckmittelversorgung
eines hydraulischen Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
-
Derartige
Ventilanordnungen werden beispielsweise in Scheibenbauweise ausgeführt
und bei Mobilsteuerblöcken zur Ansteuerung von hydraulischen
Verbrauchern von mobilen Arbeitsgeräten, beispielsweise
kompakten Baumaschinen wie Baggerladern, Mini- und Kompaktbaggern,
Telehandler verwendet. Eine Anforderung an das Hydrauliksystem derartiger
mobiler Arbeitsgeräte besteht darin, dass das Absenken
einer großen negativen oder ziehenden Last kontrolliert
erfolgt. Hierzu werden üblicher Weise ablaufseitig so genannte
Gegenhalte- oder Senkbremsventile eingesetzt, die im Rücklauf eine
Vorspannung erzeugen, die gegen den Hauptantriebsdruck wirkt, so
dass die Last für das Gesamtsystem wieder positiv ist und
somit kontrollierbar bleibt.
-
Ein
derartiges Senkbremsventil, wie beispielsweise in dem Datenblatt
VPSO-SEC-42; 04.52.12-X-99-Z der Firma Oilcontrol, einer Tochter der
Anmelderin beschrieben, ist im Prinzip ein Sperrventil, das durch
den Druck im Zulauf entriegelbar ist und bei drückender
Last ein kontrolliertes Absenken ermöglicht. Das bekannte
Senkbremsventil ist mit einem eine Druckmittelzufuhr zum Verbraucher
ermöglichenden Rückschlagventil ausgeführt
und des Weiteren als Sitzventil ausgebildet, so dass eine leckagefreie
Abstützung der Last ermöglicht ist. Ein weiterer Vorteil
dieser bekannten Senkbremsventile besteht darin, dass sie als Sekundärdruckbegrenzungsventil wirken,
so dass der Druck im Rücklauf einen am Senkbremsventil
eingestellten Maximalwert nicht überschreiten kann.
-
Derartige
Senkbremsventile können bei so genannten LS-Steuerblöcken,
wie sie in der
DE
197 15 020 A1 oder dem Datenblatt RD 64 276/06.06 entnehmbar
sind oder bei LUDV-Steuerblöcken gemäß dem
Datenblatt RD 64 125/07.05 der Bosch Rexroth AG eingesetzt werden.
Bei den letztgenannten LUDV-Steuerblöcken wird über
die Ventilanordnung eine vom Lastdruck und vom verfügbaren
Volumenstrom unabhängige Druckmittelvolumenstromverteilung
an die verschiedenen Verbraucher des mobilen Arbeitsgerätes
gewährleistet. Dabei ist jedem Verbraucher ein Wegeventilelement
mit zwei Verbraucheranschlüssen zugeordnet, die über
ein Wegeventil mit einer LS-Pumpe oder einem Tank verbindbar sind.
Das Wegeventil ist stetig ver stellbar ausgeführt und hat
einen Geschwindigkeitsteil zur Einstellung des Druckmittelvolumenstroms
und einen Richtungsteil zur Einstellung der Durchflussrichtung.
Stromabwärts des eine veränderliche Zulaufmessblende
ausbildenden Geschwindigkeitsteils ist eine Druckwaage vorgesehen,
die in Schließrichtung vom maximalen Lastdruck aller Verbraucher
und in Öffnungsrichtung vom Druck stromabwärts
der Zulaufmessblende beaufschlagt ist, so dass eine Lastdruck unabhängige Volumenstromverteilung
auf die unterschiedlichen Verbraucher erfolgt. Um ein unkontrolliertes
Absinken einer ziehenden Last zu vermeiden, kann im Rücklauf
vom Verbraucher eines der vorbeschriebenen Senkbremsventile vorgesehen
werden. Dieses Senkbremsventil lässt sich vom Druck im
Vorlauf zum Verbraucher aufsteuern, um den eingangs genannten Gegendruck
aufzubauen. Um beide Bewegungsrichtungen des Verbrauchers im Hinblick
auf eine negative Last abzusichern, wird dabei jedem der Verbraucheranschlüsse
ein Senkbremsventil zugeordnet, die dann praktisch über
Kreuz vom Druck am jeweils anderen Verbraucheranschluss aufsteuerbar sind.
Insbesondere bei derartigen LUDV-Steuerblöcken ist allerdings
ein erheblicher fertigungstechnischer Aufwand erforderlich, um diesen
zum Öffnen des sich im jeweiligen Rücklauf befindlichen
Senkbremsventils erforderlichen Pilotdruck vom Vorlauf am anderen
Verbraucheranschluss abzugreifen.
-
Demgegenüber
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute
Ventilanordnung zu schaffen, mit der ein unkontrolliertes Absinken
eines Verbrauchers verhinderbar ist.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
-
Erfindungsgemäß hat
die Ventilanordnung ein in einem Gehäuse aufgenommenes
Wegeventil, das eine verstellbare Zulaufmessblende und einen Richtungsteil
zum Einstellen der Durchströmungsrichtung aufweist. Der
verstellbaren Zulaufmessblende ist eine Druckwaage zugeordnet und
in einem Rücklauf vom Verbraucher ist ein Senkbremsventil angeordnet,
das in Öffnungsrichtung mit einem Pilotdruck beaufschlagt
ist, der vom Druck an einem rücklaufseitigen Verbraucheranschluss
abhängt. Dem Senkbremsventil ist ein in Richtung zum Verbraucher öffnendes
Rückschlagventil parallel geschaltet. Erfindungsgemäß wird
der Pilotdruck in einem Kanal zwischen der Druckwaage und dem Richtungsteil
abgegriffen.
-
Erfindungsgemäß wird
somit ein ohnehin vorhandener Kanal genutzt und lediglich angebohrt, so
dass eine komplexe Kanalführung, beispielsweise um die
Druck waage herum zum rücklaufseitigen Verbraucheranschluss
nicht erforderlich ist. Es zeigte sich, dass das Abgreifen des Pilotdrucks
im Bereich zwischen der Druckwaage und dem Richtungsteil gegenüber
der herkömmlichen Lösung, bei der der Pilotdruck
stromabwärts des Richtungsteils abgegriffen ist, keinerlei
funktionale Nachteile mit sich bringt.
-
Die
erfindungsgemäße Ventilanordnung ist vorzugsweise
als LUDV-Ventilanordnung mit der Zulaufmessblende nachgeschalteter
Druckwaage ausgeführt, die in Richtung einer Verringerung
des Öffnungsquerschnitts durch den höchsten Lastdruck
aller Verbraucher und in Richtung einer Vergrößerung des Öffnungsquerschnitts
vom Druck stromabwärts der Zulaufmessblende beaufschlagt
ist.
-
Bei
derartigen LUDV-Systemen ist ein Druckwaagenausgang üblicherweise über
einen Bogenkanal mit jeweils einer Zwischenkammer eines vorlauf-
bzw. rücklaufseitigen Richtungsteils des Wegeventils verbunden.
Erfindungsgemäß wird dieser Bogenkanal verwendet,
um den Pilotdruck abzugreifen.
-
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
jedem Verbraucheranschluss ein Senkbremsventil zugeordnet, das dabei
jeweils vom gleichen Pilotdruck beaufschlagt ist. Dies ist ein wesentlicher
Unterschied zu herkömmlichen Lösungen, bei denen
der Pilotdruck über Kreuz am jeweils anderen Verbraucheranschluss
abgegriffen ist.
-
Der
Aufbau der Ventilanordnung ist besonders kompakt, wenn dieser Pilotdruck
stirnseitig auf eine Pilotfläche des Senkbremsventils wirkt,
so dass lediglich ein kurzer Kanal vorgesehen werden muss, um den
von dieser Pilotfläche begrenzten Druckraum mit dem Bogenkanal
zu verbinden.
-
Die
Kompaktheit lässt sich weiter verbessern, wenn die beiden
Senkbremsventile etwa V-förmig zueinander im Gehäuse
angeordnet sind, wobei dann die Druckwaage vorzugsweise etwa in
der Symmetrieachse zwischen den beiden Senkbremsventilen angeordnet
ist.
-
Erfindungsgemäß wird
es bevorzugt, wenn die beiden mit den Verbraucheranschlüssen
der Ventilanordnung verbundenen Arbeitsanschlüsse des Wegeventils
in dessen Grundstellung mit einem Tankanschluss verbunden sind.
-
Der
Aufbau des Senkbremsventils ist besonders kompakt, wenn das Rückschlagventil
und das Senkbremsventil auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.
-
Die
Ventilanordnung wird vorzugsweise als Ventilscheibe oder Wegeventilelement
eines LUDV-Mobilsteuerblocks ausgebildet.
-
Sonstige
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer
Unteransprüche.
-
Im
Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
-
1 ein
Schaltschema eines erfindungsgemäßen Wegeventilelementes;
-
2 einen
Schnitt durch ein nach diesem Schaltschema ausgeführtes
Wegeventilelement und
-
3 eine
vergrößerte Darstellung eines Senkbremsventils
des Wegeventilelementes aus 2.
-
In 1 ist
ein Wegeventilelement 1 eines Mobil-Steuerblocks zur Ansteuerung
eines mobilen Arbeitsgerätes dargestellt. Ein derartiger
Mobil-Steuerblock ist in Scheibenbauweise ausgeführt und
hat in der Regel ein Eingangselement, eine Vielzahl von Wegeventilelementen
und ein Endelement. Über jedes Wegeventilelement 1 lässt
sich ein Verbraucher 2 mit einer Pumpe 4 oder
einem Tank 6 verbinden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Steuerblock als LUDV-Steuerblock ausgeführt, bei
dem die Volumenstromverteilung zu den einzelnen Verbrauchern des
Arbeitsgerätes unabhängig vom Lastdruck und vom über
die Pumpe 4 verfügbaren Druckmittelvolumenstrom
erfolgt. Der Grundaufbau des Wegeventils 1 gemäß 1 entspricht
einem herkömmlichen LUDV-Wegeblock des Typs SX, wie er im
eingangs genannten Datenblatt RD 64 125 beschrieben ist, so dass
im Folgenden nur die zum Verständnis der Anmeldung erforderlichen
Ausführungen gemacht werden.
-
Das
scheibenförmige Wegeventilelement 1 hat zwei Verbraucheranschlüsse
A, B, einen Druckanschluss P, einen Tankanschluss T sowie einen
LS (Lastdruck)-Anschluss LS. Über den LS-Anschluss wird
der höchste Lastdruck aller Verbraucher 2 abgegriffen
und zu einem nicht dargestellten Pumpenregler der im vorliegenden
Fall als Verstellpumpe ausgeführten Pumpe 4 geführt. Über
diesen Pumpenregler wird der Pumpendruck so eingestellt, dass er
stets um eine vorbestimmte Druckdifferenz oberhalb dieses höchsten
Lastdrucks liegt. Anstelle der dargestellten Verstellpumpe kann
auch eine Konstantpumpe mit Bypass-Druckbegrenzungsventil eingesetzt werden.
-
Das
Wegeventil 1 besteht im Wesentlichen aus einem bspw. handbetätigten
stetig verstellbaren Wegeventil 8, das mit einem Druckanschluss
P, einem Tankanschluss T, einem weiteren Eingangsanschluss P'',
zwei Arbeitsanschlüssen A, B sowie einem Druckwaagenanschluss
P' ausgeführt ist. Durch das Wegeventil 8 sind
jeweils einer Verstellrichtung zugeordnete Zulaufmessblenden 10, 12 zur
Einstellung des Druckmittelvolumenstroms sowie Richtungsteile 14, 16 zur
Einstellung der Durchströmungsrichtung des Wegeventils 1 ausgebildet.
In der federvorgespannten Grundposition des Wegeventils 8 sind
die beiden Arbeitsanschlüsse A, B mit dem Tank T verbunden.
-
Bei
einer Verstellung des Wegeventilelementes in eine der mit (a) gekennzeichneten
Richtungen, ist der Anschluss T mit dem Arbeitsanschluss B, der Druckwaagenanschluss
P' mit dem Eingangsanschluss P und der Arbeitsanschluss A mit dem
Anschluss P'' verbunden. Bei einer Verstellung in Gegenrichtung
(b) ist wiederum der Druckanschluss P mit dem Druckwaagenanschluss
P' verbunden, des Weiteren ist der weitere Eingangsanschluss P''
mit dem Arbeitsanschluss B und der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss
T verbunden. Stromabwärts der beiden Zulaufmessblenden 10, 12 ist
eine Individual-Druckwaage 18 vorgesehen, die gemeinsam mit
den Zulaufmessblenden 10, 12 einen Volumenstromregler
ausbildet, durch den der Druckmittelvolumenstrom zum Verbraucher
konstant gehalten werden kann. Die Druckwaage 18 hat einen
Eingangsanschluss P sowie einen LS-Anschluss LS und einen Ausgangsanschluss
C, der über einen Bogenkanal 20 mit dem weiteren
Eingangsanschluss P'' des Wegeventilelementes 1 verbunden
ist. Der Eingangsanschluss P der Druckwaage 18 ist über
einen Druckwaagenkanal 22 mit dem Druckwaagenanschluss
P' des Wegeventils 8 verbunden. Der Druck in diesem Druckwaagenkanal 22 wirkt
auch in Öffnungsrichtung auf die Druckwaage 18.
Der LS-Anschluss der Druckwaage 18 mündet über
einen LS-Verbindungskanal 24 in einem LS-Kanal 27,
in dem der über eine Wechselventilkaskade von den einzelnen
Verbrauchern abgegriffene höchste Lastdruck anliegt. Dieser LS-Kanal 27 mündet
im LS-Anschluss des Wegeventilelementes 1. Der Druck im
LS-Kanal 27 beaufschlagt die Druckwaage 18 in
Schließrichtung.
-
In
der dargestellten Grundstellung der Druckwaage 18, die über
eine schwache Feder eingestellt werden kann, sind die Anschlüsse
P, C und LS der Druckwaage 18 abgesperrt. Bei einem Druckaufbau
im Druckwaagenkanal 22 wird die Druckwaage 18 in Öffnungsrichtung
verstellt, so dass ein Öffnungsquerschnitt zwischen dem
Eingangsanschluss P und dem Druckwaagenanschluss C aufgesteuert wird.
Bei vollständig aufgesteuerter Druckwaage 18 wird
der Eingangsanschluss P mit dem LS-Anschluss der Druckwaage 18 verbunden,
so dass der dann im Druckwaagenkanal 22 anliegende Druck
in den LS-Kanal 27 gemeldet wird.
-
Der
Druckanschluss P des Wegeventilelementes 1 ist über
eine Pumpenleitung 24 mit dem Druckanschluss der Pumpe 4 verbunden.
Der von der Pumpe 4 bereitgestellte Druckmittelvolumenstrom
wird innerhalb des Wegeventils 1 über einen Zulaufkanal 26 zum
Eingangsanschluss P des Wegeventils 8 geführt.
Der Tankanschluss T des Wegeventilelementes 1 ist über
eine Tankleitung 28 mit dem Tank 6 verbunden und
steht über einen Ablaufkanal 30 mit dem Wegeventil 8 in
Druckmittelverbindung.
-
Die
beiden Arbeitsanschlüsse A, B stehen über Arbeitskanäle,
im Folgenden Vorlaufkanal 34 und Rücklaufkanal 32 genannt
und über Verbraucherkanäle 33, 35 mit
den beiden Verbraucheranschlüssen A bzw. B des Wegeventilelementes 1 in Verbindung.
Diese sind dann über Arbeitsleitungen 36, 38 mit
einem Ringraum 40 bzw. einem bodenseitigen Zylinderraum 42 des
als Hydrozylinder ausgeführten Verbrauchers 2 verbunden.
-
Im
Vorlauf- und Rücklaufkanal 32, 34 ist
jeweils ein Senkbremsventil 44, 46 vorgesehen,
denen jeweils ein Rückschlagventil 48 bzw. 50 zugeordnet ist,
das in Richtung zum jeweiligen Verbraucheranschluss A, B öffnet.
Wie im Folgenden noch näher erläutert wird, sind
die Rückschlagventile 48, 50 in das jeweilige
Senkbremsventil 44 bzw. 46 integriert. Durch die
Senkbremsventile 44, 46 ist eine leckagefreie
Abstützung der Last ermöglicht. Des Weiteren wirken
sie als Sekundärdruckbegrenzungsventile und verhindern
das unkontrollierte Absinken einer negativen Last. Des Weiteren
kann bei einem derartigen Lastfall das Entstehen von Kavitationen
in den Kanälen zu dem sich vergrößernden
Druckraum des Verbrauchers 2 verhindert werden.
-
Der
Grundaufbau eines derartigen Senkbremsventils ist in dem eingangs
genannten Datenblatt 04.52.12-X-99-Z der Firma Oilcontrol beschrieben.
Jedes der Senkbremsventile 44 ist über eine einstellbare
Schließfeder 52 bzw. 54 in Schließ richtung
und in Öffnungsrichtung durch den Lastdruck im Bereich
der Verbraucherkanäle 33, 35 und durch
einen Pilotdruck beaufschlagt, der über einen Pilotkanal 56 vom
Bogenkanal 20 abgegriffen ist. Wie 1 entnehmbar
ist, wirkt dieser Pilotdruck gleichzeitig auf beide Senkbremsventile 44, 46 in Öffnungsrichtung.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Senkbremsventile 44, 46 zusätzlich
noch vom wegeventilseitigen Druck in den Kanälen 32 bzw. 34 in
Schließrichtung beaufschlagt. Es sind jedoch Varianten
dieser Senkbremsventile vorgesehen, bei denen dieser so genannte
"back Pressure" auch in Öffnungsrichtung wirkt und somit
kompensiert ist. Diesbezüglich sei auf die entsprechende
Literatur zu den "counterbalance-Ventilen" der Firma Oilcontrol
verwiesen.
-
2 zeigt
einen Schnittdarstellung eines Wegeventilelementes 1, das
gemäß dem vorbeschriebenen Schaltungskonzept aufgebaut
ist, wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass das in 2 dargestellte
Wegeventilelement hydraulisch betätigt ist, während
das in 1 dargestellte Wegeventilelement von Hand betätigt
wird.
-
Das
Wegeventil 1 hat gemäß 2 ein scheibenförmiges
Gehäuse 58, an dem die beiden Verbraucheranschlüsse
A, B ausgebildet sind. In diesem Gehäuse 58 sind
das Wegeventil 8, die Druckwaage 18 sowie die
beiden Senkbremsventile 44, 46 aufgenommen.
-
Das
Wegeventil 8 hat einen Wegeventilschieber 60,
der in einer Ventilbohrung 62 des Gehäuses 58 verschiebbar
geführt ist. An beidseitig aus dem Gehäuse 58 heraus
geführten Endabschnitten des Ventilschiebers 60 greift
eine Zentrierfederanordnung 64 an, die in seitlich angeflanschten
Federgehäusen 66, 68 aufgenommen ist.
Der jeweils eingeschlossene Federraum 70 kann bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel jeweils über einen Steueranschluss
x, y mit einem Steuerdruck beaufschlagt werden, um den Ventilschieber 60 zu
verschieben. In vielen Fällen erfolgt dieses Verschieben
jedoch von Hand mittels eines Stellhebels, so dass die Federräume
dann entsprechend belüftet sind.
-
Der
Ventilschieber 60 ist in bekannter Weise mit einer Vielzahl
von Ringnuten versehen, so dass an einem mittleren Steuerbund zwei
Messblendensteuerkanten 72, 74 und an zwei beidseitig
davon angeordneten Steuerbunden jeweils eine Richtungssteuerkante 76, 78 ausgebildet
ist. An zwei Endbunden des Ventilschiebers 60 sind jeweils
ein Tanksteuerkante 79 bzw. 81 vorgesehen.
-
Die
Ventilbohrung 62 ist im mittleren Bereich zu einer mit
dem Zulaufkanal 26 verbundenen Zulaufkammer 80 erweitert.
In der Darstellung gemäß 2 links
neben dieser ist eine Druckwaagenkammer 82 vorgesehen,
die über die beiden Messblendensteuerkanten 72, 74 je
nach Verstellrichtung des Ventilschiebers 60 mit der Zulaufkammer 80 verbunden
ist. Die Messblendenkammer 82 ist über den vorstehend
beschriebenen Druckwaagenkanal 22 mit dem in 2 unten
liegenden, axialen Eingang der Druckwaage 18 verbunden.
-
Beidseitig
von den beiden Kammern 80, 82 ist die Ventilbohrung 62 mit
jeweils einer Zwischenkammer 84, 86 ausgeführt,
die über den in 1 beschriebenen Bogenkanal 20 mit
dem radialen Ausgang der Druckwaage 18 verbunden sind,
wobei der Bogenkanal 20 den Außenumfang der Druckwaage 18 ringförmig
umgreift, so dass beide Schenkel des Bogenkanals 20 miteinander
verbunden sind.
-
Beidseitig
der Zwischenkammern 84, 86 sind jeweils eine Arbeitskammer 88 bzw. 90 und
eine Tankkammer 92 bzw. 94 vorgesehen. Die Arbeitskammern 88, 90 sind über
den Vorlaufkanal 34, den Rücklaufkanal 32 sowie
die Verbraucherkanäle 35, 33 mit den
Verbraucheranschlüssen B bzw. A verbunden, wobei die Senkbremsventile 44, 46 in
den Druckmittelströmungspfaden zu diesen Anschlüssen A,
B eingesetzt sind.
-
Die
beiden außen liegenden Tankkammern 92, 94 sind
beide mit dem in 2 nicht dargestellten Ablaufkanal 30 verbunden, über
den das Druckmittel zum Tank 6 zurückgeführt
werden kann.
-
In
der in den 1 und 2 dargestellten Grundposition
des Ventilschiebers 60 ist die Druckmittelverbindung zwischen
den Kammern 80, 82 sowie 86, 90 und 84, 88 abgesperrt.
Die Druckmittelverbindung der beiden Arbeitskammern 88, 90 zu
den daneben liegenden Tankkammern 92, 94 ist durch die
jeweilige Tanksteuerkante 79, 81 aufgesteuert,
so dass die Kanäle 32, 34 zum Tank hin
entlastet sind.
-
In
der Darstellung gemäß 2 verläuft
die Achse des Wegeventils 8 etwa in der Horizontalen, während
die Druckwaagenachse rechtwinklig dazu in der Vertikalen liegt.
Die Ventilachsen der beiden Senkbremsventile 44, 46 sind
V-förmig schräg dazu angestellt, so dass sich
ein äußerst kompakter Aufbau ergibt. Dabei sind
die Außenflächen des Gehäuses 58 entsprechend
der Anstellung der Senkbremsventilachsen angeschrägt. Gemäß der
Darstellung in 2 sind die beiden Senkbremsventile 44, 46 in
Patronenbauweise ausgeführt und jeweils in eine abgestufte
Senkbremsventilbohrung 96, 98 eingesetzt, deren
radial zurückgesetzte Endabschnitte jeweils in einen Schenkel
des Bogenkanals 20 einmünden. Der prinzipielle
Aufbau der Senkbremsventile 44, 46 wird beispielhaft
anhand der vergrößerten Darstellung des Senkbremsventils 46 in 3 erläutert,
wobei wiederum nur wesentliche Bauelemente beschrieben werden und
im übrigen auf das eingangs genannte Datenblatt 04.52.12-X-99-Z
des Ventils VBSO-SEC-42 verwiesen wird.
-
Das
Senkbremsventil 46 hat eine Gehäusepatrone 100,
die in die Senkbremsventilbohrung 98 eingeschraubt ist,
wobei die Gehäusepatrone 100 lediglich einen Teil
der beweglichen Bauelemente aufnimmt, da diese im Wesentlichen direkt
in der Senkbremsventilbohrung 98 geführt sind.
Jedes Senkbremsventil hat einen Schließkörper 102,
der mit einem Kegel 104 gegen einen Ventilsitz 106 vorgespannt
ist. Dieses Vorspannen erfolgt mittels der in der Gehäusepatrone 100 aufgenommenen
Schließfeder 52, die über einen axial
verschiebbaren Federteller 108 an der rückseitigen
Stirnwandung des Kegels 104 angreift. Der Federteller 108 ist
dichtend in der Gehäusepatrone 100 geführt.
Die Schließfeder 52 ist ihrerseits an einer Stellschraube 110 abgestützt,
die verstellbar in der Gehäusepatrone 100 aufgenommen
ist, so dass die Vorspannung der Schließfeder 52 und
damit der vom Senkbremsventil 46 voreingestellte Maximaldruck
veränderbar ist. Die Stellschraube 110 ist mittels
einer Sicherungsmutter 111 gekontert. Gemäß der
Darstellung in 3 ragt die Gehäusepatrone 100 über
den Rücklaufkanal 32 hinaus in die Senkbremsventilbohrung 98 hinein.
Im Bereich des Rücklaufkanals 32 ist die Senkbremsventilbohrung 98 zu
einer Ringkammer 112 erweitert. Diese ist über
eine radiale Mantelbohrung 114 der Gehäusepatrone 100 mit
einem die Schließfeder 52 aufnehmenden Federraum 116 verbunden,
so dass in diesem der Druck in der Arbeitskammer 90 anliegt.
-
Ebenfalls
im Bereich der Ringkammer 112 ist im Mantel der Gehäusepatrone 100 eine
Vielzahl von Ausnehmungen 118 vorgesehen, über
die der zwischen dem Ventilsitz 106 und den dichtend geführten Federteller 108 gelegene
Bereich des Gehäusepatroneninnenraums mit dem Rücklaufkanal 32 verbunden
ist.
-
An
dem mit den Ausnehmungen 118 versehenen Endabschnitt der
Gehäusepatrone 100 ist eine den Ventilsitz 106 ausbildende
Sitzhülse 120 abgestützt. Diese ist dichtend
entlang eines sich an die Gehäusepatrone 100 anschließenden
Abschnitts der Senkbremsventilbohrung 98 geführt
und über eine schwache Feder 122 gegen die benachbarte
Stirnwandung der Gehäusepatrone 100 vorgespannt. Diese
Feder 122 ist an einer Stützbuchse 124 abgestützt,
die ihrerseits an einer Radialschulter 126 der Senkbremsventilbohrung 98 anliegt.
Durch die Sitzhülse 120 und die Stützbuchse 124 wird
das Rückschlagventil 48 ausgebildet, über
das Druckmittel vom Rücklaufkanal 32 um das Senkbremsventil 46 herum
zum Arbeitsanschluss A geführt werden kann.
-
Ein
sich in 3 nach links an den Kegel 104 anschließender
Vorsprung des Schließkörpers 102 trägt
an seinem Endabschnitt einen Pilotbund 128, der dichtend
in dem in 3 linken, zurückgestuften
Endabschnitt der Senkbremsventilbohrung 98 geführt
ist, so dass eine stirnseitige Pilotfläche 130 mit
dem Druck im Bogenkanal 20 beaufschlagt ist. Die Senkbremsventilbohrung 98 ist
zum Verbraucherkanal 33 hin offen, so dass auf den in 3 links vom
Ventilsitz 106 gelegenen Bereich des Schließkörpers 102 der
Druck im Verbraucherkanal 33 wirkt. Die Axiallänge
der Ausnehmungen 118 ist so gewählt, dass die
in 3 linke Stirnfläche des Federtellers 108 ebenfalls
mit dem Druck im Rücklaufkanal 32 beaufschlagt
ist.
-
Dementsprechend
ist das Senkbremsventil 98 in Schließrichtung
von der Kraft der Schließfeder 52 beaufschlagt,
wobei deren Federteller 108 druckausgeglichen ist, da beide
Stirnflächen mit dem Druck im Rücklaufkanal 32 beaufschlagt
sind. In Schließrichtung wirkt des Weiteren der Druck im Rücklaufkanal 32 auf
die der Ventilsitzfläche entsprechenden Differenzfläche
des Schliesskörpers 102. In Öffnungsrichtung
wirkt der Druck im Bogenkanal 20 auf die Pilotfläche 130 und
der Druck im Verbraucherkanal 33 auf die Flächendifferenz
von Ventilsitzfläche und Pilotbundfläche (gekennzeichnet
durch Ventilsitzdurchmesser bzw. Pilotbunddurchmesser).
-
Wie
sich aus den Darstellungen gemäß den 2 und 3 ergibt,
ist die Kanalführung in dem erfindungsgemäßen
Wegeventilelement 1 äußerst einfach,
da durch die direkte Verbindung der Senkbremsventilbohrung 96, 98 mit
dem Bogenkanal 20 keine zusätzlichen Kanäle
zum Abgreifen eines Pilotdruckes erforderlich sind. Bei den herkömmlichen
Lösungen musste die Pilotfläche 130 über
einen um die Druckwaage 18 herum geführten Kanal
mit dem jeweiligen Verbraucherkanal 33, 35 verbunden
werden, so dass das Gehäuse 58 wesentlich aufwendiger
zu fertigen war.
-
Soll
nun beispielsweise der Hydrozylinder ausgefahren werden, so wird
das Wegeventil 8 in eine seiner mit b gekennzeichneten
Positionen verstellt, wobei der Ventilschieber 60 in der
Darstellung gemäß 2 nach rechts
verschoben wird. Dadurch wird über die Messblendensteuerkante 72 die
Verbindung zwischen der Zulaufkammer 80 und der Messblendenkammer 82 aufgesteuert,
so dass das Druckmittel über die Druckwaage 18 in
den Bogenkanal 20 strömt. Der Druckmittelvolumenstrom
wird dabei durch die mittels der Messblendensteuerkante 72 eingestellte
Zulaufmessblende 10 (siehe 1) bestimmt.
Gleichzeitig wird über die Richtungssteuerkante 76 die
Druckmittelverbindung zwischen der Zwischenkammer 84 und
der Arbeitskammer 88 aufgesteuert, so dass das Druckmittel
in den Vorlaufkanal 34 eintritt und in Öffnungsrichtung
auf die Sitzhülse 120 des Rückschlagventils 48 des
Senkbremsventils 44 wirkt, so dass die Sitzhülse 120 gegen
die Kraft der schwachen Feder 122 vom Kegel 104 des Senkbremsventils 44 abhebt
und ohne nennenswerten Verlust eine Druckmittelströmung
in den Verbraucherkanal 35 und von dort Ober die Arbeitsleitung 38 zum
bodenseitigen Zylinderraum 42 des Verbrauchers 2 ermöglicht
ist. Der Hydrozylinder wird ausgefahren, wobei das aus dem kolbenstangenseitigen Ringraum 40 verdrängte
Druckmittel über die Arbeitsleitung 36, den Arbeitsanschluss
A zum Senkbremsventil 46 strömt. Dieses ist, wie
vorstehend erläutert, durch den Druck im Bogenkanal 20 und
durch den Druck im Ringraum 40 in Öffnungsrichtung
beaufschlagt, so dass es gegen die Kraft der Schließfeder 52 und
des in Schließrichtung wirksamen Drucks im Rücklaufkanal 32 öffnet,
so dass der Kegel 104 vom Ventilsitz 106 abhebt
und das vom Verbraucher 2 abströmende Druckmittel über
das Senkbremsventil 46 in den Rücklaufkanal 32 zur
Arbeitskammer 90 und über den von der Tanksteuerkante 81 aufgesteuerten
Querschnitt schließlich in die Tankkammer 94 und
von dort zum Tank 6 hin abströmt.
-
Bei
Verstellung des Wegeventils 8 in eine seiner mit a gekennzeichneten
Positionen wird die Last abgesenkt, so dass Druckmittel aus dem
Zylinderraum 42 verdrängt und in den sich vergrößernden Ringraum 40 gefördert
wird. Das unkontrollierte Absinken wird dabei zuverlässig
verhindert, da bei einem Absacken der Last der Druck im Bogenkanal 20 abfällt
und entsprechend das Senkbremsventil 44 zugesteuert wird
um den eingangs beschriebenen Gegendruck aufzubauen.
-
Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Arbeitsanschlüsse
A, B des Wegeventils 8 in der Grundposition mit dem Tank 6 verbunden.
Prinzipiell lassen sich auch Wegeventile verwenden, bei denen in
der Grundposition die beiden Arbeitsanschlüsse A, B mit
Bezug zum Tank 6 abgesperrt sind, oder es können
auch der Eingangsanschluss P und der Tankanschluss 6 in
der Grundposition miteinander verbunden sein. Die Senkbremsventile 44, 46 können prinzipiell
mit einer in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche,
mit zur Atmosphäre belüfteten Federraum oder mit
einer Druckkompensation ausgeführt sein, bei der der Druck
in den Kanälen 32, 34 keine Wirkung auf
die Senkbremsventilfunktion hat.
-
Offenbart
ist eine Ventilanordnung zur Druckmittelversorgung eines hydraulischen
Verbrauchers mit einem Wegeventil, das eine den Druckmittelvolumenstrom
vorgebende Zulaufmessblende und ein die Durchströmungsrichtung
steuerndes Richtungsteil aufweist. Dem Wegeventil ist eine Individual-Druckwaage
zugeordnet. In einem Rücklauf vom Verbraucher ist ein Senkbremsventil
vorgesehen, das in Öffnungsrichtung von einem Pilotdruck
beaufschlagt ist. Erfindungsgemäß wird dieser
Pilotdruck in einem Kanal zwischen der Druckwaage und dem Richtungsteil
abgegriffen.
-
- 1
- Wegeventilelement
- 2
- Verbraucher
- 4
- Pumpe
- 6
- Tank
- 8
- Wegeventil
- 10
- Zulaufmessblende
- 12
- Zulaufmessblende
- 14
- Richtungsteil
- 16
- Richtungsteil
- 18
- Individual-Druckwaage
- 20
- Bogenkanal
- 22
- Druckwaagenkanal
- 24
- Pumpenleitung
- 26
- Zulaufkanal
- 27
- LS-Kanal
- 28
- Tankleitung
- 30
- Ablaufkanal
- 32
- Rücklaufkanal
- 33
- Verbraucherkanal
- 34
- Vorlaufkanal
- 35
- Verbraucherkanal
- 36
- Arbeitsleitung
- 38
- Arbeitsleitung
- 40
- Ringraum
- 42
- Zylinderraum
- 44
- Senkbremsventil
- 46
- Senkbremsventil
- 48
- Rückschlagventil
- 50
- Rückschlagventil
- 52
- Schließfeder
- 54
- Schließfeder
- 56
- Pilotkanal
- 58
- Gehäuse
- 60
- Ventilschieber
- 62
- Ventilbohrung
- 64
- Zentrierfederanordnung
- 66
- Federgehäuse
- 68
- Federgehäuse
- 70
- Federraum
- 72
- Messblendensteuerkante
- 74
- Messblendensteuerkante
- 76
- Richtungssteuerkante
- 78
- Richtungssteuerkante
- 79
- Tanksteuerkante
- 80
- Zulaufkammer
- 81
- Tanksteuerkante
- 82
- Messblendenkammer
- 84
- Zwischenkammer
- 86
- Zwischenkammer
- 88
- Arbeitskammer
- 90
- Arbeitskammer
- 92
- Tankkammer
- 94
- Tankkammer
- 96
- Senkbremsventilbohrung
- 98
- Senkbremsventilbohrung
- 100
- Gehäusepatrone
- 102
- Schließkörper
- 104
- Kegel
- 106
- Ventilsitz
- 108
- Federteller
- 110
- Stellschraube
- 111
- Sicherungsmutter
- 112
- Ringkammer
- 114
- Mantelbohrung
- 116
- Federraum
- 118
- Ausnehmung
- 120
- Sitzhülse
- 122
- Feder
- 124
- Stützbuchse
- 126
- Radialschulter
- 128
- Pilotbund
- 130
- Pilotfläche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-