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Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus dem Katalog, der am 28.07.2015 unter der Internetadresse http://www.boschrexroth.com/RDSearch/rd/r_18309-09/rd18309-09_2011-07.pdf abrufbar war, ist eine Ventilbaugruppe bekannt. Die Ventilbaugruppe umfasst ein erstes Ventil, mit der eine hydraulisch angehobene Last abgesenkt werden kann. Das erste Ventil wird vom Druck an einer Steueranschlussstelle hydraulisch betätigt.
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Aus der
EP 2 786 950 A1 ist eine ähnliche Ventilbaugruppe bekannt, in der ein zweites Ventil vorgesehen ist, welches ebenfalls vom Druck an der Steueranschlussstelle betätigt wird.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Ventilbaugruppe die Funktion einer Rohrbruchsicherung hat, d.h. im Fall des Bruchs einer lasttragenden Fluidleitung senkt sich die hydraulisch angehobene Last nur langsam ab und das auch nur dann, wenn vom Bediener der Ventilbaugruppe eine Absenkung der Last gewünscht ist. Andernfalls bleibt die Last im Falle eines Rohrbruchs unbeweglich stehen. Darüber hinaus ergibt sich am ersten Ventil beim Absenken der Last ein geringer Druckabfall, so dass die hydraulische Energie, welche im zurückströmenden Druckfluid enthalten ist, wiederverwendet werden kann. Darüber hinaus lässt sich die Erfindung mit wenig Aufwand an der aus obigem Katalog bekannten Ventilbaugruppe realisieren.
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Gemäß dem selbständigen Anspruch wird vorgeschlagen, dass das erste Ventil eine von der ersten hydraulischen Ansteuerung gesondert ausgebildete zweite hydraulische Ansteuerung aufweist, mit der es in Öffnungsrichtung verstellbar ist, wobei ein zweites Ventil vorgesehen ist, mit dem die zweite hydraulische Ansteuerung abhängig vom Druck an der Steueranschlussstelle und abhängig vom Druck an der zweiten Arbeitsanschlussstelle betätigbar ist. Im Falle eines Rohrbruchs sinkt der Druck an der zweiten Arbeitsanschlussstelle im Wesentlichen auf Null ab. Dadurch kann die Betätigung der zweiten hydraulischen Ansteuerung mittels des zweiten Ventils aufgehoben werden, so dass sich allenfalls eine langsame Absenkung der Last ergibt und das auch nur dann, wenn die erste hydraulische Ansteuerung vom Benutzer der Ventilbaugruppe betätigt ist. Durch die beiden hydraulischen Ansteuerungen kann das erste Ventil im Normalbetrieb besonders weit geöffnet werden, so dass dort ein besonders geringer Druckabfall und damit geringe Energieverluste entstehen.
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Das erste Ventil ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sowohl in der offenen als auch in der geschlossenen Stellung Druckfluid vom zweiten zum ersten Arbeitsanschluss leitbar ist. Hierdurch kann die genannte Last besonders einfach hydraulisch angehoben werden. Vorzugsweise ist das erste Ventil als Sitzventil ausgebildet, so dass es fluiddicht schließt. Bei dem Druckfluid handelt es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit, höchst vorzugsweise um Hydrauliköl.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung angegeben.
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Es kann vorgesehen sein, dass die zweite hydraulische Ansteuerung durch das zweite Ventil betätigbar ist, wenn der Druck an der Steueranschlussstelle einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Hierdurch kann die genannte Last beim Bewegungsbeginn besonders sanft beschleunigt und beim Bewegungsende besonders sanft abgebremst werden. Man spricht diesbezüglich auch von einem Feinsteuerbereich.
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Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Ventil eine erste und eine zweite Schaltstellung aufweist, wobei in der ersten Schaltstellung eine Steuerstelle fluidisch mit der Tankanschlussstelle verbunden ist, wobei in der zweiten Schaltstellung die Steuerstelle fluidisch mit der zweiten Arbeitsanschlussstelle verbunden ist. Der Druck an der Steuerstelle ist damit abhängig vom Druck an der zweiten Arbeitsanschlussstelle und vom Druck an der Steueranschlussstelle, so dass der Druck an der Steuerstelle für die Betätigung der zweiten hydraulischen Ansteuerung verwendbar ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Ventil eine zweite Feder aufweist, mit der es in Richtung der ersten Schaltstellung verstellbar ist, wobei es vom Druck an der Steueranschlussstelle in Richtung der zweiten Schaltstellung verstellbar ist. Damit wird das zweite Ventil erst dann in die zweite Schaltstellung geschaltet, wenn der Druck an der Steueranschlussstelle das Druckäquivalent der zweiten Feder übersteigt. Hierdurch kann der oben angesprochene Feinsteuerbereich realisiert werden. Das Druckäquivalent der zweiten Feder ist der oben angesprochene Grenzwert.
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Es kann vorgesehen sein, dass die zweite hydraulische Ansteuerung mittels des zweiten Ventils mit der zweiten Arbeitsanschlussstelle fluidisch verbindbar ist. Hierdurch kann die gewünschte Funktion der Ventilbaugruppe auf besonders einfache Weise erreicht werden. Vorzugsweise ist die Steuerstelle fluidisch an die zweite hydraulische Ansteuerung angeschlossen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerstelle über eine Drossel oder ein erstes Drosselrückschlagventil fluidisch an die zweite hydraulische Ansteuerung angeschlossen ist. Hierdurch können Systemschwingungen vermieden werden. Mit dem ersten Drosselrückschlagventil ist vorzugsweise ausschließlich ein Fluidstrom von der Steuerstelle zur zweiten hydraulischen Ansteuerung drosselbar.
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Es kann ein drittes Ventil vorgesehen sein, mittels dem die zweite hydraulische Ansteuerung mit der ersten Arbeitsanschlussstelle fluidisch verbindbar ist, wobei das dritte Ventil vom zweiten Ventil hydraulisch betätigbar ist. Hierdurch kann an der zweiten hydraulischen Ansteuerung eine besonders hohe Betätigungskraft erreicht werden. Vorzugsweise ist das dritte Ventil mit dem Druck an der Steuerstelle hydraulisch betätigbar.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Druckäquivalent der zweiten Feder größer als das Druckäquivalent der ersten Feder ist. Hierdurch wird erreicht, dass der Aktuator sich im oben angesprochenen Feinsteuerbereich tatsächlich bewegt bzw. dass das erste Ventil im Feinsteuerbereich zumindest teilweise geöffnet ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die hydraulisch wirksame Fläche der zweiten hydraulischen Ansteuerung kleiner als die hydraulisch wirksame Fläche der ersten hydraulischen Ansteuerung ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Federseite des ersten und/oder des zweiten Ventils und/oder des dritten Ventils zur Tankanschlussstelle hin druckentlastet ist. Hierdurch wird vermieden, dass durch Leckagen ein unerwünschter Druckaufbau auf der Federseite stattfindet.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen Schaltplan eines hydraulischen Antriebssystems bei dem wahlweise die erste bis dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe verwendbar ist;
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2 einen Schaltplan einer Ventilbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 einen Schaltplan einer Ventilbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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4 einen Schaltplan einer Ventilbaugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
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5 eine grobschematische Schnittansicht des ersten Ventils.
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1 zeigt einen Schaltplan eines hydraulischen Antriebssystems 10, in dem wahlweise die erste bis dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe 20; 20'; 20'' verwendbar ist. Das Antriebssystem 10 umfasst einen Aktuator 11, der vorliegend als Hydraulikzylinder ausgebildet ist und mit dem eine Last 18 entgegen der Richtung der Schwerkraft angehoben werden kann. Die lasttragende Seite des Aktuators 11 ist vorliegend über eine Fluidleitung 17 in Form einer Rohrleitung oder eines Schlauchs mit einem Hauptventil 16 fluidisch verbunden. Um zu verhindern, dass sich der Aktuator 11 bei einem Bruch der Fluidleitung 17 unkontrolliert absenkt, ist die Ventilbaugruppe 20; 20'; 20'' vorgesehen, welche vorzugsweise unmittelbar an dem Aktuator 11 angeordnet ist. Die Ventilbaugruppe 20; 20'; 20'' bewirkt, dass sich der Aktuator 11 nur langsam absenkt, wenn bei einem Bruch der Fluidleitung 17 der Druck in der Fluidleitung 17 im Wesentlichen auf Null abfällt.
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Das Hauptventil 16 hat eine erste und eine zweite Arbeitsstellung 16a; 16b und eine mittlere Sperrstellung 16c. In der Sperrstellung 16c bewegt sich der Aktuator 11 nicht, wobei alle Anschlüsse des Hauptventils 16 gesperrt sind. In der ersten Arbeitsstellung 16a wird Druckfluid von der Pumpe 13 aus dem Tank 12 angesaugt und unter Druck über das Hauptventil 16 weiter über die Ventilbaugrupe 20; 20'; 20'' zum Aktuator 11 geleitet, so dieser ausfährt und die Last 18 anhebt. Das vom Aktuator 11 zurückströmende Druckfluid fließt über das Hauptventil 16, weiter über den Hydromotor 14 in den Tank 12. Mit dem Hydromotor 14 kann die Energie, welche beim Absenken der Last 18 im zurückströmenden Druckfluid steckt, genutzt werden, um den Antriebsmotor 15 zu entlasten. Bei dem Antriebsmotor 15 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Dieselmotor handeln. Im Falle eines Elektromotors kann auch daran gedacht sein, diesen generatorisch zu betreiben, um Strom zu erzeugen. Die Pumpe 13 und der Hydromotor 14 können jeweils mit einem gesonderten Antriebsmotor 15 in Drehantriebsverbindung stehen, wobei insbesondere die Pumpe 13 von einem Dieselmotor angetrieben werden kann, wobei der Hydromotor 14 mit einem Elektromotor bzw. einen Generator in Drehantriebsverbindung steht.
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Anstelle des Hydromotors 14 kann jedes beliebige andere System zur Energierückgewinnung zum Einsatz kommen, beispielsweise ein Hydrospeicher, in dem das unter Druck zurückfließende Druckfluid gespeichert wird. Beim Anheben der Last 18 in der ersten Arbeitsstellung 16a wird das Verdrängungsvolumen des Hydromotors 14 vorzugsweise so eingestellt, dass sich am Hydromotor 14 ein möglichst geringer Druckabfall ergibt, so dass der Antriebsmotor 15 die Pumpe 13 mit einer geringen Leistung antreiben muss.
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In der zweiten Arbeitsstellung 16b des Hauptventils 16 wird die Last 18 abgesenkt. Dabei drückt die Last 18 das Druckfluid aus dem Aktuator 11 heraus und über die Ventilbaugruppe 20; 20'; 20'' weiter über das Hauptventil 16 und den Hydromotor 14 in den Tank 12. Die Pumpe 13 arbeitet in diesem Betriebszustand mit einem geringen Förderdruck, wobei sie ausschließlich die sich vergrößernde Aktuator-Kammer mit Druckfluid auffüllt, so dass dort keine Kavitation auftritt. Beim Absenken der Last 18 soll in der Fluidleitung 17 ein möglichst hoher Druck herrschen, damit der Hydromotor 14 mit maximalem Druckgefälle arbeiten kann bzw. damit der oben angesprochene Hydrospeicher mit einem möglichst hohen Druck gefüllt werden kann. Der Druckabfall an der Ventilbaugruppe 20; 20'; 20'' muss dementsprechend niedrig sein, was mit der vorliegenden Erfindung erreicht wird.
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Das Hauptventil
16 wird hydraulisch mit einer Betätigungsvorrichtung
70 betätigt, die beispielsweise gemäß der
US 4 566 492 A ausgebildet sein kann, wobei das Hauptventil
16 von wenigstens einer Feder in die Sperrstellung
16c vorgespannt wird. Die Betätigungsvorrichtung
70 hat einen Steuerölzulauf
73 und einen Steuerölrücklauf
74. Der Steuerölrücklauf
74 ist fluidisch an den Tank
12 angeschlossen. Der Steuerölzulauf
73 ist an eine Druckquelle P angeschlossen, die beispielsweise von einer gesonderten Steuerölpumpe oder von der Pumpe
13 gebildet werden kann. Die Betätigungsvorrichtung
70 stellt einen ersten und einen zweiten Stelldruck
71;
72 bereit. Abhängig von der Einstellung eines Bedienelements
75, beispielsweise eines Handhebels, der Betätigungsvorrichtung
70 ist entweder der erste oder der zweite Stelldruck
71;
72 an den Steuerölrücklauf
74 angeschlossen, wobei der andere, zweite oder erste Stelldruck
72;
71 mittels eines Druckreduzierventils, welches von dem Steuerölzulauf
73 gespeist wird, proportional verstellt wird. Der erste Stelldruck
71 verstellt das Hauptventil
16 in Richtung der ersten Arbeitsstellung
16a, wobei der zweite Stelldruck
72 das Hauptventil
16 in Richtung der zweiten Arbeitsstellung
16b verstellt. Die Betätigungsvorrichtung
50 kann eine elektronische Steuervorrichtung umfassen, welche an elektro-hydraulische Vorsteuerventil angeschlossen ist, die wiederum an das Hauptventil
16 und die erste Steuerstelle
24 angeschlossen sind.
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Die Ventilbaugruppe 20; 20'; 22'' hat eine erste und eine zweite Arbeitsanschlussstelle 21; 22, eine Tankanschlussstelle 23 und eine Steueranschlussstelle 24. Der zweite Stelldruck 72 ist an die Steueranschlussstelle 24 fluidisch angeschlossen. Der Tank 12 ist an die Tankanschlussstelle 23 fluidisch angeschlossen. Die erste Arbeitsanschlussstelle 21 ist an die lasttragende Seite des Aktuators 11 fluidisch angeschlossen. Die zweite Arbeitsanschlussstelle 22 ist an das Hauptventil 16 fluidisch angeschlossen.
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Der Antriebsmotor 15 steht sowohl mit der Pumpe 13 als auch mit dem Hydromotor 14 in Drehantriebsverbindung. Er kann sowohl motorisch als generatorisch arbeiten. Das Verdrängungsvolumen der Pumpe 13 und das Verdrängungsvolumen des Hydromotors 14 sind vorzugsweise stetig verstellbar.
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2 zeigt einen Schaltplan einer Ventilbaugruppe 20 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Ventilbaugruppe 20 hat ein erstes Ventil 40 mit einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung 44; 45. In der geöffneten Stellung 44 ist der erste Arbeitsanschluss 21 derart mit dem zweiten Arbeitsanschluss 22 verbunden, dass Druckfluid sowohl vom ersten zum zweiten Arbeitsanschluss 21; 22 als auch in die entgegengesetzte Richtung fließen kann. In der geschlossenen Stellung 45 ist ein Fluidstrom von der ersten zur zweiten Arbeitsanschlussstelle 21; 22 fluiddicht gesperrt, wobei ein entgegengesetzt gerichteter Fluidstrom möglich ist. Das erste Ventil 40 ist stetig verstellbar ausgebildet, wobei es von einer ersten Feder 43 in Schließrichtung beaufschlagt ist. Die Vorspannung der ersten Feder 43 ist vorzugsweise verstellbar. Weiter hat das erste Ventil 40 eine erste und eine gesonderte zweite hydraulische Ansteuerung 41; 42, mit denen es jeweils in Öffnungsrichtung verstellbar ist. Wegen weiterer Details zum ersten Ventil 40 wird auf die Ausführungen zu 5 verwiesen.
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Wenn die Last (Nr. 18 in 1) angehoben werden soll, kommt es nicht auf die Stellung des ersten Ventils 40 an, da ein Fluidstrom von der zweiten zur ersten Arbeitsanschlussstelle 22; 21 in jeder Stellung des ersten Ventils 40 möglich ist. Beim Absenken der Last muss sich das erste Ventil 40 in der geöffneten Stellung 45 befinden, wobei der Strömungswiderstand des ersten Ventils 40 möglichst klein sein soll, um die bereits angesprochene Energierückgewinnung mit hohem Energierückgewinnungsgrad zu ermöglichen. Gleichzeitig soll sich die Last nur langsam absenken, wenn die Fluidleitung (Nr. 17 in 1) bricht, wenn also der Druck an der zweiten Arbeitsanschlussstelle 22 im Wesentlichen Null beträgt.
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Die erste hydraulische Ansteuerung 41, welche fluidisch an die Steueranschlussstelle 24 angeschlossen ist, ist so ausgelegt, dass sich eben diese langsame Senkbewegung ergibt, wenn kein Druck an der zweiten hydraulischen Ansteuerung 42 wirkt. Im Normalbetrieb, also bei intakter Fluidleitung (Nr. 17 in 1), herrscht jedoch ein erhöhter Druck am zweiten Arbeitsanschluss 22, da gerade dieser Druck zur Energierückgewinnung verwendet wird. Dieser Druck wird ausgenutzt, um das erste Ventil 40 mittels der zweiten hydraulischen Ansteuerung 42 weiter in Öffnungsrichtung zu verstellen, so dass am ersten Ventil 40 ein geringer Druckverlust entsteht. Es ist denkbar, dass das erste Ventil 40 allein mittels der ersten Ansteuerung 41 vollständig öffenbar ist. Dann tritt die gewünschte langsame Senkbewegung nur dann ein, wenn an der Steueranschlussstelle 24 ein entsprechend niedriger Druck anliegt. Diese Auslegung kann beispielsweise im Falle eines Krans vorteilhaft sein, um im lastfreien Betrieb schnelle Bewegungen ausführen zu können, wobei unter Last nur langsame Bewegungen ausgeführt werden.
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Hierfür ist ein zweites Ventil 50 mit einer ersten und einer zweiten Schaltstellung 51; 52 vorgesehen. In der ersten Schaltstellung 51 ist eine Steuerstelle 25 fluidisch an die Tankanschlussstelle 23 angeschlossen, wobei sie in der zweiten Schaltstellung 52 an die zweite Arbeitsanschlussstelle 22 fluidisch angeschlossen ist. Das zweite Ventil 50 wird von einer vorgespannten zweiten Feder 53 in Richtung der ersten Schaltstellung 51 gedrückt, wobei der Druck an der Steueranschlussstelle 24 das zweite Ventil 50 in Richtung der zweiten Schaltstellung 52 drückt. Das Druckäquivalent der zweiten Feder 53 beträgt beispielsweise 8 bar. Die Vorspannung der zweiten Feder 53 ist vorzugsweise stetig verstellbar. Das zweite Ventil 50 kann als Schaltventil oder als stetig verstellbares Ventil ausgebildet sein. Wenn der Druck an der Steueranschlussstelle 24 kleiner als das Druckäquivalent der zweiten Feder 53 ist, befindet sich das zweite Ventil 50 in der ersten Schaltstellung 51, wobei es sich andernfalls in der zweiten Schaltstellung befindet. Der erste Fall bildet den sogenannten Feinsteuerbereich, in dem der Aktuator (Nr. 11 in 1) langsam und gefühlvoll bewegt werden kann, wobei keine Energierückgewinnung vorgenommen wird. Hierdurch kann der Aktuator beim Bewegungsbeginn und beim Bewegungsende sanft angefahren bzw. sanft abgestoppt werden.
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Außerhalb des Feinsteuerbereichs soll der Aktuator eine schnelle Bewegung ausführen, wobei die potentielle Energie der abzusenkenden Last zum größtmöglichen Teil wiederverwendet werden soll. Hierfür ist bei der ersten Ausführungsform die Steuerstelle 25 fluidisch an die zweite hydraulische Ansteuerung 42 des ersten Ventils 40 angeschlossen. Wenn also der Druck an der Steueranschlussstelle 24 genügend hoch ist, verstellt zusätzlich der Druck an der zweiten Arbeitsanschlussstelle 22 das erste Ventil 40 in Öffnungsrichtung, so dass dieses sehr weit geöffnet ist. Die gewünschte stetige Verstellung des ersten Ventils 40 wird dennoch über die parallele Betätigung mit der ersten hydraulischen Ansteuerung 41 erreicht, die Bewegung erfolgt nur schneller als im oben angesprochenen Feinsteuerbereich.
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Sobald der Druck an der zweiten Arbeitsanschlussstelle 22 aufgrund eines Bruchs der Fluidleitung (Nr. 17 in 1) fällt, ergibt sich wieder die oben angesprochene langsame Absenkbewegung, da die zweite hydraulische Ansteuerung 42 nicht mehr wirksam ist.
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Weiter ist auf das zweite Drosselrückschlagventil 30 hinzuweisen, mit dem Schwingungen vermieden werden sollen. Dieses ist so eingebaut, dass Druckfluid im Wesentlichen ohne Druckverlust von der ersten hydraulischen Ansteuerung 41 über das betreffende Rückschlagventil zur Steueranschlussstelle 24 fließen kann, wobei es in entgegengesetzter Richtung über die betreffende Drossel fließen muss. Hierdurch verursacht ein steiler Druckanstieg an der Steuerstelle 24 nur eine langsame Verstellung des ersten Ventils 40.
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Darüber hinaus ist auf das Druckbegrenzungsventil 32 hinzuweisen, welches den Druck an der ersten Arbeitsanschlussstelle 21 überwacht, wobei es unter Überlast- oder Schockbedingungen öffnet, um das erste Ventil 40 ganz zu öffnen. Hierdurch wird Druckfluid vom ersten Arbeitsanschluss 21 zum zweiten Arbeitsanschluss 22 abgeleitet, so dass der Druck am ersten Arbeitsanschluss 21 sinkt. Dem Druckbegrenzungsventil 32 ist ein Filter 33 vorgeschaltet, um den Eintrag von Schmutzpartikeln in die Ventilbaugruppe 20 zu unterbinden.
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Weiter ist darauf hinzuweisen, dass die Federseiten des ersten und des zweiten Ventils 40; 50 zur Tankanschlussstelle 23 hin druckentlastet 34 sind. Dadurch ist ausgeschlossen, dass sich dort aufgrund von Leckagen ein unerwünschter Druck aufbaut.
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Die erste und die zweite Feder 43; 53 sind vorzugsweise stetig verstellbar, damit das gewünschte Betriebsverhalten der Ventilbaugruppe 20 verstellbar ist.
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3 zeigt einen Schaltplan einer Ventilbaugruppe 20' gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform ist bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede identisch zur ersten Ausführungsform ausgebildet, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zu 1 verwiesen wird. Dabei sind in 1 und 2 gleiche bzw. sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Gegenüber der ersten Ausführungsform wurden bei der Ventilbaugruppe 20' gemäß der zweiten Ausführungsform einzig das erste Drosselrückschlagventil 26 ergänzt, welches zwischen die Steuerstelle 25 und die zweite hydraulische Ansteuerung 42 geschaltet ist. Das erste Drosselrückschlagventil 26 ist so eingebaut, dass Druckfluid im Wesentlichen ohne Druckverlust über das betreffende Rückschlagventil von der zweiten hydraulischen Ansteuerung 42 zur Steuerstelle 25 fließen kann, wobei es in entgegengesetzter Richtung über die betreffende Drossel fließt. Dadurch wird vermieden, dass ein steiler Druckanstieg an der zweiten Arbeitsanschlussstelle 22 das erste Ventil 40 ruckartig verstellt. Hierdurch werden Systemschwingungen vermieden.
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4 zeigt einen Schaltplan einer Ventilbaugruppe 20'' gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die dritte Ausführungsform ist bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede identisch zur ersten Ausführungsform ausgebildet, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen zu 1 verwiesen wird. Dabei sind in 1 und 3 gleiche bzw. sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Die Steuerstelle 25 ist fluidisch nicht mehr an die zweite hydraulische Ansteuerung 42 angeschlossen. Stattdessen wird mit dem Druck an der Steuerstelle 25 ein drittes Ventil 60 hydraulisch betätigt. Das dritte Ventil 60 hat eine erste Schaltstellung 61, in welcher die zweite hydraulische Ansteuerung 42 fluidisch an die erste Arbeitsanschlussstelle 21 angeschlossen ist. In der zweiten Schaltstellung 62 ist diese Verbindung fluiddicht verschlossen. Das dritte Ventil 60 ist vorzugsweise als Sitzventil ausgebildet. Das dritte Ventil 60 ist von der Kraft einer vorgespannten dritten Feder 63 in Richtung der zweiten Schaltstellung 62 beaufschlagt, wobei es vom Druck an der Steuerstelle 25 in Richtung der ersten Schaltstellung 61 beaufschlagt ist. Das dritte Ventil 60 wirkt wie ein Druckverstärker, da der Druck an der ersten Arbeitsanschlussstelle 21 regelmäßig höher als der Druck an der zweiten Arbeitsanschlussstelle 22 ist.
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5 zeigt eine grobschematische Schnittansicht des ersten Ventils 40. Das erste Ventil 40 hat einen in Richtung einer Längsachse 84 beweglichen Ventilkörper 80, mit dem ein Ventilsitz 81 fluiddicht verschlossen werden kann. Der Ventilkörper 80 wird von der ersten Feder 43 gegen den Ventilsitz 81 gedrückt. Die erste Arbeitsanschlussstelle 21 und die zweite Arbeitsanschlussstelle 22 sind über den Ventilsitz 81 fluidisch miteinander verbindbar.
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Weiter sind ein gesonderter erster und ein gesonderter zweiter Betätigungskolben 46; 47 vorgesehen, welche jeweils in Richtung der Längsachse 84 beweglich sind. Der zweite Betätigungskolben 47 liegt unmittelbar am Ventilkörper 80 an, wobei er vom Druck an der zweiten hydraulischen Ansteuerung 42 derart in Richtung der Längsachse 84 beaufschlagt ist, dass er den Ventilkörper 80 vom Ventilsitz 81 abheben kann. Der erste Betätigungskolben 46 liegt unmittelbar am zweiten Betätigungskolben 47 an, wobei er vom Druck an der ersten hydraulischen Ansteuerung 41 derart in Richtung der Längsachse 84 beaufschlagt ist, dass er den Ventilkörper 80 vom Ventilsitz 81 abheben kann, wobei er den zweiten Betätigungskolben 47 mit bewegt.
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Die hydraulisch wirksame Fläche 85 der ersten hydraulischen Ansteuerung 41, also die Stirnfläche des ersten Betätigungskolbens 46, ist größer als die hydraulisch wirksame Fläche der zweiten hydraulischen Ansteuerung 42, also die Stirnfläche des zweiten Betätigungskolbens 47.
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Weiter ist anzumerken, dass die vorliegende Ausgestaltung des ersten und des zweiten Betätigungskolbens 46; 47 bewirkt, dass eine Druckbeaufschlagung der zweiten hydraulischen Ansteuerung 42 den ersten Betätigungskolben 46 in der Regel funktionslos macht. Der Druck an der zweiten hydraulischen Ansteuerung 42 ist in der Regel größer als der Druck an der ersten hydraulischen Ansteuerung 41, so dass der erste Betätigungskolben 46 in 5 gegen den linken Endanschlag gedrückt wird. Es versteht sich, dass die Betätigungskolben 46; 47 auch so ausgestaltet werden können, dass die beiden Betätigungskräfte parallel auf den Ventilkörper 80 einwirken.
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Bezugszeichenliste
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- P
- Druckquelle
- 10
- Antriebssystem
- 11
- Aktuator
- 12
- Tank
- 13
- Pumpe
- 14
- Hydromotor
- 15
- Antriebsmotor
- 16
- Hauptventil
- 16a
- erste Arbeitsstellung
- 16b
- zweite Arbeitsstellung
- 16c
- Sperrstellung
- 17
- Fluidleitung
- 18
- Last
- 20
- Ventilbaugruppe (erste Ausführungsform)
- 20'
- Ventilbaugruppe (zweite Ausführungsform)
- 20''
- Ventilbaugruppe (dritte Ausführungsform)
- 21
- erste Arbeitsanschlussstelle
- 22
- zweite Arbeitsanschlussstelle
- 23
- Tankanschlussstelle
- 24
- Steueranschlussstelle
- 25
- Steuerstelle
- 26
- erstes Drosselrückschlagventil
- 30
- zweites Drosselrückschlagventil
- 32
- Druckbegrenzungsventil
- 33
- Filter
- 34
- Druckentlastung
- 40
- erstes Ventil
- 41
- erste hydraulische Ansteuerung
- 42
- zweite hydraulische Ansteuerung
- 43
- erste Feder
- 44
- geöffnete Stellung des ersten Ventils
- 45
- geschlossene Stellung des ersten Ventils
- 46
- erster Betätigungskolben
- 47
- zweiter Betätigungskolben
- 50
- zweites Ventil
- 51
- erste Schaltstellung des zweiten Ventils
- 52
- zweite Schaltstellung des zweiten Ventils
- 53
- zweite Feder
- 60
- drittes Ventil
- 61
- erste Schaltstellung des dritten Ventils
- 62
- zweite Schaltstellung des dritten Ventils
- 63
- dritte Feder
- 70
- Betätigungsvorrichtung
- 71
- erster Stelldruck
- 72
- zweiter Stelldruck
- 73
- Steuerölzulauf
- 74
- Steuerölrücklauf
- 75
- Bedienelement
- 80
- Ventilkörper
- 81
- Ventilsitz
- 84
- Längsachse
- 85
- hydraulisch wirksame Fläche der ersten Ansteuerung
- 86
- hydraulisch wirksame Fläche der zweiten Ansteuerung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2786950 A1 [0003]
- DE 102007027567 A1 [0004]
- US 4566492 A [0029]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.boschrexroth.com/RDSearch/rd/r_18309-09/rd18309-09_2011-07.pdf [0002]
