DE10335120A1

DE10335120A1 - Ventileinrichtung

Info

Publication number: DE10335120A1
Application number: DE2003135120
Authority: DE
Inventors: Marcus Dölger
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde Hydraulics GmbH and Co KG
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-08-01
Also published as: DE10335120B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung (19 mit einem Sperrventil (2), insbesondere einem Rückschlagventil, das zwischen einem Einlass (E) und einem Auslass (A) angeordnet und in Strömungsrichtung vom Einlass (E) zum Auslass (A) in eine Öffnungsstellung bringbar ist, und mit einer parallel zum Sperrventil (2) angeordneten Drossenleinrichtung (3), wobei die Drosseleinrichtung als verstellbare, insbesondere schaltbare, Drosseleinrichtung mit einer Drosselstellung (3a) und einer Durchflussstellung (3b) ausgebildet ist. Die Drosseleinrichtung (3) ist erfindungsgemäß in Abhängigkeit von dem am Auslass (A) der Ventileinrichtung (1) anstehenden Druck steuerbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit einem Sperrventil, insbesondere einem Rückschlagventil, das zwischen einem Einlass und einem Auslass angeordnet und in Strömungsrichtung vom Einlass zum Auslass in eine Öffnungsstellung bringbar ist, und mit einer parallel zum Sperrventil angeordneten Drosseleinrichtung, wobei die Drosseleinrichtung als verstellbare, insbesondere schaltbare, Drosseleinrichtung mit einer Drosselstellung und einer Durchflussstellung ausgebildet ist.
Derartige Drosselrückschlagventile werden in Steuerdruckleitungen zur Ansteuerung von hydraulischen Systemen, beispielsweise hydraulischen Steuerventilen oder Verstelleinrichtungen für verstellbare, hydraulische Maschinen, eingesetzt.

Ein gattungsgemäßes Drosselrückschlagventil mit einem Rückschlagventil und einer parallel zum Rückschlagventil angeordneten, schaltbaren Drosseleinrichtung ist aus der 4 der DE 41 16 649 A1 bekannt. Das Drosselrückschlagventil ist einer Verstelleinrichtung einer hydraulischen Maschine zugeordnet. Die Drosselstelle des Drosselrückschlagventils ist hierbei von dem am Einlass des Drosselrückschlagventils anstehenden Steuerdruck in eine Drosselstellung beaufschlagbar. Beim Steuerdruckaufbau schaltet die Drosselstelle ab einem bestimmten Steuerdruckhöhe in die Drosselstellung, wodurch die Verstellgeschwindigkeit des Stellkolbens verringert wird. Hierdurch ergibt sich ein langsames Ausschwenken der hydraulischen Maschine. Beim Steuerdruckabbau ist die Drosseleinrichtung durch eine Feder in eine Durchflussstellung beaufschlagt, wodurch sich ein schneller Steuerdruckabbau und somit ein schnelles Einschwenken der hydraulischen Maschine ergibt. Mit einem derartigen Drosselrückschlagventil, dessen Drosselstelle von dem Steuerdruck am Einlass gesteuert ist, können somit unterschiedliche Verstellzeiten der hydraulischen Maschine in Ausschwenk- und Einschwenkrichtung erzielt werden.

Bei dem von der Ventileinrichtung angesteuerten System, beispielsweise einem hydraulischen Steuerventil oder einer Verstelleinrichtung einer verstellbaren, hydraulische Maschinen, ist ein Steuerverhalten erwünscht, das in Ausschwenkrichtung und in Einschwenkrichtung im Feinsteuerbereich bei geringem Steuerdruckniveau eine hohe Feinfühligkeit ermöglicht und im Leistungsbereich bei hohem Steuerdruckniveau eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit ermöglicht. Ein derartiges Verhalten ist mit den aus der 4 der DE 41 16 649 A1 bekannten Drosselrückschlagventilen nicht erzielbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventileinrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Funktion aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Drosseleinrichtung in Abhängigkeit von dem am Auslass der Ventileinrichtung anstehenden Druck steuerbar ist.

Beim Druckabbau, beispielsweise dem Steuerdruckabbau, vom Auslass zum Einlass der Ventileinrichtung, der bei in der Sperrstellung befindlichem Sperrventil durch die schaltbare Drosseleinrichtung bestimmt wird, ist die Drosseleinrichtung erfindungsgemäß von dem am Auslass anstehenden Druck gesteuert. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Verhalten des angesteuerten Systems, beispielsweise einer Verstelleinrichtung einer hydraulischen Maschine, erzielt werden, das im Feinsteuerbereich durch eine Beaufschlagung der Drosseleinrichtung in die Drosselstellung eine hohe Feinfühligkeit und im Leistungsbereich durch eine Beaufschlagung der Drosseleinrichtung in die Durchflussstellung eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit erzielt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Drosseleinrichtung von dem am Auslass der Ventileinrichtung anstehenden Druck in Richtung der Durchflussstellung beaufschlagbar. Hierdurch kann auf einfache Weise erzielt werden,. dass im Leistungsbereich bei einem hohen am Auslass der Ventileinrichtung anstehenden Druck eine schneller Steuerdruckabbau und somit eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit und somit Spontanität des angesteuerten Systems erzielt werden kann.

Die Drosseleinrichtung ist hierbei mit besonderem Vorteil in Richtung der Drosselstellung von einer Feder beaufschlagbar ist. Durch die Kraft der Feder kann der Übersteuerungsdruckpunkt der Drosseleinrichtung vorgegeben werden und somit im Feinsteuerbereich bei einem geringen am Auslass anstehenden Druck durch die Wirkung der Drosselstelle eine Dämpfung erzielt werden, wodurch sich eine hohe Feinfühligkeit des angesteuerten Systems im Feinsteuerbereich ergibt.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Feder einstellbar ist. Durch die Feder wird der Übersteuerungsdruckpunkt der schaltbaren Drosseleinrichtung bestimmt. Durch entsprechende Veränderung der Federkraft kann auf einfache Weise der Übersteuerungsdruckpunkt verändert und eingestellt und somit auf einfache Weise an verschiedene anzusteuernde Systeme angepasst werden.

Mit einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung kann ein hydraulischen Steuerventil, das zur Steuerung eines Verbrauchers vorgesehen ist, angesteuert werden. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Einlass der Ventileinrichtung mit einer Steuerdruckquelle und/oder einem Behälter in Verbindung bringbar ist und der Auslass mit einem Steuerdruckanschluss des hydraulischen Steuerventils in Verbindung steht.

Gemäß einer bevorzugten Anwendung dient die erfindungsgemäße Ventileinrichtung zur Steuerung einer verstellbaren, hydraulischen Maschine. Hierzu ist zweckmäßigerweise der Einlass mit einer Steuerdruckquelle und/oder einem Behälter in Verbindung bringbar ist und der Auslass mit einer Verstelleinrichtung einer verstellbaren hydraulischen Maschine in Verbindung steht.

Sofern die Verstelleinrichtung einen mit Steuerdruck beaufschlagbaren Stellzylinder aufweist, ist vorteilhafterweise zumindest der Ablaufseite des Stellzylinders eine Ventileinrichtung zugeordnet. Durch die erfindungsgemäße Ventileinrichtung wird somit der Steuerdruckabbau des Stellzylinders und somit der Verstelleinrichtung gesteuert. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, mit der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung im Leistungsbereich bei in der Durchflussstellung beaufschlagter Drosseleinrichtung einen schnellen Steuerdruckabbau und somit eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit mit einer hohen Spontanität der Verstelleinrichtung zu erzielen sowie im Feinsteuerbereich bei in der Drosselstellung beaufschlagter Drosseleinrichtung durch die Drosselstelle eine Dämpfung und somit eine hohe Feinfühligkeit der Verstelleinrichtung zu erzielen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Figur ist ein Schaltplan einer erfindungsgemäßen als Drosselrückschlagventil ausgebildeten Ventileinrichtung 1 dargestellt.
Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung 1 umfasst ein als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildetes Sperrventil 2, das in einer von einem Einlass E zu einem Auslass A der Ventileinrichtung 1 geführten Druckleitung 4 angeordnet ist, und eine parallel zum Sperrventil 2 angeordnete Drosseleinrichtung 3, die in einer das Sperrventil 2 umgehenden und von der Druckleitung 4 abzweigenden Umgehungsleitung 7 angeordnet ist.
Die Ventileinrichtung 1 ist hierbei mittels einer Druckleitung 4a, die mit dem Einlass E verbunden ist, an eine Druckquelle 5, beispielsweise eine Steuerdruckquelle, angeschlossen. Mittels einer weiteren Druckleitung 4b, die an den Auslass A angeschlossen ist, steht die Ventileinrichtung 1 mit einem Verbraucher 6, beispielsweise einem Steuerdruckanschluss eines hydraulischen Steuerventils oder einer Verstelleinrichtung einer hydraulischen Maschine, insbesondere einer Pumpe, in Verbindung. Bei einer Ausgestaltung der Verstelleinrichtung als mit Steuerdruck beaufschlagbaren Stellzylinder, ist zumindest der Ablaufseite des Stellzylinders eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung zugeordnet.
Die Drosseleinrichtung 3 ist als schaltbare Drosseleinrichtung mit einer Drosselstellung 3a und einer Durchflussstellung 3b ausgebildet. In der Drosselstellung 3a ist eine Drosselstelle 12, beispielsweise eine Drossel oder eine Blende, wirksam. Die schaltbare Drosseleinrichtung 3 ist in Richtung der Drosselstellung 3a von einer Feder 8 beaufschlagbar. Eine in Richtung der Drosselstellung 3a wirkende Steuerdruckfläche 9a der Drosseleinrichtung 3 ist weiterhin mit dem Druck am Einlass E beaufschlagbar. Hierzu ist eine Steuerleitung 10 vorgesehen, die zweckmäßigerweise an den mit dem Einlass E in Verbindung stehenden Abschnitt der Umgehungsleitung 7 angeschlossen. In Richtung der Durchflussstellung 3b ist die Drosseleinrichtung von dem Auslass A der Ventileinrichtung 1 anstehenden Druck beaufschlagbar. Hierzu ist eine Steuerleitung 11, die mit einer in Richtung der Durchflussstellung 3b wirkenden Steuerdruckfläche 9b der Drosseleinrichtung 3 in Verbindung steht, an den mit dem Auslass A in Verbindung stehenden Abschnitt der Umgehungsleitung 7 angeschlossen.
Zum Aufbau eines Steuerdrucks am Auslass A wird von der als Steuerdruckquelle ausgebildeten Druckquelle 5 ein Steuerdruck erzeugt, der über das geöffnete Sperrventil 2 am Auslass A und somit am Verbraucher 6 ansteht.
Der Steuerdruckabbau des am Auslass A anstehenden Steuerdrucks erfolgt bei in der Sperrstellung befindlichem Sperrventil über die Drosseleinrichtung 3, wobei der Einlass beispielsweise mittels der Steuerdruckquelle zu einem Behälter entlastet ist. Der am Auslass A anstehende Steuerdruck steht hierbei über die Zweigleitung 11 an der Steuerdruckfläche 9b an.
Sofern die aus dem Steuerdruck, der am Auslass A ansteht, an der Steuerdruckfläche 9b resultierende Kraft die Kraft der Feder 8 nicht übersteigt, befindet sich die Drosseleinrichtung 3 in der Drosselstellung 3a. Bei geringem Steuerdruckniveau am Auslass A erfolgt somit über die Drosselstelle 12 ein gedämpfter und allmählicher Steuerdruckabbau, wodurch im Feinsteuerbereich des hydraulischen Steuerventils bzw. der Verstelleinrichtung der Pumpe eine hohe Feinfühligkeit erzielt wird.
Übersteigt die aus dem Steuerdruck, der am Auslass A ansteht, an der Steuerdruckfläche 9b resultierende Kraft die Kraft der Feder 8 wird die Drosseleinrichtung 3 in die Durchflussstellung 3b übersteuert. Hierdurch wird ein schneller Steuerdruckabbau erzielt, wodurch im Leistungsbereich bei hohem Steuerdruckniveau eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit und somit eine hohe Spontanität des angesteuerten Steuerventils bzw. der Verstelleinrichtung der Pumpe erzielt wird.
Mit der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung kann die Dämpfung im Feinsteuerbereich bei geringen Steuerdruckniveau mit einer hohen Spontanität im Leistungsbereich bei hohem Steuerdruckniveau kombiniert werden, wodurch die Steuerbarkeit des angesteuerten Systems, beispielsweise eines Steuerventils bzw. einer Verstelleinrichtung einer Pumpe, auf einfache Weise verbessert werden kann.
Das Verhalten des System im Feinsteuerbereich mit einer hohen Feinfühligkeit wird hierbei von dem Drosselquerschnitt der Drosselstelle 12 bestimmt. Der Übergang zum Leistungsbereich mit einer hohen Spontanität wird durch den an der Feder 8 vorgegebenen Übersteuerungsdruckpunkt bestimmt. Durch Variation der Drosselstelle 12 und Veränderung der Vorspannung der Feder 8 können diese Kriterien (Feinfühligkeit, Spontanität) unabhängig voneinander eingestellt und verändert werden.

Claims

Ventileinrichtung mit einem Sperrventil, insbesondere einem Rückschlagventil, das zwischen einem Einlass und einem Auslass angeordnet und in Strömungsrichtung vom Einlass zum Auslass in eine Öffnungsstellung bringbar ist, und mit einer parallel zum Sperrventil angeordneten Drosseleinrichtung, wobei die Drosseleinrichtung als verstellbare, insbesondere schaltbare, Drosseleinrichtung mit einer Drosselstellung und einer Durchflussstellung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (3) in Abhängigkeit von dem am Auslass (A) der Ventileinrichtung (1) anstehenden Druck steuerbar ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (3) von dem am Auslass (A) anstehenden Druck in Richtung der Durchflussstellung (3b) beaufschlagbar ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (3) in Richtung der Drosselstellung (3a) von einer Feder (8) beaufschlagbar ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (8) einstellbar ist.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (E) mit einer Steuerdruckquelle (5) und/oder einem Behälter in Verbindung bringbar ist und der Auslass (A) mit einem Steuerdruckanschluss eines hydraulischen Steuerventils in Verbindung steht.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (E) mit einer Steuerdruckquelle (5) und/oder einem Behälter in Verbindung bringbar ist und der Auslass (A) mit einer Verstelleinrichtung einer verstellbaren hydraulischen Maschine in Verbindung steht.
Ventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung einen mit Steuerdruck beaufschlagbaren Stellzylinder aufweist, wobei zumindest der Ablaufseite des Stellzylinders eine Ventileinrichtung (1) zugeordnet ist.