DE19608801C2 - Hydraulisches Lasthalte- bzw. Senkbremsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Lasthalte- bzw. Senkbremsventil, wie es bei hydraulischen Maschinen mit heb- und senkbaren Organen Anwendung findet, beispielsweise von Schaufelbaggern, hydraulischen Winden, hydraulischen Kränen und dergl.

Bei solchen Maschinen dient das Lasthalte- bzw. Senkbremsven­ til als zwischen Steuerventil und Hydraulikzylinder geschal­ tetes Sicherheitsorgan zur Wahrnehmung von Sicherheitsfunk­ tionen gegen eine ungewollte Absenkung des angehobenen Organs der betreffenden Maschine unter dessen Eigengewicht oder der Lasteinwirkung einer getragenen Last und insbesondere der Verhinderung eines gefährlichen Absackens der Last bzw. des Lasttragorgans der Maschine zur Verhütung von Unfällen im Falle von Störungen im Hydrauliksystem, da das Steuerventil, mit welchem die Zustände "Heben", "Senken", und "Stop" schaltbar sind, insbesondere im Rohrbruchfall diese Sicher­ heitsfunktionen nicht wahrnehmen kann.

Solche Lasthalte- bzw. Senkbremsventile sind bekannt. Sie vereinen üblicherweise in sich mehrere Funktionen, nämlich erstens das leckagefreie Halten der maximal auftretenden Last, zweitens die Druckbegrenzung des lastseitig auftreten­ den Druckwerts, drittens das Aufsteuern zum gewollten Absen­ ken der Last, und viertens eine Rückschlagventilfunktion beim Heben der Last.

Im Hinblick auf eine wirtschaftliche und kostengünstige Bau­ weise ist man bestrebt, solche Lasthalte- bzw. Senkbremsven­ tile so zu bauen, daß alle Funktionskomponenten in einer Ach­ se angeordnet und demgemäß in eine Längsbohrung eines Ventil­ blocks eingebaut werden können.

Dementsprechend sind solche aus der Praxis bekannte Lasthal­ te- bzw. Senkbremsventile als Kolbenventile aufgebaut und weisen einen axial beweglichen Ventilkolben auf, der mittels einer Schraubenfeder axial in seine Schließstellung vorge­ spannt ist. Die Axialbohrung, in welcher der Ventilkolben be­ weglich ist, steht mit axial versetzt angeordneten Querboh­ rungen des Ventilblocks in Verbindung, die an das als Wege­ steuerventil ausgebildete Steuerventil bzw. an den Hydraulik­ zylinder angeschlossen sind. Diese beiden Querbohrungen sind also über die Axialbohrung miteinander verbunden, in welcher der Ventilkolben verläuft. Außerdem sitzt in dem Axialboh­ rungsabschnitt zwischen den beiden Querbohrungen eine Hülse, die sowohl mit Bezug auf den Ventilblock wie auch mit Bezug auf den Ventilkolben axial verschieblich ist und ebenfalls mittels einer Schraubendruckfeder gegensinnig zum Ventilkol­ ben in eine Schließstellung vorgespannt ist. Ventilkolben und Hülse arbeiten in der Weise miteinander zusammen, daß ein zwischen dem Axialbohrungsabschnitt und dem im Durchmesser kleineren Ventilkolben vorhandener Ringspalt verschlossen wird, wenn sowohl der Ventilkolben als auch die Hülse sich in der Schließstellung befinden.

Die mit dem Steuerventil verbundene Querbohrung befindet sich dabei, auf die Richtung der Federvorspannung der Hülse bezo­ gen, vorderhalb der Hülse, und die mit dem Hydraulikzylinder verbundene Querbohrung hinterhalb der Hülse in Verbindung mit der Axialbohrung.

Damit ergibt sich die Lasthaltefunktion des Ventils in der Weise, daß bei angehobenem Lasttragorgan der lastbedingte Hydraulikdruck in gleicher Richtung wie die Federvorspannung auf die Hülse wirkt, diese also in der Schließstellung gehalten wird, und außerdem in gewissem Maße auf den Ventil­ kolben in Öffnungsrichtung wirkt, dieser aber auf Grund der entsprechend starken Federvorspannung in der Schließstellung verbleibt. Die Federvorspannung des Ventilkolbens ist übli­ cherweise einstellbar und bewirkt eine Druckbegrenzungsfunk­ tion auf der Lastseite, indem bei Überschreiten des zulässi­ gen Drucks der lastseitige Hydraulikdruck den Ventilkolben entgegen seiner Federvorspannung etwas öffnet. Zum Heben der Last bewirkt der von Steuerventil kommende, nun gegen die Fe­ dervorspannung der Hülse wirkende Hydraulikdruck zum Heben des Lastorgans ein Öffnen der Hülse entgegen deren Federvor­ spannung, so daß der Druck zum Hydraulikzylinder gelangt und das Heben des Lastorgans bewirkt, während der Ventilkolben in seiner Schließstellung verbleibt. Die Hydraulikverbindung er­ folgt in diesem Zustand durch den bei zurückgedrückter Hülse zwischen der Hülse und dem Kolben geschaffenen Ringspalt.

Zum gewollten Absenken der Last wird gleichzeitig mit dem ge­ gensinnigen Beaufschlagen des Hydraulikzylinders ein Auf­ steuerdruck über einen Aufsteueranschluß an den Ventilkolben angelegt, um diesen entgegen seiner Federvorspannung in Öff­ nungsrichtung zu verschieben, während die Hülse in ihrer Schließstellung verbleibt. Dabei wird durch die Verschiebung des Ventilkolbens ein Ringspalt zwischen Hülse und Ventilkol­ ben und somit eine Hydraulikverbindung zwischen den Querboh­ rungen hergestellt.

Der Federraum, in welchem sich die den Ventilkolben in dessen Schließrichtung vorspannende Druckfeder befindet, ist durch eine üblicherweise im Ventilkolben verlaufende Bohrung ent­ lastet, die in einen Raum führt, der mit einem Anschluß zum Hydrauliktank in Verbindung steht. Dadurch wird verhindert, daß der Federraum durch ausleckendes Hydrauliköl unter Druck gesetzt und dadurch ein Aufsteuern des Ventilkolbens blo­ ckiert werden kann.

Die vorstehend beschriebene, aus der Praxis bekannte Kon­ struktion von hydraulischen Lasthalte- bzw. Senkbremsventilen umfaßt also die Merkmale a), b), c), d), e), f), k), l), m) und n) des anliegenden Patentanspruchs 1 auf.

Nun besteht aber ein zwar geringes, jedoch im Hinblick auf mögliche Unfallfolgen doch sehr bedeutendes Risiko insoweit, als die Feder, die den Ventilkolben in seine Schließrichtung vorspannt, brechen könnte. Ein solcher Federbruch hätte ein schlagartiges Öffnen des Ventilkolbens und ein entsprechendes Absacken der Last zur Folge. Dies ist insbesondere bei Hy­ draulikkränen gefährlich, wo ein hydraulisch betätigter Aus­ leger absacken und ein solches Absacken bereits zum Umstürzen des Krans führen kann. Aber auch bei Schaufelbaggern oder an­ deren hydraulischen Maschinen ist dieses Risiko im Hinblick darauf, daß Menschen von der absackenden Last erschlagen oder erdrückt werden können, doch sehr bedeutsam.

Für Hydraulikkräne gibt es daher bereits besondere Ausführun­ gen solcher Lasthalte- bzw. Senkbremsventile, bei denen der Ventilkolben im statischen Einsatzfall nicht nur durch Feder­ kraft, sondern zusätzlich hydraulisch in Schließrichtung vor­ gespannt ist, wobei dann jeweils zum Aufsteuern eine Entla­ stung der hydraulischen Ventilkolbenvorspannung erfolgen muß. In diesem Fall läßt sich das Lasthalte- bzw. Senkbremsventil aber nicht mehr einachsig aufbauen, weshalb solche besonders sicheren Ventilvorrichtungen auch besonders teuer sind.

Es gibt aber auch bereits Konstruktionsvorschläge für hydrau­ lische Lasthalte- und Senkbremsventile, bei denen die Mög­ lichkeit eines Federbruchs der auf den Ventilkolben wirkenden Vorspannfeder berücksichtigt ist. Solche Vorschläge sind aus der DE-OS 23 52 742 und der EP-0 163 771 A2 bekannt.

Die Anordnung nach der DE-OS 23 52 742 weist die Merkmale a) und b) sowie teilweise das Merkmal c) des Patentanspruchs 1 auf. Die Federkammer, in welcher die Schraubendruckfeder zur Vorspannung des Ventilkolbens untergebracht ist, ist aller­ dings über eine Axialnut mit der lastdruckbeaufschlagten Querbohrung verbunden, so daß die Federkammer druckmittelgefüllt ist. Über eine Axialbohrung im Ventilkol­ ben mit einem eingebauten federbelasteten Rückschlagventil steht die Federkammer mit der anderen Querbohrung in Verbin­ dung. Die Anordnung der beiden Querbohrungen in Bezug auf die Schließrichtung des Ventilkolbens ist also umgekehrt wie beim oben beschriebenen Stand der Technik. Diese umgekehrte Anord­ nung der Querbohrungen hat zur Folge, daß die Federvorspan­ nung auf den Ventilkolben durch den Lastdruck hydraulisch verstärkt wird und deshalb bei einem Bruch der Vorspannfeder des Ventilkolbens der Lastdruck den Ventilkolben weiter ge­ schlossen hält und auch das Rückschlagventil in der Ventil­ körperbohrung geschlossen hält, so daß der Lastdruck nicht aus der Federkammer entweichen kann.

Zum Aufsteuern ist bei dieser bekannten Konstruktion ein be­ sonderer Aufsteuerkolben notwendig, der über einen Stößel zu­ nächst das im Ventilkolben eingebaute Rückschlagventil auf­ stößt, bevor er den Ventilkolben selbst in Öffnungsrichtung bewegen kann.

Bei der Anordnung nach der EP-0 163 771 A2 sind wiederum die Merkmale a) und b) des Patentanspruchs 1 sowie teilweise das Merkmal c) und darüberhinaus noch das Merkmal l) vorhanden. Auch bei dieser Anordnung sind die beiden Querbohrungen in Bezug auf die Schließrichtung des Ventilkolbens in umgekehr­ ter Reihenfolge angeordnet wie bei dem Eingangs erörterten Stand der Technik, und die Federkammer ist druckmittelge­ füllt, da sie über eine sogenannte Rückführbohrung im Ven­ tilblock mit der zur Last führenden Querbohrung verbunden. Auch hier wirkt also der Lastdruck über die Ventilkammer auf den Ventilkolben, so daß im Falle eines Federbruchs der Last­ druck selbst den Ventilkolben geschlossen hält.

Auch bei dieser Anordnung ist der Ventilkolben mit einer zur anderen Querbohrung führenden Axialbohrung versehen, in wel­ che ein federbelastetes Rückschlagventil eingebaut ist. Zum Aufsteuern dient wiederum ein Aufsteuerkolben, der zunächst über einen Stößel das im Ventilkolben eingebaute Rückschlag­ ventil aufstößt, bevor er den Ventilkolben in Öffnungsrich­ tung mitnehmen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lasthalte- bzw. Senkbremsventil der oben beschriebenen Bauart, also mit den Merkmalen a) bis f), k) und l) bis n) in einachsiger Bauweise zu schaffen, bei welchem besondere Sicherheitsvorkehrungen gegen Federbruch getroffen sind, die ein Herunterfallen der Last bzw. des Lasttragorgans der hydraulischen Maschine im Falle eines Federbruchs zuverlässig verhindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorteile und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Sicherheits­ maßnahmen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen, in welchen zeigt:

Fig. 1 im Axialschnitt ein Lasthalte- bzw. Senkbremsventil nach der Erfindung im Axialschnitt, wobei im übrigen die Hydraulikschal­ tung mit Steuerventil und Hy­ draulikzylinder zum besseren Verständnis schematisch mit dar­ gestellt ist,

Fig. 2 ebenfalls im Axialschnitt ein Lasthalte- bzw. Senkbremsventil nach der Erfindung (ohne übrige Hydraulikschaltung) mit abgewan­ delter Federform und Lastdruck­ kompensation für lastunabhängi­ gen Aufsteuerdruck.

Fig. 1 zeigt zunächst, wie das Lasthalte- bzw. Senkbremsven­ til in die Hydraulikanordnung insgesamt eingeschaltet ist. Ein als Wegeventil ausgebildetes Steuerventil V weist ein­ gangsseitig (in der Zeichnung unten) einen mit der Pumpe (nicht dargestellt) verbundenen Anschluß und einen mit dem Hydrauliktank verbundenen Anschluß auf, und von den beiden ausgangsseitigen Anschlüssen V1 und V2 führt der eine An­ schluß V1 über eine direkte Hydraulikleitung zum einen An­ schluß C1 eines Hydraulikzylinders C mit einem Hydraulikkol­ ben K, und vom anderen Anschluß V2 des Steuerventils V führt eine Hydraulikleitung über das Lasthalte- bzw. Senkbremsven­ til zum anderen Anschluß C2 des Hydraulikzylinders C. Wie man sieht, ist der Anschluß C2 des Hydraulikzylinders derjenige, über welchen der Druck zum Anheben der Last erfolgt (der Kol­ ben K wirkt auf das Lasttragorgan einer hydraulischen Maschi­ ne), während der Anschluß C1 des Hydraulikzylinders C derje­ nige ist, über welchen die Druckbeaufschlagung zum Absenken der Last erfolgt. Der Anschluß C2 ist also derjenige, über welchen bei angehobener Last der lastbedingte hydraulische Druck wirkt, so daß in die zu diesem Anschluß führende Hy­ draulikleitung das Lasthalte- bzw. Senkbremsventil einge­ schaltet ist.

Das Lasthalte- bzw. Senkbremsventil weist als wesentliche Komponenten einen Ventilblock 10 mit einer durchgehenden Axialbohrung 11, einem in der Axialbohrung verschieblich ge­ führten Ventilkolben 20, einer ebenfalls in der Axialbohrung verschieblich angeordneten Hülse 30, einem in den oberen End­ teil der Axialbohrung eingebauten Federgehäuse 40, und einem in den unteren Endteil der Axialbohrung eingeschraubten Ver­ schlußstopfen 50 auf.

Im Ventilblock 10 sind mehrere mit der Axialbohrung 11 in Verbindung stehende Querbohrungen gebildet, nämlich eine mit dem Steuerventilanschluß V2 verbundene Querbohrung 12, eine mit dem Zylinderanschluß C2 verbundene Querbohrung 13, eine zum Anschluß einer Meßleitung M vorgesehene Querbohrung 14, eine für den Anschluß einer Ablaufleitung zum Hydrauliktank T vorgesehene Querbohrung 15, und eine zum Anlegen eines Auf­ steuerdrucks dienende Querbohrung 16.

Im Federgehäuse 40 ist eine den Ventilkolben 20 nach unten in seine Schließstellung, also gegen den Verschlußstopfen 50 spannende Druckfeder 41 untergebracht, die sich oben an einem zur Einstellung der Druckbegrenzung verstellbaren Feder­ sitz 42 abstützt und unten über einen Zentrierkegel 43 auf den Ventilkolben 20 wirkt.

Ein der Querbohrung 13 zugewandter Stirnflächenbereich 24 ist so bemessen, daß der darauf wirkende lastdruckbedingte Hy­ draulikdruck aus dem Zylinderanschluß C2 eine der Vorspannung durch die Feder 41 entgegenwirkende Beaufschlagungskraft auf den Ventilkolben 20 ausübt. Bei übergroßem Druck an C2 er­ folgt deshalb ein gewisses Bewegen des Ventilkolbens 20 in Öffnungsrichtung entgegen der Feder 41, so daß der Überdruck nach V2 abgelassen wird. Hierin besteht die Druckbegrenzungs­ funktion.

Der Federraum 44 im Federgehäuse 40 ist über eine Längsboh­ rung 21 im Ventilkolben 20 entlastet, die im Bereich der Querbohrung 15 in die Axialbohrung 11 ausmündet. In den Fe­ derraum ausleckendes Öl kann also über die Querbohrung 15 und die daran angeschlossene Ablaufleitung in den Tank T abflies­ sen.

Die Hülse 30 wird durch eine Druckfeder 31, die sich unten an einer Abstufung der Axialbohrung 11 abstützt, nach oben vor­ gespannt, also in entgegengesetzter Richtung wie der Ventil­ kolben 20. Dadurch wird die Hülse 30 gegen einen oberen An­ schlag gedrängt, der durch einen unteren Halsansatz des Fe­ dergehäuses 40 gebildet ist, in welchem seitliche Öffnun­ gen 45 für die Kommunikation des Innenraums mit der Querboh­ rung 12 gebildet sind, wie dargestellt.

Wie dargestellt, wirken bei in Schließstellung befindlichem Ventilkolben 20 und ebenfalls in Schließstellung befindlicher Hülse 30 diese beiden Elemente mit einer äußeren Ringfläche des Ventilkolbens 20 und einer entsprechenden inneren Ring­ fläche der Hülse 30 so zusammen, daß sie den zwischen den Querbohrungen 12 und 13 verlaufenden Abschnitt der Axialboh­ rung 11 absperren.

Zum Heben der Last wird über das Steuerventil V die mit dem Anschluß V2 verbundene Hydraulikleitung druckbeaufschlagt, wobei das Drucköl über die Querbohrung 12 in den Ventil­ block 10 eintritt, die Hülse 30 entgegen der Feder 31 zurück­ schiebt, dadurch einen Ringspalt zwischen der Hülse und dem Ventilkolben 20 freigibt, und dann durch die Querbohrung 13 zum Zylinderanschluß C2 austritt. Die Hülse 30 wirkt hierbei als Rückschlagventil.

Zum Absenken der Last erfolgt eine Druckbeaufschlagung der mit dem Ventilanschluß V1 verbundenen Leitung zum Zylinderan­ schluß C1, während die mit dem Ventilanschluß V2 verbundene Leitung entlastet wird. Gleichzeitig erfolgt (in der Zeich­ nung als direkte Verbindung des Ventilanschlusses V1 mit der Aufsteuerleitung P zur Querbohrung 6 verlaufende Verbindung) eine Beaufschlagung des Ventilkolbens 20 in solcher Weise, daß dieser entgegen seiner Vorspannfeder 41 angehoben wird und dadurch wiederum ein Ringspalt zwischen Ventilkolben 20 und Hülse 30 geöffnet wird, so daß vom Zylinderanschluß C2 Drucköl über das Lasthalteventil zum Ventilanschluß V2 ab­ fließen kann.

Bei einem Bruch der Feder 41 würde bei angehobener Last der über die Querbohrung 13 wirkende lastbedingte Hydraulikdruck den Ventilkolben 20 in Öffnungsrichtung bewegen und die Last absacken.

Das dargestellte erfindungsgemäße Lasthalte- und Senkbrems­ ventil weist als erfindungsgemäße Besonderheit eine weitere Längsbohrung 22 im Ventilkolben 20 auf, welche den Feder­ raum 44 des Federgehäuses 40 mit dem mit der Querbohrung 13 verbundenen Teil der Axialbohrung verbindet. Die Ausmündung dieser Längsbohrung 22 in den Federraum 44 ist dabei durch den Zentrierkegel 43 verschlossen. Dieser dient hier also auch als Ventilkörper.

Sollte nun bei angehobener Last und entsprechendem lastbe­ dingtem Hydraulikdruck über die Querbohrung 13 die Feder 41 brechen, würde der Zentrierkörper 43 aufgrund des Hydraulik­ drucks in der Längsbohrung 22 abheben und die Ausmündung die­ ser Längsbohrung 22 in den Federraum 44 freigeben. Der Feder­ raum 44 würde dann in kürzester Zeit mit Hydrauliköl von der Lastseite gefüllt und damit einen die Federwirkung mehrfach ersetzenden hydraulischen Vorspanndruck auf den Ventilkol­ ben 20 ausüben, der diesen in Schließstellung bringt und hält. Die Last wird also zunächst zwar ein kleines Stück durchsacken, dann aber sofort aufgefangen, so daß Sicherheit gegen Abstürzen oder völliges Absacken der Last bei Feder­ bruch gewährleistet ist und ein vollständiges Halten der Last auch unter diesen Bedingungen erfolgt.

Es versteht sich von selbst, daß die eben beschriebene Wir­ kung voraussetzt, daß das in den Federraum 44 eintretende Öl nicht durch die Entlastungsbohrung 21 im Ventilkolben ablau­ fen darf. Dazu ist eine Rohrbruchsicherung 60 eingebaut, die in Fig. 1 schematisch in der Entlastungsbohrung 21 darge­ stellt ist, praktisch aber in der Querbohrung 15 eingebaut sein kann. Eine solche Rohrbruchsicherung ist ein Ventilme­ chanismus, der bei kleinen Leckströmen offen ist, aber sofort schließt, wenn ein größerer Durchfluß auftritt.

Zur Verbesserung der erfindungsgemäßen Wirkung ist die Fe­ der 41, wie dargestellt, nicht als zylindrische Schraubenfe­ der ausgebildet, sondern bauchig ausgebildet, so daß im Falle eines Federbruchs verhindert wird, daß sich die Windungen im Bereich der Bruchstelle direkt aufeinanderlegen und ein Öff­ nen des Zentrierkörpers 43 nur in geringem Maße stattfindet, was ein relativ langsames Füllen des Federraums 44 zur Folge hätte. Durch die besondere Gestaltung der Feder tritt bei ei­ nem Federbruch ein starkes Zusammenfallen der Feder und damit ein vollständiges Öffnen der Ausmündung der Ventilkolben­ längsbohrung 22 in den Federraum 44 auf.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt zunächst eine andere Ausführungsform der Feder 41 in Kegelform, um aufzuzeigen, daß hier mehrere Ausführungsmöglichkeiten für die Feder 41 möglich sind.

Als weitere Besonderheit gegenüber der Ausführungsform in Fig. 1 zeigt die Ausführungsform nach Fig. 2 eine Lastdruck­ kompensation. Dazu ist es wesentlich, daß, was auch schon bei der Ausführungsform nach Fig. 1 aus konstruktiven Gründen der Fall ist, der vom Aufsteuerdruck P über die Querboh­ rung 16 beaufschlagte Teil des Ventilkolbens 20 als gesonder­ ter, auf den übrigen Ventilkolben 20 wirkender Stößel 25 aus­ gebildet ist. Der Ventilblock weist eine zusätzliche Querboh­ rung 17 auf, die ebenso wie die Querbohrung 13 an den last­ druckseitigen Zylinderanschluß C2 angeschlossen ist. Dieser wirkt auf einen kleinen, in der Zeichnung nur durch eine Kan­ te dargestellten Absatz 23 des Stößels 25 in dem Aufsteuer­ druck entgegengesetzter Richtung. Die wirksame Querschnitts­ fläche dieser Abstufung 23 ist so bemessen, daß die dem last­ bedingten Hydraulikdruck entsprechende, dem Aufsteuerdruck entgegenwirkende Axialkraft auf den Stößel gleich groß wie die Axialkraft ist, die der lastbedingte Hydraulikdruck in der Querbohrung 13 in Öffnungsrichtung auf den eigentlichen Ventilkolben ausübt.

Dies bedeutet, daß die Fläche der Abstufung 23 gleich der Nettofläche des Stirnflächenbereichs 24 am Ventilkolben 20 ist, wobei mit Nettofläche dessen Gesamtfläche abzüglich der dem Druck in der Querbohrung 13 ausgesetzten, entgegengesetzt orientierten Stirnfläche 26 am Ventilkolben 20 gemeint ist. Dann sind, vollkommen unabhängig von der jeweiligen absoluten Größe des gemeinsamen Drucks in den Querbohrungen 13 und 17 bzw. am Zylinderanschluß C2 und folglich unabhängig vom Last­ druck, die von diesem Druck erzeugten Kräfte, die den Ventil­ kolben 20 in Öffnungsrichtung und den Stößel 25 in entgegen­ gesetzter Richtung drücken, immer exakt gleich groß. Damit kann mit konstantem Aufsteuerdruck über die Aufsteuerleitung P zur Querbohrung 16 gearbeitet werden, da nun der Aufsteuer­ druck vollkommen lastunabhängig ist, also ungeachtet großer oder kleiner Last immer konstant sein kann. Der notwendige Aufsteuerdruck ist dann nur durch die eingestellte Vorspann­ kraft der Feder 41 vorgegeben.

Weil der lastdruckkompensierte Stößel 25 aber ein vom Ventil­ kolben 20 getrenntes Teil ist, wirkt diese Lastdruckkompensa­ tion nicht auf den Ventilkolben 20 als solchen, so daß die Druckbegrenzungsfunktion nicht beeinträchtigt wird.

Eine weitere, für beide beschriebenen Ausführungsbeispiele anwendbare vorteilhafte Weiterbildung besteht in einer Rück­ staudruck-Überkompensation. Dies wird nachstehend anhand der Fig. 2 näher beschrieben.

In der Leitung von der Querbohrung 12 zum Steuerventilan­ schluß V2 wirkt, wenn der Ventilkolben 20 zum Absenken der Last aufgesteuert ist und demzufolge Hydrauliköl vom Zylin­ deranschluß C2 und über den Steuerventilanschluß V2 abfließt, ein Rückstaudruck, der beträchtlich ist, beispielsweise in der Größenordnung von 15 bar. Dieser kann von der Bemessung der Hydraulikleitung oder einer eingebauten Drossel oder vom Öffnungsquerschnitt im Steuerventil V herrühren. Einschlägige Vorschriften nach ISO 8643 schreiben eine bestimmte Begren­ zung der maximalen Sinkgeschwindigkeit der Last, unabhängig von der Fallhöhe, im Falle eines Rohrbruchs in der Hydraulik­ leitung vor.

Der im normalen Betrieb auftretende Rückstaudruck in der Lei­ tung von der Querbohrung 12 zum Steuerventilanschluß V2 kann in vorteilhafter Weise dazu ausgenutzt werden, die Aufsteue­ rung des Ventilkolbens 20 zum Lastabsenken zu verstärken. Da­ zu wird der Querschnitt A1 bzw. der Durchmesser des Ventil­ kolbens 20 "oberhalb" der Querbohrung 12 etwas größer als der Querschnitt A2 bzw. der Durchmesser des Ventilkolbens im Sitzbereich zwischen Ventilkolben und Hülse 30 "unterhalb" der Querbohrung 12 (bezogen auf die zeichnerische Darstellung in den Fig. 1 und 2) gewählt.

Bei solcher Dimensionierung wirkt sich der Rückstaudruck nicht mehr, wie bei der dargestellten Bemessung mit gleichen Querschnitten A1 und A2 neutral auf die Axialposition des Ventilkolbens 20 aus, sondern, weil nun der Querschnitt A1 größer ist, erzeugt der Rückstaudruck eine axiale Nettokraft auf den Ventilkolben 20, die diesen entgegen der Vorspannung der Feder 41 weiter in Öffnungsrichtung zu drücken sucht. Das Vorhandensein des Rückstaudrucks verstärkt also die Ventil­ öffnung. Sollte hingegen ein Rohrbruchfall auftreten, fällt der Rückstaudruck schlagartig weg, so daß die Öffnung des Ventilkolbens verringert und die Senkbremsfunktion verstärkt wird.

Claims (6)

1. Hydraulisches Lasthalte- bzw. Senkbremsventil, mit folgen­ den Merkmalen:

• a) Ein Ventilblock (10) weist eine axiale Ventilbohrung (11) und zwei damit axial versetzt in Verbindung stehende Quer­ bohrungen (12, 13) auf, von denen die eine (12) mit einem Ventilanschluß (V2) eines hydraulischen Wegesteuerventils (V) und die andere (13) mit dem lastdruckbeaufschlagten Zylinderanschluß (C2) eines Hydraulikzylinders (C) ver­ bindbar ist,
• b) in der Ventilbohrung (11) ist ein Ventilkolben (20) axial zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verschiebbar geführt, der die Verbindung zwischen den bei­ den Querbohrungen (12, 13) wahlweise sperrt oder öffnet,
• c) der Ventilkolben (20) wird mittels einer Schraubendruckfe­ der (41), die in einer geschlossenen Federkammer (44) un­ tergebracht ist, in Schließrichtung vorgespannt,
• d) die mit dem Zylinderanschluß (C2) verbindbare Querbohrung (13) ist in Schließrichtung des Ventilkolbens (20) mit Be­ zug auf die mit dem Wegesteuerventil (V) verbindbare Quer­ bohrung (12) versetzt,
• e) der Ventilkolben (20) weist einen der mit dem Zylinderan­ schluß (C2) verbindbaren Querbohrung (13) zugewandten Stirnflächenbereich (24) auf, der so dimensioniert ist, daß ein über diese Querbohrung (13) wirkender Hydraulik­ druck eine in Öffnungsrichtung und entgegen der Vorspann­ feder (41) wirkende Kraft auf den Ventilkolben (20) aus­ übt,
• f) im Ventilkolben (20) ist eine im wesentlichen axiale Druckentlastungsbohrung (21) gebildet, welche die Federkammer (44) mit einem Bereich der Ventilbohrung (11) verbindet, der mit einem im Ventilblock (10) gebildeten Leckölablauf (15) in Verbindung steht,
• g) in der Druckentlastungsbohrung (21) des Ventilkolbens (20) oder im Leckölablauf (15) ist ein bei Auftreten eines nen­ nenswerten Durchflusses sofort vollständig schließendes Ventil (60) eingebaut,
• h) im Ventilkolben ist eine etwa axiale Bohrung (22) gebil­ det, die die Federkammer (44) mit der mit dem Zylinderan­ schluß (C2) verbindbaren Querbohrung (13) verbindet,
• i) die Ausmündung der etwa axialen Bohrung (22) in die Feder­ kammer (44) wird von einem zugleich als Ventilkörper die­ nenden Zentrierkörper (43) verschlossen, an welchem sich die Vorspannfeder (41) abstützt,
• j) der Ventilkolben (20) weist eine über einen Aufsteueran­ schluß (P) im Ventilblock (10) mit einem Aufsteuerdruck beaufschlagbare Stirnfläche zum Verschieben des Ventil­ kolbens entgegen seiner Vorspannfeder (41) in seine Offen­ stellung auf,
• k) in dem zwischen den beiden Querbohrungen (11, 12) verlau­ fenden Abschnitt der Ventilbohrung (11) ist eine Hülse (30) axial verschieblich angeordnet,
• l) die Hülse (30) wird mittels einer Schraubendruckfeder (31) in eine Schließrichtung vorgespannt, wobei die Vorspann­ richtung der auf die Hülse (30) wirkenden Vorspannfeder (31) der Vorspannrichtung der auf den Ventilkolben (20) wirkenden Vorspannfeder (41) entgegengesetzt ist und
• m) die Hülse (30) und der Ventilkolben (20) wirken in ihren Schließstellungen mit gegenseitig in dichtender Anlage stehenden Ringflächen im Sinne einer Sperrung der Verbin­ dung zwischen den beiden Querbohrungen (12, 13) zusammen, wobei diese Ringflächen im Sinne der Öffnung eines Ring­ spalts zwischen ihnen voneinander abheben, wenn entweder die Hülse (30) entgegen ihrer Vorspannfeder (31) in Öff­ nungsrichtung bewegt oder der Ventilkolben (20) entgegen seiner Vorspannfeder (41) in Öffnungsrichtung bewegt wird.

2. Lasthalte- bzw. Senkbremsventil nach Anspruch 1, wobei die miteinander zusammenwirkenden Ringflächen der Hülse (30) und des Ventilkolbens (20) miteinander einen kegeligen Sitz bilden.

3. Lasthalte- bzw. Senkbremsventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die auf den Ventilkolben (20) wirkende Vorspannfeder (41) eine kegelige Form hat.

4. Lasthalte- bzw. Senkbremsventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die auf den Ventilkolben (20) wirkende Vorspannfeder (41) eine bauchige Form hat.

5. Lasthalte- bzw. Senkbremsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dem Aufsteuerdruck ausgesetzte Stirnfläche des Ventilkolbens an einem als gesondertes Teil ausgebildeten und auf den eigentlichen Ventilkolben wirkenden Stößel (25) gebildet ist, und daß an dem Stößel zur Lastdruckkompensation außerdem ein mit Bezug auf die dem Aufsteuerdruck ausgesetzte Stirnfläche entgegengesetzt orientierter Kompensationsstirn­ flächenbereich (20) gebildet ist, der mit dem am Lastdruck beauf­ schlagten Zylinderanschluß (C2) des Hydraulikzylinders (C) herrschenden Hydraulikdruck beaufschlagt wird und so bemessen ist, daß die über diesen Kompensationsstirnflächenbereich auf den Stößel ausgeübte, dem Aufsteuerdruck entgegenwirkende Axialkraft gleich der vom Hydraulikdruck am genannten Zylin­ deranschluß (C2) über den genannten Stirnflächenbereich (24) auf den Ventilkolben (20) erzeugten, in Öffnungsrichtung wir­ kenden Axialkraft ist.

6. Lasthalte- bzw. Senkbremsventil nach Anspruch 2, wobei der Querschnitt (A1) des Ventilkolbens (20) zwischen der mit dem Wegesteuerventil (V) verbindbaren Querbohrung (12) und der Federkammer größer als der Querschnitt (A2) des Ventilkolbens (20) im Sitzbereich mit der Hülse (30) ist.