DE19734479A1 - Rückschlagventilanordnung - Google Patents
RückschlagventilanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rückschlagventilanordnung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine mit
einer derartigen Rückschlagventilanordnung versehene Venti
lanordnung.
In der Mobilhydraulik werden derartige Ventilanordnun
gen unter anderem zur Ansteuerung von doppeltwirkenden
Druckzylindern eingesetzt, wie sie beispielsweise als
Frontkraftheber oder Heckkraftheber von Ackerschleppern
verwendet werden. Durch diese Kraftheber lassen sich unter
schiedliche Peripheriegeräte, wie beispielsweise Mähwerke,
Packer, Pflüge, Grubber, Walzen etc. betreiben.
Bei bestimmten Betriebsbedingungen kann es vorkommen,
daß eine Last im angehobenen Zustand gehalten werden muß,
wobei dieser Zustand auch bei einer abgeschalteten Hydrau
likversorgung aufrecht erhalten werden soll. So muß bei
spielsweise ein Mähwerk während der Anfahrt des Acker
schleppers zu der zu mähenden Wiese oder beim Abstellen auf
dem Hof im angehobenen Zustand festgelegt werden.
Üblicherweise werden die Kraftheber über Proportional
ventile angesteuert, die eine Nullstellung aufweisen, in
der die zum Kraftheber führenden Arbeitsleitungen und eine
Pumpenleitung abgesperrt sind. Derartige Proportionalven
tile sind jedoch in der Regel als Schieberventile ausge
führt, so daß keine leckölfreie Absperrung des Hydraulik
fluids in den Arbeitsleitungen möglich ist. Daher werden in
den Arbeitsleitungen entsperrbare Rückschlagventile vorge
sehen, über die das Hydraulikfluid zwischen dem Verbraucher
und dem Rückschlagventil leckölfrei einsperrbar ist. Durch
Entsperren des Rückschlagventils wird eine Rückströmung des
Hydraulikfluids zum Proportionalventil ermöglicht.
In der DE 27 35 559 C2 ist eine Ventilanordnung ge
zeigt, bei der ein Hauptkegel mit Hilfe eines Aufstoßkol
bens zur Entriegelung aufsteuerbar ist. Der Hauptkolben ist
mit einer Voröffnung ausgeführt, die durch einen Schließ
körper verschlossen ist. Dieser kann durch Ansteuerung des
Aufstoßkolbens über einen Stößel in seine Öffnungsstellung
gebracht werden, so daß die Federseite des Hauptkegels ent
lastet wird und der Hauptkegel durch den an seinen Diffe
rentialflächen anliegenden Lastdruck aufgesteuert wird.
Gleichzeitig steuert der Aufstoßkolben einen Tankanschluß
auf, so daß das Hydraulikfluid vom Verbraucher am abgehobe
nen Hauptkegel vorbei zum Tank T strömen kann, ohne daß es
einer Rückführung zu einem Steuerwegeventil bedarf, das der
Rückschlagventilanordnung vorgeschaltet ist. Über die be
kannte Kombination aus Steuerwegeventil und Rückschlagven
tilanordnung läßt sich lediglich ein einfach wirkender Hub
zylinder anschließen, dessen Zylinderraum wahlweise über
das Steuerventil mit einer Pumpe oder über den Aufstoßkol
ben mit dem Tank T verbindbar ist.
Bei abgehobenem Schließkörper wird der Hauptkegel auf
grund seiner Flächendifferenz schlagartig aufgesteuert, so
daß das Hydraulikfluid relativ schnell zum Tank hin ent
spannt wird, ohne daß eine Beeinflussung der Rückströmge
schwindigkeit möglich ist.
In der DE-44 36 548 A1 ist eine Ventilanordnung zur
Ansteuerung von doppelt wirkenden Hubzylindern gezeigt, bei
der in jeder Arbeitsleitung eine Rückschlagventilanordnung
geschaltet ist. Diese enthält wiederum einen Hauptkegel,
der mit Flächendifferenz ausgeführt ist (d. h., der Ventil
sitzdurchmesser ist kleiner als der wirksame Außendurchmes
ser des Hauptkegels), der durch einen Aufstoßkolben auf
steuerbar ist. Durch diese Ventilanordnung kann zwar ein
doppelt wirkender Verbraucher angesteuert werden, da der
Hauptkegel jedoch wieder mit Flächendifferenz ausgeführt
ist, wird der Hauptkegel unmittelbar nach dem Abheben von
seinem Ventilsitz schlagartig in seine Öffnungsstellung
aufgesteuert, so daß sofort ein maximaler Strömungsquer
schnitt zur Verfügung gestellt wird. Auch bei dieser be
kannten Ventilanordnung ist eine Beeinflussung der Rück
strömung nicht möglich.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Rückschlagventilanordnung und eine Ventilanordnung mit
einer derartigen Rückschlagventilanordnung zu schaffen, mit
denen bei minimalem Schaltungsaufwand die Rückströmung des
Hydraulikfluids vom Verbraucher steuerbar ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Rückschlagventi
lanordnung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und
hinsichtlich der Ventilanordnung durch die Merkmale des Pa
tentanspruchs 8 gelöst.
Durch die Maßnahme, den Hauptkegel ohne Flächendiffe
renz auszuführen und den Aufsteuervorgang durch Anlage des
Aufstoßkolbens zu bestimmen, kann ein schlagartiges Aufrei
ßen des Hauptkegels verhindert werden. Der Öffnungshub des
Hauptkegels läßt sich dann durch geeignete Ansteuerung des
Aufstoßkolbens beeinflussen, so daß der Volumenstrom des
rückströmenden Hydraulikfluids regelbar ist
(Ablaufregelung).
Der Hauptkegel ist üblicherweise durch eine Feder gegen
seinen Ventilsitz vorgespannt. Bei einem erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel wirkt diese Feder einerseits als Rück
schlagventilfeder, um den Zulauf zum Verbraucher zu ermög
lichen und andererseits als Steuerfeder, um den Rücklauf
vom Verbraucher zum Tank bei entsperrtem Rückschlagventil
zu steuern. Als Rückschlagventilfeder sollte diese Feder
eine geringe Federkonstante haben und relativ schwach aus
gelegt sein, damit über das Rückschlagventil keine großen
Druckverluste auftreten. Als Steuerfeder sollte diese Feder
dagegen eine steilere Kennlinie aufweisen, um ein gutes An
sprechverhalten bei der Laufsteuerung zu zeigen. In der Re
gel geht man dabei einen Kompromiß dahingehend ein, daß die
Feder mit vergleichsweiser hoher Federkonstante ausgelegt
wird und dabei die höheren Druckverluste in der Rückschlag
funktion in Kauf nimmt. Dieser Nachteil läßt sich überwin
den, indem anstelle einer einzigen Feder eine Rückschlagfe
der und eine Steuerfeder sozusagen in Reihe hintereinander
geschaltet werden, so daß eine vergleichsweise schwach aus
gelegte Rückschlagfeder die Rückschlagfunktion bestimmt,
während eine Steuerfeder mit steiler Federkennlinie erst
nach einer vorbestimmten Axialbewegung des Hauptkegels in
Eingriff gelangt, um den auf den Aufstoßkolben wirkenden
Steuerdruck zu regeln.
Bei einer konstruktiv vorteilhaften Variante wird ein
Ende der Steuerfeder an einem gehäusefesten Federteller ab
gestützt und nach einem vorbestimmten Hub des Hauptkegels
in Anlage an eine innere Ringstirnfläche des Hauptkegels
gebracht, so daß dessen weitere Öffnungsbewegung gegen die
Kraft der Steuerfeder erfolgt.
Die Federseite des Hauptkegels läßt sich durch eine
Verbindungsbohrung im Aufstoßkolben mit dem Tank verbinden.
Diese wird während der Axialbewegung des Aufstoßkolbens
aufgesteuert, so daß der Federraum des Hauptkegels zum Tank
hin entlastet wird und somit leichter von seinem Ventilsitz
abhebbar ist.
Die Baulänge läßt sich minimieren, wenn der Hauptkegel
mit einem nabenförmigen Vorsprung ausgeführt ist, in den
ein Stößel des Aufstoßkolbens eintaucht, um den Schließkör
per der Voröffnung abzuheben. Die Ringstirnfläche des na
benförmigen Vorsprungs dient als Anlagefläche für die be
nachbarte Stirnseite des Aufstoßkolbens. Diese Anlageflä
chen sind derart bearbeitet, daß sie dichtend aneinander
liegen, so daß der Innenraum des nabenförmigen Vorsprungs
und der Außenumfang des Hauptkegels gegeneinander abgedich
tet sind, so daß bei aufgesteuerter Verbindungsbohrung kein
Druckausgleich zwischen dem am Ventilsitz herrschenden und
dem an der Voröffnung herrschenden Druck stattfinden kann.
Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, liegt der Auf
stoßkolben an einer Ringstirnfläche des Hauptkegels an.
Durch eine Radialerweiterung des nabenförmigen Vorsprungs
im Bereich der Ringstirnfläche auf einen Durchmesser, der
größer als der Sitzdurchmesser des Hauptkegels ist und ent
sprechende Vergrößerung der Ringstirnfläche werden der Auf
stoßkolben und der Hauptkegel durch die resultierenden
Druckkräfte gegeneinander gedrückt, so daß eine dichtende
Anlage des Aufstoßkolbens und damit eine optimale Ablauf
steuerung gewährleistet ist.
Um die Montage des radial vorspringenden Teils des na
benförmigen Vorsprungs zu ermöglichen, wird der Hauptkegel
bei diesem Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise in einer
in das Ventilgehäuse eingeschraubten Buchse gelagert, deren
Außendurchmesser größer als der radial vorspringende Teil
des nabenförmigen Vorsprungs ist.
Die Aufsteuerung des Tankanschlusses erfolgt zusätzlich
zur Verbindungsbohrung über Ausnehmungen, über die ein Raum
stromabwärts (in Rückströmrichtung gesehen) des Hauptkegel
sitzes mit dem Tank verbindbar ist.
Die Ablaufregelung läßt sich besonders fein variieren,
indem der Aufstoßkolben über ein Pilotventil vorgesteuert
wird.
In der Ausgangsstellung ist ein Spalt zwischen den ein
ander gegenüberliegenden Stirnseiten des Hauptkegels und
des Aufstoßkolbens ausgebildet, der größer ist als der Ab
stand des Stößels des Aufstoßkolbens zum Schließkörper.
Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß der Schließkör
per zuerst aufgesteuert wird, bevor der Aufstoßkolben auf
den Hauptkegel aufläuft.
Da bei der erfindungsgemäßen Rückschlagventilanordnung
eine Verbindung vom Verbraucher zum Tank herstellbar ist,
können die davor geschalteten Steuerventile zur Ansteuerung
des Verbrauchers einfacher ausgeführt werden, da über letz
tere keine Verbindung zum Tank hergestellt werden muß.
Die mit einer erfindungsgemäßen Rückschlagventilanord
nung versehenen Ventilanordnungen werden besonders vorteil
haft bei der Ansteuerung von doppeltwirkenden Zylindern
eingesetzt, wobei jeder Arbeitsleitung zum Zylinder eine
eigene Rückschlagventilanordnung zugeordnet ist. Diese wer
den über jeweils ein Pilotventil vorgesteuert, über das
auch eine Steuerseite des Ventilschiebers des vorgeschalte
ten Wegeventils angesteuert ist, um den Hydraulikfluidstrom
zu einem der Zylinderräume zu leiten.
Durch Bestromung in eines der Pilotventile wird der
Ventilschieber in eine Arbeitsstellung gebracht, in der das
Hydraulikfluid durch die eine Rückschlagventilanordnung zum
Verbraucher geführt ist, während das verdrängte Hydraulik
fluid vom Verbraucher zur anderen Rückschlagventilanordnung
zurückströmt, die durch den Steuerdruck des Pilotventils
entsperrt ist, so daß das Hydraulikfluid über die Rück
schlagventilanordnung zum Tank strömen kann.
Die verwendeten Pilotventile sind vorzugsweise Druck
minderventile in Patronenbauweise.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im
folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ventilanord
nung mit einem Wegeventil und einer Rückschlag
ventilanordnung, die über ein Pilotventil ansteu
erbar sind,
Fig. 2 eine Detaildarstellung des Wegeventils und einer
Rückschlagventilanordnung aus Fig. 1,
Fig. 3 einen schematischen Schaltplan der Ventilanord
nung aus Fig. 1,
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Venti
lanordnung und
Fig. 5 eine Rückschlagventilanordnung 8 der Ventilanord
nung aus Fig. 4.
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Venti
lanordnung, die in Scheibenbauweise ausgeführt ist. Die
Ventilscheibe oder -platte bildet ein Ventilgehäuse 2, in
dem Aufnahmebohrungen für ein stetig verstellbares Wegeven
til 4 und zwei Rückschlagventilanordnungen 6, 8 ausgebildet
sind.
Die beiden Rückschlagventilanordnungen 6, 8 sind ent
lang einer gemeinsamen Achse angeordnet, die im Parallelab
stand zur Achse des Wegeventils 4 verläuft.
In das Ventilgehäuse 2 sind desweiteren noch zwei Pi
lotventile 10, 12 in Patronenbauweise eingeschraubt, über
die das Wegeventil 4 und die beiden Rückschlagventilanord
nungen 6, 8 ansteuerbar sind. Bei diesen Pilotventilen 10,
12 handelt es sich beispielsweise um elektrisch betätigbare
Druckminderventile, über die der Druck an einem Pumpenan
schluß P, der über einen Pumpenkanal 14 zu Radialanschlüs
sen 16 der Pilotventile 10, 12 geführt ist, auf einen Sy
stemdruck am axialen Ausgangsanschluß 18 des jeweiligen Pi
lotventils 10, 12 reduzierbar ist. Jedes Pilotventil 10, 12
hat desweiteren noch einen Radialanschluß 19, der in einen
Tankkanal 20 mündet, über den überschüssiges Hydraulikfluid
zu einem Tankanschluß T zurückführbar ist.
Der Ausgangsanschluß 18 jedes Pilotventils 10, 12 mün
det in einen Steuerkanal 22 bzw. 24, die in einer Ventil
bohrung 26 münden, in der ein Ventilschieber 28 des Wege
ventils 4 geführt ist. Die beiden Steuerkanäle 22, 24 mün
den beidseitig der Ventilschieberstirnseiten, so daß diese
mit dem Druck im jeweiligen Steuerkanal 22, 24, d. h. mit
dem Ausgangsdruck des Pilotventils 10 bzw. 12 beaufschlagt
sind.
Der Ventilschieber 28 ist desweiteren durch zwei auf
die Stirnseiten wirkende Druckfedern 30, 32 in seine darge
stellte Nullposition vorgespannt. Die Ventilfedern sind an
der Innenbohrung von Verschlußkappen 34 abgestützt, die in
das Ventilgehäuse 2 eingeschraubt sind und somit den Axial
abschluß der Ventilbohrung 26 bilden. Das andere Ende der
Druckfedern 32, 34 liegt jeweils an einem Federteller 36
an, der in der dargestellte Nullstellung mit einem Umfangs
abschnitt an einer Gehäuseschulter abgestützt ist.
Der Detailaufbau des Wegeventils 4 und einer Rück
schlagventilanordnung 6 wird im folgenden anhand Fig. 2 er
läutert, die diese Bauelemente in vergrößerter Darstellung
zeigt.
In den in Fig. 2 linken Endabschnitt des Ventilschie
bers 28 ist eine sacklochförmige Innenbohrung 38 einge
bracht, in der ein Druckwaagenkolben 40 axial verschiebbar
geführt ist. In der in Fig. 2 gezeigten Nullstellung liegt
der Druckwaagenkolben 40 - im folgenden Kolben 40 genannt -
mit einem Radialbund 42 an einer Anlageschulter 46 der In
nenbohrung 38 an. Der Kolben 40 ist durch eine Steuerfeder
44 in Richtung dieser Anlageposition vorgespannt. Die Steu
erfeder 44 ist ihrerseits an einer Abschlußschraube 46 ab
gestützt, die in den Ringmantel des Ventilschiebers 28 ein
geschraubt ist und die gemeinsam mit der Ringmantelstirn
fläche die Anlagefläche für den Federteller 36 (links in
Fig. 2) bildet. Der Kolben 40 hat eine Verbindungsbohrung
mit einer Axial-Sacklochbohrung und einer Radialdrosselboh
rung, die am Außenumfang des Kolbens 40 mündet.
Im Bereich des Radialbundes 42 ist im Ringmantel des
Ventilschiebers 28 eine Ausgleichsbohrung 52 ausgebildet,
die in einen Steuerringraum 54 mündet, der über eine ge
strichelt angedeutete Leitung mit einem Steueranschluß LS
verbunden ist, so daß im Federraum ein dem Lastdruck ent
sprechender Steuerdruck anlegbar ist.
Im mittleren Bereich des Ventilschiebers 28 ist ein
Ausgangsbohrungsstern 56 ausgebildet, dem zwei Ringräume 58
und 60 zugeordnet sind, die mit Verbindungskanälen 62 bzw.
64 verbunden sind. Diese Verbindungskanäle 62, 64 sind zu
Eingangsanschlüssen der Rückschlagventilanordnungen 6 bzw.
8 geführt. Die Ringräume 58, 60 sind mit Anphasungen 66
versehen, die bei einer Axialverschiebung des Ventilschie
bers 28 eine Feinaufsteuerung des Ausgangsbohrungssterns 56
ermöglichen. Die Axiallänge des Kolbens 40 ist derart ge
wählt, daß in der Nullposition (Fig. 2) der Ausgangsboh
rungsstern 56 durch den rechten Endabschnitt des Kolbens 40
verschlossen ist. Die Radialdrosselbohrung 50 ist dann
durch die Innenumfangswandung der Innenbohrung 38 ver
schlossen.
Im Bereich des inneren Endabschnitts der Innenbohrung
38 mündet ein Eingangsbohrungsstern 68, der in der Null
stellung durch einen Steg 70 verschlossen ist, der zwischen
dem Pumpenkanal 14 und einem Pumpenzweigkanal 14a ausgebil
det ist. Die beiden Pumpenkanäle 14, 14a verlaufen etwa in
Radialrichtung zur Ventilbohrung 26. Die Innenbohrung 38
ist im Bereich des Steges 70 wiederum mit Anphasungen 66
zur Feinsteuerung versehen.
Durch den Eingangsbohrungsstern 68 und die Pumpenkanäle
14, 14a mit den entsprechenden Ringräumen wird eine ver
stellbare Meßblende ausgebildet, während durch den Kolben
40 und den Ausgangsbohrungsstern 56 eine Meßdrossel ausge
bildet ist, über die der Systemdruck stromabwärts der Meß
blende auf den Lastdruck in den Verbindungskanälen 62 bzw.
64 abgedrosselt wird. Durch das Hintereinanderschalten der
Meßblende und der Meßdrossel ist gewährleistet, daß der
Druckabfall über der Meßblende (Eingangsbohrungsstern 68)
unabhängig vom Druck in den Verbindungskanälen 62, 64 kon
stant bleibt.
Wie bereits eingangs erwähnt sind die Federräume der
Druckfedern 30, 32 mit den Steuerkanälen 22 bzw. 24 verbun
den, so daß an den Stirnseiten der Steuerdruck herrscht.
Die beiden Rückschlagventilanordnungen 6, 8 haben einen
identischen Aufbau, so daß der Einfachheit halber lediglich
die in Fig. 2 dargestellte Rückschlagventilanordnung 6 be
schrieben wird. Diese hat einen Hauptkegel 72, der über
eine Rückschlagfeder 74 mit einem kegelförmigen Abschnitt
gegen einen Ventilsitz 76 gedrückt ist, so daß in dieser
Schließstellung die Verbindung vom Verbindungskanal 62 zu
einem Arbeitskanal 78 unterbrochen ist.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Hauptkegel
72 mit einer Voröffnung 80 ausgebildet, die mit einer Kugel
82 verschlossen ist, die über die Rückschlagfeder 74 und
einen Federteller gegen einen Voröffnungssitz gedrückt
wird. In dem Federraum der Rückschlagfeder 74 mündet eine
Drosselbohrung 84, die ihrerseits im Arbeitskanal 78 mün
det. An dem in Fig. 2 rechten Endabschnitt ist ein naben
förmiger Vorsprung 86 ausgebildet, an dessen Außenumfang
eine Ringnut 88 vorgesehen ist. Die Innenbohrung des naben
förmigen Vorsprungs 86 läuft konisch hin zur Voröffnung 80
zu.
Die Ringstirnfläche 90 des Vorsprungs 86 dient als An
lagefläche für einen Aufstoßkolben 92, der koaxial zum
Hauptkegel 72 in einer Aufnahmebohrung 94 geführt ist. An
seinem zum Hauptkegel 72 benachbarten Endabschnitt hat der
Aufstoßkolben 92 einen Stößel 96, der in die Innenbohrung
des nabenförmigen Vorsprungs 86 eintaucht und dessen Endab
schnitt einen geringeren Durchmesser als die Voröffnung 80
hat, so daß der Stößel 96 auch in diese Voröffnung 80 ein
tauchen kann. Der Aufstoßkolben 92 ist über eine Feder 98
gegen die Stirnseite eines Ringraumes 100 der Aufnahmeboh
rung 94 vorgespannt. In dieser Anschlagposition besteht ein
vorbestimmter Spalt zwischen der Ringstirnfläche 90 und der
benachbarten Stirnfläche des Aufstoßkolbens 92, die größer
ist als der Abstand des Endabschnittes des Stößels 96 zum
Außenumfang der Kugel 82.
Am Außenumfang des Aufstoßkolbens 92 sind im Bereich
eines in der Aufnahmebohrung 94 mündenden Tankkanals 102
mehrere über den Umfang verteilte Ausnehmungen 104 ausge
bildet, über die bei einer Axialverschiebung des Aufstoß
kolbens 92 der Tankkanal 102 mit dem Arbeitskanal 62 ver
bindbar ist, der über einen Ringraum 109 in der Aufnahme
bohrung 94 mündet.
Im Aufstoßkolben 92 ist desweiteren eine Entlastungs
bohrung ausgebildet, deren Axialabschnitt 108 in der - ge
mäß Fig. 2 - linken Stirnseite mündet und die über einen
Radialabschnitt 110 zwischen dem Ringraum 106 des Tankka
nals 102 und dem Ringraum 100 mündet (Grundstellung). Der
Ringraum 106 des Tankkanals 102 ist wiederum mit Feinsteu
erphasen 107 versehen. Der Axialabschnitt 108 mündet radial
innerhalb der Ringstirnfläche in die Innenbohrung des Vor
sprungs 86.
Wie Fig. 2 weiterhin entnehmbar ist, ist der linke Teil
des Hauptkegels 72 in der Innenbohrung eines Verschlußstop
fens 112 geführt, der in den linken Endabschnitt der Auf
nahmebohrung für das Rückschlagventil eingeschraubt ist.
Der Steuerkanal 22 ist von der linken Stirnseite des Ven
tilschiebers 28 bis in den Bereich des Verschlußstopfens
112 und von dort - wie gestrichelt angedeutet - bis zum
Ringraum 100 verlängert, so daß in diesem der vom Pilotven
til 10 aufgebrachte Steuerdruck einstellbar ist, der den
Aufstoßkolben 92 entgegen der Kraft der Feder 98 beauf
schlagt.
Wie aus Fig. 1 entnehmbar ist, ist der Tankkanal 102
zum Ringraum 106 der (rechten) Rückschlagventilanordnung 8
geführt und der Ringraum 100 über den gestrichelt angedeu
teten Kanal mit dem Steuerkanal 24 verbunden, so daß der
Aufstoßkolben 92 der Rückschlagventilanordnung 8 durch den
durch das Pilotventil 12 aufgebrachten Steuerdruck in Rich
tung zum Hauptkegel 72 beaufschlagt ist, während der Auf
stoßkolben 92 der Rückschlagventilanordnung 6 durch das Pi
lotventil 10 angesteuert wird.
Bei abgehobenem Hauptkegel 72 der Rückschlagventi
lanordnung 8 wird eine Verbindung zu einem Arbeitskanal 114
aufgesteuert, der zu einem Arbeitsanschluß B der Venti
lanordnung geführt ist. Der Arbeitskanal 78 der Rückschlag
ventilanordnung 6 ist zu einem Arbeitsanschluß A geführt.
Die beiden Anschlüsse A, B können an einen Verbraucher,
beispielsweise an den Zylinderraum bzw. den Ringraum eines
Hubzylinders 116 angeschlossen werden. Der Anschluß kann
beispielsweise über Schlauchkupplungen erfolgen.
Zwischen dem Tankkanal 102 und dem Arbeitskanal 114 ist
ein Verbindungskanal vorgesehen, in den ein herkömmliches
Rückschlagventil 118 geschaltet ist, das bei einem übermä
ßigen Druckaufbau im Tank T eine Strömung vom Tankkanal 102
zum Arbeitskanal 114 ermöglicht, eine umgekehrte Durchströ
mung jedoch verhindert.
In Fig. 3 ist ein schematischer Hydraulikschaltplan der
Ventilanordnung gemäß Fig. 1 dargestellt. Demgemäß werden
die Steuerseiten des Wegeventils 4 über die beiden Pilot
ventile 10, 12 angesteuert, denen desweiteren jeweils eine
Rückschlagventilanordnung 6 bzw. 8 zugeordnet ist, auf de
ren Steuerseite der dem Lastdruck entsprechende Steuerdruck
wirkt. Stromabwärts der Meßblende des Wegeventils 4 ist die
Druckwaage mit dem Druckwaagenkolben 40 angeordnet, über
die der Druckabfall über der Meßblende unabhängig vom
Lastdruck konstant gehalten wird. Die Druckwaage ist in
Schließrichtung durch die Steuerfeder 44 und den Druck am
Steueranschluß LS und in Öffnungsrichtung durch den Druck
stromabwärts der Meßblende (Wegeventil 4) beaufschlagt.
Durch entsprechende Ansteuerung der Pilotventile 10, 12 und
der daraus folgenden Verschiebung des Ventilschiebers des
Wegeventils 4 und der Rückschlagventilanordnungen 6, 8 wird
- wie im folgenden noch detailliert erläutert - einer der
Arbeitsanschlüsse mit. Hydraulikfluid versorgt, während der
andere Arbeitsanschluß über die Ventilanordnung mit dem
Tank T verbunden ist. Falls der Lastdruck stromabwärts des
Wegeventils 4 größer ist als der Lastdruck am Steueran
schluß LS wird die Druckwaage in die in Fig. 3 obere Posi
tion verschoben, so daß dieser höhere Lastdruck in die
Lastmeldeleitung eingespeist wird.
Die Funktion der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten
Ventilanordnung soll im folgenden kurz erläutert werden.
Zum Ausfahren des Hubzylinders 116 muß der Zylinderraum
über den Arbeitsanschluß A mit Hydraulikfluid versorgt wer
den. Dazu wird das Pilotventil 12 bestromt, so daß auf die
in Fig. 1 rechte Stirnseite des Ventilschiebers 28 ein
Steuerdruck wirkt, der dem Ausgangsdruck des Pilotventils
12 entspricht. Durch diesen Steuerdruck wird der Ventil
schieber 28 gegen die Spannung der Druckfeder 30 nach links
verschoben, so daß der Eingangsbohrungsstern 68 aufgesteu
ert und Hydraulikfluid vom Pumpenkanal 14 in die Innenboh
rung 38 eintreten kann. Durch den Pumpendruck wird der Kol
ben 40 von seiner Anschlagposition abgehoben, so daß der
Ausgangsbohrungsstern 56 gegen die Kraft der Steuerfeder 44
und den Lastdruck aufgesteuert wird, bis sich ein Gleichge
wicht zwischen der Kolbenfederseite und der Vorderseite
(rechts in Fig. 1) einstellt. Das Hydraulikfluid kann nun
von der Innenbohrung 38 durch den aufgesteuerten Ausgangs
bohrungsstern 56 hindurch in den Verbindungskanal 62 ein
treten, so daß der Hauptkegel 72 in Öffnungsrichtung - d. h.
gegen die Kraft der Rückschlagfeder 74 - beaufschlagt wird.
Bei hinreichendem Pumpendruck - oder genauer gesagt Aus
gangsdruck an der Druckwaage - wird der Hauptkegel 72 von
seinem Ventilsitz abgehoben, so daß das Hydraulikfluid
durch den Arbeitskanal 78 zum Anschluß A und von dort in
den Zylinderraum des Hubzylinders 116 strömen kann.
Durch den Druckaufbau im Zylinderraum wird Hydraulik
fluid aus dem Ringraum des Hubzylinders 116 verdrängt, das
über den Anschluß B und den Arbeitskanal 114 zur Rück
schlagventilanordnung 8 geführt wird.
Der bei der Bestromung des Pilotventils 12 entstehende
Steuerdruck herrscht auch im Ringraum 100 und somit an der
Rückseite des Aufstoßkolbens 92, so daß dieser gegen die
Kraft der Feder 98 (Fig. 2) in der Darstellung nach Fig. 1
nach rechts bewegt wird. Nach einem vorbestimmten Hub ge
langt der Stößel 96 des Aufstoßkolbens 92 in Anlage an die
Kugel 82, so daß diese gegen die Vorspannung der Rück
schlagfeder 74 von ihrem Sitz abgehoben wird. Der Hauptke
gel 72 liegt noch an seinem Sitz an. Durch die Axialbewe
gung des Aufstoßkolbens 92 wird der Radialabschnitt 110 der
Ausgleichsbohrung durch die Steuerkante des Ringraumes 106
aufgesteuert, so daß in der Ausgleichsbohrung und in der
Bohrung des Vorsprunges 86 der Tankdruck herrscht.
Da die Drosselbohrung 84 einen wesentlich geringeren
Durchmesser als die Voröffnung 80 aufweist, baut sich der
Druck im Federraum der Rückschlagfeder 74 ab, da durch die
kleine Drosselbohrung 84 nicht schnell genug Hydraulikfluid
aus dem Arbeitskanal 114 nachströmen kann. Dadurch wird die
Federseite des Hauptkegels 72 entlastet. Aufgrund der Wir
kung des Steuerdrucks wird der Aufstoßkolben 92 bei geöff
neter Kugel 82 in seine Anschlagposition gegen den Vor
sprung des Hauptkegels 72 bewegt, so daß letzterer vom Auf
stoßkolben 92 mitgenommen und von seinem Ventilsitz abgeho
ben wird. In dieser Anschlagstellung liegen die Stirnseite
des Aufstoßkolbens 92 und die Ringstirnfläche 90 des Haupt
kegels 72 dichtend aneinander, so daß die Innenbohrung des
Vorsprunges 86 gegenüber dem Außenumfang abgedichtet ist.
Durch die Axialverschiebung des Aufstoßkolbens 92 und des
daran anliegenden Hauptkegels 72 wird der Arbeitskanal 114
über die Ringnut 88 mit dem Ringraum 109 verbunden, der
wiederum über die Ausnehmungen 104 mit dem Tankkanal 102
verbunden ist, wobei letztere Verbindung durch die Ausneh
mungen 104 aufgesteuert wird. Das Hydraulikfluid kann nun
vom Arbeitskanal 114 in den Tankkanal 102 und damit zum
Tankanschluß T zurückströmen.
Das Ausfahren des Hubzylinders 116 wird beendet, indem
das Pilotventil 12 stromlos geschaltet wird, so daß beide
Hauptkegel 72 der Rückschlagventilanordnung 6, 8 wieder in
ihre Schließposition zurückbewegt werden und das Hydraulik
fluid leckölfrei zwischen den Rückschlagventilanordnungen
6, 8 und dem Hubzylinder 116 eingespannt ist.
Zum Einfahren des Hubzylinders 116 wird in umgekehrter
Weise das Pilotventil 10 bestromt, so daß der Ventilschie
ber 28 nach rechts bewegt und der Ringraum des Hubzylinders 116
über den Anschluß B mit Hydraulikfluid versorgt wird,
während das Hydraulikfluid im Zylinderraum über den Ar
beitsanschluß A und die entsperrte Rückschlagventilanord
nung 6 zum Tank T zurückgeführt wird.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ermöglicht das
Einstellen einer Schwimmeinstellung, ohne daß das Wegeven
til mit einer sog. vierten Schaltstellung, d. h. einer End
schaltstellung ausgeführt sein muß, die neben der Nullstel
lung und der Vielzahl von Arbeitsstellungen beim Stand der
Technik vorgesehen sein muß.
Bei der erfindungsgemäßen Ventilanordnung werden zum
Einstellen der Schwimmstellung, d. h. zum Verbinden der Ar
beitsanschlüsse A und B mit dem Tank T beide Pilotventile
10, 12 bestromt, so daß an beiden Steuerseiten des Ventil
schiebers 28 der gleiche Steuerdruck anliegt und dieser in
seine Nullstellung vorgespannt ist. Es wird kein Hydraulik
fluid vom Pumpanschluß P zu den Rückschlagventilanordnungen
6, 8 gefördert. Durch den Steuerdruck in den Steuerkanälen
22 bzw. 24 werden beide Aufstoßkolben 92 in ihre Öffnungs
richtung beaufschlagt, so daß der Hauptkolben 72 in der
oben beschriebenen Art und Weise von seinem Ventilsitz ab
gehoben wird und die Verbindung zwischen den Arbeitskanälen
78 und 114 und dem Tankkanal 102 geöffnet ist. Der Hubzy
linder kann nunmehr "von Hand" bewegt werden, da das Hy
draulikfluid praktisch widerstandsfrei zirkulieren kann.
Bei den vorbeschriebenen Konstruktionen der Rückschlag
ventilanordnungen 6, 8 konnte es bei bestimmten Betriebsbe
dingungen vorkommen, daß der an einem der Anschlüsse A, B
herrschende Lastdruck den Aufstoßkolben 92 und den Hauptke
gel 72 auseinander gedrückt hatte, so daß keine reguläre
Steuerung des Ablaufs möglich war. Der Grund dafür war, daß
bei aneinanderliegenden Aufstoßkolben 92 und Hauptkegel 72
in dem Dichtspalt zwischen der Ringfläche 90 des Hauptke
gels 72 und der Anlagefläche am Aufstoßkolben 92 sich ein
Druck aufbauen kann, der von radial außen nach radial innen
vom Lastdruck auf den im Aufnahmeraum für die Feder 98
herrschenden Tankdruck abfällt. Der resultierende mittlere,
auf die Ringstirnfläche 90 wirkende Druck kann bei bestimm
ten Betriebsbedingungen so groß sein, daß er gegen die auf
die Aufstoßkolbenrückseite wirkende Kraft die dichtende An
lage zwischen Hauptkegel 72 und Aufstoßkolben 92 aufhebt.
Um diesen Nachteil zu beseitigen wird bei dem in Fig. 4
dargestellten Ausführungsbeispiel eine modifizierte Rück
schlagventilanordnung 6, 8 verwendet, bei der durch eine im
folgenden ausführlicher beschriebene geometrische Ausge
staltung ein unerwünschtes Abheben des Aufstoßkolbens 92
vom Hauptkegel 72 verhindert werden kann.
Der Grundaufbau des zweiten Ausführungsbeispiels der
Ventilanordnung entspricht im wesentlichen dem in Zusammen
hang mit Fig. 1 beschriebenen Aufbau. D.h., in das Ventil
gehäuse 2 sind zwei Pilotventile 10, 12 eingeschraubt, über
die das Wegeventil 4 und die beiden Rückschlagventilanord
nungen 6, 8 in der vorbeschriebenen Weise ansteuerbar sind,
um den Zulauf und Rücklauf zu und von den den Arbeitsan
schlüssen A, B zu steuern. Das Ventilgehäuse 2 ist deswei
teren mit einem Tankanschluß T, einem Pumpenanschluß P und
einem Steuerölanschluß LS ausgeführt. Abgesehen vom Aufbau
der Rückschlagventilanordnungen 6, 8 entspricht die in Fig.
4 dargestellte Ventilanordnung derjenigen aus Fig. 1, so
daß im folgenden lediglich auf die Besonderheiten der
Rückschlagventilanordnungen 6, 8 eingegangen wird.
Fig. 5 zeigt die in Fig. 4 rechts angeordnete Rück
schlagventilanordnung 8 in vergrößerter Darstellung. Im
folgenden werden für einander entsprechende Bauelemente die
gleichen Bezugszeichen wie beim Ausführungsbeispiel in Fig.
2 verwendet.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
der Hauptkegel 72 nicht direkt im Ventilgehäuse 2 geführt,
sondern in einer Buchse 120, die in eine entsprechende Auf
nahmebohrung des Ventilgehäuses 2 eingeschraubt ist. In ei
ner Innenbohrung 122 der Buchse 120 ist der Ventilsitz 76
für den Hauptkegel 72 ausgebildet. Der Durchmesser des Ven
tilsitzes 76 ist mit A gekennzeichnet. Im Bereich des Ven
tilsitzes 76 ist eine Radialbohrung 123 in der Buchsenwan
dung ausgebildet, über die der zum Anschluß B führende Ka
nal bei abgehobenem Hauptkegel 72 mit dem druckbeaufschlag
ten Hydraulikfluid versorgbar ist.
In dem in Fig. 5 rechten Endabschnitt der Buchse 120
ist der Verschlußstopfen 112 eingeschraubt, der einen in
eine Axialbohrung 124 des tassenförmig ausgebildeten Haupt
kegels 72 auskragenden Stützbolzen 126 trägt. Dieser hat an
seinem hauptkegelseitigen Endabschnitt einen Federteller
128, an dem ein Endabschnitt einer Steuerfeder 130 anliegt,
deren anderes Ende an der Stirnseite des Verschlußstopfens
112 abgestützt ist. Deren Außendurchmesser ist etwas größer
als derjenige des Federtellers 128 gewählt, so daß die
Steuerfeder 130 radial über den Federteller 128 vorsteht.
In der gezeigten Grundposition, d. h. bei geschlossenem
Hauptkegel 72 ist in einem Axialabstand Z zur Anlagefläche
des Federtellers 128 eine Radialschulter 132 in der Axial
bohrung 122 ausgebildet, über die der Hauptkegel 72 nach
einer Öffnungsbewegung um das Maß Z in Anlage an die Steu
erfeder 130 bringbar ist, so daß die weitere Öffnungsbewe
gung gegen die Kraft der Steuerfeder 130 erfolgt.
An der von der Steuerfeder 130 entfernten Stirnfläche
des Federtellers 128 ist eine Rückschlagfeder 134 abge
stützt, die am Boden des Hauptkegels 72 angreift und diesen
gegen den Ventilsitz 76 vorspannt. Die Rückschlagfeder 134
ist mit einer flachen Federkennlinie ausgelegt, während die
Steuerfeder 130 mit einer steilen Federkennlinie ausgelegt
ist.
Im Ringmantel des Hauptkegels 72 ist eine Radialbohrung
ausgebildet, die durch ein Rückschlagventilglied 136 ver
schlossen ist, das eine Fluidströmung vom Hauptkegelinnen
raum zur Buchsen-Radialbohrung 123 ermöglicht. Der Außenum
fang des Hauptkegels 72 ist im Bereich des Rückschlagven
tilglieds 136 etwas zurückgestuft, so daß ein Drosselspalt
138 gebildet wird.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel war
der nabenförmige Vorsprung 86 einstückig mit dem Hauptkegel
72 ausgebildet. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbei
spiel ist ein Anlageteil 142 auf einen Axialvorsprung 144
des Hauptkegels 72 aufgeschraubt, wobei die am Aufstoßkol
ben 92 dichtend anliegende Ringstirnfläche 90 an der Stirn
seite des Anlageteils 42 ausgebildet ist. Letzteres ist zu
seiner Stirnfläche hin radial erweitert, so daß der Innen
durchmesser der Ringstirnfläche 90 ein Maß B aufweist, das
größer ist als der Sitzdurchmesser A. Entsprechend ist der
Außendurchmesser C selbstverständlich ebenfalls größer als
der Sitzdurchmesser A. Mit einfachen Worten gesagt, das An
lageteil 142 ist im Bereich seiner Stirnfläche in Radial
richtung über den Durchmesser des Hauptkegels 72 hinaus
vergrößert.
Das Anlageteil 142 hat eine Axialbohrung, die die
Voröffnung 80 bildet. Diese ist - wie beim vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiel - mit einer Pilot-Kugel 80 verschließ
bar, die eine Hydraulikölströmung in den Federraum des
Hauptkegels 72 zuläßt, jedoch in umgekehrter Richtung
unterbindet. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungs
beispiel ist die Kugel 80 nicht durch Federvorspannung,
sondern lediglich hydraulisch gegen den Ventilsitz in der
Voröffnung 80 vorgespannt. Die Verbindung zwischen der
Voröffnung 80 und dem Federraum des Hauptkegels 72 erfolgt
über eine Axialbohrung im Axialvorsprung 144.
Die Kugel 80 kann von dem Stößel 96 des Aufstoßkolbens
92 vom Voröffnungssitz abgehoben werden. Der Aufstoßkolben
92 wird über die Feder 98 in die gezeigte Grundstellung
vorgespannt.
Bei dem in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel ge
langt das ablaufende Hydraulikfluid bei geöffnetem Hauptke
gel 72 über flache Ausnehmungen 104 am Außenumfang des Auf
stoßkolbens 92 zum Tankanschluß T.
Um den Strömungsquerschnitt zu erhöhen und damit den
Energieverlust zu minimieren, sind die flachen Ausnehmungen
104 beim gezeigten Ausführungsbeispiel durch Radialausneh
mungen 146 mit vergleichsweise großem Querschnitt ersetzt,
die durch eine umlaufende Ringnut 148 miteinander verbunden
sind. Durch diese Ausgestaltung wird der Strömungswider
stand beim Ablauf wesentlich verringert.
Der Druck im Federraum des Hauptkegels 72 wird bei ab
gehobener Kugel 80 über eine zentrische Entlastungsbohrung
150 zum Tank T hin entlastet, die einerseits über eine
Schrägbohrung 152 im Bereich des Stößels 96 mündet und sich
andererseits bis zu einer oder mehreren Querbohrungen 154
erstreckt, die außerhalb der Radialausnehmungen 146 verlau
fen und in länglichen Nuten 156 oder sonstigen Ausnehmungen
am Außenumfang des Aufstoßkolbens 92 münden. Durch die
Axialbewegung des Aufstoßkolbens 92 werden die Nuten 156
aufgesteuert, so daß der Federraum des Hauptkegels 72 druck
entlastet werden kann.
Durch die radiale Erweiterung des Anlageteils 142 über
den Sitzdurchmesser A hinaus wird der Hauptkegel 72 während
der Ablaufregelung durch den resultierenden Fluiddruck
stets in Richtung seiner Anlageposition an den Aufstoßkol
ben 92 beaufschlagt, so daß eine Auseinanderbewegung dieser
Bauteile - wie es beispielsweise beim vorbeschriebenen Aus
führungsbeispiel möglich ist - nicht vorkommen kann. Auf
grund des großen Durchmessers des Aufstoßkolbens 72 und des
Anlageteils 142 muß der Ventilsitz 76 in der Buchse 120
ausgebildet werden, da sonst ein Montieren des Aufstoßkol
bens 72 an der rechten Seite her nicht möglich wäre. Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Aufstoßkolben 72
in der Buchse 120 vormontiert und dann in das Ventilgehäuse
2 eingeschraubt.
Durch die geometrische Ausgestaltung eines Anlageab
schnitts des Hauptkegels 72 an den Aufstoßkolben 92 wird
sichergestellt, daß innerhalb des Durchmessers A kein Druck
vorhanden ist, der den Aufstoßkolben 92 und den Hauptkegel
72 auseinander drücken könnte. Der Lastdruck am Anschluß B
hält bei dieser Variante sogar den Aufstoßkolben 92 und den
Hauptkegel 72 zusammen, da der resultierende Druck an den
Ringflächen zwischen den Durchmessern C und A in Richtung
"Zusammenhalten" wirkt. In Richtung "Auseinanderdrücken"
wirkt zwischen den Durchmessern C und B ein Druck in der
Dichtfläche, der vom Durchmesser C zum Durchmesser B vom
Lastdruck auf Tankdruck abfällt.
An der Rückseite des Aufstoßkolbens 92 (links in Fig.
5) ist ein Anschlagteil 158 ausgebildet, das dafür sorgt,
daß die Stirnfläche des Aufstoßkolbens 92 stets in einem
geringen Abstand zur Ventilgehäusestirnfläche angeordnet
ist.
In der Rückschlagfunktion wird der Hauptkegel 72 gegen
die Kraft der schwachen Rückschlagfeder 134 vom Ventilsitz
76 abgehoben, so daß der Arbeitsanschluß B mit Hydraulik
fluid versorgbar ist. Der Abstand Z ist derart gewählt, daß
in der Rückschlagfunktion die Steuerfeder 130 keine Wirkung
entfaltet.
Bei der Ablaufregelung wird die Rückseite des Aufstoß
kolbens 92 mit einem Steuerdruck beaufschlagt, so daß die
ser in der Darstellung nach Fig. 5 nach rechts bewegt wird
und die Kugel 80 von ihrem Voröffnungssitz abhebt. Der Fe
derraum des Hauptkegels 72 kann dann bei geschlossenem
Rückschlagventilglied 136 über die Schrägbohrung 152, die
Entlastungsbohrung 150, die Querbohrung 154 und die Nut 156
zum Tank T hin entlastet werden. Anschließend läuft der
Aufstoßkolben 92 auf den Hauptkegel 72 auf, so daß beide
Bauelemente dichtend aneinander liegen. Der druckentlastete
Hauptkegel 72 wird dann von seinem Ventilsitz 76 abgehoben,
wobei diese Abhebebewegung zunächst gegen die Kraft der
schwachen Rückschlagfeder 134 erfolgt. In diesem Betriebs
zustand ist die Verbindung zum Tankanschluß T über die Aus
nehmungen 146 und die Ringnut 158 noch nicht aufgesteuert.
Dieses Aufsteuern erfolgt erst, nachdem der Hauptkegel
72 eine dem Maß Z entsprechende Öffnungsbewegung durchge
führt hat und somit die Radialschulter 132 in Anlage an die
Steuerfeder 130 gelangt. D.h., das weitere Aufsteuern des
Hauptkegels 72 erfolgt gegen die Kraft der stärkeren Steu
erfeder 130, die mit einer vergleichsweise großen Federkon
stante ausgelegt ist. Das Aufsteuern der Verbindung zwi
schen dem Arbeitsanschluß B und dem Tankanschluß über die
Ausnehmung 146 und die Ringnut 148 erfolgt somit im wesent
lichen in Abhängigkeit von der Steuerfeder 130, die in
optimaler Weise an diese Regelaufgabe angepaßt ist. Während
dieser Ablaufsteuerung ist durch das radial vorspringende
Anlageteil 142 stets gewährleistet, daß die dichtende
Anlage des Hauptkegels 72 an den Aufstoßkolben 92 erhalten
bleibt, so daß die Ablaufsteuerung in der gewünschten Weise
durchgeführt werden kann.
Durch diese Variante läßt sich gegenüber der im Zusam
menhang mit Fig. 2 beschriebenen Ausführung die Betriebssi
cherheit nochmals wesentlich erhöhen, so daß auch bei un
günstigsten Betriebsbedingungen eine zuverlässige Ablauf
steuerung durchgeführt werden kann.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Ventilanordnung ermög
licht es, eine Vielzahl von Varianten mit dem gleichen Ven
tilgehäuse 2 auszuführen, da die wesentlichen Funktionsele
mente sämtlich als Einbauelemente ausgeführt sind, ohne daß
Änderungen der Kanäle, Anschlüsse etc. erforderlich sind.
Offenbart sind eine Rückschlagventilanordnung und eine
Ventilanordnung, in der eine derartige Rückschlagventilan
ordnung verwendet wird, bei der ein Aufstoßkolben in Anlage
an einen Hauptkegel bringbar ist, um diesen von seinem Ven
tilsitz abzuheben. Der Hauptkegel ist ohne Flächendifferenz
ausgeführt und der Aufstoßkolben über ein Pilotventil ange
steuert, so daß der Abhebevorgang des Hauptkegels vom Ven
tilsitz steuerbar ist.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rückschlagventi
lanordnung ermöglicht die Steuerung der Zulauf- und Ablauf
drosselung für den Verbraucher. Dabei können die Zulauf-
und Ablaufdrosselung für Motor- und Zylinderbetrieb unter
schiedlich eingestellt werden. Durch Vermeiden (Abschalten)
der Ablaufdrosselung kann der Drosselverlust am Ventil etwa
halbiert werden. Dazu wird zunächst eine Steuerdruckdiffe
renz am Ventilschieber des Wegeventils erzeugt und an
schließend beide Steuerdrücke durch entsprechende Ansteue
rung der Pilotventile unter Beibehaltung der Druckdifferenz
(am Ventilschieber) hochgefahren. Dabei verbleibt der Ven
tilschieber in seiner voreingestellten Position und das Ab
lauf-Sperrventil (Rückschlagventilanordnung 6 oder 8) wird
vollständig aufgesteuert. Die Erzeugung der Druckdifferenz
und das parallele Hochfahren der Steuerdrücke wird vorteil
hafterweise durch Betätigung eines Hebels oder Schalters in
Gang gesetzt und durch eine zugeordnete elektrische Steuer
einheit gesteuert.
Der Voranmeldung DE 197 07 722 sind weitere Ausführun
gen zur Zu- und Ablaufsteuerung zu entnehmen. Die diesbe
zügliche Offenbarung dieser Anmeldung ist zu derjenigen der
vorliegenden Anmeldung zu zählen.
Claims (17)
1. Rückschlagventilanordnung mit einem gegen einen Ventil
sitz (76) vorgespannten, mit Voröffnung (80) ausgeführ
ten Hauptkegel (72), dessen Voröffnungsschließkörper
(82) mittels eines Aufstoßkolbens (92) in seine Öff
nungsstellung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Aufstoßkolben (92) zum Entsperren der Rückschlag
ventilanordnung in Anlage an den Hauptkegel (72) bring
bar ist, so daß dessen Öffnungshub durch den Hub des
Aufstoßkolbens (92) bestimmt ist, und daß der Durchmes
ser des Hauptkegelsitzes etwa gleich dem sitzseitigen
Hauptkegeldurchmesser ist.
2. Rückschlagventilanordnung nach Patentanspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß der Hauptkegel (72) durch
eine Rückschlagfeder (134) gegen den Ventilsitz (76)
vorgespannt ist, der eine Steuerfeder (130) zugeordnet
ist, die nach einem vorbestimmten Öffnungshub (Z) des
Hauptkegels (72) mit diesem in Wirkeingriff gelangt,
wobei die Federkonstante der Steuerfeder (130) größer
als die Federkonstante der Rückschlagfeder (134) ist.
3. Rückschlagventilanordnung nach Patentanspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Steuerfeder (130) an ei
nem gehäuseseitigen Federteller (128) abgestützt ist
und daß diesem abgestützten Ende der Steuerfeder (130)
eine Innenringfläche (132) des Hauptkegels (72) zuge
ordnet ist, die nach einem vorbestimmten Hub (Z) des
Hauptkegels (72) auf die Steuerfeder (130) aufläuft.
4. Rückschlagventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verbindungsbohrung
(108, 110) des Aufstoßkolbens (92), die zur Verbindung
der Voröffnung (80) mit einem Tankanschluß (T) während
des Hubs des Aufstoßkolbens (92) aufsteuerbar ist.
5. Rückschlagventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Hauptkegel (72) am aufstoßkolben
seitigen Endabschnitt einen nabenförmigen Vorsprung
(86) hat, in dessen Innenstirnfläche die Voröffnung
(80) mündet und dessen Ringstirnfläche (90) eine dich
tende Anlagefläche für den Aufstoßkolben (92) ist, der
mit einem Stößel (96) in die Nabenbohrung eintaucht.
6. Rückschlagventilanordnung nach Patentanspruch 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (B) der
Ringstirnfläche (90) zumindest gleich dem Durchmesser
(A) des Hauptkegelsitzes (74) ist.
7. Rückschlagventilanordnung nach Patentanspruch 6, da
durch gekennzeichnet, daß der Hauptkegelsitz (74) an
einer Buchse (120) ausgebildet ist, deren Außendurch
messer größer als der Außendurchmesser (C) der Ring
stirnfläche (90) ist.
8. Rückschlagventilanordnung nach einem der Ansprüche 5-7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbohrung
(108, 110) in der Nabenbohrung des Vorsprungs (86) mün
det.
9. Rückschlagventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufstoßkol
ben (92) am Außenumfang mehrere am Umfang verteilte
Ausnehmungen (104) hat, über die bei Ansteuerung des
Aufstoßkolbens (92) ein Raum stromabwärts des Hauptke
gelsitzes mit einem Tankkanal (102) verbindbar ist.
10. Rückschlagventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufstoßkol
ben (92) hydraulisch angesteuert ist.
11. Rückschlagventilanordnung nach einem der Ansprüche 5
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufstoßkolben
(92) durch eine Feder (98) gegen einen Anschlag derart
vorgespannt ist, daß ein Spalt zwischen der Anlageflä
che (90) und der benachbarten Stirnfläche des Aufstoß
kolbens (92) größer ist als der Abstand zwischen dem
Stößel (80) und dem Außenumfang des Verschlußkörpers
(82).
12. Ventilanordnung mit einem Wegeventil, über das ein Pum
penanschluß (P) mit einer zu einem Verbraucher (116)
führenden Arbeitsleitung (78, 114) verbindbar ist, in
die eine Rückschlagventilanordnung (6, 8) mit einem
Hauptkegel (72) und einem Aufstoßkolben (92) gemäß ei
nem der vorhergehenden Patentansprüche geschaltet ist,
über die die Arbeitsleitung (78, 114) mit einem Tankan
schluß T verbindbar ist.
13. Ventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß der Aufstoßkolben durch ein elektrisch betä
tigtes Pilotventil (10, 12) vorgesteuert ist.
14. Ventilanordnung nach Anspruch 12 oder 13 zur Ansteue
rung eines doppelt wirkenden Verbrauchers (116), mit
einem Wegeventil (4), das zwei Ausgangsanschlüsse (62,
64) hat, denen jeweils eine Rückschlagventilanordnung
(6, 8) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zugeordnet ist,
wobei jeder Aufstoßkolben (92) über ein Pilotventil
(10, 12) ansteuerbar ist, dessen Ausgangsdruck über ei
nen Steuerkanal (22, 24) zu einer Stirnseite des Wege
ventilschiebers (28) geführt ist, so daß das Wegeventil
(4) in eine Stellung bringbar ist, in der ein Arbeits
anschluß (A, B) mit dem Pumpenanschluß P und der andere
Arbeitsanschluß (A, B) über diejenige Rückschlagventil
anordnung (6, 8) mit dem Tank T verbindbar ist, die mit
dem gleichen Steuerdruck wie der Wegeventilschieber
(28) beaufschlagt ist.
15. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß das Pilotventil ein Druckmin
derventil (10, 12) in Patronenbauweise ist.
16. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, ge
kennzeichnet durch ein Rückschlagventil (118), das in
einer Verbindungsleitung zwischen dem Tankanschluß T
und dem Arbeitsanschluß B geschaltet ist.
17. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß das Wegeventil ein stetig
verstellbares Wegeventil (4) ist, das eine veränderbare
Meßblende (68, 66) hat, der eine Individual-Druckwaage
(40, 56) nachgeschaltet ist.
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