DE2309345C3 - Sperrbremsventilanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrbremsventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, bei hydrostatischen Antrieben zum gesteuerten Absenken von Lasten spezielle Steuerventile zj benutzen. Ein Element der genannten Art, als Bremsventil bezeichnet, wird in der technischen Schrift 4.4.06-1/1, Ausgabe 1/70, der J. P. Sauer A Sohn Maschinenbau GmbH dargestellt und beschrieben, seine Anordnung im hydrostatischen Kreislauf ist in der technischen Schrift 0 706 000, Bremsventileinbaubeispiele, der Firma Hydromechanik GmbH in der Ausgabe 4/65 dargestellt. Das Bremsventil mit integriertem Umgehungsrückschlagventil erfüllt in Zusammenarbeit mit einem Hydromotor verschiedene Funktionen.

Zum Anheben der Last des Hydromotors wird dem Motor Druckmittel zugeführt, dessen statischer Druck durch die Last und die hydraulischen Widerstände in der Zuleitung zum Motor bestimmt wird. Das Bremsventil ist in dieser Arbeitsphase geschlossen und wird durch ein Rückschlagventil, das zum Bremsventil parallel geschaltet und in die Baugruppe integriert ist, umgangen. Zum Absenken der vom Hydromotor gehaltenen Last muß Druckmittel vom Hydromotor

ίο zum Tank geführt werden. Zur Erzielung einer kontrollierten Absenkbewegung ist es erforderlich, einen Drosselquerschnitt in der Ablaufleitung vom Hydromotor steuerbar zu gestalten, damit er sich dem zur Erzielung der geforderten Absenkgeschwincligkeit notwendigen Volumenstrom und der durch die Größe der Last bestimmten Druckdifferenz zwischen Motor und Tank anpassen kann. Die Größe dieses im Bremsventil verwirklichten Drosselquerschnitts wird durch einen Steuerdruck festgelegt, der zur Erzielung einer einwandfreien Funktion des Bremsventils nicht vom Lastdruck abhängen soll. Zur Erzeugung dieses Steuerdrucks wird durch Eingriff des Bedienenden ein steuerbarer Teil des Pumpenförderstroms über eine Drosselstelle zum Tank geleitet, wodurch sich ein der Größe des gesteuerten Stroms proportionaler Druckabfall an der Drosseistelle ergibt. Ein Festhalten der Last in einer bestimmten Position ist mit einem Bremsventil der beschriebenen Art auch bei Verwendung eines leckflüssigkeitsfreien Motors (Zylinder) nicht möglich, da die unter Lastdruck stehende Leitung des Motors gegen den Tank durch ein Kolbenventil abgesperrt wird, das aufgrund seiner Konstruktion zwingend einen Passungsringspalt und damit Lecköl aufweist.

Um eine leckflüssigkeitsfreie Absperrung des unter Druck stehenden Verdrängerraumes des Hydromotors beim Halten einer Last zu erreichen, wird, wie z. B. in der technischen Information 0 706 001, Bremsventil-Einsatzbeispiele, der Firma HYDROMECHANIK (Ausg. 4/65) dargestellt, ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil zwischen dem Bremsventil und dem Hydromotor angeordnet. Das Rückschlagventil ist als Sitzventil aufgrund seiner Konstruktion leckflüssigkeitsfrei. Zum Absenken der vom Hydromotor gehaltenen Last ist eine bestimmte Funktionsfolge von entsperrbarem Rückschlagventil und Bremsventil zu fordern. Das entsperrbare Rückschlagventil muß vor Öffnungsbeginn des Bremsventils bereits voll geöffnet sein und darf erst nach Schließende des Bremsventils zu schließen beginnen. Das in dem Prospekt 4.123 315, Ausg. 7/71,

so der J. P. Sauer & Sohn Maschinenbau GmbH bekanntgewordene vorgesteuerte entsperrbare Rückschlagventil erfüllt im Zusammenwirken mit dem vorher beschriebenen Bremsventil diese Forderung.

In der technischen Mitteilung »Krupp-Werksberichte«, Band 29 (1971), H eft 3/4, S. 152, Bild 7 ist eine solche Steuerung für einen einfachwirkenden Hydromotor (Zylinder) dargestellt, in der der Pumpendruckmittelstrom im Zusammenwirken mit einem Druckventil und einer Blende zum Steuern eines entsperrbaren Rückschlagventils und eines Bremsventils verwendet wird. Nachteilig an dieser gattungsgemäßen Steuerung ist die Verwendung von mehreren Einzelventilen, die mit ihren Steuerfunktionen aufeinander abgestimmt werden müssen, nachteilig ist weiterhin der Platzbedarf und das Gewicht der Ventilkombination, die aufwendige Verrohrung mit der Gefahr des Auftretens von Leckstellen und der Kostenaufwand.

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine gattungs-

gemäße Sperrbremsventilanordnung zu schaffen, die die Funktion der vorbeschriebenen Ventilanordnung erfüllt oder übertrifft und die genannten Nachteile vermeidet Im Einzelnen soll sie eine eindeutige Reihenfolge der Steuerschritte bei Druckmittelabfluß vom Hydromotor sicherstellen, die Anordnung aller Bauteile in einem einzigen Gehäuse ohne Verrohrung ermöglichen, wobei dieses Gehäuse in einer bevorzugten Ausführung als Einbaupatrone ausgebildet sein kann, die Anzahl der Einzelteile gering halten und eine Kostenersparnis bei der Herstellung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst

Eine zweckmäßige Ausgestaltung ist dem Unteranspruch 2 zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt, eingeschaltet in einen Hydraulik-Arbeitskreis dargestellt

In einem Gehäuse 1 gleitet ein Steuerkolben 2, der von einem Dämpfungsteller 3 und einer Regelfeder 4 in Schließstellung gehalten wird. Der Dämpfungsteller 3 mit einer Drosselbohrung 5 ist außen im Gehäuse 1 und innen auf dem Steuerkolben 2 dichtend geführt. Eine zentrale Bohrung 6 des Steuerkolbens 2 umschließt einen axial festeinstellbaren Drosselzapfen 7, der am Ende Steuerkerben 8 aufweist.

Auf der anderen Seite wird der Steuerkolben 2 von einem topfartig ausgebildeten Rückschlagventilglied 9 umschlossen, in dem ein Vorsteuerventilglied 10 mit Ablaßkerben 11 geführt ist. Mit seinem Außendurchmesser ist das Rückschlagventilglied 9 im Gehäuse 1 geführt. Eine Schließfeder 12 und ein Federteller 13 drücken das Vorsteuerventilglied 10 dichtschließend auf den Sitz 14 und das Rückschlagventilglied 9 dichtschließend auf den Sitz 15 im Gehäuse 1.

Die Anschlüsse 16 und 18 sind über die Leitungen 17 und 19 mit einem Wegeventil 20 verbunden. Die Anschlußbchrung 21 ist über die Leitung 22 mit dem einfach wirkenden Zylinder 23 verbunden, dessen Kolben 24 die Last 25 trägt. Eine Pumpe 26, abgesichert mit einem Druckbegrenzungsventil 28, fördert Druckmittel aus dem Behälter 27.

Die Funktion des Erfindungsgegenstandes ist wie folgt:

In der Schaltstellung Hl des Wegeventiles 20 strömt Druckmittel von der Pumpe 26 in die Leitung 19, Arbeitsanschluß 18, Ringkanal 29, Bohrungen 30, Bohrung 6, Bohrung 31 in den Raum 32 und bewegt den Steuerkolben 2 gegen den Deckel 33 und das Rückschlagventilglied 9 von seinem Sitz 15 gegen den Deckel 34. Hierbei strömt das verdrängte Druckmittel aus dem Raum 35 über Drosselbohrunp 5, Federraum 36, Anschlußbohrung 16, Leitung 17 und Wegeventil 20 in den Behälter 27. Das verdrängte Druckmittel aus Federraum 37 strömt durch die Drosselbohrung 38 in den Ringraum 39 und Ringkanal 40. Es entsteht eine Verbindung vom Ringkanal 29 über Ringkanal 40 nach Ringraum 39, und das Druckmittel strömt über Anschlußbohrung 21, Leitung 22 in den Zylinder 23. Der Kolben 24 fährt mit der Last 25 aus.

In der Schaltstellung II des Wegeventiles 20 strömt das von der Pumpe 26 kommende Druckmittel über Wegeventil 20 drucklos in den Behälter 27.

Die Schließfeder 12 drückt mit dem Federteller 13 das Vorsteuerventilglied 10 auf den Sitz 14 und das Rückschlagventilglied 9 iuf den Sitz 15. Der sich aus der Last 25 ergebene statische Druck pflanzt sich über die Leitung 22, die Anschlußbohrung 21, den Ringraum 39 und die Drosselbohrung 38 in den Federraum 37 fort und erzeugt zusätzliche Schließkräfte auf die Ventilsitze 14 und !5. Der Kolben 24 wird leckflüssigkeitsfrei in seiner Lage gehalten.

Wird das Wegeventil 20 geringfügig in die Schaltstellung I geschaltet, strömt wenig Druckmittel von der Pumpe 26 kommend über die Leitung 17, die

ίο Anschlußbohrung 16, den Federraum 36, die Drosselbohrung 5 in den Ringraum 35, der durch Steuerkolbendurchmesser (2) minus Drosselzapfendurchmesser (7) bestimmt wird, und bewegt den Steuerkolben 2 gegen das Vorsteuerventilglied 10 und somit gegen die Schließfeder 12, bis die Steuerkante 41 die Steuerkerben 8 öffnet und das Druckmittel über die Bohrung 6, die Bohrungen 30, den Ringkanal 29, den Arbeitsanschluß 18, die Leitung 19 und das Wegeventil 20 zum Behälter 27 abströmt

Durch die vorbestimmte Neigung der Steuerkolben 8 wird der Steuerkolben 2 eine axiale Stellung einnehmen, entsprechend einem Steuerstrom, der an der Steuerkante 41 und somit über die Bohrungen 42, den Federraum 36 und die Drosselbohrung 5 im Ringraum 35 einen Druck aufbaut, der den Gegenkräften aus dem druckbelasteten Vorsteuerventilglied 10 und der Schließfeder 12 das Gleichgewicht hält Durch weiteres Zuschalten des Wegeventiles 20 nach Stellung I wird der Steuerstrom vergrößert und der sich daraus ergebende höhere Steuerdruck verschiebt den Steuerkolben 2 gegen das Vorsteuerventilglied 10 um dieses zu öffnen. Strömt mehr Druckmittel über die Ablaßkerben U, Bohrung 32, die Bohrung 31, die Bohrung 6, die Bohrungen 30, den Ringkanal 29, den Arbeitsanschluß 18, die Leitung 19 und das Wegeventil 20 in den Behälter als vom Zylinder 23 über die Leitung 22, die Anschlußbohrung 21, den Ringraum 39 durch die Drosselbohrung 38 strömen kann, wird das Rückschlagventilglied 9 vom höheren Druck im Ringraum 39 gegen die Schließfeder 12 vom Sitz 15 abgehoben und stellt die Verbindung zum Ringkanal 40 her. Dieser soeben beschriebene Entsperrvorgang verläuft durch eine entsprechende Formgebung der Ablaßkerben 11 kontinuierlich.

Nach weiterem Vergrößern des Steuerstromes durch Betätigen des Wegeventiles 20 nach Schaltstellung I bewegt sich der Steuerkolben 2 mit seinem Bund 43 gegen den Dämpfungsteller 3 und somit gegen die Regelfeder 4. Durch die Mitnahme des Dämpfungstellers 3 muß das durch die Drosselbohrung 5 strömende Druckmittel den entstehenden gesamten Raum 35 und 44 auffüllen. Es tritt jetzt eine starke geschwindigkeitsproportionale Dämpfung der Steuerkolbenbewegung ein. Nach weiterem Vergrößern des Steuerstromes am Wegeventil 20 öffnet der Steuerkolben 2 an der Steuerkante 45 die Regelkerben 46, und das Druckmittel strömt vom Zylinder 23 über die Leitung 22, die Anschlußbohrung 21, den Ringraum 39, den Ringkanal 40, die Regelkerben 46, den Ringkanal 29, den Arbeitsanschluß 18, die Leitung 19 und das Wegeventil 20 in den Behälter 27.

Entsprechend einer Öffnungsstellung am Wegeventil 20 und somit einem entsprechenden Steuerdruckmittelstrom öffnet der Steuerkolben 2 die Regelkerben 46, so daß der Kolben 24 mit seiner Last 25 in seiner Abwärtsbewegung entsprechend gesteuert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Sperrbremsventilanordnung für einen einfachwirkenden, von einem Wegeventil gesteuerten Hydromotor, bestehend aus einem entsperrbaren, vorgesteuerten Rückschlagventil mit freiem Durchfluß bei Druckmittelzufuhr zum Hydromotor, leckflüssigkeitsfreier Sperrung bei Stillstand des Hydromotors und Aufsteuerung zum Druckmittelabfluß vom Hydromotor durch einen Steuerdruck, der sich bei Ableitung des Pumpenstroms oder eines Teils davon über ein Drucksteuerventilteil vor diesem einstellt, und einem Bremsventilteil mit freiem Durchfluß bei Druckmittelzufuhr und einem ausschließlich vom Steuerdruck gesteuerten Drosselquerschnitt bei Druckmittelabfluß, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Bremsventilglied, Aufsteuerkolben für das entsperrbare Rückschlagventil und Drucksteuerventilglied sind in einem einzigen Steuerkolben (2) vereinigt;

b) die der vom Steuerdruck beaufschlagten, zur Erzeugung einer Axialkraft wirksamen Fläche des Steuerkolbens (2) gegenüberliegende Fläche ist mit einem Arbeitsanschluß (18) der Sperrbremsventilanordnung verbunden, der mit einem Arbeitsanschluß des Wegeventils; (20) in Verbindung steht;

c) der Steuerkolben (2) weist eine Bohrung (6) auf, in die sich ein am Gehäuse (1, 33) befestigter, verstellbarer Drosselzapfen (7) erstreckt, der zusammen mit dem Steuerkolben (2) einen durch die Verschiebung des Steuerkolbens (2) veränderlichen Drosselquerschnitt bildet, über den der Pumpenstrom oder ein Teil davon bei Druckmittelabfuhr vom Hydromotor über die Bohrung (6) und eine Querbohrung (30) zum Arbeitsanschluß (18) geführt wird;

d) Steuerkolben (2), Drosselzapfen (7), Rückschlagventilglied (9) und Vorsteuerventilglied (10) sind koaxial zueinander in einem gemeinsamen Gehäuse (1) angeordnet.

2. Sperrbremsventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Steuerkolbens 2, das die der vom Steuerdruck beaufschlagten Fläche gegenüberliegende Fläche aufweist, dichtend in einer topfartigen Bohrung (32) des Rückschlagventilglieds (9) geführt ist.