DE3890121C2 - Hydraulisches Schnellablaßventil und hydraulischer Fernsteuerungskreis mit einem solchen Schnellablaßventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Schnellablaßventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft sie einen hydraulischen Fernsteuerungskreis mit einem solchen Schnellablaßventil.

Insbesondere betrifft sie einen hydraulischen Steuerkreis zur Fernsteuerung eines hydraulischen Steuerventils mit dem hydraulischen Ausgangsdruck eines Fernsteuerungsventils, wobei das hydraulische Steuerventil den Betrieb einer hydraulischen Antriebseinrichtung zur Verwendung in einer Baumaschine, wie z. B. ein Schaufellader od. dgl. steuert.

Ein solches Ventil zum Schnellablassen von Öl (nachfolgend Ölschnellablaßventil genannt) dient dazu, das Umschaltverhalten des hydraulischen Steuerventils zu ver­ bessern, wobei das Ölschnellablaßventil beispielsweise in einer Leitung angeordnet ist, die das Fernsteuerventil mit einer Fern­ steuerungsöffnung des hydraulischen Steuerventils verbindet.

In Fig. 3 ist ein herkömmlicher hydraulischer Fernsteue­ rungskreis zum Steuern eines hydraulischen Richtungsteuerven­ tils mit einem von einem Fernsteuerungsventil gelieferten hy­ draulischen Druck. Wenn ein Betätigungshebel 1 wie in Fig. 3 gezeigt in Richtung R verdreht wird, dann wird der Druck des von einer Flüssigkeitspumpe 2 eines Steuerungssystems propor­ tional zur Betätigung eines Fernsteuerungsventils 3 verringert über eine Leitung 4 in eine Fernsteuerungsöffnung 5a eines Rich­ tungssteuerungsventils 5 eingespeist, das durch einen hydrauli­ schen Fernsteuerungsdruck umgeschaltet wird, so daß das Rich­ tungssteuerventil 5 von einer Stellung B (neutrale Stellung) in eine Stellung A umgeschaltet wird. Infolgedessen wird Hoch­ drucköl von einer Flüssigkeitspumpe 6 für ein hydraulisches Antriebssystem in den Kolbenstangenraum eines Hydraulikzylin­ ders 7 zugeführt, so daß sich eine Kolbenstange 7a zurückzieht. Wenn der Betätigungshebel 1 in die neutrale Stellung zurückbe­ wegt wird, während das Richtungssteuerventil 5 nach dem Umschal­ ten in der Stellung A gehalten wird, dann steht die Leitung 4 über das Fernsteuerungsventil 3 und eine Leitung 8 mit einem Tank 9 in Verbindung. Das Richtungssteuerventil 5 wird durch die Kraft einer Rückstellfeder 5c in die Stellung B umgeschal­ tet, wodurch die Bewegung der Kolbenstange 7a beendet wird. Während dieser Folge von Vorgängen steht die andere Fernsteue­ rungsöffnung 5b des Richtungssteuerventils 5 über eine Leitung 10, ein Fernsteuerungsventil 11 und die Leitung 8 mit dem Tank in Verbindung. Wenn der Betätigungshebel 1 in der Richtung L verdreht wird, dann arbeitet jede Komponente in der vorstehend beschriebenen Weise, wodurch die Kolbenstange 7a ausgefahren wird.

Wenn der in Fig. 3 gezeigte hydraulische Fernsteuerungs­ kreis bei einer Baumaschine mit großen Abmessungen eingesetzt wird, dann nimmt die Länge der die Fernsteuerungsventile 3 und 11 mit den Fernsteuerungsöffnungen 5a und 5b des Richtungs­ steuerventils 5 verbindenden Leitungen 4 und 10 zu, so daß der Widerstand des durch die Leitungen 4 und 10 hindurchströmenden Öls zunimmt. Es besteht daher die Möglichkeit einer Verzögerung bei der Rückführung des Richtungssteuerventils 5 aus der Stel­ lung A oder C in die neutrale Stellung.

Wenn der Betätigungshebel 1 langsam in die neutrale Stellung zurückbewegt wird, dann wird das Richtungssteuerventil 5 im allgemeinen entsprechend der Änderung des Ausgangsdruckes des Fernsteuerungsventil 3 oder 11 langsam in die neutrale Stellung bewegt. In diesem Fall besteht kein Problem hinsicht­ lich einer Ansprechverzögerung. Wenn der Betätigungshebel 1 rasch in die neutrale Stellung zurückbewegt wird, dann wird die Rückführung des Richtungssteuerventils 5 in die neutrale Stellung verzögert. D.h., daß der Ausgangsdruck des Fernsteue­ rungsventils 3 rasch auf den Tankdruck abfällt, wenn der Be­ tätigungshebel 1 rasch betätigt wird, so daß das Richtungs­ steuerventil 5 unter der Kraft einer Rückstellfeder 5c seine Rückkehr in die neutrale Stellung beginnt. Während der Rückkehr des Richtungssteuerventils 5 in die neutrale Stellung wird Öl aus der Fernsteuerungsöffnung 5a (5b) in die Leitung 4 (10) ausgestoßen, wenn sich ein Ventilkörper des Richtungssteuer­ ventils 5 bewegt, und dieses Öl fließt über das Fernsteuerungs­ ventil 3 (11) und die Leitung 8 in den Tank zurück. Wenn der Widerstand des durch die Leitung 4 (10) hindurchströmenden Öls infolge einer Vergrößerung der Länge der Leitung 4 (10) unmäßig zunehmen sollte, wie dies vorstehend erläutert wurde, dann wird die Rückführung des Richtungssteuerventils 5 in die neutrale Stellung gegenüber der Rückführung des Betätigungshebels 1 in die neutrale Stellung verzögert, wodurch das Ansprechverhalten verschlechtert wird.

Wenn das Richtungssteuerventil 5 von der neutralen Stellung B in die Stellung A (C) umgeschaltet wird, dann fließt das Öl, das aus der Fernsteuerungsöffnung 5b (5a) des Richtungssteuer­ ventils 5 entsprechend der Bewegung des Ventilkörpers in die Leitung 10 (4) ausgestoßen wird, über das Fernsteuerungsventil 11 (3) und die Leitung 8 in den Tank. Demzufolge wird das Um­ schalten des Richtungssteuerventils 5 von der neutralen Stel­ lung in die Stellung A (C) selbst dann verzögert, wenn der Be­ tätigungshebel 1 rasch von der neutralen Stellung in die ge­ wünschte Betriebsstellung bewegt wird. Es besteht daher ein Problem, daß das Richtungssteuerventil 5 nicht in Übereinstim­ mung mit der Betätigung des Bedienungshebels 1 umgeschaltet wird. Das Problem der Ansprechverzögerung hinsichtlich dieser beiden Vorgänge ist in einer kalten Umgebung besonders schwer­ wiegend. Es ist daher erwünscht, das Ansprechverhalten beim Umschalten des Richtungssteuerventils 5 zu verbessern.

Ein Schnellablaßventil mit den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Anspruchs 1 ist aus der JP-A-61-38202 bekannt. Es weist eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung auf. Ferner ist eine Tanköffnung vorgesehen.

Das bekannte Schnellablaßventil kann zwei Stellungen einnehmen: nämlich eine erste Stellung, in der die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung voneinander getrennt sind und eine Verbin­ dung zwischen der Auslaßöffnung und der Tanköffnung besteht. Ferner eine zweite Stellung, in der eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung besteht, wohingegen die Tanköffnung von der Auslaßöffnung getrennt ist.

Die Steuerung erfolgt über eine Steuerungsöffnung. Die Steurungsöffnung befindet sich in einer Kammer, die einen Teil eines Schiebers beherbergt. Bei Befüllung der Kammer mit Öl bringt der Schieber das Schnellablaßventil in die oben beschrie­ bene erste Stellung. Um von der ersten in die zweite Stellung zu gelangen, muß der Kammer über die Steueröffnung Öl entzogen wer­ den.

Aus der JP-A-59-34005 sowie der DE 35 30 657 A1 sind eben­ falls jeweils Schnellablaßventile bekannt, die zwei verschiedene Stellungen einnehmen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das aus der JP-A-61- 38202 bekannte hydraulische Schnellablaßventil derart weiter zu bilden, daß es einfach aufgebaut ist, ohne Verzögerung reagiert und eine feine Steuerung des Ausgangsdrucks ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen hydraulischen Fernsteuerungs­ kreis mit einem solchen Schnellablaßventil anzugeben.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit den in den Ansprüchen 1 und 2 angeführten Merkmalen gelöst. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 3 und 4.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise eines hydraulischen Fernsteuerungskreises der betreffenden Art beschrieben.

Durch die Betätigung des Fernsteuerungsventils wird unter Druck stehendes Öl abgegeben, und die Umschalteinrichtung wird durch das unter Druck stehende Öl umgeschaltet, so daß die Fern­ steuerungsöffnung des hydraulischen Steuerventils mit hydrauli­ schem Druck beaufschlagt wird. Das hydraulische Steuerventil wird daher von der neutralen Stellung in eine wirksame Stellung umgeschaltet. Falls das hydraulische Steuerventil ein Ventil mit drei Schaltstellungen ist, fließt Öl während dieses Vor­ gangs von der einen Fernsteuerungsöffnung, die nicht mit Druck­ öl beaufschlagt wird, über eine Rücklaufleitung und die Umschalt­ einrichtung zum Tank. Nur wenn diese Umschalteinrichtung zwischen der Fernsteuerungsöffnung und dem Fernsteuerungsventil angeord­ net ist, kann die Länge der Rücklaufleitung verkürzt und der Strömungswiderstand des durch die Rücklaufleitung abfließenden Öls im Vergleich zu einem herkömmlichen Kreis verringert wer­ den. Demzufolge wird das hydraulische Steuerventil rasch in die wirksame Stellung umgeschaltet. Wenn das Fernsteuerungs­ ventil von der wirksamen Stellung in die neutrale Stellung um­ geschaltet wird, dann wird die Umschalteinrichtung in die Aus­ gangsstellung umgeschaltet, so daß das Öl an derjenigen Fern­ steuerungsöffnung, die mit Drucköl beaufschlagt wurde, über die Rücklaufleitung in den Tank zurückfließt, und die Umschalt­ einrichtung und das hydraulische Steuerventil werden in die neutrale Stellung umgeschaltet. Die Länge der zu diesem Zeit­ punkt gebildeten Rücklaufleitung kann im Vergleich zu dem her­ kömmlichen Kreis verkürzt werden, und das hydraulische Steuer­ ventil wird rasch umgeschaltet.

Infolgedessen ist die Länge der Rücklaufleitung, die die Fernsteuerungsöffnung mit dem Tank verbindet, wenn das hydrauli­ sche Steuerventil umgeschaltet wird, kürzer als bei dem herkömm­ lichen Kreis. Das Ansprechen des hydraulischen Steuerventils auf die Betätigung des Fernsteuerungsventils wird dadurch verbes­ sert.

Ein hydraulisches Schnellablaßventil arbeitet wie nachste­ hend beschrieben.

Wenn die Einlaßöffnung des hydraulischen Schnellablaßventils mit einem die Kraft der elastischen Einrichtung übersteigenden Öldruck beaufschlagt wird, dann wird der Kolben in die zweite oder dritte Stellung bewegt, wodurch an der Auslaßöffnung ent­ sprechend dem an der Einlaßöffnung herrschenden Öldruck ein Öldruck abgegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Öldruck an der Auslaßöffnung entsprechend der Kraft der elastischen Einrichtung verringert. Wenn die Zufuhr des Drucköls zu der Einlaßöffnung unterbrochen wird, dann wird der Ventilkolben durch die Kraft der elastischen Einrichtung in die erste Stel­ lung bewegt, so daß die Auslaßöffnung mit der Tanköffnung in Verbindung steht.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschrie­ benen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen hydraulischen Fernsteuerungskreis gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2A einen Querschnitt durch ein Beispiel des in Fig. 1 gezeigten Ölschnellablaßventils,

Fig. 2B in größerem Maßstab eine Darstellung eines Ventil­ kolbens des in Fig. 2A gezeigten Ölschnellablaß­ ventils,

Fig. 2C ein Diagramm eines mit dem Ölschnellablaßventil äquivalenten hydraulischen Kreises, und

Fig. 3 ein Diagramm eines hydraulischen Kreises eines herkömmlichen Kreises entsprechend Fig. 1.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand von Fig. 1 erläutert. Bauteile, die den in Fig. 3 gezeig­ ten Bauteilen ähneln, sind mit den gleichen Bezugszeichen be­ zeichnet.

Gemäß Fig. 1 ist die Drucköffnung einer Flüssigkeitspumpe 2 für ein Antriebssystem mit den Fernsteuerungsöffnungen 5a und 5b eines Richtungssteuerventils über Fernsteuerungsventile 3 und 11 verbunden, die jeweils mit einem Bedienungshebel 1 betätigt werden, um einen hydraulischen Fernsteuerungsdruck abzu­ geben. Das Richtungssteuerventil 5 wird von einer Stellung B in eine Stellung A oder in eine Stellung C umgeschaltet durch den von dem Fernsteuerungsventil 3 oder 11 abgegebenen hydrau­ lischen Fernsteuerungsdruck. Ein Ölschnellablaßventil 50a, wie es in den Fig. 2A bis 2C gezeigt ist, verbindet das Fernsteue­ rungsventil 3 mit der Fernsteuerungsöffnung 5a, während ein Ölschnellablaßventil 50b das Fernsteuerungsventil 11 mit der Fernsteuerungsöffnung 5b verbindet. Öffnungen A der Ölschnell­ ablaßventile 50a und 50b sind mit der Fernsteuerungsöffnung 5a bzw. 5b über Leitungen 15 und 16 verbunden. Öffnungen B der Ölschnellablaßventile 50a und 50b sind mit Ausgangsöffnungen (Out) der Fernsteuerungsventile 3 bzw. 11 über Leitungen 14 und 10 verbunden. Öffnungen T der Ölschnellablaßventile 50a und 50b sind über Leitungen 18 bzw. 17 mit Tanks 9 verbunden. Die Ölschnellablaßventile 50a und 50b sind vorzugs­ weise in der Nähe der Fernsteuerungsöffnungen 5a und 5b angeord­ net oder unmittelbar daran befestigt.

Jedes der Ölschnellablaßventile 50a und 50b wird in die in Fig. 1 gezeigten Stellungen y oder z umgeschaltet durch den von dem Fernsteuerungsventil 3 oder 11 in die Leitung 14 oder 10 abgegebenen hydraulischen Fernsteuerungsdruck. Wenn die Fern­ steuerungsventile 3 oder 11 keinen Steuerdruck in die Leitung 14 oder 10 abgeben, dann befindet sich jedes der Schnellablaß­ ventile 50a und 50b in der Stellung x, wie dies in Fig. 1 ge­ zeigt ist. Eine Drucköffnung einer Flüssigkeitspumpe 6, die als Druckmittelquelle für ein Antriebssystem dient, ist mit dem Zylinder 7 einer hydraulischen Betätigungseinrichtung über das Richtungssteuerventil 5 verbunden, das ein hydraulisches Steuerventil ist. Die Maximaldrücke der Flüssigkeitspumpen 2 und 6 werden mit Druckbegrenzungsventilen 12 und 13 eingestellt.

Die Schnellablaßventile 50a und 50b werden nachfolgend anhand der Fig. 2A bis 2C näher erläutert.

In einem Ventilgehäuse 51 ist eine Durchgangsbohrung 52 angeordnet, und eine Bohrung 53 verbindet die Durchgangsbohrung 52 mit der Öffnung A, und eine Bohrung 54 verbindet die Durch­ gangsbohrung 52 mit der Tanköffnung T, wobei die Bohrungen 53 und 54 zur Bohrung 52 rechtwinklig sind. In der Innenwand der Durchgangsbohrung 52 sind Ringnuten 55 und 56 an den Verbindungen zwischen den Bohrungen 53 bzw. 54 mit der Durchgangsbohrung 52 ausgebildet. Ein Ende der Durchgangsbohrung 52 ist mit einem Stopfen 57 verschlossen, der in das Ventilgehäuse 51 einge­ schraubt ist. Ein Schlauchanschlußstück 58 in dem ein Ölkanal ausgebildet ist, ist in das andere Ende der Durchgangsbohrung 52 eingeschraubt. Eine Einlaßöffnung des Schlauchanschlußstücks 58 dient als Einlaßöffnung B des Schnellablaßventils 50. Ein zwi­ schen dem Stopfen 57 und dem Anschlußstück 58 angeordneter Ven­ tilkolben 60 ist in Axialrichtung der Durchgangsbohrung 52 ver­ schiebbar, wobei er von einer Feder 59 gegen das Anschlußstück 58 gedrückt wird.

Der Ventilkörper 60 hat einen zylindrischen Körperbereich 60a und einen Sitzbereich 60b, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des zylindrischen Körperbereichs 60a. Der zylindri­ sche Körperbereich 60a hat vier runde Durchbrüche 60c und vier rechteckige Durchbrüche 60d in seiner Umfangswand. Jeder der rechteckigen Durchbrüche 60d ist mit einer Kerbe 60e versehen, wie dies in Fig. 2B gezeigt ist. Wenn der Sitzbereich 60b des Ventilkolbens 60 an dem Anschlußstück 58 anliegt, wie dies in Fig. 2A gezeigt ist, dann steht der Innenraum des Ventilkolbens 60 über die runden Durchbrüche 60c und die Ringnut 55 mit der Bohrung 53 in Verbindung, die ihrerseits mit der Auslaßöffnung A in Verbindung steht, und gleichzeitig steht der Innenraum des Ventilkolbens über die rechteckigen Durchbrüche 60d und die Ringnut 56 mit der Bohrung 54 in Verbindung, die ihrerseits mit der Tanköffnung T in Verbindung steht, wodurch eine Verbin­ dung zwischen der Öffnung A und der Tanköffnung T geschaffen wird. Am Übergang des zylindrischen Körperbereichs 60a in den Sitzbereich 60b sind Kerben 60f ausgebildet, so daß zwischen dem rechten Ende der Ringnut 55 und den linken Enden der Kerben 60f ein Abstand l₁ besteht und zwischen dem linken Ende der Ringnut 56 und den rechten Enden der Kerben 60e ein Abstand l₂ (= l₁) besteht.

Fig. 2C zeigt ein hydraulisches Symbol, welches das in dieser Weise ausgebildete Schnellablaßventil 50 veranschau­ licht. Wenn der Einlaßöffnung B überhaupt kein Öl zugeführt wird, das unter Druck steht, oder nur Öl, dessen Druck unter einem mit der Feder 59 eingestellten Ausgangsdruck liegt, dann befindet sich der Ventilkolben 60 in der Stellung x (erste Stellung wie in Fig. 2A angegeben). Wenn der Einlaßöffnung B ein maximaler Druck Pmax zugeführt wird (maximaler Auslaßdruck der Fernsteuerungsventile 3 und 11), dann wird der Ventilkolben 60 in die Stellung z (zweite Stellung) verlagert. Wenn der Einlaßöffnung B ein Druck P₁ zugeführt wird, der kleiner ist als der Maximaldruck Pmax, dann wird der Ventil­ kolben 60 in die Stellung y (dritte Stellung) verlagert.

Die Wirkungsweise des Ventils in diesen Zuständen wird nachfolgend näher erläutert.

Wenn der Ventilkolben 60 von dem an der Einlaßöffnung B herrschenden Öldruck P₁, der kleiner ist als der Maximaldruck Pmax, gegen die Feder 59 gemäß Fig. 2A nach links um eine Ent­ fernung größer als l₁ bewegt wird, dann gelangt die Einlaßöff­ nung B über die Kerben 60f und die Ringnut 55 mit der Auslaß­ öffnung A in Verbindung, wogegen der Innenraum des zylindrischen Bereichs 60a durch die Umfangswand von der mit der Tanköffnung T in Verbindung stehenden Ringnut 56 getrennt wird. Das hat zur Folge, daß das der Einlaßöffnung B zugeführte Drucköl über die Bohrung 53 zur Auslaßöffnung A strömt. Demzufolge wird der Druck des über die Einlaßöffnung B zugeführten Drucköls ent­ sprechend der Kraft der Feder 59 verringert (z. B. 1 bis 2 kg f/cm²), so daß an der Auslaßöffnung A ein unter dem an der Einlaßöffnung B herrschenden Druck P₁ liegender Öldruck P₂ abgegeben wird. Der Ventilkolben 60, der von der Kraft der Feder 59 nach rechts und von dem an der Einlaßöffnung B aufgebrachten Öldruck nach links belastet wird, wird in der Stellung y (dritte Stellung) angeord­ net, in der diese Kräfte miteinander im Gleichgewicht stehen.

Wenn der auf die Einlaßöffnung B aufgebrachte Druck Pmax oder P₁ zunehmend abfällt, dann geht das Gleichgewicht zwischen den auf den Ventilkolben 60 nach links und nach rechts einwir­ kenden Kräften verloren, so daß der Ventilkolben 60 unter der Kraft der Feder 59 nach rechts bewegt wird. Infolge dieser nach rechts gerichteten Bewegung des Ventilkolbens 60 wird die über Kerben 60f mit der Auslaßöffnung A in Verbindung stehende Ring­ nut 55 abgetrennt, und die rechteckigen Durchbrüche 60d und die mit der Öffnung T in Verbindung stehende Ringnut 56 wer­ den durch die Kerben 60e miteinander verbunden, so daß die Aus­ laßöffnung A mit der Tanköffnung T in Verbindung gelangt, wo­ durch der Druck an der Auslaßöffnung A abgebaut wird. Wenn ein Differentialdruck (P₁ - P₂) zwischen dem Öldruck P₁ an der Ein­ laßöffnung B und dem Öldruck P₂ an der Auslaßöffnung A einen der Federkraft der Feder 59 entsprechenden Wert übersteigt, z. B. 1 bis 2 kg f/cm², dann wird der Ventilkolben 60 gegen die Kraft der Feder 59 wieder nach links bewegt, und die Ein­ laßöffnung B und die Auslaßöffnung A gelangen wieder über die Kerben 60f, die Ringnut 55 und die Bohrung 53 in Verbindung; und der Innenraum des zylindrischen Körperbereichs 60a wird von dessen Umfangswand von der mit der Tanköffnung T in Ver­ bindung stehenden Ringnut 56 getrennt, so daß die Auslaßöff­ nung A und die Tanköffnung T wieder voneinander getrennt sind, wie dies vorstehend erläutert wurde. Wenn dieser Vorgang wieder­ holt wird, dann nimmt der Druck an der Auslaßöffnung A zunehmend ab entsprechend der Verringerung des Druckes an der Einlaßöff­ nung B, während der Druckunterschied zwischen den Drücken P₁ und P₂ auf 1 bis 2 kg f/cm² gehalten wird (P₁ < P₂).

Wenn, während eine Verbindung der Einlaßöffnung B und der Auslaßöffnung A bewirkt, daß der Druck P₂, der durch die Ver­ ringerung des Druckes P₁ an der Einlaßöffnung B erhalten wird, an die Auslaßöffnung A abgegeben wird, die Einlaßöffnung B über eine bestimmte Leitung mit dem Tank verbunden ist, dann wird der Kolben 60 unter der Kraft der Feder 59 wieder nach rechts be­ wegt, sobald wegen der Verringerung des an der Einlaßöffnung B aufgebrachten Druckes P₁ die Bedingung erfüllt ist, daß P₁ | P₂.

Der Ventilkolben 60 bewegt sich, bis sein Sitzbereich 60b am linken Ende des Anschlußstücks 58 anschlägt, wie dies in Fig. 2A gezeigt ist. Dadurch werden die Einlaßöffnung B und die Auslaßöffnung A voneinander getrennt, während die Auslaß­ öffnung A und die Tanköffnung T miteinander in Verbindung ge­ langen, wodurch der Druck P₂ an der Auslaßöffnung A unverzüg­ lich auf den Tankdruck verringert wird. Da der Ventilkolben 60 gemäß Fig. 2A zu diesem Zeitpunkt am linken Ende des An­ schlußstücks 58 anliegt, wird an der Einlaßöffnung B kein Öl abgegeben. Wenn demzufolge die Einlaßöffnung B über eine be­ stimmte Linie mit dem Tank verbunden ist, dann fließt kein Öl von der Einlaßöffnung B zum Tank, so daß lediglich der an der Einlaßöffnung B herrschende Druck zum Tank übertragen wird. Demzufolge schaltet das Schnellablaßventil 50 unmittelbar von der Stellung z oder y in die Stellung x um und wird in dieser Stellung gehalten. Kurz gesagt, wenn der Druck P₁ an der Einlaß- Öffnung B um einen Wert entsprechend einem Druckunterschied von 1 bis 2 kg f/cm² gegenüber dem Druck an der Auslaßöffnung A ab­ nimmt, wenn die Einlaßöffnung B über eine bestimmte Leitung mit dem Tank in Verbindung steht, dann steht die Auslaßöffnung A unmittelbar mit der Tanköffnung T in Verbindung. Der maximale Druck Pmax ist ausreichend groß im Vergleich mit 1 bis 2 kg f/cm².

Die Arbeitsweise des in Fig. 1 gezeigten hydraulischen Fernsteuerungskreises wird nachfolgend erläutert.

Wenn der Bedienungshebel 1 gemäß Fig. 1 in Richtung R ver­ dreht wird, dann wird der Druck P_R des von der Flüssigkeitspum­ pe 2 geförderten Öls durch das Fernsteuerungsventil 3 verrin­ gert, und ein zum Ausmaß der Betätigung des Bedienungshebels 1 proportionaler Öldruck wird in die Leitung 14 abgegeben. Wenn dieser Öldruck in der Leitung 14 durch den vorstehend erwähn­ ten Druck P₁ (<Pmax) repräsentiert ist, dann wird das Schnell­ ablaßventil 50 in der vorstehend beschriebenen Weise in die Position y umgeschaltet. Infolgedessen wird der Druck an der Auslaßöffnung A des Schnellablaßventils 50a zu dem entspre­ chend der Federkraft der Feder 59 verringerten Druck P₂. Der Druck P₂ wird über die Leitung 15 an die Fernsteueröffnung 5a des Richtungssteuerventils 5 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das andere Schnellablaßventil 50 in der Stellung x, und die Auslaßöffnung A und die Tanköffnung T des Schnellablaßventils 50b stehen miteinander in Verbindung. Dem­ zufolge ist die mit der Fernsteuerungsöffnung 5b des Richtungs­ steuerventils 5 verbundene Leitung 16 mit der Leitung 17 ver­ bunden, die die Tanköffnung T des Schnellablaßventils 50 mit dem Tank 9 verbindet. Die Fernsteuerungsöffnung 5b ist daher mit dem Tank 9 über eine Leitung verbunden, die kürzer ist als in dem herkömmlichen Kreis, so daß der Widerstand einer Ölströmung in den Leitungen 16 und 17 kleiner ist als in den Leitungen 14 und 10. Selbst wenn der Öldruck am Ausgang des Fernsteuerungsventils 3 infolge einer plötzlichen Betätigung des Bedienungshebels 1 zum Umschalten des Richtungssteuerven­ tils 5 von der neutralen Stellung in die Stellung A ansteigen sollte, dann ist der Druckabfall der von der Fernsteuerungs­ öffnung 5b in die Leitung 16 austretenden und über die Lei­ tung 17 zum Tank 9 zurückgeführten Ölströmung infolge des Um­ schaltvorgangs des Richtungssteuerventils 5 kleiner als bei dem herkömmlichen Kreis. Demzufolge wird das Richtungssteuer­ ventil 5 unverzüglich von der neutralen Stellung in die Stel­ lung A umgeschaltet. Dieses unverzügliche Umschalten des Rich­ tungssteuerventils 5 bei einer Betätigung des Bedienungshebels 1 ermöglicht in Bezug auf die Betätigung des Hebels 1 eine un­ verzügliche Zufuhr von Drucköl von der Flüssigkeitspumpe 6 zur Kolbenkammer des hydraulischen Zylinders 7 über das Richtungs­ steuerventil 5. Infolgedessen wird die Kolbenstange 7a mit einem besseren Ansprechverhalten auf das schnelle Betätigen des Be­ dienungshebels 1 zurückgezogen.

Wenn der Bedienungshebel 1 in seine neutrale Stellung zu­ rückbewegt wird, unter der Voraussetzung, daß sich das Rich­ tungssteuerventil 5 in der Umschaltstellung A befindet, dann wird das in die Stellung z oder y geschaltete Schnellablaßven­ til 50a unverzüglich in die Stellung x umgeschaltet, sobald der Druck an der Einlaßöffnung B um 1 bis 2 kg f/cm² oder mehr kleiner wird als der Druck an der Auslaßöffnung A. Die mit der Fernsteuerungsöffnung 5a verbundene Leitung 15 wird dadurch über die Auslaßöffnung A und die Tanköffnung T des Schnell­ ablaßventils 50a mit der Leitung 18 verbunden, die ihrerseits mit dem Tank 9 verbunden ist. Demzufolge wird das Richtungs­ steuerventil 5 von der Stellung A in die neutrale Stellung um­ geschaltet. Infolge dieses Umschaltvorgangs des Richtungssteuer­ ventils 5 in die neutrale Stellung strömt das aus der Fern­ steuerungsöffnung 5a austretende Öl durch die Leitungen 15 und 18 zum Tank 9 zurück. Die Länge der Rückführleitungen 15 und 18 ist kleiner als die in herkömmlicher Weise von den Leitun­ gen 15, 14 und 8 gebildete Rückführleitung, und der Strömungs­ widerstand in der Rückführleitung ist demzufolge kleiner. Dem­ zufolge ist der Strömungswiderstand des aus der Fernsteuerungs­ öffnung 5a nach dem Umschalten des Richtungssteuerventils 5 austretenden Öls kleiner als bei dem herkömmlichen Kreis. Bei dem raschen Zurückbewegen des Bedienungshebels 1 in die neu­ trale Stellung wird demzufolge das Richtungssteuerventil 5 unverzüglich von der Stellung A in die Stellung B umgeschal­ tet, und die sich zurückbewegende Kolbenstange 7a wird unver­ züglich angehalten.

Wenn der Bedienungshebel 1 gemäß Fig. 1 in Richtung L ver­ dreht wird, und wenn der Bedienungshebel 1 aus der Stellung L in die neutrale Stellung umgeschaltet wird, dann sind die Ansprecheigenschaften eines jeden Bauteils die gleichen, wie dies vorstehend erläutert wurde.

Wenn der Bedienungshebel 1 jedoch langsam betätigt wird, dann ändert sich der Ausgangsdruck des Fernsteuerungsventils 3 (11) ebenfalls langsam. Wenn der Öldruck am Ausgang des Fernsteuerungsventils 3 innerhalb eines bestimmten Druckbe­ reichs zwischen dem Tankdruck und dein Maximaldruck Pmax des Schnellablaßventils 50a (50b) durch die Betätigung des Bedie­ nungshebels 1 verändert wird, dann befindet sich das Schnell­ ablaßventil 50a (50b) in der Stellung y, und an der Öffnung A dieses Ventils wird ein Druck abgegeben, der erhalten wird, indem der Ausgangsdruck des Fernsteuerungsventils 3 (11) ent­ sprechend der Betätigung desselben um 1 bis 2 kg f/cm² verrin­ gert ist, und der Öffnung B zugeführt. Das Richtungssteuerven­ til 5 befindet sich in der Umschaltstellung A oder C entspre­ chend dem Druck an der Öffnung A des Schnellablaßventils 50a oder 50b und steuert in diesem Zustand den Durchsatz des dem Zylinder 7 zugeführten Drucköls. Wenn der Öldruck am Auslaß des Fernsteuerungsventils 3 (11) kleiner ist als der vorste­ hend erwähnte Maximaldruck Pmax des Schnellablaßventils 50a (50b), dann befindet sich das Schnellablaßventil 50a (50b) in der Stellung y, und der zum Ausmaß der Betätigung des Bedie­ nungshebels 1 proportionale Öldruck am Auslaß des Fernsteue­ rungsventils 3 (11) wird der Fernsteuerungsöffnung 5a (5b) des Richtungssteuerventils 5 über das Schnellablaßventil 50a (50b) zugeführt, wodurch das Richtungssteuerventil 5 auf ähnliche Weise wie bei dem herkömmlichen Kreis betätigt wird.

Wenn das Richtungs­ steuerventil 5 von der Stellung A oder C in die Stellung B (neutrale Stellung) oder von der Stellung B in die Stellung A oder C umgeschaltet wird, dann wird das in den Leitungen 15 oder 16 unter Druck stehende Öl über eines der Schnellablaß­ ventile 50a und 50b rasch in den Tank 9 zurückgeleitet, ohne die Leitungen 14 und 8 zu durchströmen. D.h., daß die Länge der den Tank 9 mit jedem der Fernsteuerungsöffnungen 5a und 5b ver­ bindenden Leitung verringert werden kann unabhängig von der räumlichen Beziehung zwischen den Fernsteuerungsventilen 3 und 11 und dem Richtungssteuerventil 5. Die Länge der Rücklauf­ leitung kann daher im Vergleich zu dem herkömmlichen Kreis ver­ ringert werden, und der Druckabfall des infolge des Umschalt­ vorgangs des Richtungssteuerventils 5 aus den Fernsteuerungs­ öffnungen 5a oder 5b in die Rücklaufleitung ausgestoßenen Öls kann daher verringert werden, wodurch das Ansprechverhalten des Richtungssteuerventils verbessert wird.

In der vorstehenden Beschreibung wurde die vorliegende Erfindung anhand eines Richtungssteuerventils erläutert, das durch einen hydraulischen Fernsteuerdruck über drei Stellungen geschaltet wird. Die vorliegende Erfindung kann aber auch bei einem Kreis zur Betätigung eines Richtungssteuerventils ver­ wendet werden, das durch einen hydraulischen Fernsteuerdruck zwischen zwei Stellungen schaltbar ist. In diesem Fall ist nur eine Fernsteuerungsöffnung vorgesehen, und das aus einer Rück­ lauföffnung des Richtungssteuerventils 5 ausgestoßene Öl, wenn dieses Ventil durch Aufbringen eines Druckes an der Fernsteue­ rungsöffnung umgeschaltet wird, wird gewöhnlich über eine kurze Rücklaufleitung unmittelbar in den Tank zurückgeführt. Die Länge der Leitung kann daher verringert werden unabhängig von der räumlichen Beziehung zwischen dem Fernsteuerungsventil und dem Richtungssteuerventil. In diesem Fall besteht auch bei einem herkömmlichen Kreis kein Problem beim Ansprechverhalten selbst bei einem Umschalten des Richtungssteuerventils von der neutralen Stellung in eine wirksame Stellung. Beim Umschalten des Richtungs­ steuerventils von einer wirksamen Stellung in die unwirksame Stellung entweicht jedoch das infolge des Umschaltvorgangs aus der Fernsteuerungsöffnung des Richtungssteuerventils ausgestoßene Öl durch eine das Fernsteuerungsventil mit der Fernsteue­ rungsöffnung verbindende Leitung, und es gelangt über das Fern­ steuerungsventil in den Tank, wenn es sich um einen herkömmlichen Kreis handelt. Das Ansprechverhalten bildet daher kein Pro­ blem, wenn der Bedienungshebel von der wirksamen Stellung rasch in die neutrale Stellung umgeschaltet wird, wie dies bei dem vorstehend beschriebenen Richtungssteuerventil mit drei Schalt­ stellungen der Fall ist. In diesem Zusammenhang ist es möglich, das Ansprechverhalten des Richtungssteuerventils zu verbessern, indem in der Leitung zwischen dem Fernsteuerungsventil und der Fernsteuerungsöffnung des Richtungssteuerventils ein Schnellab­ laßventil der vorstehend beschriebenen Bauart oder ein Magnet­ ventil angeordnet wird, das in der vorstehend beschriebenen Weise rasch umgeschaltet werden kann.

In der vorstehenden Beschreibung wurde die Erfindung bei­ spielhaft bei hydraulischen Fernsteuerungskreisen erläutert, in denen das Richtungssteuerventil zur Steuerung des Durchsatzes und der Zuführrichtung des unter Druck stehenden Öls zu einem Hydraulikzylinder ferngesteuert umgeschaltet wird. Die vorlie­ gende Erfindung kann aber auch bei einem hydraulischen Fernsteuerungskreis angewendet werden, bei dem verschiedenartige hydraulische Steuerventile ferngesteuert umgeschaltet werden, um lediglich den Durchsatz oder die Richtung des unter Druck stehenden Öls zu steuern. In der vorliegenden Erfindung können hydraulische Steuerventile die Arbeitsweise verschiedenartiger hydraulischer Antriebe ebenso wie einen Hydraulikzylinder steuern. Die vorliegende Erfindung ist auch bei zahlreichen andersartigen hydraulischen Fernsteuerungskreisen anwendbar, einschließlich einem solchen, der zur Fernsteuerung eines hy­ draulischen Steuerventils dient, das den Schwenkwinkel einer in einem geschlossenen Kreis verwendeten verstellbaren Ver­ drängerpumpe steuert.

Claims (4)

1. Hydraulisches Schnellablaßventil, mit
einer mit einem hydraulischen Druck beaufschlagbaren Einlaßöffnung (B),
einer Auslaßöffnung (A), durch die ein zu dem an der Einlaßöffnung (B) herrschenden hydraulischen Druck proportio­ naler Druck abgegeben wird,
einer Tanköffnung (T), die eine Verbindung zwischen der Auslaßöffnung (A) und einem Tank (9) schafft,
einem Ventilkolben (60), der zwischen einer ersten Stellung (x), in der er die Einlaßöffnung (B) und die Auslaß­ öffnung (A) voneinander trennt und eine Verbindung zwischen der Auslaßöffnung (A) und der Tanköffnung (T) schafft, und ei­ ner zweiten Stellung (z) bewegbar ist, in der er eine Verbin­ dung zwischen der Einlaßöffnung (B) und der Auslaßöffnung (A) schafft und die Auslaßöffnung (A) und die Tanköffnung (T) von­ einander trennt, und
einer elastischen Einrichtung (59), um den Ventilkol­ ben (60) in die erste Stellung (x) als Ruhestellung zu verlagern,
dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Einlaßöffnung (B) mit einem die Kraft der elastischen Einrichtung (59) übersteigenden hydraulischen Druck beaufschlagt wird, der Kolben (60) durch diesen hydrau­ lischen Druck in eine von diesem bestimmte dritte Stellung (y) zwischen der ersten (x) und der zweiten Stellung (z) bewegt wird, so daß ein entsprechend der Kraft der ela­ stischen Einrichtung (59) unter dem an der Einlaßöffnung (B) herrschenden Druck liegender Druck an der Auslaßöffnung (A) abgegeben wird, und dann wenn der hydraulische Druck an der Einlaßöffnung (B) sinkt und eine Differenz zwischen den hydraulischen Drücken an der Einlaßöffnung (B) und an der Aus­ laßöffnung (A) kleiner als der der Kraft der elastischen Ein­ richtung (59) entsprechende Wert ist, der Kolben (60) in die erste Stellung (x) bewegt wird.

2. Hydraulischer Fernsteuerungskreis, bei dem ein hydraulisches Steuerventil (5), das zwischen einer hydrauli­ schen Druckquelle (6) und einem hydraulischen Antrieb (7) an­ geordnet und zur Einstellung des Durchsatzes und/oder der Richtung des dem hydraulischen Antrieb (7) zugeführten Öls durch einen hydraulischen Fernsteuerungsdruck ansteuerbar ist, der von einem Fernsteuerungsventil (3, 11) zu einer Fernsteue­ rungsöffnung (5a, 5b) des hydraulischen Steuerventils (5) geführt ist, mit einem hydraulischen Schnellablaßventil (50a, 50b), das zwischen einer Austrittsöffnung des Fernsteuerungsventils (3, 11) und der Fernsteuerungsöffnung (5a, 5b) des hydraulischen Steuerventils (5) angeordnet und durch einen hydraulischen Ausgangsdruck des Fernsteuerungsventils (3, 11) schaltbar ist, wobei das Schnellablaßventil (50a, 50b) die Austrittsöffnung des Fernsteuerungsventils (3, 11) mit der Fernsteuerungsöff­ nung (5a, 5b) des hydraulischen Steuerventils (5) verbindet, wenn das Fernsteuerungsventil (3, 11) betätigt wird, und die Fernsteuerungsöffnung (5a, 5b) mit einem Tank (9) verbindet, wenn das Fernsteuerungsventil (3, 11) in eine neutrale Stel­ lung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnellablaßventil (50a, 50b) nach Anspruch 1 ausgebildet ist und seine Einlaß­ öffnung (B) mit dem hydraulischen Ausgangsdruck der Aus­ trittsöffnung des Fernsteuerungsventils (3, 11) beaufschlagbar ist.

3. Hydraulischer Fernsteuerungskreis nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Steuerventil (5) ein Ventil mit zwei Schaltstellungen ist.

4. Hydraulischer Fernsteuerungskreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Steuerventil (5) ein Ventil mit drei Schaltstellungen ist, das zwei einander gegenüberliegende Fernsteuerungsöffnungen (5a, 5b) hat, wobei jede dieser beiden Fernsteuerungsöffnungen (5a, 5b) mit einem Fernsteuerungsventil (3, 11) verbunden ist und wobei jeweils ein Schnellablaßventil (50a, 50b) zwischen jedem dieser beiden Fernsteuerungsventile (3, 11) und der zugeordneten Fernsteuerungsöffnung (5a, 5b) angeordnet ist.