DE4310899B4 - Hydraulisches Umlaufsperrventil - Google Patents

Hydraulisches Umlaufsperrventil Download PDF

Info

Publication number
DE4310899B4
DE4310899B4 DE19934310899 DE4310899A DE4310899B4 DE 4310899 B4 DE4310899 B4 DE 4310899B4 DE 19934310899 DE19934310899 DE 19934310899 DE 4310899 A DE4310899 A DE 4310899A DE 4310899 B4 DE4310899 B4 DE 4310899B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spool
valve
throttle
pressure
slide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19934310899
Other languages
English (en)
Other versions
DE4310899A1 (de
Inventor
Norbert Strieker
Original Assignee
Claas KGaA mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Claas KGaA mbH filed Critical Claas KGaA mbH
Priority to DE19934310899 priority Critical patent/DE4310899B4/de
Publication of DE4310899A1 publication Critical patent/DE4310899A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4310899B4 publication Critical patent/DE4310899B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/14Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power
    • G05D16/16Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from the controlled fluid
    • G05D16/166Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from the controlled fluid using pistons within the main valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/01Locking-valves or other detent i.e. load-holding devices

Abstract

Hydraulisches Umlaufsperrventil mit einem einen Anschluss für eine Druck- und eine Tankleitung aufweisenden Ventilgehäuse, mit einem von einem Vorsteuerventil steuerbaren, mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Steuerschieber, der mit einer Axialbohrung zur strömungstechnischen Verbindung der Druckleitung mit einem den Ventilsitz gegenüberliegenden Federraum versehen ist, in dem eine den Steuerschieber rückseitig beaufschlagende Schließfeder eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (5) mit einem Drosselrückschlagventil (14) ausgerüstet ist, welches in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Drucköls den freien Durchströmquerschnitt (17, 18) derart ändert, dass der freie Durchströmquerschnitt (17) beim Ausströmen des Öls aus dem Federraum (7) zum verzögerten Verfahren des Steuerschiebers (5) in die Öffnungsstellung wesentlich kleiner ist, als der freie Durchströmquerschnitt (17, 18) beim Einströmen des Drucköls in den Federraum (7) zur rückseitigen Beaufschlagung des Steuerschiebers (5) mit Drucköl zum beschleunigten Verfahren des Steuerschiebers (5) in die Schließstellung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Umlaufsperrventil mit einem einen Anschluß für eine Druck- und eine Tankleitung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • In bekannter Weise steht die an die Hydraulikpumpe angeschlossene Druckleitung mit der Tankleitung durch einen Verbindungskanal in Verbindung. In dem Übergangsbereich ist der Ventilsitz vorgesehen, gegen den die Steuerkante des Steuerschiebers in seiner Schließstellung durch die Schließfeder und den rückseitig mit Drucköl beaufschlagten Steuerschieber gedrückt wird. Dazu ist der Steuerschieber mit einer zentrischen Axialbohrung versehen, so daß dieser auch in der Schließstellung durch das Drucköl beaufschlagt wird. Diese Axialbohrung steht auch mit einem Vorsteuerkanal in Strömungsverbindung. In dem Vorsteuerkanal ist ebenfalls ein Ventilsitz vorgesehen, der zur Steuerung des Steuerschiebers mit dem Schließkolben des Vorsteuerventils zusammenwirkt. Die Axialbohrung des Steuerschiebers ist im Bereich der Steuerkante im Durchmesser kleiner als der restliche Bereich, damit der Durchmesser des Vorsteuerkanales in einem bestimmten Durchmesser zur Axialbohrung des Steuerschiebers steht. Durch dieses Durchmesserverhältnis werden die Geschwindigkeiten bei der Öffnungs- und bei der Schließbewegung des Steuerschiebers bestimmt. Wenn der Steuerschieber in die Öffnungsstellung verfahren werden soll, wird der Schließkolben des Vorsteuerventils geöffnet, so daß das Drucköl aus dem Federraum durch den Vorsteuerkanal hindurch abfließt. Durch den Druckabbau im Federraum wird der Steuerschieber durch den frontseitig wirkenden jetzt größeren Druck der Druckleitung entgegen der Wirkung der Schließfeder in die Öffnungsstellung verfahren, so daß das Drucköl direkt in die Tankleitung strömt. Soll der Steuerschieber in die Schließstellung verfahren werden, wird der Schließkolben des Vorsteuerventils in die Schließstellung gebracht. Das Drucköl strömt dann in den Federraum ein, so daß durch die Druckerhöhung durch die entsprechende Auslegung der Schließfeder und der rückseitigen Fläche des Steuerschiebers dieser in die Schließstellung bewegt wird.
  • Es wird als Nachteil angesehen, daß insbesondere das Verfahren des Steuerschiebers in die Öffnungsstellung zu schnell erfolgt, wodurch es zu Druckschwankungen und zu Druckspitzen in der Tankleitung kommt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Umlaufsperrventil der eingangs näher bezeichneten Art so weiter zu entwickeln, daß sinngemäß ein weiches Öffnen der Druckleitung zur Tankleitung erreicht wird, so daß eine gleichmäßige Strömung sichergestellt ist.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Steuerschieber mit einem Drosselrückschlagventil ausgerüstet ist, welches in Abhängigkeit von Strömungsrichtung des Drucköls den freien Durchströmquerschnitt derart ändert, daß dieser beim Ausströmen des Drucköls aus dem Federraum zum verzögerten Verfahren des Steuerschiebers in die Öffnungsstellung wesentlich kleiner ist, als beim Einströmen des Drucköls in den Federraum zur rückseitigen Beaufschlagung des Steuerschiebers mit Drucköl zum beschleunigten Verfahren des Steuerschiebers in die Schließstellung.
  • Ähnlich Ausführungen von Ventilanordnungen sind unter anderem aus der DE 30 32 411 A1 bekannt geworden, wobei hier insbesondere Probleme eines verbesserten sogenannteN Gleichdruckverhaltens gelöst werden sollen.
  • Das Öffnen und Schließen des Steuerschiebers erfolgt bei derartigen Systemen sehr schnell.
  • Durch das in den Steuerschieber integrierte Drosselrückschlagventil werden zwei unterschiedliche Strömungsquerschnitte für das Drucköl geschaffen, so daß durch die Auslegung das Drucköl in einer Zeit in den Federraum einströmen kann, die wesentlich kürzer ist, als die Zeit, die die gleiche Menge Drucköl zum Ausströmen aus dem Federraum benötigt, bedingt durch die Drosselwirkung des kleineren Querschnittes. Dadurch strömt das Drucköl nicht mehr so schlagartig von der Druckleitung in die Tankleitung, wie dies bei den bislang bekannten Umlaufsperrventilen der Fall ist.
  • Eine konstruktiv einfache und bestriebssichere Ausführung des Umlaufsperrventiles wird durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht.
  • Der Steuerschieber ist so auszubilden, daß zwischen der zum Vorsteuerkanal führenden Querbohrung und dem rückwärtigen Bereich die Axialbohrung im Durchmesser vergrößert wird, so daß in diesen Zylinderraum der Drosselschieber eingesetzt werden kann. Durch den geringeren Außendurchmesser der Drosselschiebers ergibt sich ein Ringspalt, wodurch ein entsprechend großer Strömungsquerschnitt für das in den Federraum einströmende Drucköl gebildet wird. Der Querschnitt der Drosselbohrung ist dem gegenüber vernachlässigbar klein. Das Drosselrückschlagventil weist in vorteilhafter Weise keine Verschleißteile auf.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Umlaufsperrventils sind in den weiteren Unteransprüchen näher definiert.
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und zweier dieses schematisch darstellender Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:
  • 1 das erfindungsgemäße Umlaufsperrventil im Schnitt in der Schließstellung und
  • 2 eine der 1 entsprechende Darstellung, jedoch in der Öffnungsstellung.
  • Das insgesamt mit 1 bezeichnete hydraulische Umlaufsperrventil weist einen Druckleitungsanschluß 2 und einen Tankleitungsanschluß 3 auf. Der Ventilkörper 4 ist mit einem fluchtend zum Druckleitungsanschluß 2 stehenden Steuerkanal ausgerüstet, in dem ein zylindrischer Steuerschieber 5 schließend geführt ist. Die parallel und im Abstand zueinander verlaufenden Anschlüsse 2 und 3 sind durch einen Querkanal strömungstechnisch miteinander verbunden. Der Durchmesser des Steuerschiebers 5 ist größer als der Druckleitungsanschluß 2, so daß die zugeordnete Kante den Ventilsitz 6 bildet. Der Steuerschieber 5 ist an dem dem Druckleitungsanschluß 2 zugewandten Ende kegelstumpfförmig ausgebildet. An der rückwärtigen, dem Druckleitungsanschluß 2 abgewandten Seite ist in einem Federraum 7 eine als Druckfeder wirkende Schließfeder 8 eingesetzt. Der Federraum 7 wird durch die Rückseite des Steuerschiebers 5 und durch einen in den Ventilkörper 4 eingesetzten Stopfen 9 begrenzt. Der Steuerschieber 5 ist mit einer durchgehenden, zentrischen Axialbohrung 10 versehen, die durch eine Querbohrung 11 mit einer Umfangsnute 12 des Steuerschiebers 5 verbunden ist. Die Breite der Umfangsnute 12 ist so groß, daß sie in beiden Endstellungen des Steuerschiebers 5 mit einem Vorsteuerkanal 13 verbunden ist. Die Axialbohrung 10 des Steuerschiebers 5 ist mehrfach stufenförmig abgesetzt, wobei der mittlere Bereich den größten Durchmesser hat. In diesen vergrößterten Bereich ist ein mit 14 bezeichnetes Drosselrückschlagventil eingesetzt, welches aus einem Drosselschieber 15 mit einer dem Steuerschieber 5 ähnlicher Außencontur gebildet ist. An der dem Druckleitungsanschluß 2 zugewandten Seite ist der Drosselschieber 15 kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß die stufenförmige Vergrößerung der Axialbohrung 10 eine Dichtfläche 16 bildet, die als Ventilsitz wirkt. Die Länge des vergrößerten Bereiches der Axialbohrung 10 ist größer als die Länge des zylindrischen Teils des Drosselschiebers 15. Die beidseitig anschließenden Teile sind im Durchmesser gleich, so daß die beiden Endstellungen des Drosselschiebers 15 vorgegeben sind.
  • Der Drosselschieber 15 ist mit einer zentrischen axialen und durchgehenden Drosselbohrung 17 versehen, die gegenüber dem Außendurchmesser des Drosselschiebers 15 einen relativ kleinen Durchmesser aufweist. Der Außendurchmesser des Drosselschiebers 15 ist kleiner als der Innendurchmesser der Axialbohrung 10 in diesem Bereich, so daß – im Querschnitt gesehen – ein Ringspalt 18 gebildet wird. Damit in der 1 dargestellten Offenstellung des Drosselschiebers 15 das Drucköl in den Federraum einströmen kann, ist die rückseitige, der Schließfeder 8 zugewandte Stirnfläche mit einer Nut 19 versehen. Die Figuren zeigen, daß der Durchmesser der Axialbohrung 10 in dem dem Druckleitungsanschluß 2 zugewandten Anfangsbereich dem Durchmesser der Drosselbohrung 17 des Drosselschiebers 15 entspricht oder annähernd entspricht, und daß der Durchmesser des Vorsteuerkanals 13 größer ist als der der Drosselbohrung 17 des Drosselschiebers 15.
  • Soll der Steuerschieber 5 von der in der 1 dargestellten Schließstellung in die Offenstellung gemäß der 2 verfahren werden, wird zunächst der Schließkolben 20 eines nicht näher erläuterten Vorsteuerventils 21 in die Offenstellung verfahren. Das Drucköl strömt dann aus dem Federraum 7 durch Drosselbohrung 17 des Drosselschiebers 15 in den Vorsteuerkanal 13 ein. Der Drosselschieber 15 verfährt in die Schließstellung. Durch den geringen Querschnitt der Drosselbohrung 17 ist die ausströmende Menge von Öl klein. Da auf den Steuerschieber 5 der in der Druckleitung herrschende Druck einwirkt, verschiebt sich der Steuerschieber 5 entgegen der Wirkung der Schließfeder 8 und zwar nur um einen solchen Betrag, der sich aus der Menge des aus dem Federraum 7 ausströmenden Drucköls ergibt. Auch wenn der Steuerschieber 5 sich in der Offenstellung gemäß der 2 befindet, verbleibt der Drosselschieber 15 in der Schließstellung, da er rückseitig druckbeaufschlagt ist, und zwar solange wie Öl aus dem Federraum 7 verdrängt wird. Soll der Steuerschieber 5 in die Schließstellung gemäß der 1 verfahren werden, wird zunächst der Schließkolben 20 des Vorsteuerventils 21 geschlossen. Durch den Druckaufbau in der Axialbohrung 10 des Steuerschiebers 5 wird der Drosselschieber 15 des Drosselrückschlagventiles 14 in die Offenstellung verfahren. Das Drucköl strömt dann durch den Ringspalt 18 und durch die Drosselbohrung 17 in den Federraum 7 ein. Durch den relativ großen Querschnitt ist die einströmende Menge so groß, daß der Steuerschieber 5 sehr schnell in die Schließstellung verfahren wird und den Druckölumlauf unterbricht. Ein angeschlosenes Hydrauliksystem kann somit sehr reaktionsschnell mit dem Betriebsdruck beaufschlagt werden. Der Drosselschieber 15 verbleibt in der Offenstellung.
  • 1
    Hydraulische Umlaufsperrventil
    2
    Druckleitungsanschluß
    3
    Tankleitungsanschluß
    4
    Ventilkörper
    5
    Steuerschieber
    6
    Ventilsitz
    7
    Federraum
    8
    Schließfeder
    9
    Stopfen
    10
    Axialbohrung
    11
    Querbohrung
    12
    Umfangsnut
    13
    Vorsteuerkanal
    14
    Drosselrückschlagventil
    15
    Drosselschieber
    16
    Dichtfläche
    17
    Drosselbohrung
    18
    Ringspalt
    19
    Nut
    20
    Schließkolben
    21
    Vorsteuerventil

Claims (4)

  1. Hydraulisches Umlaufsperrventil mit einem einen Anschluss für eine Druck- und eine Tankleitung aufweisenden Ventilgehäuse, mit einem von einem Vorsteuerventil steuerbaren, mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Steuerschieber, der mit einer Axialbohrung zur strömungstechnischen Verbindung der Druckleitung mit einem den Ventilsitz gegenüberliegenden Federraum versehen ist, in dem eine den Steuerschieber rückseitig beaufschlagende Schließfeder eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (5) mit einem Drosselrückschlagventil (14) ausgerüstet ist, welches in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Drucköls den freien Durchströmquerschnitt (17, 18) derart ändert, dass der freie Durchströmquerschnitt (17) beim Ausströmen des Öls aus dem Federraum (7) zum verzögerten Verfahren des Steuerschiebers (5) in die Öffnungsstellung wesentlich kleiner ist, als der freie Durchströmquerschnitt (17, 18) beim Einströmen des Drucköls in den Federraum (7) zur rückseitigen Beaufschlagung des Steuerschiebers (5) mit Drucköl zum beschleunigten Verfahren des Steuerschiebers (5) in die Schließstellung.
  2. Hydraulisches Umlaufsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselrückschlagventil (14) im wesentlichen aus einem in den Steuerschieber (5) integrierten Drosselschieber (15) besteht, dessen dem Ventilsitz (6) des Ventilkörpers (4) zugewandte Stirnfläche mit einer Dichtfläche (16) des Steuerschiebers (5) bewirkt, daß der Drosselschieber (15) eine axiale Drosselbohrung (17) mit gegenüber dem Außendurchmesser des Drosselschiebers (15) geringem Durchmesser aufweist und dessen Außendurchmesser so ausgelegt ist, daß zwischen seiner Umfangsfläche und der Innenfläche der vergrößerten Axialbohrung (10) zur Vergrößerung des Durchströmquerschnitts ein Ringspalt gebildet wird.
  3. Hydraulisches Umlaufsperrventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselschieber (15) an der der Dichtfläche (16) zugewandten Seite kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
  4. Hydraulisches Umlaufsperrventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselschieber (15) an der rückwärtigen, der Dichtfläche (16) des Steuerschiebers (5) abgewandten Stirnfläche eine Nut (19) aufweist.
DE19934310899 1993-04-02 1993-04-02 Hydraulisches Umlaufsperrventil Expired - Fee Related DE4310899B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934310899 DE4310899B4 (de) 1993-04-02 1993-04-02 Hydraulisches Umlaufsperrventil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934310899 DE4310899B4 (de) 1993-04-02 1993-04-02 Hydraulisches Umlaufsperrventil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4310899A1 DE4310899A1 (de) 1994-10-06
DE4310899B4 true DE4310899B4 (de) 2005-02-10

Family

ID=6484616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19934310899 Expired - Fee Related DE4310899B4 (de) 1993-04-02 1993-04-02 Hydraulisches Umlaufsperrventil

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4310899B4 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3032411A1 (de) * 1980-08-28 1982-04-01 Backé, Wolfgang, Prof.Dr.-Ing., 5100 Aachen Vorrichtung zur stufenlosen drucksteuerung und druckbegrenzung
US4418709A (en) * 1981-11-19 1983-12-06 J. I. Case Company Unloading valve for hi-lo-hydraulic system
DE3401369C2 (de) * 1983-01-26 1988-05-19 Beringer-Hydraulik Gmbh, Neuheim, Zug, Ch
DE3723672A1 (de) * 1987-07-17 1989-01-26 Wessel Hydraulik Rueckschlagventil mit integriertem druckregelkolben
DE3739824A1 (de) * 1987-11-24 1989-06-08 Rexroth Mannesmann Gmbh Vorgesteuertes 3-wege-druckregelventil
SU1501003A1 (ru) * 1988-02-01 1989-08-15 Пензенский Политехнический Институт Комбинированный регул тор давлени

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3032411A1 (de) * 1980-08-28 1982-04-01 Backé, Wolfgang, Prof.Dr.-Ing., 5100 Aachen Vorrichtung zur stufenlosen drucksteuerung und druckbegrenzung
US4418709A (en) * 1981-11-19 1983-12-06 J. I. Case Company Unloading valve for hi-lo-hydraulic system
DE3401369C2 (de) * 1983-01-26 1988-05-19 Beringer-Hydraulik Gmbh, Neuheim, Zug, Ch
DE3723672A1 (de) * 1987-07-17 1989-01-26 Wessel Hydraulik Rueckschlagventil mit integriertem druckregelkolben
DE3739824A1 (de) * 1987-11-24 1989-06-08 Rexroth Mannesmann Gmbh Vorgesteuertes 3-wege-druckregelventil
SU1501003A1 (ru) * 1988-02-01 1989-08-15 Пензенский Политехнический Институт Комбинированный регул тор давлени

Also Published As

Publication number Publication date
DE4310899A1 (de) 1994-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005000662T2 (de) Einspritzventil einer Brennkraftmaschine
DE102015016902A1 (de) Ventilkäfig zum Aufnehmen eines Ventilglieds und Verfahren zum Betätigen eines Stellventils mit einem Ventilkäfig und einem Ventilglied
WO1987006318A1 (en) Check valve
DE102005022275A1 (de) Hydraulische Steueranordnung
DE4440182C2 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1801473A2 (de) Hydraulikventil
DE19603799C2 (de) Drucksteuerventil
EP1611358A1 (de) Stetig verstellbares wegeventil
DE102014017801A1 (de) Druckbegrenzungsventil
EP1452744B1 (de) Hydraulische Steueranordnung
EP1187984A1 (de) Steuerventil sowie mit einem solchen steuerventil versehenes kraftstoff-einspritzventil
DE19725944C1 (de) Hydraulische Zahnstangenlenkung
EP0631074A1 (de) Druckbegrenzungsventil
DE3011196C2 (de)
DE4310899B4 (de) Hydraulisches Umlaufsperrventil
DE19804752A1 (de) Sitzventil
DE3507866C2 (de)
DE2254263A1 (de) Sicherheitsventil
EP2337980B1 (de) Wegeventil
DE102006050033A1 (de) Injektor, insbesondere Common-Rail-Injektor
DE19725474B4 (de) Mengenregelventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem
DE102005023179B3 (de) Einspritzventil mit einem erhöhten Druck im Ablaufraum
DE102006035175B4 (de) Pneumatikventil mit schneller Rückstellung
DE19536725C2 (de) Vorgesteuertes Druckabschaltventil
DE10341356B4 (de) Vorspannventil mit zumindest zwei Schaltstufen sowie hydraulische Betätigungsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CLAAS KGAA, 33428 HARSEWINKEL, DE

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CLAAS KGAA MBH, 33428 HARSEWINKEL, DE

8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licenses declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee