EP0893607B1

EP0893607B1 - Magnetbetätigtes Ablassventil

Info

Publication number: EP0893607B1
Application number: EP98108825A
Authority: EP
Inventors: Martin Heusser
Original assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 2003-04-16
Anticipated expiration: 2018-05-14
Also published as: DE59807932D1; EP0893607A1; DE29713293U1

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetbetätigtes Ablassventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem Datenblatt D 7490/1 der Fa. Heilmeier & Weinlein, März 1996, sind Magnet-Sitzventile (Typen EM 11 bis 31) bekannt, die in der Schließstellung leckölfrei sind. Diese Ablassventile sind kostengünstig und funktionssicher, jedoch als reine Schwarz/Weiß-Ventile nicht in der Lage, eine deutliche Rampenfunktion zu steuern, d.h. die Durchflussmenge hubabhängig und druckunabhängig zu regeln. Speziell in Hubmodulen für Hubstapler wird eine Rampenfunktion benötigt, die bei Verwendung dieser bekannten Ablassventile, beispielsweise auf elektronischem Weg, mit beträchtlichem Aufwand herbeigeführt wird, um die Notwendigkeit eines teuren und aufwendigen Zweiwege-Stromreglers zu umgehen, der auch nicht leckagefrei dicht wäre.

Um bei diesem Sitzventiltyp auf hydraulischem Weg eine Rampenfunktion zu erreichen, ist es aus DE-U-29 61 7922 bekannt, die zwischen dem Vorsteuerventil und dem Magneten vorgesehene Feder als harte Feder mit steiler Kennlinie auszubilden, zwischen dem Sitz-Schließelement und dem Hauptventilsitz eine hubabhängige Mengeneinstellvorrichtung vorzusehen, und das Vorsteuerventil zu modifizieren. Allerdings ist die Rampenfunktion nicht lastdruckunabhängig.

Bei einem aus EP-A-0 291 140, Fig. 3, bekannten Ablass-Regelventil ist stromab des Hauptventilsitzes im Strömungsweg zum Ablassanschluss ein Differenzdruck-Generator mit einer doppelt konischen Scheibe angeordnet, die vom Ablassdruck und einer Feder gegen den Druck stromab des Hauptventilsitzes in einen glockenförmigen Hohlraum drückbar ist, um über eine variable Drosselöffnung eine Stromdrosselung vorzunehmen. Die Scheibe ist über eine Zugfeder mit dem Schließglied des Vorsteuerventils mechanisch gekoppelt Differenzdruckabhängige Positionsänderungen der Scheibe variieren auf mechanischem Weg die Betätigungskraft des Vorsteuerventils, um die in den Ablassanschluss abströmende Menge über das Hauptventil zu regeln.

Bei einer aus EP-A-0 548 513 bekannten Steuervorrichtung wirkt das Schließglied des Vorsteuerventils auch als verstellbare Steuerdruckmittel-Drossel, deren Verstellbewegungen vom Hub des Sitz-Schließelements des Hauptventils abgeleitet werden, das sich in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen dem Lastdruck und dem vom Vorsteuerventil eingestellten Schließdruck des Hauptventils relativ zum Schließglied des Vorsteuerventils bewegt. Die in den Ablassanschluss abströmende Menge wird über das Hauptventil geregelt. Der jeweilige Lastdruck wird nicht direkt berücksichtigt, sondern mittelbar über eine Drossel zwischen dem L'astdruckanschluss und der Steuerkammer des Sitz-Schließelementes des Hauptventils. Die Drosselwirkung variiert jedoch mit Variationen des Lastdrucks.

Bei einer aus DE-A-35 37 760 bekannten Steuervorrichtung ist das Vorsteuerventil mit einem Steuerschieber ausgestaltet, der in der Schließstellung des Hauptventils eine leckagefreie Absperrstellung einnimmt. Der Steuerschieber betätigt eine verstellbare Schieberblende im Steuerdruckmittelstrom zum Ablassanschluss, um die Steuerdruckmittelrate auf den Wert zu regeln, der genau der eingestellten Kraft des Proportionalmagneten entspricht, der den Steuerschieber verstellt. Variationen des Lastdrucks erforderten jedoch auch Variationen der Steuerdruckmittelrate, um eine einwandfreie Lastunabhängigkeit zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein baulich einfaches, kleinbauendes magnetbetätiges Ablassventil der aus DE-U-29 61 7922 bekannten Bauweise so zu verbessern, daß die Rampenfunktion lastdruckunabhängig ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.

Die baulich einfache Kombination des Schwarz/Weiß-Ablassventils mit der im Hauptströmungsweg vom Hauptventilsitz zum Ablassanschluss platzierte Druckwaage führt zur Lastdruck-Unabhängigkeit, so dass ein echter Zweiwege-Stromregler entsteht, der klein baut und kostengünstig ist. Die in der Druckwaage vorgesehene Sitzventilfunktion stellt in Kombination mit der Sitzventilfunktion im Hauptventil und im Vorsteuerventil sicher, dass das Ablassventil in der Schließstellung leckölfrei dicht ist Denn der Lastdruck wird im Hauptventil und im Vorsteuerventil leckölfrei abgesperrt, und zusätzlich auch in der mittels der Sitzventilfunktion dann funktionsios gemachten Druckwaage. Beim Regelspiel der Druckwaage ist die Sitzventilfunktion eliminiert. In einem Hubstapler hat das Ablassventil den Vorteil, die Rampenfunktion lastdruckunabhängig steuern zu können, und zwar entweder mit einem Proportionalmagneten oder sogar mit einem herkömmlichen, in seiner Kennlinie an eine steile Federkennlinie angepassten Magneten. Auch bei einer langen Betriebspause wird eine gehobene Last oder eine unter Last stehende Komponente des Hubstaplers gehalten. Es wird sozusagen der gemäß DE-U-29 61 7922 vorgenommene Kunstgriff, ein Schwarz/Weiß-Ablassventil durch Verwendung einer harten Feder und eine spezielle Gestaltung des Hauptsitzventils zu einer Rampenfunktion zu bringen, gewinnbringend ergänzt durch die Druckwaage, um die Mengenregelung lastdruckunabhängig zu machen, und in der Druckwaage in deren Schließstellung Leckage zu verhindern. Dies lässt sich mit geringem baulichen Aufwand und einfachen Komponenten bewerkstelligen, und führt zu kleiner Baugröße des Ablassventils, das besonders für einfache Hubstapler zweckmäßig ist Dabei ist für die Druckwaage nur eine das Schwarz/Weiß-Ventilkonzept nur unwesentlich beeinflussende Modifikation erforderlich. Der stromab des Hauptventils eingestellte Druck wird auf eine Seite der Druckwaage und der Lastdruck wird auf die anderen Seite der Druckwaage gebracht, an der die Sitzventilfunktion zum leckölfreien Absperren vorgesehen ist. Das Ablassventil lässt sich im gleichen Einbauraum unterbringen wie ein herkömmliches Schwarz/Weiß-Ablassventil.

Gemäß Anspruch 2 arbeitet der Kolben der Druckwaage mit seinem Regelende bis auf eine Drosselöffnung oder eine Steuerkerbe schieberdicht mit der Abströmöffnung zusammen. Die Drosselöffnung bzw. die Steuerkerbe gewährleistet u.a. das ordnungsgemäße Schließen des Hauptventils und kann auch bei der Mengenregelung benutzt werden.

Gemäß Anspruch 3 sind die beidseitigen Beaufschlagungsflächen des Kolbens gleich groß.

Gemäß Anspruch 4 ist in der Absperrstellung des Kolbens eine positive Überdeckung vorhanden, die aber nur schieberdicht zu sein braucht

Baulich einfach wird der Kolben gemäß Anspruch 5 in direkter Verlängerung des Hauptventilsitzes angeordnet.

Gemäß Anspruch 6 wird eine zur Ausbildung des Hauptventilsitzes vorgesehene Hülse verlängert, um die Bohrung für den Kolben und den Ventilsitz für die zusätzliche Sitzfunktion unterzubringen. Der den Lastdruck auf eine Seite der Druckwaage bringende Verbindungskanal kann in der Hülse vorgesehen sein. Es ist aber auch denkbar, den Lastdruck auf andere Weise zu dieser Seite der Druckwaage zu bringen.

Gemäß Anspruch 7 enthält die Hülse den Hauptventilsitz und die Drossel, über welche das Vorsteuerventil die Öffnungs- und Schließbewegungen des Hauptventils steuert. Zweckmäßigerweise ist diese Drossel kleiner als oder höchstens so groß wie der Durchgang des Vorsteuerventils, wobei der Durchgang des Vorsteuerventils zweckmäßigerweise höchstens die Größe einer Bohrung mit einem Durchmesser von 0,6 mm aufweist.

Gemäß den Ansprüchen 8 und 9 kann die Feder der Druckwaage alternativ den Kolben außen umgeben oder innen im Kolben untergebracht sein, im letztgenannten Fall zur Verminderung der Baugröße.

Gemäß Anspruch 10 ist das Hauptventil mit einer Mengeneinstellvorrichtung versehen, mit der das Schwarz/Weiß-Ventil mit der Druckwaage lastdruckunabhängig und ähnlich einem Regelventil arbeitet.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert Es zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch ein Ablassventil, das bei stromlosem Magneten leckagefrel dicht absperrt,
Fig. 2: eine andere Ausführungsform eines Ablassventils, das bei stromlosem Magneten leckagefrei absperrt,
Fig. 3: eine weitere Ausführungsform eines Ablassventils in einem Längsschnitt, wobei das Ablassventil bei stromlosem Magneten frei durchgängig und in der Schließstellung leckagefrei dicht ist,
Fig. 4 + 5: schematische Blockschaltbild-Darstellungen der Ausführungsformen des Ablassventils der Fig. 1 und 3, und
Fig. 6: ein Diagramm (Stromstärke bzw. Druck über der Menge) zum Ansprechverhalten des Ablassventils.

Ein Ablassventil A in Fig. 1 ist als Zweiwege-Stromregler Z ausgelegt und weist zwischen einer Leitung 2, die den zu steuernden Druck P bzw. eine zu regelnde Menge führt, und einer zu einem Tank T führenden Ablassleitung 3 ein als Sitzventil ausgebildetes Hauptventil H auf. In einem als Einschraubeinsatz ausgebildeten Gehäuse 4 ist ein Magnet M, zweckmäßigerweise Proportionalmagnet oder ein in seiner Kennlinie modifizierter einfacher Schaltmagnet für ein im Hauptventil H angeordnetes Vorsteuerventil V angeordnet, mit welchem das Hauptventil H betätigt wird. Ferner ist, zweckmäßigerweise stromab des Hauptventils H, eine Druckwaage W vorgesehen.

Im Magneten M sind ein stationärer Teil 6 und ein bei Strombeaufschlagung einer Magnetspule 8 nach oben verstellbarer Magnetanker 7 enthalten. Eine am Teil 6 abgestützte harte Feder 9 mit steiler Kennlinie beaufschlagt einen Strößel 10, dessen beispielsweise kegeliges Ende ein Schließglied 11 für das Vorsteuerventil V bildet und mit einem Ventilsitz eines Durchgangs 14 in einem Sitz-Schließelement 13 des Hauptventils H zusammenarbeitet. Das Vorsteuerventil V ist ein Sitzventil, das in seiner Schließstellung leckagefrei dicht ist. Das Vorsteuerventil V überwacht die Verbindung zwischen einer mit einem Steuerdruck beaufschlagbaren Steuerkammer 12 und der Abströmleitung 3. Zwischen der Steuerkammer 12 und der Leitung 2 ist eine Drossel D vorgesehen. Das Sitz-Schließelement 13 des Hauptventils H besitzt eine kegelige oder ballige Dichtfläche 15, die mit einem Hauptventilsitz 17 zusammenarbeitet, der wie die Drossel D in einer in die Leitung 3 eingesetzten Hülse 5 angeordnet ist. Die Hülse 5 ist mit dem Gehäuse 4 verschraubt.

Die Beaufschlagungsfläche des Sitz-Schließelementes 13 in der Steuerkammer 12 ist größer als der Querschnitt des Hauptventilsitzes 17 des Hauptventils H. Stromab des Hauptventilsitzes 17 ist ein Bohrungsabschnitt 18 vorgesehen, der mit einem Ringflansch 16 des Sitz-Schließelementes 13 eine Mengeneinstellvorrichtung bildet. Der Ringflansch 16 ist im Anschluß an die Dichtfläche 15 des Sitz-Schließelementes 13 vorgesehen, derart, daß bei geschlossenem Hauptventil H der Ringflansch 16 in den Bohrungsabschnitt 18 eintaucht. In der Schließstellung ist das Hauptventil H leckagefrei dicht.

Der Bohrungsabschnitt 18 wird in Fig. 1 verlängert durch eine Bohrung 19, von der seitliche Abströmöffnungen 20 (in Form von Blendenschlitzen oder Blendenbohrungen) zur Leitung 3 führen. In der Bohrung 19 ist ein Kolben K der Druckwaage B nach Art eines Schiebers geführt. Dieser weist dem Hauptventil H zugewandt ein Regelende 21 und dem Hauptventil H abgewandt eine kegelige oder ballige Dichtfläche 23 auf, welche mit einem Sitz 22 in der Hülse 5 mit einer Sitzventilfunktion (leckölfrei dicht) zusammenwirkt, wenn sich der Kolben K der Druckwaage W in der in Fig. 1 gezeigten Absperrstellung befindet, in der sein Regelende 21 z.B. mit einer positiven Überdeckung U die Abströmöffnungen 20 absperrt. Die Sitzventilfunktion des Kolbens K der Druckwaage W ist mit S angedeutet. Ein unteres Ende 24 des Kolbens K befindet sich in einer Kammer 28, die über einen Kanal 27 mit der Leitung 2 verbunden ist.

Das Ende 24 wird durch eine Feder 25 in Fig. 1 nach unten beaufschlagt, wobei sich die Feder 25 in der Hülse 5 abstützt. Die Feder 25 umgibt den Kolben K außen.

In der Steuerkammer 12 kann eine schwache Schließfeder 29 für das Sitz-Schließelement 13 vorgesehen sein. Am Regelende 21 kann eine Steuerkerbe oder -fase F vorgesehen sein, die einen vorbestimmten, kleinen Abströmquerschnitt zur Abströmöffnung 20 auch in der Absperrstellung des Kolbens K offen läßt.

Da bei stromlosem Magneten M die Feder 9 das Vorsteuerventil V geschlossen hält und die Beaufschlagungsfläche des Sitz-Schließelementes 13 in der Steuerkammer 12 größer ist als die Querschnittsfläche des Hauptventilsitzes 17, wird bei stromlosem Magneten das Hauptventil H geschlossen gehalten. Da das Vorsteuerventil V und das Hauptventil H in ihren Schließstellungen leckagefrei dicht sind, wird auch der Kolben K der Druckwaage W in seiner Absperrstellung gehalten und liegt die Dichtfläche 23 am Sitz 22 an, so daß auch die Kammer 28 leckagefrei abgesperrt wird. In der Schließstellung (in Fig. 1 bei stromlosem Magneten) ist das Ablaßventil somit leckagefrei dicht.

Wird die Spule 8 des Magneten M mit Strom einer bestimmten Stromstärke beaufschlagt, dann zieht der Magnetanker 7 den Stößel 10 gegen die Kraft der Feder 9 nach oben. Das Vorsteuerventil V wird geöffnet. Der Steuerdruck in der Steuerkammer 12 verändert sich über den Durchgang 14 auf vorbestimmte Weise. Der Druck in der Leitung 2 hebt bei entsprechendem Abfall des Steuerdrucks das Sitz-Schließelement 13 vom Hauptventilsitz H ab, wobei aufgrund eines langsamen Ansprechverhaltens und der Mengeneinstellvorrichtung im Hauptventil H der Druck P in der Leitung 2 nicht schlagartig entlastet wird, sondern mit einer vorbestimmten Rampenfunktion. Die Menge würde allerdings ohne Druckwaage W in Abhängigkeit von der Höhe des Druckes P variieren. Um eine druckunabhängige Steuerung zu erzielen, wirkt der Kolben K der Druckwaage druckkompensierend und blendenartig mit den Abströmöffnungen 20 zusammen, wobei er seine Absperrstellung aufgibt, sobald der Druck stromab des Hauptventilsitzes auf einen Wert angewachsen ist, der dem in der Kammer 28 herrschenden Druck P abzüglich der Kraft der Feder 25 entspricht. Dank der Druckwaage W erfolgt die Mengenregelung dann druckunabhängig, wobei beim Regelspiel des Kolbens K die Sitzventilfunktion S zwischen der Dichtfläche 23 und dem Dichtsitz 22 aufgehoben ist. Die Druckwaage hält die Druckdifferenz entsprechend der Stromstärke konstant. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Feder 9 eine harte Feder mit steiler Kennlinie ist, daß im Hauptventil H die Mengeneinstellvorrichtung vorhanden ist, und daß der Durchgang 14 des Vorsteuerventils relativ klein ist, beispielsweise nicht größer als eine Bohrung mit 0,6 mm Durchmesser. Die Drossel D ist auf den Durchgangsquerschnitt des Durchganges 14 derart abgestimmt, daß sie maximal gleich groß ist.

Wird die Bestromung der Spule 8 verringert, dann erhöht das Vorsteuerventil V erneut den Steuerdruck in der Steuerkammer 12, so daß das Hauptventil H den Durchgang mengeneinstellend verkleinert, wobei die Druckwaage W weiterhin für die Druckunabhängigkeit sorgt.

Wird die Bestromung der Spule 8 vollständig aufgehoben, dann schließt die Feder 9 das Vorsteuerventil V. Der Steuerdruck in der Steuerkammer 12 drückt das Sitz-Schließelement 13 auf den Hauptventilsitz H. Der Druck P in der Kammer 28 schiebt den Kolben K in seine Absperrstellung. Das Vorsteuerventil, das Hauptventil H und die auf dem Dichtsitz 22 aufsitzende Dichtfläche 23 stellen die gewünschte leckagefreie Dichtheit her. Der Druck P wird gehalten.

Das Ablaßventil A wird beispielsweise in einem Hubmodul eines Hubstaplers (oder für einen Kipper) verwendet, bei dem ein mit dem Druck P beaufschlagbarer Verbraucher gegen eine Last arbeitet, um diese mit vorbestimmter und durch die Bestromung des Magneten M eingestellter Geschwindigkeit zu bewegen und in der Schließstellung zu halten. Das Ablaßventil A befindet sich im Hubmodul zwischen der Beaufschlagungsleitung des Verbrauchers und dem Tank (s. DE-A-42 39 321) und kann zur Hebe- und Senksteuerung oder nur zur Senksteuerung eingesetzt werden. Ist das Ablaßventil A bei stromlosem Magneten M geschlossen, so läßt es sich beispielsweise zur Senksteuerung verwenden, um eine Last druckunabhängig zu senken, die zuvor beispielsweise durch Steuerung der Pumpe gehoben wurde. Zum Senken wird bei abgetrennter Pumpe die Geschwindigkeit der Senkbewegung durch die über das Ablaßventil A abströmende Menge gesteuert, und zwar im vorliegenden Fall unabhängig vom jeweils herrschenden Druck P.

In Fig. 2 ist das Ablaßventil A mit gleicher Funktion wie in Fig. 1 (Zweiwege-Stromregler Z) hinsichtlich der Druckwaage W gegenüber Fig. 1 modifiziert. Und zwar ist der Kolben K ein Topfkolben und ist die Feder 25 innen in dem Topfkolben derart angeordnet, daß sie sich mit ihrem unteren Ende am Kolben K und mit ihrem oberen Ende . an einem Anschlag 32 abstützt, der an einem Stift 31 angeordnet ist, welcher sich im Kolben K verschieben läßt. Der Anschlag 32 kann sich in der Bohrung 19 an einem Übergang zum im Durchmesser kleinerem Bohrungsabschnitt 18 in Druckrichtung nach oben abstützen. Der Kolben K hat dadurch z.B. eine größere Beaufschlagungsfläche als den Querschnitt des Hauptventilsitzes 17. Anstelle der Steuerkerbe F von Fig. 1 ist im Kolben K der Fig. 2 wenigstens eine Drosselföffnung F' zur Abströmöffung 20 vorgesehen. Der Federraum des Kolbens K ist mit 30 angedeutet.

In Fig. 3 ist das als Zweiwege-Stromregler arbeitende Ablaßventil A, das im Aufbau der Ausführungsform der Fig. 1 gleicht, so ausgelegt, daß bei stromlosem Magneten M die Verbindung zwischen der Leitung 2 und der Abströmleitung 3 offen ist. Der stationäre Teil 6 des Magneten M ist unterhalb des nach unten verschiebbaren Ankers 7 angeordnet. Die harte Feder 9 mit steiler Kennlinie stützt sich unten im Teil 6 ab und beaufschlagt den Stößel 10 und damit den Anker 7 nach oben, so daß bei stromlosem Magneten M das Vorsteuerventil V geöffnet und das Sitz-Schließelement 13 des Hauptventils H vom Hauptventilsitz 17 abgehoben ist. Der Kolben K der Druckwaage wird bei offenem Hauptventil H aus der gezeigten Absperrstellung nach unten verschoben, um den Strömungsweg freizugeben.

In einem Hubstapler kann das Ablaßventil A von Fig. 3 z.B. zur Hebe- und Senksteuerung eingesetzt werden. Bei eingeschalteter Pumpe strömt das Druckmittel über das offene Ablaßventil A ab. Mit zunehmender Bestromung des Magneten M wird das Hauptventil H geschlossen und werden der Druck P und die Menge für den Verbraucher entsprechend der Bestromung gesteigert, wobei die Druckwaage W für die Druckunabhängigkeit der Mengenregelung sorgt. Bei voller Bestromung und geschlossenem Hauptventil H wird die gesamte verfügbare Menge zum Verbraucher geführt. Ist die Last anzuhalten, werden die Versorgungspumpe abgeschaltet und der Lastdruck leckagefrei gehalten. Die Senksteuerung erfolgt unter Verminderung der Bestromung des Magneten M durch Regeln der Menge, die dank der Druckwaage W lastdruckunabhängig zum Tank T abströmt. In Fig. 3 könnte die Feder 25 des Kolbens K wie in Fig. 2 im Inneren des Kolbens angeordnet sein. Außerdem ist der Kolben K ohne Fase oder Kerbe ausgebildet.

Fig. 4 verdeutlicht in symbolischer Darstellung das Ablaßventil A als Zweiwege-Stromregler in der Auslegung gemäß den Fig. 1 und 2, d.h. ohne Bestromung des Magneten M geschlossen. Das Vorsteuerventil V ist der Einfachheit halber in Fig. 4 nicht dargestellt. Dank der Sitzventilfunktion im Hauptventil H und der Sitzventilfunktion S der Druckwaage A in der Absperrstellung des Kolbens K wird der Druck P leckagefrei gehalten, obwohl die Druckwaage W für die saubere Regelung nur schieberdicht zu sein braucht.

In Fig. 5 ist das Ablaßventil A als Zweiwege-Stromregler Z entsprechend der Ausführungsform der Fig. 3 symbolhaft dargestellt, d.h., stromlos offen. Die Sitzventilfunktion im Hauptventil H ist wie auch die Sitzventilfunktion S der Druckwaage P (die Dichtfläche 23 ist vom Sitz 22 abgehoben) dann nicht gegeben. Hingegen ist bei voller Bestromung des Magneten M leckagefreie Dichtheit im Hauptventil H und bei der Druckwaage W gegeben, da das Hauptventil H den Druck P leckagefrei absperrt und die Sitzventilfunktion S der Druckwaage W zum Tragen kommt

Fig. 6 verdeutlicht in einem Diagramm zur Stromstärke I über der Menge Q mit der ausgezogenen Kurve P, wie die Menge Q unabhängig vom Druck P nur über die Stromstärke I geregelt wird, und zwar entweder die Menge, die zum Verbraucher strömt oder die Menge, die aus dem Verbraucher abströmt. Die gestrichelten Kurven P' und P" deuten an, wie das Ablaßventil A ohne die dem Hauptventil direkt zugeordnete und stromab des Hauptventils angeordnete Druckwaage die Menge Q nur druckabhängig einstellen könnte. Dies bedeutete, daß bei einer bestimmten Stromstärke I die Menge Q bei niedrigerem Druck P' kleiner wäre als bei der gleichen Stromstärke I und höherem Druck P", und auch, daß trotz gleicher Stromstärke unterschiedliche Geschwindigkeiten aufträten. Die ausgezogen gezeichnete Kurve P verdeutlich hingegen, daß die Menge Q und damit die Geschwindigkeit des Verbrauchers druckunabhängig mit der Stromstärke I gesteuert werden.

Im Kern wird aus einem leckagedichten Schwarz/Weiß-Ventilkonzept mit geringfügigen Modifikationen und einer Druckwaage mit Sitzventilfunktion ein vollwertiger Zweiwege-Stromregler gebildet, der kostengünstig und kompakt ist.

Claims

Magnetbetätigtes Ablassventil (A) zwischen einem Lastdruckanschluss (P) und einem Anschluss (T), insbesondere für ein Hubmodul eines Hubstaplers, mit einem Hauptventil (H) aus einem Hauptventilsitz (17) und einem zugeordneten Sitz-Schließelement (13), das in Schließrichtung von einem veränderbaren Unterschied zwischen dem Ablassdruck und einem vom Lastdruck abgeleiteten Steuerdruck beaufschlagbar ist, und mit einem durch den Magneten (M) betätigbaren Vorsteuerventil (V) für den Steuerdruck, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Hauptventilsitzes (17) im Strömungsweg zum Ablassanschluss (T) eine Druckwaage (W) angeordnet ist, die mit dem Hauptventil (H) einen lastdruckunabhängigen Zweiwege-Stromregler (Z) bildet, dass in der Druckwaage (W) ein Kolben (K) vorgesehen ist, der in einer Bohrung (19) schieberartig aus einer wenigstens eine seitliche Abströmöffnung (20) zum Ablassanschluss (T) verschließenden Sperrstellung durch den Druck stromab des Hauptventilsitzes (17) und stromab des Vorsteuerventils (V) und von einer Feder (25) bis zur Freigabe der Abströmöffnung (20) und in entgegengesetzter Richtung zur Sperrstellung vom Lastdruck (P) verschiebbar ist, und dass der Kolben (K) zum Absichern des Lastdrucks in der Sperrstellung eine Dichtfläche (23) aufweist, die in Schließstellung des Hauptventils (H) leckagefrei dicht auf einen stationären Hilfsventilsitz (22) aufsetzbar ist.
Magnetbetätigtes Ablassventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (K) wenigstens eine Drosselöffnung (F') oder eine Steuerkerbe (F) aufweist, die in der Absperrstellung eine gedrosselte Verbindung vom Vorsteuerventil (V) zur Abströmöffnung (20) bildet.
Magnetbetätigtes Ablassventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiderseitigen Beaufschlagungsflächen des Kolbens (K) für den Lastdruck (P) und den Druck stromab des Hauptventilsitzes (17) gleich groß sind.
Magnetbetätigtes Ablassventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (K) in der Absperrstellung die Abströmöffnung (20) mit positiver Überdeckung (U) abdeckt.
Magnetbetätigtes Ablassventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (K) in direkter Verlängerung des Hauptventilsitzes (17) angeordnet ist und mit einem Regelende (21) zum Hauptventilsitz (17) weist
Magnetbetätigtes Ablassventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (19) für den Kolben (K) in einer Hülse (5) ausgebildet ist, in der die Abströmöffnung (20), eine durch den Kolben (K) begrenzte Druckkammer (28) ein Verbindungskanal (27) vom Lastdruckanschluss (2) zur Druckkammer (28), und zwischen der Druckkammer (28) und der Bohrung (19) der Hilfsventilsitz (22) angeordnet sind.
Magnetbetätigtes Ablassventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hülse (5) der Hauptventilsitz (17) und eine wirkungsmäßig zwischen dem Lastdruckanschluss (2) und dem Vorsteuerventil (V) eingeordnete Drossel (D) vorgesehen sind.
Magnetbetätigtes Ablassventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) des Kolbens (K) in der Druckkammer (28) zwischen einem Widerlager in der Hülse (5) und einem Anschlag am Kolben (K) angeordnet ist und den Kolben (K) außen umgibt.
Magnetbetätigtes Ablassventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) des Kolbens (K) innen im Kolben (K) zwischen einem Anschlag im Kolben und einem an der Hülse (5) abgestützten Widerlager (32) angeordnet ist.
Magnetbetätigtes Ablassventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitz-Schließelement (13) an seinem in der Schließstellung durch den Hauptventilsitz ragenden Ende mit einem Ringflansch (16) ausgebildet ist, der mit einem Bohrungsabschnitt (18) stromab des Hauptventilsitzes (17) eine hubabhängige Mengeneinstellvorrichtung bildet.