EP1063431B1 - Hydraulisches Lasthalteventil - Google Patents

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Publication number
EP1063431B1
EP1063431B1 EP00106242A EP00106242A EP1063431B1 EP 1063431 B1 EP1063431 B1 EP 1063431B1 EP 00106242 A EP00106242 A EP 00106242A EP 00106242 A EP00106242 A EP 00106242A EP 1063431 B1 EP1063431 B1 EP 1063431B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
load
closing element
seat
shock
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 - Lifetime
Application number
EP00106242A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1063431A1 (de
Inventor
Martin Dipl-Ing Heusser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
Original Assignee
Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
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 Hawe Hydraulik GmbH and Co KG filed Critical Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
Publication of EP1063431A1 publication Critical patent/EP1063431A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1063431B1 publication Critical patent/EP1063431B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/01—Locking-valves or other detent i.e. load-holding devices

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic load holding valve in the preamble of the claim 1 specified Art.
  • the main closing element is integrally connected to the control piston in order to make do with few parts, and to be able to control a stroke-dependent quantity control function (ramp function), in which the response movements cause the control pistons to slow down Assist.
  • a shock valve function is desirable in order to Pressure surge on the side of the pressure to be held for the system by an open movement to send or to dampen.
  • the one with the main closing element connected control piston mechanically causes the shock reaction of the Main closing element is delayed, there are undesirably high shock function pressure values, for example at a working pressure of around 200 bar at top values of around 350 bar.
  • Load control valves previously used according to DE-A-255 90 29 have an acceptable one Shock function because the main closing element is structurally connected to the control piston is separated and these two components only cooperate via a sealed plunger. However, this results in a multi-part and expensive construction. You can also no quantity control via the opening stroke of the main closing element, because the main closing element only from the pressure and the fluid dynamic Forces against the control spring is adjusted and thereby quickly releases the valve seat.
  • the invention has for its object a hydraulic load holding valve with flow control function to create that is structurally simple, and despite the quantity control function a fast responding shock function for moderate shock function pressure peaks he brings.
  • the separate shock valve bypasses the valve seat and not with the control piston connected, it responds so quickly that in the event of a shock a working pressure of approx. 200 bar only a moderate pressure peak of 240 bar arises.
  • the advantage of the simple construction of the with the control piston connected main locking element is retained. As a result of this design can be a stroke-dependent during the opening movement of the main closing element Control quantity control in which the pilot piston thanks to its escapement helps without delaying the shock function.
  • the shock valve or its closing element expediently simultaneously forms the spring force receiving body, to avoid lateral forces on the main locking element and on the shock valve closing element is important.
  • the shock valve is a check valve in the valve seat for that Main closing element bypass channel.
  • the main closing element needs the channel, e.g. a simple axial bore.
  • the closing element of the shock valve is also the spring force receiving body. In this way, compared to the known load holding valve mentioned at the beginning only very minor modifications of the proven and cost-effective construction principle required.
  • the closing member of the shock valve can be a simple ball while the seat of the shock valve directly from the mouth of the axial bore in the main closing element is formed.
  • Receiving quantity control is the quantity control channel in the tried and tested way molded in the stem with the valve seat for the main closing element interacts in a quantity-regulating manner, e.g. if which is for the load holding function important leak-free seat surface of the main closing element from the valve seat is lifted off.
  • the diameter of the stem and thus the diameter of the valve seat should expediently be larger than the diameter of the control piston.
  • the difference area becomes an opening force component for the main closing element derived, which supports the control piston.
  • the valve seat separates the first and second chambers between them in a structurally simple manner the seat pressed onto the valve seat creates freedom from leakage.
  • the circular washer is expediently guided on the shaft.
  • the quantity control channel at least one control slot worked into the shaft from the outside be one depending on the opening stroke of the main closing element releases precisely predeterminable cross-section and regulates the quantity.
  • Another One possibility is to provide a cavity in the shaft to which the lead first chamber inlet openings, and at which below the seat of the Main closing element work together with the valve seat.
  • the Exhaust openings should have opening sizes that vary depending on the stroke in order to Exactly how the flow cross-section is released depending on the stroke can predict.
  • the cavity is particularly useful at the same time the channel of the shock valve, which means the structural conditions that are provided anyway used in the main closing element for the shock function, namely the cavity and the inlets leading from the first chamber to the cavity.
  • valve seat and the main closing element or the control piston are expedient made of steel to small dimensions for long service life and high pressures to enable the load holding valve.
  • shock occurs when the one picked up by the load holding valve Load pressure is subjected to pressure increases due to external influences that it to dismantle or dampen quickly.
  • the shock valve opens when the pressure increases uncontrolled, i.e. pressure dependent, and can reduce the pressure increase or dampen, but do not use the control piston to open the load holding valve the shut-off position is adjusted.
  • This shock function is a desirable safety aspect for load holding valves and requires that the shock valve through the load pressure to be maintained is loaded in the opening direction, as is also the case if necessary the load holding valve itself.
  • a consumer V e.g. a hydraulic cylinder
  • a working line 1 adjustable against a load F The working line 1 has two line sections 1a and 1b, between which a load holding valve L is arranged.
  • a load holding valve L To adjust the Consumer V against the load F is the load holding valve L by a spring 17 loaded check valve R in a line loop 1c in the flow direction bypassable from directional control valve W to consumer V. It becomes the check valve R structurally integrated in the load holding valve L or arranged separately from it.
  • a main closing element H by a preferably adjustable Spring 3 is applied in the direction of the shut-off position shown.
  • a hydraulic one Control 4 is provided via a control line 5 with a variable control pressure is acted upon.
  • a pilot line 2 from the line section 1b branches off the main closing element is furthermore subjected to the load pressure in the opening direction acted upon from the shut-off position.
  • the control pressure in the control line 5 is generated and changed in a selectable manner.
  • the consumer V is a hydraulic cylinder that can be acted on from both sides or hydraulic motor (not shown)
  • the control pressure in one Control line 5 derived from the other working line, not shown in Fig. 1 be there to move the consumer V, for example under the load, on the Piston rod side of the piston pressure must be built up from which this Control pressure is derived.
  • the symbolic double lines of the load holding valve L indicate that this Load holding valve L has a flow control function. This means that when you open the Load holding valve from the shut-off position and a ramp function when closing the amount of pressure medium can be controlled, which is dependent on the stroke of the main closing element H. Furthermore, a shock valve S is contained in the load holding valve L.
  • the check valve R blocks and also blocks this Load holding valve L in the outflow direction. Both valves L, R can be designed as seat valves and are leak-free in their shut-off positions. The load F is held.
  • control line 5 which is the Main closing element H from the shut-off position shown regulating the quantity into one , Adjusted the open position, namely against the force of the spring 3, so that the pressure medium from line section 1b via load holding valve L, line section 1a and the directional control valve W can flow out.
  • the speed of movement the load F depends on the level of the control pressure or the setting of the spring 3.
  • the load pressure in line section 1b supports via pilot line 2 the control function in the load holding valve. Thanks to the control function, a ramp function can be used control, i.e. the load F starts its lowering movement smoothly and holds, as soon as the pressure in the control line 5 is reduced again, without jerking.
  • the shock valve S responds to avoid critical pressure peaks for the system or to reduce or dampen the shock.
  • the response of the shock valve S can take place without control pressure in the control line 5 because the shock valve S responsive to the pressure difference between the line sections 1a and 1b.
  • the load holding valve L is arranged in a housing 6, for example the housing of the consumer, not shown in Fig. 2 may be.
  • the main closing element H consists of a head part 8, which has a conical seat 9 and thereupon has an essentially cylindrical shaft 10 which is in a Control piston 12 with a slightly smaller diameter than the shaft 10 ends.
  • a seal 13 is provided on the control piston 12, one with the control line 5 connected control chamber 7 of a first, with the line section 1b connected chamber K1 separates.
  • a disc-shaped insert e.g.
  • the Check valve R blocks in the flow direction from the first chamber K1 in the second chamber K2.
  • the flow control function of the load holding valve L is carried out by at least one flow control channel M controlled, the control slot formed in the shaft 10 in FIG. 2 11 is formed (expediently several such control slots 11 around the Circumference of the shaft) and from the first chamber K1 to just below the seat 9 extends.
  • the axial bore of the shock valve forming channel 24 S communicates with the control slot 11, so that when the Shock valve S without simultaneous opening movement of the main closing element H the closing member 22 lifts off the seat 23 and pressure medium flows out into the second chamber K2 leaves.
  • Thanks to the difference in diameter between the control piston 12 and the stem 10 or the valve seat 20 is from the pressure in the first chamber K1 an opening force component also at the main closing element H in the case of a load pressure shock effective.
  • the control piston 12 is integrally formed on dampens the opening movement, the main closing element H speaks to this load pressure shock only delayed or not for a short duration of the shock.
  • shock valve S bypassing the valve seat 20, for example, at limit a load pressure shock to around 240 bar at a load pressure of around 200 bar, because the shock valve S responds much faster than the load holding valve L.
  • the quantity control channel M is structurally different designed.
  • a cavity 27 is provided, to which over lead the circumference distributed inlets 26 (from the first chamber K1).
  • Below the Seat 9 is formed of a plurality of outlets 25 from the cavity 27, which for the Flow control function are needed.
  • the channel 24 of the shock valve is axial Blind bore formed which defines the cavity 27. This has manufacturing technology Benefits.
  • The, expediently with a slide or slide fit, in the Guide bore 19 guided, shaft 10 is in different axial distances from the seat 9 is formed with outlets 25 of different sizes. The closer to The outlets 25 lying on the seat surface 9 have smaller cross sections than the wider ones lying down. This means that depending on the opening stroke of the main closing element control a clean ramp function.
  • the closing member 22 of the shock valve S cooperates with the mouth of the channel 24 or the axial bore, the forms the seat 23 of the shock valve S.
  • the quantity control function could also be brought about by the shaft subsequently to the seat 9 a conical or gradually with a predetermined profile constricted contour.
  • the channel 24 of the Shock valve can be connected to the first chamber K1 in another way.
  • the main closing element H and the disc body 8 are expediently made of steel and are preferably hardened and in the cooperating areas ground.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Lasthalteventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Bei dem aus EP-A-0 902 194 bekannten Lasthalteventil ist das Haupt-Schließelement einstückig mit dem Aufsteuerkolben verbunden, um mit wenig Teilen auszukommen, und um eine hubabhängige Mengenregelfunktion (Rampenfunktion) steuern zu können, bei der der Ansprechbewegungen reibungsbedingt verzögernde Aufsteuerkolben assistiert. Bei Lasthalteventilen ist eine Schockventil-Funktion wünschenswert, um einen Druckstoß auf der Seite des zu haltenden Drucks für das System durch eine Offenbewegung zu schicken bzw. zu dämpfen. Da jedoch der mit dem Haupt-Schließelement verbundene Aufsteuerkolben mechanisch bedingt die Schock-Reaktion des Hauptschließelementes verzögert, kommt es zu unerwünscht hohen Schockfunktions-Druckwerten, beispielsweise bei einem Arbeitsdruck von rund 200 Bar zu Spitzenwerten von rund 350 Bar.
Die gleichen Nachteile gelten auch für das Lasthalteventil gemäß GB-A-22 05 385.
Früher übliche Lasthalteventile gemäß DE-A-255 90 29 haben eine akzeptable Schockfunktion, weil das Haupt-Schließelement baulich von dem Aufsteuerkolben getrennt ist und diese beiden Komponenten nur über einen abgedichteten Stößel kooperieren. Dies ergibt jedoch einen vielteiligen und teuren Aufbau. Femer lässt sich keine Mengenregelung über den Öffnungshub des Haupt-Schließelementes steuem, weil das Haupt-Schließelement nur vom Druck und den strömungsdynamischen Kräften gegen die Regelfeder verstellt wird und dabei den Ventilsitz schnell weit freigibt.
Weiterer Stand der Technik ist enthalten in DE-U-297 21 244; DE 196 08 801.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Lasthalteventil mit Mengenregelfunktion zu schaffen, das baulich einfach ist, und trotz der Mengenregelfunktion eine schnell ansprechende Schockfunktion für moderate Schockfunktions-Druckspitzen erbringt.
Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Da das separate Schockventil den Ventilsitz umgeht, und auch nicht mit dem Aufsteuerkolben verbunden ist, spricht es so schnell an, dass im Falle eines Schocks bei einem Arbeitsdruck von beispielsweise ca. 200 Bar nur eine moderate Druckspitze von 240 Bar entsteht. Der Vorteil des einfachen Aufbaus des mit dem Aufsteuerkolben verbundenen Haupt-Schließelementes bleibt beibehalten. Zufolge dieser Bauweise lässt sich bei der Öffnungsbewegung des Haupt-Schließelementes eine hubabhängige Mengenregelung steuern, bei der der Aufsteuerkolben dank seiner Hemmung mithilft, ohne die Schockfunktion zu verzögern.
Zweckmäßig bildet das Schockventil bzw. dessen Schließglied gleichzeitig den Federkraft-Aufnahmekörper, der zur Vermeidung seitlicher Kräfte am Haupt-Schließelement und am Schockventil-Schließelement wichtig ist.
Günstig ist das Schockventil ein Rückschlagventil in einem den Ventilsitz für das Hauptschließelement umgehenden Kanal. Als einzige nennenswerte bauliche Ergänzung benötigt das Haupt-Schließelement den Kanal, z.B. eine einfache Axialbohrung. Das Schließglied des Schockventils ist gleichzeitig der Federkraft-Aufnahmekörper. Auf diese Weise werden gegenüber dem eingangs erwähnten, bekannten Lasthalteventil nur sehr geringfügige Modifikationen des bewährten und kostengünstigen Bauprinzips erforderlich.
Das Schließglied des Schockventils kann eine einfache Kugel sein, während der Sitz des Schockventils unmittelbar von der Mündung der Axialbohrung im Haupt-Schließelement gebildet ist.
Um mit dem Lasthalteventil bei Öffnungs- und Schließbewegungen des Haupt-Schließelements eine Mengenregelung zu erhalten, ist in bewährter Weise der Mengenregelkanal im Schaft geformt, der mit dem Ventilsitz für das Haupt-Schließelement dann mengenregelnd zusammenwirkt, wenn z.B. die die für die Lasthaltefunktion wichtige Leckagefreiheit erzeugende Sitzfläche des Haupt-Schließelements vom Ventilsitz abgehoben ist.
Im Hinblick auf eine genau bestimmbare Mengenregel-Funktion und auch zur korrekten Führung des Haupt-Schließelementes sollte angrenzend an den Ventilsitz eine Führungsbohrung vorgesehen sein, in der der Schaft mit einer Gleitpassung oder einer Schieberpassung verschiebbar ist. Dadurch wird der Mengenregelungskanal zur regelnden Zusammenarbeit mit dem Ventilsitz gezwungen, weil die Gleit- oder Schieberpassung keine signifikante Druckmittelmenge durchlässt.
Der Durchmesser des Schafts und damit der Durchmesser des Ventilsitzes sollte zweckmäßigerweise größer sein als der Durchmesser des Aufsteuerkolbens. Über die Differenzfläche wird eine Öffnungskraftkomponente für das Haupt-Schließelement abgeleitet, die den Aufsteuerkolben unterstützt.
Baulich einfach trennt der Ventilsitz die ersten und zweiten Kammern, zwischen denen die auf den Ventilsitz gepresste Sitzfläche die Leckagefreiheit erzeugt.
Um die Abmessungen des Lasthalteventils gering zu halten und in der der Lasthalterichtung entgegengesetzten Strömungsrichtung einen großen Strömungsquerschnitt mit geringem Strömungswiderstand zu erzielen, ist in der ersten Kammer ein baulich einfaches, funktionssicheres und kleinbauendes Rückschlagventil untergebracht, dessen Kreisringscheibe zweckmäßigerweise am Schaft geführt wird.
Für die Mengenregelfunktion gibt es mehrere Möglichkeiten. So kann der Mengenregelungskanal wenigstens ein in den Schaft von außen her eingearbeiteter Steuerschlitz sein, der je nach Öffnungshub des Haupt-Schließelementes einen im Verlauf genau vorherbestimmbaren Querschnitt freigibt und die Menge regelt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, im Schaft einen Hohlraum vorzusehen, zu dem von der ersten Kammer Einlassöffnungen führen, und an dem unterhalb der Sitzfläche des Haupt-Schließelementes Auslassöffnungen mit dem Ventilsitz zusammenarbeiten. Die Auslassöffnungen sollten hubabhängig variierende Öffnungsgrößen haben, um die Art und Weise, wie der Durchströmquerschnitt hubabhängig freigegeben wird, genau vorherbestimmen können. Ganz besonders zweckmäßig ist der Hohlraum gleichzeitig der Kanal des Schockventils, das somit ohnedies vorgesehene bauliche Gegebenheiten im Haupt-Schließelement bei der Schockfunktion nutzt, nämlich den Hohlraum und die aus der ersten Kammer zum Hohlraum führenden Einlässe.
Zweckmäßigerweise sind der Ventilsitz und das Haupt-Schließelement bzw. der Aufsteuerkolben aus Stahl gefertigt, um für lange Standzeit und hohe Drücke kleine Dimensionen des Lasthalteventils zu ermöglichen.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
ein Blockschaltbild mit einem Lasthalteventil in Lasthalte- bzw. Absperrstellung,
Fig. 2
einen Axialschnitt des Lasthalteventils, und
Fig. 3
eine Detailvariante in einem Axialschnitt.
In der nachfolgenden Beschreibung werden die Ausdrücke "Schock" und "Schockventil" verwendet. Ein Schock entsteht, wenn der von dem Lasthalteventil aufgenommene Lastdruck durch äußere Einflüsse Drucksteigerungen unterworfen wird, die es rasch abzubauen bzw. zu dämpfen gilt. Das Schockventil öffnet bei einer Drucksteigerung ungesteuert, d.h. druckabhängig, und kann die Drucksteigerung abbauen oder dämpfen, wobei allerdings das Lasthalteventil nicht mittels des Aufsteuerkolbens aus der Absperrstellung verstellt wird. Diese Schockfunktion ist ein wünschenswerter Sicherheitsaspekt für Lasthalteventile und setzt voraus, dass das Schockventil durch den zu haltenden Lastdruck in Öffnungsrichtung belastet ist, wie gegebenenfalls auch das Lasthalteventil selbst.
In Fig. 1 ist ein Verbraucher V, z.B. ein Hydraulikzylinder, aus einer nicht gezeigten Druckquelle über ein Wege- oder Richtungssteuerventil W und eine Arbeitsleitung 1 gegen eine Last F verstellbar. Die Arbeitsleitung 1 weist zwei Leitungsabschnitte 1a und 1b auf, zwischen denen ein Lasthalteventil L angeordnet ist. Zum Verstellen des Verbrauchers V gegen die Last F ist das Lasthalteventil L durch ein durch eine Feder 17 belastetes Rückschlagventil R in einer Leitungsschleife 1c in Strömungsrichtung vom Richtungssteuerventil W zum Verbraucher V umgehbar. Es wird das Rückschlagventil R baulich in das Lasthalteventil L integriert oder davon getrennt angeordnet.
Im Lasthalteventil L ist ein Haupt-Schließelement H durch eine, vorzugsweise verstellbare, Feder 3 in Richtung zur gezeigten Absperrstellung beaufschlagt. Zum Verstellen des Haupt-Schließelementes H aus der Absperrstellung ist eine hydraulische Aufsteuerung 4 vorgesehen, die über eine Steuerleitung 5 mit einem variablen Steuerdruck beaufschlagbar ist. Über eine Vorsteuerleitung 2, die vom Leitungsabschnitt 1b abzweigt, wird das Haupt-Schließelement femer vom Lastdruck in Öffnungsrichtung aus der Absperrstellung beaufschlagt.
Für einen Verbraucher V (in Fig. 1 ein einseitig beaufschlagbarer Hydraulikzylinder) wird der Steuerdruck in der Steuerleitung 5 auf wählbare Weise erzeugt und verändert. Ist der Verbraucher V hingegen ein doppelseitig beaufschlagbarer Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotor (nicht gezeigt), dann kann der Steuerdruck in der einen Steuerleitung 5 von der anderen, in Fig. 1 nicht gezeigten Arbeitsleitung abgeleitet werden, da zum Bewegen des Verbrauchers V, beispielsweise unter der Last, auf der Kolbenstangenseite des Kolbens Druck aufgebaut werden muss, aus dem dieser Steuerdruck abgeleitet wird.
Durch die symbolischen Doppellinien des Lasthalteventils L ist angedeutet, dass das Lasthalteventil L eine Mengenregelfunktion hat. Dies bedeutet, dass beim Öffnen des Lasthalteventils aus der Absperrstellung und beim Schließen eine Rampenfunktion der Druckmittelmenge gesteuert werden kann, die abhängig ist vom Hub des Haupt-Schließelements H. Ferner ist in dem Lasthalteventil L ein Schockventil S enthalten.
Ist in Fig. 1 der Verbraucher V gegen die Last F zu bewegen, so umgeht das über das Richtungssteuerventil W im Leitungsabschnitt 1a strömende Druckmittel das Lasthalteventil L über das dann gegen die Feder 17 öffnende Rückschlagventil R im Leitungsabschnitt 1 c. Der Verbraucher V wird aus dem Leitungsabschnitt 1b gegen die Last F verstellt.
Ist die Last F zu halten, dann sperren das Rückschlagventil R und sperrt auch das Lasthalteventil L in Abströmrichtung. Beide Ventile L, R können als Sitzventile ausgebildet sein und sind in ihren Absperrstellungen leckagefrei. Die Last F wird gehalten.
Ist die Last F zu senken, dann wird in der Steuerleitung 5 Druck aufgebaut, der das Haupt-Schließelement H aus der gezeigten Absperrstellung mengenregelnd in eine . Öffnungsstellung verstellt, und zwar gegen die Kraft der Feder 3, so dass das Druckmittel vom Leitungsabschnitt 1b über das Lasthalteventil L, den Leitungsabschnitt 1a und das Richtungssteuerventil W abströmen kann. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Last F richtet sich nach der Höhe des Steuerdrucks bzw. der Einstellung der Feder 3. Der Lastdruck im Leitungsabschnitt 1b unterstützt über die Vorsteuerleitung 2 die Regelfunktion im Lasthalteventil. Dank der Regelfunktion lässt sich eine Rampenfunktion steuern, d.h. die Last F nimmt ihre Senkbewegung ruckfrei auf und hält, sobald der Druck in der Steuerleitung 5 wieder abgebaut wird, ruckfrei an.
Kommt es zu einem Schock, d.h. einer Drucksteigerung auf der Lastseite, dann spricht das Schockventil S an, um für das System kritische Druckspitzen zu vermeiden bzw. den Schock abzubauen oder zu dämpfen. Das Ansprechen des Schockventils S kann ohne Steuerdruck in der Steuerleitung 5 erfolgen, weil das Schockventil S auf die Druckdifferenz zwischen den Leitungsabschnitten 1a und 1b anspricht.
In Fig. 2 ist das Lasthalteventil L in einem Gehäuse 6 angeordnet, das beispielsweise das Gehäuse des in Fig. 2 nicht gezeigten Verbrauchers sein kann. Das Haupt-Schließelement H besteht aus einem Kopfteil 8, der eine kegelige Sitzfläche 9 und daran anschließend einen im wesentlichen zylindrischen Schaft 10 aufweist, der in einem Aufsteuerkolben 12 mit etwas geringerem Durchmesser als der Schaft 10 endet. Am Aufsteuerkolben 12 ist eine Dichtung 13 vorgesehen, die eine mit der Steuerleitung 5 verbundene Steuerkammer 7 von einer ersten, mit dem Leitungsabschnitt 1b verbundenen Kammer K1 trennt. Zwischen der ersten Kammer K1 und einer darüberliegenden, und mit dem Leitungsabschnitt 1a verbundenen, zweiten Kammer K2 ist ein scheibenförmiger Einsatz, z.B. aus Stahl, vorgesehen, der eine axiale, zentrische Führungsbohrung 19 enthält, die oberseitig mit einem Ventilsitz 20 für das Haupt-Schließelement endet. Außerhalb der Führungsbohrung 19 sind mehrere Strömungsdurchgänge 15 vorgesehen, die in einer kreisringförmigen Dichtfläche 14 münden, die mit einer Kreisringscheibe 16 das Rückschlagventil R bildet. Die Kreisringscheibe 16 wird durch eine schwache Schließfeder 17 in Schließrichtung beaufschlagt. Das Rückschlagventil R sperrt in Strömungsrichtung von der ersten Kammer K1 in die zweite Kammer K2.
Die Feder 3, die das Haupt-Schließelement H in Richtung auf die gezeigte Absperrstellung beaufschlagt, befindet sich in einer in das Gehäuse 6 eingeschraubten Kappe 7 und beaufschlagt das Haupt-Schließelement H über ein Federwiderlager 21 und einen mittigen Federkraft-Aufnahmekörper A, und zwar über ein Schockventil S, das aus einem vom Kopfteil 8 des Haupt-Schließelementes H bis in die erste Kammer K1 führenden Kanal 24, einen von dessen Mündung im Kopfteil 8 gebildeten Sitz 23 und einem hier als Kugel ausgebildeten Schließglied 22 gebildet wird, welches gleichzeitig den Federkraft-Aufnahmekörper A bildet.
Die Mengenregelfunktion des Lasthalteventils L wird durch wenigstens einen Mengenregelkanal M gesteuert, der in Fig. 2 als in den Schaft 10 eingeformter Steuerschlitz 11 ausgebildet ist (zweckmäßigerweise mehrere solche Steuerschlitze 11 um den Umfang des Schaftes verteilt) und sich aus der ersten Kammer K1 bis knapp unterhalb der Sitzfläche 9 erstreckt. Die den Kanal 24 bildende Axialbohrung des Schockventils S kommuniziert mit dem Steuerschlitz 11, so dass bei Ansprechen des Schockventils S ohne gleichzeitige Öffnungsbewegung des Hauptschließelementes H das Schließglied 22 vom Sitz 23 abhebt und Druckmittel in die zweite Kammer K2 abströmen lässt. Dank des Durchmesserunterschiedes zwischen dem Aufsteuerkolben 12 und dem Schaft 10 bzw. dem Ventilsitz 20 wird aus dem Druck in der ersten Kammer K1 bei einem Lastdruckschock auch am Haupt-Schließelement H eine Öffnungskraftkomponente wirksam. Da jedoch der einstückig angeformte Aufsteuerkolben 12 die Öffnungsbewegung dämpft, spricht das Haupt-Schließelement H auf diesen Lastdruckschock nur verzögert oder bei kurzer Dauer des Schocks nicht an.
Mit dem den Ventilsitz 20 umgehenden Schockventil S lässt sich beispielsweise bei einem Lastdruck von rund 200 Bar ein Lastdruckschock auf rund 240 Bar begrenzen, weil das Schockventil S wesentlich rascher anspricht als das Lasthalteventil L.
Bei dem Haupt-Schließelement H in Fig. 3 ist der Mengenregelkanal M baulich anders gestaltet. Im Inneren des Schaftes 10 ist ein Hohlraum 27 vorgesehen, zu dem über den Umfang verteilte Einlässe 26 (aus der ersten Kammer K1) führen. Unterhalb der Sitzfläche 9 sind mehrere Auslässe 25 aus dem Hohlraum 27 geformt, die für die Mengenregelfunktion gebraucht werden. Der Kanal 24 des Schockventils ist als axiale Sackbohrung ausgebildet, die den Hohlraum 27 definiert. Dies hat herstellungstechnische Vorteile. Der, zweckmäßigerweise mit einer Gleit- oder Schieberpassung, in der Führungsbohrung 19 geführte, Schaft 10 ist in unterschiedlichen Axial-Abständen von der Sitzfläche 9 mit Auslässen 25 unterschiedlicher Größe ausgebildet. Die näher bei der Sitzfläche 9 liegenden Auslässe 25 haben kleinere Querschnitte als die weiter unten liegenden. Damit lässt sich abhängig vom Öffnungshub des Haupt-Schließelementes eine saubere Rampenfunktion steuern. Das Schließglied 22 des Schockventils S arbeitet mit der Mündung des Kanals 24 bzw. der Axialbohrung zusammen, die den Sitz 23 des Schockventils S bildet.
Die Mengenregelfunktion könnte auch dadurch bewirkt werden, dass der Schaft anschließend an die Sitzfläche 9 eine kegelige oder mit einem vorbestimmten Profil allmählich eingeschnürte Kontur erhält. In diesem Falle müsste der Kanal 24 des Schockventils auf andere Weise mit der ersten Kammer K1 verbunden werden.
Das Haupt-Schließelement H und der Scheibenkörper 8 bestehen zweckmäßigerweise aus Stahl und sind vorzugsweise in den kooperierenden Bereichen gehärtet und geschliffen.

Claims (12)

  1. Hydraulisches Lasthalteventil (L), dessen mit einem Aufsteuerkolben (12) einstückiges Haupt-Schließelement (H) mit einer Sitzfläche (9) in der durch Federkraft bestimmten Absperrstellung gegen den Lastdruck an einen Ventilsitz (20) andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Haupt-Schließelement (H) ein eigenständiges, den Ventilsitz (20) umgehendes, federbelastetes Schockventil (S) vorgesehen ist.
  2. Lasthalteventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Haupt-Schließelement (H) ein zentraler Federkraft-Aufnahmekörper (A) vorgesehen ist, dass das Schockventil (S) gleichzeitig den Federkraft-Aufnahmekörper (A) bildet, und dass die Federkraft für das Haupt-Schließelement (H) seriell das Schockventil (S) und über das Schockventil (S) das Haupt-Schließelement (H) beaufschlagt.
  3. Lasthalteventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schockventil (S) ein Rückschlagventil mit einem Schließglied (22), einem Sitz (23) und einem von einer Seite zur anderen Seite des Ventilsitzes (20) verlaufenden Kanal (24) im Haupt-Schließelement (H) ist.
  4. Lasthalteventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (22) eine Kugel ist, und dass der Sitz (23) von der Mündung einer vom Kopfteil (8) des Haupt-Schließelementes (H) ausgehenden, bis in einen den Kopfteil (8) mit dem Aufsteuerkolben (12) verbindenden Schaft (10) führenden den Kanal bildenden Axialbohrung gebildet ist.
  5. Lasthalteventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schaft (10) wenigstens ein Mengenregelkanal (M) vorgesehen ist, der abhängig vom Öffnungshub des Haupt-Schließelementes (H) relativ zum Ventilsitz (20) mengenregelnd mit dem Ventilsitz (20) kooperiert, und dass der Kanal (24) des Schockventils (S) mit dem Mengenregelkanal (M) kommuniziert.
  6. Lasthalteventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an den Ventilsitz (20) eine zum Aufsteuerkolben (12) gerichtete Führungsbohrung (19) vorgesehen ist, in der der Schaft (10) mit einer Gleitpassung oder einer Schieberpassung geführt ist.
  7. Lasthalteventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Schafts (10) größer ist als der Durchmesser des Aufsteuerkolbens (12).
  8. Lasthalteventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (10) in einer zwischen einer Steuerkammer (7) des Aufsteuerkolbens (12) und dem Ventilsitz (20) liegenden, den durch das Lasthalteventil (L) zu begrenzenden Druck enthaltenden ersten Kammer (K1) angeordnet ist, und dass die Sitzfläche (9) des Haupt-Schließelements (H) und das Schockventil-Schließglied (22) in einer an ein Richtungssteuerventil (W) angeschlossenen, die Feder (3) enthaltenden, zweiten Kammer (K2) angeordnet sind.
  9. Lasthalteventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kammer (K1) ein in der Absperrstellung des Haupt-Schließelementes (H) den Ventilsitz (20) umgehendes Rückschlagventil (R) mit Sperrrichtung von der ersten Kammer in die zweite Kammer angeordnet ist, das aus wenigstens einem außerhalb des Ventilsitzes (20) liegenden Verbindungskanal (15) zwischen den ersten und den zweiten Kammern (K1, K2) und einer federbelasteten, den Schaft (10) umgebenden, vorzugsweise vom Schaft (10) geführten, Kreisringscheibe (16) besteht.
  10. Lasthalteventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengenregelkanal (M) wenigstens ein im Schaft (10) des Haupt-Schließelements (H) unterhalb der Sitzfläche (9) angeordneter Steuerschlitz (11) ist.
  11. Lasthalteventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengenregelkanal (M) einen inneren Hohlraum (27) im Schaft (10) und in der Schaftwand vorgesehene Einlassöffnungen (26) und Auslassöffnungen (25) aufweist, dass die Auslassöffnungen (25) in Hubrichtung unterhalb der Sitzfläche (9) verteilt angeordnet sind und in Richtung zur Sitzfläche (9) abnehmende Größen aufweisen, und dass der innere Hohlraum (27) gleichzeitig der Kanal (24) des Schockventils (S) ist.
  12. Lasthalteventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (20) und das Haupt-Schließelement (H) aus Stahl bestehen.
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