EP1205669B1 - Ventilblock mit zwei durch ein einziges Vorsteuerventil steuerbaren Sperrventilen - Google Patents

Ventilblock mit zwei durch ein einziges Vorsteuerventil steuerbaren Sperrventilen Download PDF

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EP1205669B1
EP1205669B1 EP01124025A EP01124025A EP1205669B1 EP 1205669 B1 EP1205669 B1 EP 1205669B1 EP 01124025 A EP01124025 A EP 01124025A EP 01124025 A EP01124025 A EP 01124025A EP 1205669 B1 EP1205669 B1 EP 1205669B1
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EP
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valve
pressure
pilot
spring
pilot valve
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/22—Hydraulic devices or systems
    • 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
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/003—Systems with load-holding valves

Definitions

  • the invention is based on a hydraulic valve arrangement according to the closer in the preamble of claim 1 defined type.
  • Such a valve arrangement is known from DE 199 09 714 A1 known.
  • the associated valve block with the shut-off valves is used as a unit that is between a directional control valve and a hydraulic consumer is arranged and assumes a load holding function.
  • the hydraulic consumer For example, a tilt cylinder of a forklift be.
  • the known valve arrangement is the Spring chamber of a check valve by means of a first pilot valve and the spring chamber of the other shut-off valve relieved of pressure by means of a second pilot valve. So it will be used two pilot valves, the one cause high expenses.
  • the two check valves are not unlockable.
  • Parallel to each check valve is a pilot operated pressure relief valve with which the Check valve at a pressure medium flow in Reverse locking direction of the check valves.
  • there a single pilot valve controls both pressure relief valves, but not at the same time, but always that in the flow of oil returning from the consumer lies.
  • the other pressure relief valve is inactive.
  • valve closure member such valves is for example as Cartridge valve formed. Cartridge valves are expensive, however and lead to a high flow resistance.
  • valve closure members are inexpensive Components that are also used in a variety of other applications can be used.
  • inventive Valve arrangement are advantageously valve closing members can be used with large cross-sections, creating a favorable flow guidance in the check valves and thus a low flow resistance of the same can be achieved can.
  • Pilot valve a pilot operated check valve. This can be directly controlled at low flow rates be executed.
  • the limiting reactor for example, in the wall of the valve closure member educated. About the limiting throttle then acts the load pressure at the consumer connection in Closing direction on the valve closure member.
  • the supply sides of the check valves are, for example connected to a directional valve.
  • the pilot valve is preferably synchronous with the Directional valve switched, i. in passage position of the directional control valve the pilot valve is unlocked so that the spring chambers be relieved, and in blocking position of the directional control valve the pilot valve is switched to blocking position, so that in the check valves, a fluid pressure compensation between the respective spring chamber and the respective consumer side takes place and the valve closing member due which closes on this spring force acting.
  • valve assembly according to the Invention is schematically simplified in the drawing shown.
  • the sole figure of the drawing shows a valve assembly with two check valves, on the one hand with a Tilting cylinder of a forklift and on the other hand with a Directional valve are connected.
  • the arrangement shown in the figure has a hydraulic actuated tilting cylinder 2 for a mast 21 of a Forklift, a directional control valve 1 and a between the Directional valve 1 and the tilt cylinder 2 arranged valve block 3 on. Supply side, the directional control valve 1 with a Pressure line P and a return line R connected.
  • the directional control valve 1 has three switch positions, namely two Passages a and b and a blocking position 0. From the directional control valve 1 branch off two lines 31 and 32, which to Supply connections D and C of the valve block 3, each associated with a check valve 6 and 7, respectively are formed in a housing 13 of the valve block 3. On the consumer side, the check valves 6 and 7 are over Consumer connections A and B and lines 33 and 34 with the tilting cylinder 2 of the mast 21 connected.
  • the check valves 6 and 7 serve to load on the Tilting cylinder 2 acts to hold static. The fine control the load takes place solely with the directional control valve 1.
  • the check valves 6 and 7 each have a partly cylindrical trained, guided in a corresponding hole Valve closure member 26 and 27, with an on the housing 13 of the valve block 3 formed valve seat 28 or 29 cooperates.
  • valve chambers 4 and 5 each have an opening 51 and 52, respectively the line 42 and 52 is connected to a both spring chambers 4 and 5, that is, two check valves 6 and 7, associated pilot valve 10 lead, here as unlockable, for example, electrically operated check valve is formed and connected to a tank T. is.
  • each line 42 and 52 each have a check valve 8 and 9 arranged in the direction of the spring chambers 4 and 5 respectively locks, so that a leakage between the spring chambers 4 and 5 is excluded.
  • valve assembly The operation of the valve assembly will be described below of the blocking valve shown on the left in the single figure 6 described in an exemplary manner.
  • the blocking position of the check valve 6 is shown. This position is given when the unlockable Check valve 10 is switched in blocking position. To this time, the directional control valve 1 is also in Locked position, i. in switch position 0.
  • valve block 3 The control of the valve block 3 shown here is a so-called “black and white” control. This means that Both check valves 6 and 7 either in Passage position or in blocking position are.
  • valve assembly after the invention is not limited to the above described preferred embodiment is limited. Rather, it can the valve assembly according to the invention in conjunction with Any consumer, both with and without upstream directional control valve can be used.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer hydraulischen Ventilanordnung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.
Eine solche Ventilanordnung ist aus der DE 199 09 714 A1 bekannt. Der zugehörige Ventilblock mit den Sperrventilen wird als Baueinheit eingesetzt, die zwischen einem Wegeventil und einem hydraulischen Verbraucher angeordnet ist und eine Lasthaltefunktion übernimmt. Der hydraulische Verbraucher kann beispielsweise ein Neigezylinder eines Gabelstaplers sein. Bei der bekannten Ventilanordnung ist der Federraum des einen Sperrventils mittels eines ersten Vorsteuerventils und der Federraum des anderen Sperrventils mittels eines zweiten Vorsteuerventils von Druck entlastbar. Es werden also zwei Vorsteuerventile verwendet, die einen hohen Aufwand verursachen.
Sperrventile, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben sind, sind für sich auch aus US-A-3 068 596 bekannt. Dieses US-Patent zeigt eine hydraulische Steuerung mit zwei gleichzeitig und gleichsinnig ansteuerbaren Zylindern, deren stangenseitigem Zylinderraum jeweils ein Sperrventil zugeordnet ist. Die beiden Sperrventile werden also jeweils gleichsinnig durchströmt. Ihre Federräume sind über dieselbe Leitung mit einem Vorsteuerventil verbunden und werden gemeinsam von Druck entlastet.
Um einerseits eine Rückschlagventilfunktion zu haben und andererseits auch einen Rückfluss von Druckmittel vom Verbraucher zu ermöglichen, sind auch hydraulisch gegen den Lastdruck entsperrbare Rückschlagventile, Druckhalteventile oder auch Senkbremssperrventile bekannt. Bezüglich hydraulisch gegen den Lastdruck entsperrbaren Rückschlagventilen wird auf die US-A-3 981 479 verwiesen. Hier wird bei einer Betätigung des Verbrauchers das Schließglied des im Rücklauf liegenden Ruckschlagventils von einem vom Druck im momentanen Zulaufanschluss beaufschlagten Aufstoßkolben von seinem Sitz abgehoben. Bezüglich Druckhalteventile wird auf eine Ventilanordnung nach der DE 37 23 672 Al verwiesen, bei der den beiden Anschlüssen eines doppeltwirkenden hydraulischen Verbrauchers jeweils ein Rückschlagventil zugeordnet ist, das ein Schließglied aufweist und in Richtung zum Verbraucher hin öffnet. Die beiden Rückschlagventile sind nicht entsperrbar. Parallel zu jedem Rückschlagventil liegt ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil, mit dem das Rückschlagventil bei einer Druckmittelströmung in Sperrrichtung der Rückschlagventile umgangen wird. Dabei steuert ein einziges Vorsteuerventil beide Druckbegrenzungsventile, jedoch nicht gleichzeitig, sondern immer nur dasjenige, das im vom Verbraucher her rücklaufenden Ölstrom liegt. Das andere Druckbegrenzungsventil ist inaktiv.
Bei diesen Lösungen ist zur Bewegung des Verbrauchers stets, und zwar auch bei antreibender Last, ein Pumpendruck erforderlich. Dies ist mit Energieverbrauch und in der Regel mit gegebenenfalls störender Geräuschentwicklung verbunden.
Es ist auch bekannt, die Sperrventile als elektrisch entsperrbare Rückschlagventile auszuführen. Das Ventilschließglied solcher Ventile ist dabei beispielsweise als Patronenventil ausgebildet. Patronenventile sind jedoch kostenintensiv und führen zu einem hohen Durchflusswiderstand.
Vorteile der Erfindung
Die vorgeschlagene Ventilanordnung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei der der Federraum von jedem der zwei Sperrventile mit einem jedem der Sperrventile zugeordneten Vorsteuerventil verbunden ist, hat demgegenüber den Vorteil, dass das Vorsteuerventil den Entsperrvorgang der Sperrventile auslöst und für beide Sperrventile nur ein einziges Vorsteuerventil erforderlich ist.
Mittels entsprechender Schaltung des Vorsteuerventils kann bei der Ventilanordnung nach der Erfindung der Federraum der Sperrventile entlastet werden, so dass letztere allein durch den von der Verbraucherseite oder der Versorgerseite auf die Ventilschließglieder jeweils wirkenden Druck geöffnet werden können.
Die hierfür einsetzbaren Ventilschließglieder sind kostengünstige Bauteile, die auch in einer Vielzahl weiterer Anwendungen zum Einsatz kommen können. Bei der erfindungsgemäßen Ventilanordnung sind vorteilhafterweise Ventilschließglieder mit großen Querschnitten einsetzbar, wodurch eine günstige Strömungsführung in den Sperrventilen und damit ein geringer Durchflusswiderstand derselben erreicht werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Vorsteuerventil ein entsperrbares Rückschlagventil. Dieses kann bei kleinen Durchflussmengen direkt gesteuert ausgeführt sein.
Um einen Leckfluss zwischen den Federräumen der beiden Sperrventile des Ventilblocks und mithin eine Fehlfunktion der Sperrventile zu verhindern, liegt nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwischen den Federräumen und dem Vorsteuerventil jeweils ein in Richtung des jeweiligen Federraums sperrendes Rückschlagventil.
Zur fluidischen Verbindung eines Federraums mit dem entsprechenden Verbraucheranschluss ist die Begrenzungsdrossel beispielsweise in der Wandung des Ventilschließglieds ausgebildet. Über die Begrenzungsdrossel wirkt dann der am Verbraucheranschluss anstehende Lastdruck in Schließrichtung auf das Ventilschließglied.
Die Versorgungsseiten der Sperrventile sind beispielsweise mit einem Wegeventil verbunden. Bei dieser Ausführungsform wird dann das Vorsteuerventil vorzugsweise synchron zu dem Wegeventil geschaltet, d.h. in Durchlassstellung des Wegeventils wird das Vorsteuerventil entsperrt, so dass die Federräume entlastet werden, und in Sperrstellung des Wegeventils wird das Vorsteuerventil in Sperrstellung geschaltet, so dass in den Sperrventilen ein Fluiddruckausgleich zwischen dem jeweiligen Federraum und der jeweiligen Verbraucherseite erfolgt und das Ventilschließglied aufgrund der auf dieses wirkenden Federkraft schließt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Ventilanordnung mit zwei Sperrventilen, die einerseits mit einem Neigezylinder eines Gabelstaplers und andererseits mit einem Wegeventil verbunden sind.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in der Figur dargestellte Anordnung weist einen hydraulisch betätigten Neigezylinder 2 für einen Hubmast 21 eines Gabelstaplers, ein Wegeventil 1 sowie einen zwischen dem Wegeventil 1 und dem Neigezylinder 2 angeordneten Ventilblock 3 auf. Versorgerseitig ist das Wegeventil 1 mit einer Druckleitung P sowie einer Rückflussleitung R verbunden.
Das Wegeventil 1 hat drei Schaltstellungen, nämlich zwei Durchlassstellungen a und b sowie eine Sperrstellung 0. Von dem Wegeventil 1 zweigen zwei Leitungen 31 und 32 ab, die zu Versorgungsanschlüssen D und C des Ventilblocks 3 führen, die jeweils einem Sperrventil 6 bzw. 7 zugeordnet sind, die in einem Gehäuse 13 des Ventilblocks 3 ausgebildet sind. Verbraucherseitig sind die Sperrventile 6 und 7 über Verbraucheranschlüsse A und B und Leitungen 33 bzw. 34 mit dem Neigezylinder 2 des Hubmastes 21 verbunden.
Mittels des Neigezylinders 2 kann der Hubmast 21 zwischen einem Winkel -α und einem Winkel +α stufenlos geschwenkt werden.
Die Sperrventile 6 und 7 dienen dazu, die Last, die auf den Neigezylinder 2 wirkt, statisch zu halten. Die Feinsteuerung der Last erfolgt allein mit dem Wegeventil 1.
Die Sperrventile 6 und 7 weisen jeweils ein teils zylindrisch ausgebildetes, in einer entsprechenden Bohrung geführtes Ventilschließglied 26 bzw. 27 auf, das mit einem an dem Gehäuse 13 des Ventilblocks 3 ausgebildeten Ventilsitz 28 bzw. 29 zusammenwirkt.
An der dem Ventilsitz 28 bzw. 29 abgewandten Seite sind die Ventilschließglieder 26 und 27 mittels Federn 61 bzw. 62 in Richtung des Ventilsitzes 28 bzw. 29 belastet. Die Federn 61 und 62 sind in Federräumen 4 und 5 angeordnet. Die Ventilräume 4 und 5 haben jeweils eine Öffnung 51 bzw. 52, an die eine Leitung 42 bzw. 52 angeschlossen ist, die zu einem beiden Federräumen 4 und 5, also beiden Sperrventilen 6 und 7, zugeordneten Vorsteuerventil 10 führen, das hier als entsperrbares, beispielsweise elektrisch betätigtes Rückschlagventil ausgebildet ist und mit einem Tank T verbunden ist.
In den Leitungen 42 und 52 ist jeweils ein Rückschlagventil 8 bzw. 9 angeordnet, das in Richtung der Federräume 4 bzw. 5 sperrt, so dass ein Leckfluss zwischen den Federräumen 4 und 5 ausgeschlossen ist.
Die Funktionsweise der Ventilanordnung wird nachfolgend anhand des in der einzigen Figur links dargestellten Sperrventils 6 in beispielhafter Weise beschrieben.
In der Figur ist die Sperrstellung des Sperrventils 6 dargestellt. Diese Stellung ist gegeben, wenn das entsperrbare Rückschlagventil 10 in Sperrstellung geschaltet ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Wegeventil 1 ebenfalls in Sperrstellung, d.h. in Schaltstellung 0.
In Sperrstellung des Sperrventils 6 wirkt der über den Neigezylinder 2 im Verbraucheranschluss B anstehende Lastdruck über einen das Ventilschließglied 26 umgebenden, wenigstens teilweise ringartigen Spalt 11 und eine in der Wandung des Ventilschließglieds 26 ausgebildete Begrenzungsdrossel 12 in den Federraum 4. In diesem Zustand herrscht also in dem Federraum 4 der über die Verbraucherseite B ausgeübte Fluiddruck. Mittels des über die Federn 61 auf das Ventilschließglied 26 ausgeübten Drucks wird letzteres in seinen Ventilsitz 28 gepresst.
Zum Öffnen des Sperrventils 6, d.h. wenn das Wegeventil 1 in eine der Durchlassstellungen a oder b gebracht wird, wird das Vorsteuerventil 10 in Durchlassstellung geschaltet. Damit wird der Federraum 4 zu dem Tank T hin entlastet. Je nach Fluidbewegungsrichtung öffnet nun entweder der über die Versorgerseite D auf eine Kreisfläche 14 des Ventilschließglieds 26 wirkende, über die Pumpenleitung P ausgeübte Druck oder der über die Verbraucherseite B auf das Ventilschließglied 26 wirkende Lastdruck das Ventilschließglied 26. Der so auf das Ventilschließglied 26 ausgeübte Druck muss selbstverständlich größer sein als derjenige Druck, der mittels der Feder 61 in die entgegengesetzte Richtung auf das Ventilschließglied 26 ausgeübt wird.
Wenn nun das Wegeventil 1 wieder in die Sperrstellung 0 gebracht wird, wird damit auch das Rückschlagventil 10 in seine Sperrstellung gebracht, und somit baut sich über den Spalt 11 und die Begrenzungsdrossel 12 wieder der über die Verbraucherseite B wirkende Druck in dem Ventilraum 4 auf. Dies bewirkt wiederum, dass das Ventilschließglied 26 mittels der Feder 61 in seinen Sitz 28 gepresst wird.
Die Steuerung des hier dargestellten Ventilblocks 3 ist eine sogenannte "Schwarz/weiß"-Steuerung. Dies bedeutet, dass sich beide Sperrventile 6 und 7 entweder in Durchlassstellung oder in Sperrstellung befinden.
Es versteht sich, dass der Einsatz der Ventilanordnung nach der Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene, bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Vielmehr kann die Ventilanordnung nach der Erfindung in Verbindung mit jedem beliebigen Verbraucher sowie sowohl mit als auch ohne vorgeschaltetem Wegeventil eingesetzt werden.

Claims (6)

  1. Hydraulische Ventilanordnung
    mit einem Ventilblock (3), der zwei Versorgungsanschlüsse (C, D) und mit zwei Verbraucheranschlüsse (A, B) und zwei jeweils gegensinnig durchströmten Sperrventilen (6, 7) aufweist,
       von denen jedes zwischen einem Versorgungsanschluß und einem zugehörigen Verbraucheranschluss angeordnet ist und ein Ventilschließglied (26, 27) aufweist, das in Richtung Öffnen an einer ersten Fläche vom Druck im jeweiligen Versorgungsanschluß und an einer zweiten Fläche vom Druck im zugehörigen Verbraucheranschluss und in Richtung Schließen von einer in einem Federraum (4, 5) angeordneten Feder (61, 62) und an einer dritten Fläche, die so groß wie die Summe der beiden anderen Flächen ist, vom Druck im Federraum (4, 5) beaufschlagt ist, wobei der Federraum über eine Begrenzungsdrossel (12) fluidisch mit dem zugehörigen Verbraucheranschluss (A, B) verbunden ist,
    und mit einem Vorsteuerventil (10), über das zum Öffnen des jeweiligen Sperrventils (6, 7) dessen Federraum (4, 5) von Druck entlastbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass beide Federräume (4, 5) mit demselben Vorsteuerventil (10) verbunden und in derselben Schaltstellung des Vorsteuerventils von Druck entlastet sind.
  2. Hydraulische Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (10) ein entsperrbares Rückschlagventil ist.
  3. Hydraulische Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Federräumen (4, 5) der Sperrventile (6, 7) und dem Vorsteuerventil (10) jeweils ein in Richtung zu dem Federraum hin sperrendes Rückschlagventil (8, 9) liegt.
  4. Hydraulische Ventilanordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Ventilschließglied (26, 27) eine Wandung aufweist, in der die den Federraum (4, 5) mit dem jeweiligen Verbraucheranschluss (A, B) verbindende Begrenzungsdrossel (12) ausgebildet ist.
  5. Hydraulische Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Begrenzungsdrossel (12) eines jeden Ventilschließglieds (26, 27) und dem jeweilig angrenzenden Verbraucheranschluss (A, B) ein wenigstens teilweise ringartiger Spalt (11) ausgebildet ist.
  6. Hydraulische Ventilanordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsanschlüsse (C, D) mit einem Wegeventil (1) verbunden sind.
EP01124025A 2000-11-09 2001-10-09 Ventilblock mit zwei durch ein einziges Vorsteuerventil steuerbaren Sperrventilen Expired - Lifetime EP1205669B1 (de)

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