EP1309801A2 - Ventil - Google Patents

Ventil

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EP1309801A2
EP1309801A2 EP01974121A EP01974121A EP1309801A2 EP 1309801 A2 EP1309801 A2 EP 1309801A2 EP 01974121 A EP01974121 A EP 01974121A EP 01974121 A EP01974121 A EP 01974121A EP 1309801 A2 EP1309801 A2 EP 1309801A2
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EP
European Patent Office
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valve
piston
connection
consumer
control piston
Prior art date
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EP01974121A
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Alois Hoffmann
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Hydac Fluidtechnik GmbH
Original Assignee
Hydac Fluidtechnik GmbH
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Publication date
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    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7781—With separate connected fluid reactor surface
    • Y10T137/7784—Responsive to change in rate of fluid flow
    • Y10T137/7792—Movable deflector or choke

Definitions

  • the invention relates to a valve with at least one pump, a tank and a consumer connection and with a movable valve piston within the valve housing, which separates the pump connection from the tank connection in at least one blocking position and which interacts with an energy accumulator, with a control device between the Consumer port and the tank port fluid flow is controllable.
  • valves are regularly used in so-called hydraulic load-sensing systems or controls, where they function in the manner of a pressure compensator that directs an unneeded pump flow to the tank with little pressure loss.
  • a pressure compensator that directs an unneeded pump flow to the tank with little pressure loss.
  • the consumer connection to the tank must be relieved.
  • the relief in this regard is nowadays implemented inexpensively by an orifice control, the orifice preferably being integrated directly into the pressure compensator or is used in a control block that is part of the load sensing control.
  • the object of the invention is to further improve the known valves to the extent that they do not have the disadvantages described, in particular when used in so-called load-sensing systems. Furthermore, the valve should be inexpensive to implement and take up little space. A valve with the features of claim 1 solves this problem.
  • the control device consists of a fluid flow controller, which is integrated in the valve piston, it is possible, in contrast to the known valve solutions with the orifice construction, to reduce the volume flow to the load regardless of the load by a constant value, so that a proportional load-independent control is implemented.
  • the disadvantages described in the prior art, in particular in the form of a slowdown in the consumer, are thus definitely ruled out.
  • the solution according to the invention with a fluid flow controller can be implemented inexpensively and by integrating the fluid flow controller in the valve housing, space-saving installation in the valve itself is possible. Since the valve according to the invention manages with only a few structural components, a functional guaranteed safe operation that benefits the entire load-sensing system.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the valve according to the invention
  • FIG. 2 in the manner of a circuit diagram, the use of the valve according to FIG. 1 in a load-sensing system with a working cylinder as the hydraulic consumer.
  • the valve shown in longitudinal section in FIG. 1 has a pump connection 10, specifically at the front end of a valve housing 12, which is designed in the manner of a screw-in cartridge, in order to do so in control blocks or the like. to be determined for later use.
  • a pump connection 10 specifically at the front end of a valve housing 12, which is designed in the manner of a screw-in cartridge, in order to do so in control blocks or the like. to be determined for later use.
  • the configuration in the form of an installation set or the like is also possible.
  • the valve housing 12 has two diametrically opposite first tank connections 14.
  • another separate tank connection 16 is arranged in the left half of the picture, the free opening cross section of which is smaller than the corresponding diameter. Measuring range of the first tank connections 14.
  • a further transverse bore is made in the valve housing 12, which serves as a consumer connection 18.
  • the tank connections 14 and 16 are likewise preferably formed from transverse bores in the valve housing 12.
  • the mentioned connections 14, 16 and 18 run essentially transversely to the longitudinal axis 20 of the valve housing 12.
  • the pump connection 10, on the other hand, is arranged on the front side along the longitudinal axis 20 of the valve housing 12.
  • a longitudinally displaceable valve piston 22 is arranged in the valve housing 12 and is provided on the outer circumference side with pressure relief channels in the usual and therefore not described in detail. In one of its shown blocking positions as shown in FIG. 1, it in any case separates the pump connection 10 from the tank connection 14. Furthermore, the valve piston 22 interacts with an energy accumulator 24, a control device designated as a whole between the consumer connection 18 by means of a control device designated as 26 and the tank connection 14 can be controlled fluid flow.
  • the addressed control device 26 consists in particular of a fluid flow controller which is integrated in the valve piston 12 and which will be explained in more detail below with regard to its structure and its function.
  • the fluid flow controller mentioned has a flow control piston 28 which is guided so that it can move longitudinally in the valve piston 22, the inner circumference of the valve piston 22 encompassing the outer circumference of the flow control piston 28.
  • the current regulator piston 28 is in turn supported on a further energy accumulator 30, the direction of action of which is directed against the first energy accumulator 24.
  • Along the longitudinal axis 20 of the valve housing 12 and thus in the middle of the flow control piston 28 has a fluid channel 32 which 1 opens into a fluid channel 34 of the valve piston 22 at least in a displacement position of the flow control piston 28, which in turn produces a fluid-carrying connection with the separate tank connection 16 in the valve housing 12 in the displacement position shown in FIG. In each displacement position of the valve piston 22, it separates the first tank connections 14 from the further separate tank connection 16.
  • the fluid channel 32 of the flow regulator piston 28 can be closed on its side facing the consumer connection 18 by a control piston 36 which is held in the direction of this closed position by the first energy accumulator 24.
  • the fluid channel 32 has a constriction and, as the illustration according to FIG. 1 shows, opens out into the open at the end with a reduced cross section.
  • the addressed control piston 36 has a spherical cap 38, which is designed in the manner of a hemisphere and is provided with its curved end face for fluid-carrying engagement in the fluid channel 32 of the flow control piston 28. In the illustration shown and in any other switching position, the calotte 38 leaves the addressed free end of the fluid channel 32 with its reduced cross section for one
  • a flange-like ring widening 40 is arranged above the calotte 38, on which the compression spring, which forms the first energy accumulator 24, is supported with its one free end.
  • the other free end of the compression spring as a power supply 24 is in contact with an end plug 42 which is screwed into the valve housing 12 at the end opposite the pump connection 10 and is fixed in this way.
  • the control piston 36 has at its end facing the end plug 42 a stop surface 44, which, however, has an axial end in the normal operating state of the valve. stood seen in the longitudinal direction of the longitudinal axis 20 to the end plug 42.
  • the current regulator piston 28 Under the action of the energy accumulator 24 and the control piston 36, the current regulator piston 28 is held downward in the direction of a lower position, as viewed in FIG. 1.
  • a further energy accumulator 30 designed as a pressure accumulator within the control network of flow regulator piston 28 and valve piston 22, which is supported with its lower end on the valve piston 22 and with its other end on the flow regulator piston 28 in such a way that it engages the fluid channel 32 of the flow control piston 28.
  • the fluid channel 32 of the flow control piston 28 is widened in diameter toward its lower free end.
  • the flow control piston 28 is guided in the interior of the valve piston 22, which has a cylindrical inner recess for this purpose, the upper front ends of the valve piston 22 and flow control piston 28 being essentially flat in the case of a fluid connection established between the separate tank connection 16, the fluid channel 34 and the fluid channel 32 complete with each other in a plane that runs transversely to the longitudinal axis 20.
  • the lower free end of the flow control piston 28 is at an axial distance from the lower receiving base of the valve piston 22 in such a way that along a radial shoulder of the flow control piston 28 it is flush with the upper edge of that part of the fluid channel 34 which corresponds to that Interior of the valve piston 22 is facing.
  • the opposite side of the fluid channel 34 widens in an annular recess 46, which is essentially flush with the upper edge in the circuit diagram shown in FIG. 1 with the separate tank connection 16 terminates. Furthermore, the lower free end of the further energy accumulator 30 in the form of the compression spring is received in a bottom-side inner recess of the valve piston 22 and is supported in this manner.
  • the consumer connection 18 opens into a valve chamber 48 of the valve housing 12, which is penetrated by the control piston 36 and the first energy accumulator 24.
  • the valve housing 12 for the valve piston 22 has a stop surface 50 on its side facing the valve chamber 48, for example formed by the use of a snap ring, not shown. The valve piston 22 can thus be moved freely in the direction of the pump connection 10, as viewed in FIG. 1, and the travel path is limited in the opposite direction.
  • the dome 38 is pushed back as a closing part and / or the flow regulator piston 28, viewed in the direction of view of FIG 22 move so that the fluid channel 32 is completely released.
  • the arrangement mentioned can be regulated in such a way that the volume flow to the consumer can be reduced by a constant value regardless of the load, so that proportional load-independent control is also possible in the event of leaks.
  • FIG. 2 shows a basic circuit concept of a so-called load-sensing system, a constant pump 52 being used as the hydraulic pump in the embodiment according to FIG.
  • variable pumps (not shown) can be used accordingly.
  • the load sensing mentioned is intended to achieve an optimized use of energy, the load pressure returned to a regulator in the form of the valve being used for this, the hydraulically offered power, for example via the constant pump 52 and that of a consumer, here in the form of a hydraulic working cylinder 54, to coordinate the required power.
  • proportional control elements are already used to control the consumer, here in the form of the hydraulic working cylinder 54, because of the desired ease of use; solely for the sake of simplicity of illustration, instead of the proportional control valves, an adjustable throttle 56 is used as the control part for the hydraulic working cylinder 54.
  • the consumer volume flow can be varied and the working cylinder 54 can thus be actuated via the relevant control throttle or control orifice 56.
  • the consumer volume flow results from the free throttle opening cross section Q and a pressure difference ⁇ p at the throttle 56, measured at the tapping points 58 upstream and downstream of the throttle 56.
  • the valve piston 22 has the function of a type of pressure compensator, the flow regulator piston 28, as part of the control device 26, reducing the volume flow to the consumer 54 by a constant value in the event of leakages in the hydraulic consumer circuit 62, regardless of the load.
  • the difference ⁇ p, measured between the two tapping points 58, is therefore predetermined by the spring force of the energy accumulator 24, which acts on the pressure compensator in the form of the valve piston 22, and is kept constant via the pressure compensator control.
  • the load signaling lines must be linked in order to be able to carry out a corresponding load-sensing control via the valve arrangement described. If there are leaks in the hydraulic circuit 62 to which the consumer 54 is connected, or at the consumer 54 itself, care is taken via the control device designated as a whole by 26 that the consumer pressure is not inadvertently raised to the pump level, which results that load sensing may have been disabled. This is avoided by the control device 26, which relieves the consumer connection 18 to the tank 16.
  • the current regulator Through the use of the current regulator, the volume flow to the consumer is reduced by a constant value, regardless of the load, so that proportional load-independent control is provided. A slowing down of the work process at the consumer 54 with increasing load pressure is thus avoided with certainty.
  • the integration of the current regulator in the pressure compensator realizes a compact structure with few components, which benefits functional reliability and improves the maintenance situation for the valve according to the invention.

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Description

Ventil
Die Erfindung betrifft ein Ventil mit mindestens einem Pumpen-, einem Tank- und einem Verbraucheranschluß und mit einem innerhalb des Ventilgehäuses verfahrbaren Ventilkolben, der in mindestens einer Sperrstellung den Pumpenanschluß vom Tankanschluß trennt und der mit einem Kraftspeicher zusammenwirkt, wobei mittels einer Steuereinrichtung ein zwischen dem Verbraucheranschluß und dem Tankanschluß sich einstellender Fluidstrom ansteuerbar ist.
Dahingehende Ventile werden regelmäßig in sogenannten hydraulischen Load-Sensing-Systemen oder Steuerungen eingesetzt und funktionieren dort in der Art einer Druckwaage, die einen nicht benötigten Pumpenförder- strom mit geringem Druckverlust zum Tank hin zurückleiten. Um zu vermeiden, daß die im Verbraucherkreis auftretenden Leckagen den Verbraucherdruck auf das Leistungsniveau der Pumpe anheben und damit gegebe- nenfalls das Load-Sensing-System außer Kraft setzen, ist der Verbraucheranschluß zum Tank hin zu entlasten. Die dahingehende Entlastung wird heutzutage kostengünstig durch eine Blendensteuerung realisiert, wobei die Blende vorzugsweise unmittelbar in der Druckwaage integriert ist oder se- parat in einem Ansteuerblock eingesetzt wird, der Teil der Load-Sensing- Steuerung ist.
Nachteilig an diesen bekannten Lösungen mit der Blendenkonstruktion ist die Druckabhängigkeit des zum Tank abfließenden Volumenstromes. Bei Verbrauchern, deren Volumenstrom lastunabhängig, beispielsweise über Proportionalventile, gesteuert wird, führt dies dann zu einer stetigen Verlangsamung des Verbrauchers mit zunehmendem Lastdruck, was sich besonders negativ bei Verbrauchern mit geringem Volumenstrom auswirkt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Ventile dahingehend weiter zu verbessern, daß sie die beschriebenen Nachteile, insbesondere beim Einsatz in sog. Load- Sensing-Systemen, nicht aufweisen. Ferner soll das Ventil sich kostengünstig realisieren lassen und einen geringen Platzbedarf einnehmen. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Ventil mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches . die Steuereinrichtung aus einem Fluidstromregler besteht, der im Ventilkolben integriert ist, ist es möglich, im Gegensatz zu den bekannten Ventil lösungen mit der Blendenkonstruktion den Volumenstrom zum Verbraucher lastunabhängig um einen konstanten Wert zu reduzieren, so daß eine proportionale lastunabhängige Steuerung realisiert ist. Die beschriebenen Nachteile im Stand der Technik, insbesondere in Form einer Verlangsamung des Verbrauchers, sind somit mit Sicherheit ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße Lösung mit Fluidstromregler läßt sich kostengünstig realisieren und durch die Integrierung des Fluidstromreglers im Ventilgehäuse ist ein platzsparender Einbau im Ventil selbst möglich. Da das erfindungsgemäße Ventil mit nur wenig Baukomponenten auskommt, ist darüber hinaus ein funkti- onssicherer Betrieb gewährleistet, der dem gesamten Load-Sensing-System zugute kommt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprü- ehe.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Ventil anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
Fig.1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Ventil;
Fig.2 in der Art einer Schaltdarstellung den Einsatz des Ventils nach der Fig.1 bei einem Load-Sensing-System mit einem Arbeitszylinder als hydraulischen Verbraucher.
Das in der FigJ im Längsschnitt gezeigte Ventil weist einen Pumpenanschluß 10 auf, und zwar am vorderen stirnseitigen Ende eines Ventilgehäuses 12, das in der Art einer Einschraubpatrone ausgebildet ist, um derart in Steuerblöcken od.dgl. für seine spätere Verwendung festgelegt zu werden. Die Ausgestaltung in Form eines Einbausets od. dgl. ist ebenfalls möglich. An seinem dem Pumpenanschluß 10 zugewandten Ende weist das Ventilgehäuse 12 zwei einander diametral gegenüberliegende erste Tankanschlüsse 14 auf. In Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen darübediegend ist in der linken Bildhälfte ein weiterer separater Tankanschluß 16 angeordnet, dessen freier Öffnungsquerschnitt kleiner ist als der entsprechende Durch- messerbereich der ersten Tankanschlüsse 14. Wiederum darüberliegend ist eine weitere Querbohrung in das Ventilgehäuse 12 eingebracht, die als Verbraucheranschluß 18 dient. Die Tankanschlüsse 14 und 16 sind gleichfalls vorzugsweise aus Querbohrungen in dem Ventilgehäuse 12 gebildet. Die angesprochenen Anschlüsse 14,16 und 18 verlaufen im wesentlichen quer zur Längsachse 20 des Ventilgehäuses 12. Der Pumpenanschluß 10 hingegen ist entlang der Längsachse 20 des Ventilgehäuses 12 an diesem stirnseitig angeordnet.
In dem Ventilgehäuse 12 längsverfahrbar ist ein Ventilkolben 22 angeordnet, der außenumfangsseitig in üblicher und daher nicht näher beschriebener Weise mit Druckentlastungskanälen versehen ist. In einer seiner gezeigten Sperrstellungen gemäß der Darstellung nach der Fig.1 trennt er jedenfalls den Pumpenanschluß 10 vom Tankanschluß 14. Ferner wirkt der Ven- tilkolben 22 mit einem Kraftspeicher 24 zusammen, wobei mittels einer als Ganzes mit 26 bezeichneten Steuereinrichtung ein zwischen dem Verbraucheranschluß 18 und dem Tankanschluß 14 sich einstellender Fluidstrom ansteuerbar ist. Die angesprochene Steuereinrichtung 26 besteht insbesondere aus einem Fluidstromregler, der im Ventilkolben 12 integriert ist und der im Hinblick auf seinen Aufbau und seine Funktion im folgenden noch näher erläutert werden wird.
Der angesprochene Fluidstromregler weist einen Stromreglerkolben 28 auf, der in dem Ventilkolben 22 längsverfahrbar geführt ist, wobei der Innenum- fang des Ventilkolbens 22 den Außenumfang des Stromreglerkolbens 28 umfaßt. Der Stromreglerkolben 28 stützt sich wiederum an einem weiteren Kraftspeicher 30 ab, dessen Wirkrichtung entgegen dem ersten Kraftspeicher 24 gerichtet ist. Entlang der Längsachse 20 des Ventil gehäuses 12 und mithin mittig weist der Stromreglerkolben 28 einen Fluidkanal 32 auf, der zumindest in einer Verschiebestellung des Stromreglerkolbens 28 gemäß der Darstellung nach der Fig.1 in einen Fluidkanal 34 des Ventilkolbens 22 mündet, der in der Fig.1 gezeigten Verschiebestellung wiederum eine fluid- führende Verbindung mit dem separaten Tankanschluß 16 im Ventilgehäu- se 12 herstellt. In jeder Verschiebestellung des Ventilkolbens 22 trennt dieser die ersten Tankanschlüsse 14 von dem weiteren separaten Tankanschluß 16.
Der Fluidkanal 32 des Stromreglerkolbens 28 ist auf seiner dem Verbrau- cheranschluß 18 zugewandten Seite von einem Steuerkolben 36 verschließbar, der in Richtung dieser Schließstellung über den ersten Kraftspeicher 24 gehalten ist. An seinem dahingehenden Ende verfügt der Fluidkanal 32 über eine Einschnürung und mündet, wie die Darstellung nach der Fig.1 zeigt, mit einem verringerten Querschnitt stirnseitig ins Freie. Der ange- sprochene Steuerkolben 36 weist als Anlageteil eine Kalotte 38 auf, die in der Art einer Halbkugel ausgebildet ist und mit ihrer gekrümmten stirnseitigen Eingriffsfläche für den fluidführenden Eingriff in den Fluidkanal 32 des Stromreglerkolbens 28 vorgesehen ist. In der gezeigten Darstellung und in jeder anderen Schaltstellung läßt die Kalotte 38 das angesprochene freie Ende des Fluidkanals 32 mit seinem reduzierten Querschnitt für einen
Fluiddurchtritt frei. In Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen ist oberhalb der Kalotte 38 eine flanschartige Ringverbreiterung 40 angeordnet, an der sich mit ihrem einen freien Ende die Druckfeder abstützt, die den ersten Kraftspeicher 24 bildet. Das andere freie Ende der Druckfeder als Kraftspei- eher 24 ist in Anlage mit einem Abschlußstopfen 42, der an dem dem Pumpenanschluß 10 gegenüberliegenden Ende in das Ventilgehäuse 12 eingeschraubt und derart festgelegt ist. Der Steuerkolben 36 weist an seinem dem Abschlußstopfen 42 zugewandten Ende eine Anschlagfläche 44 auf, die im üblichen Betriebszustand des Ventils jedoch einen axialen Ab- stand in Längsrichtung der Längsachse 20 gesehen zu dem Abschlußstopfen 42 einhält.
Unter der Einwirkung des Kraftspeichers 24 sowie des Steuerkolbens 36 wird der Stromreglerkolben 28 in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen nach unten in Richtung einer unteren Stellung gehalten. Der dahingehenden Wirkrichtung entgegenwirkend ist innerhalb des Steuerverbundes von Stromreglerkolben 28 und Ventilkolben 22 ein weiterer, als Druckspeicher ausgebildeter Kraftspeicher 30 vorhanden, der sich mit seinem einen unte- ren Ende am Ventilkolben 22 und mit seinem anderen Ende derart am Stromreglerkolben 28 abstützt, daß er in den Fluidkanal 32 des Stromreglerkolbens 28 eingreift. Für den dahingehenden Eingriff ist der Fluidkanal 32 des Stromreglerkolbens 28 zu seinem unteren freien Ende hin im Durchmesser verbreitert.
Der Stromreglerkolben 28 ist im Inneren des Ventilkolbens 22 geführt, der hierfür eine zylindrische Innenausnehmung aufweist, wobei bei einer hergestellten Fluidverbindung zwischen dem separaten Tankanschluß 16, dem Fluidkanal 34 und dem Fluidkanal 32 die oberen stirnseitigen Enden von Ventilkolben 22 und Stromreglerkolben 28 im wesentlichen plan in einer Ebene miteinander abschließen, die quer zur Längsachse 20 verläuft. In der dahingehenden Schaltanordnung weist das untere freie Ende des Stromreglerkolbens 28 derart eine axialen Abstand zu dem unteren Aufnahmeboden des Ventilkolbens 22 auf, daß entlang eines Radialabsatzes des Stromreg- lerkoibens 28 dieser bündig mit der Oberkante desjenigen Teils des Fluid- kanals 34 abschließt, der dem Inneren des Ventilkolbens 22 zugewandt ist. Die demgegenüber abgewandte Seite des Fluidkanals 34 verbreitert sich in einer Ringausnehmung 46, die mit ihrer Oberkante im wesentlichen bündig in der gezeigten Schaltdarstellung nach der Fig.1 mit dem separaten Tank- anschluß 16 abschließt. Des weiteren ist das untere freie Ende des weiteren Kraftspeichers 30 in Form der Druckfeder in einer bodenseitigen Innenaus- nehmung des Ventilkolbens 22 aufgenommen und derart lageabgestützt. Der Verbraucheranschluß 18 mündet in einen Ventilraum 48 des Ventilge- häuses 12, der von dem Steuerkolben 36 und dem ersten Kraftspeicher 24 durchgriffen ist. Des weiteren weist das Ventilgehäuse 12 für den Ventilkolben 22 auf seiner dem Ventilraum 48 zugewandten Seite eine Anschlagfläche 50 auf, beispielsweise gebildet durch den Einsatz eines nicht näher dargestellten Sprengringes. Damit ist der Ventilkolben 22 frei in Blickrich- tung auf die Fig.1 gesehen nach unten in Richtung des Pumpenanschlusses 10 zu verfahren und in der entgegengesetzten Richtung ist der Verfahrweg begrenzt.
In Abhängigkeit von den Lastdrücken am Verbraucheranschluß 18, den man auch als Lastanschluß bezeichnet, wird entgegen der Wirkung der Kraftspeicher 24 und 30 die Kalotte 38 als Schließteil zurückgedrängt und/oder der Stromreglerkolben 28 in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen nach unten innerhalb des Ventilkolbens 22 verfahren, so daß der Fluidkanal 32 vollständig freigegeben ist. Die angesprochene Anordnung läßt sich da- bei derart einregeln, daß der Volumenstrom zum Verbraucher lastunabhängig um einen konstanten Wert reduzierbar ist, so daß eine proportionale lastunabhängige Steuerung auch im Fall von auftretenden Leckagen möglich ist.
Wie eine dahingehende proportionale lastunabhängige Steuerung realisierbar ist, ergibt sich aus dem prinzipiellen Blockschaltbild gemäß der Darstellung nach der Fig.2. Diese zeigt ein grundsätzliches Schaltungskonzept eines sog. Load-Sensing-Systems, wobei bei der Ausführungsform nach der Fig.2 als Hydraulikpumpe eine Konstantpumpe 52 Verwendung findet. An- stelle dahingehender Konstantpumpen können auch Verstell pumpen (nicht dargestellt) entsprechend eingesetzt werden. Das angesprochene Load- Sensing soll dazu dienen, eine optimierte Energieausnutzung zu erreichen, wobei der zu einem Regler in Form des Ventils rückgeführte Lastdruck da- für eingesetzt wird, die hydraulisch angebotene Leistung beispielsweise über die Konstantpumpe 52 und die von einem Verbraucher, hier in Form eines hydraulischen Arbeitszylinders 54, verlangte Leistung aufeinander abzustimmen. In der Regel werden für die Ansteuerung des Verbrauchers, hier in Form des hydraulischen Arbeitszylinders 54, bereits aufgrund des gewünschten Bedienungskomforts proportionale Steuerungselemente eingesetzt; allein der einfacheren Darstellung wegen wird hier anstelle der Pro- portional-Steuerventile als Ansteuerteil für den hydraulischen Arbeitszylinder 54 eine einstellbare Drossel 56 eingesetzt. Über die dahingehende Steuerdrossel oder Steuerblende 56 läßt sich der Verbrauchervolumenstrom variieren und mithin der Arbeitszylinder 54 betätigen. Der Verbrauchervolumenstrom ergibt sich dabei aus dem freien Drossel-Öffnungsquerschnitt Q und einer Druckdifferenz Δp an der Drossel 56, gemessen an den Abgriffspunkten 58 vor und hinter der Drossel 56.
In dahingehenden Load-Sensing-Systemen kommt dem Ventilkolben 22 die Funktion einer Art Druckwaage zu, wobei der Stromreglerkolben 28 als Teil der Steuereinrichtung 26 den Volumenstrom zu dem Verbraucher 54 lastunabhängig um einen konstanten Wert im Falle von Leckagen im hydraulischen Verbraucherkreis 62 reduziert. Die Differenz Δp, gemessen zwischen den beiden Abgriffspunkten 58, wird mithin durch die Federkraft des Kraftspeichers 24, die an der Druckwaage in Form des Ventilkolbens 22 angreift, vorgegeben und über die Druckwaagenregelung konstant gehalten. Am Ventilkolben 22 als Druckwaage herrscht dann im wesentlichen das Gleichgewicht Federkraft des Kraftspeichers 24 Δp = = Konstant
Ventilkolbenfläche des Ventilkolbens 22
Mithin ergibt sich ein unmittelbarer proportionaler Zusammenhang zwischen dem freien Querschnitt Q der Steuerdrossel 56 und dem eigentlichen Verbrauchervolumenstrom. Kommt auf die Zylinderstange 64 des Arbeitszylinders 54 eine Zusatzkraft im Sinne einer zusätzlichen Load in Richtung des Verbraucherkreises 62, wird die Druckwaage in Form des Ventilkolbens 22 in ihre in der Fig.2 gezeigte Sperrstellung gedrückt, bei der der Pumpenanschluß 10 vom ersten Tankanschluß 14 getrennt ist und die Konstantpumpe 52 liefert auf die Kolbenseite 66 des Arbeitszylinders 54 entsprechend die Fluidmenge nach, die benötigt ist, um dem zusätzlichen Lastaufkommen entgegenzuwirken. Wird jedoch der Arbeitszylinder 54 in entge- gengesetzter Richtung entlastet, muß dem dahingehenden Lastaufkommen im Sinne einer konstanten Load entgegengewirkt werden und die Konstantpumpe 52, die im übrigen zum Tank 68 hin über ein Druckbegrenzungsventil 60 abgesichert ist, pumpt nunmehr unmittelbar über die freigegebene Verbindung in die ersten Tankanschlüsse 14, wobei dann der Ventilkolben 22 als Druckwaage in einer entsprechend weit angehobenen Verfahrstellung in Richtung des Verbraucheranschlusses 18 zurückgezogen ist (vgl. Fig.1 ).
Sind an ein Load-Sensing-System mehrere Verbraucher angeschlossen und von einer gemeinsamen Hydropumpe 52 versorgt, muß eine Verknüpfung der Lastmeldeleitungen vorgenommen werden, um eine entsprechende Load-Sensing-Regelung über die beschriebene Ventilanordnung durchführen zu können. Kommt es im hydraulischen Kreis 62 , an den der Verbraucher 54 angeschlossen ist, zu Leckagen oder beim Verbraucher 54 selbst, wird über die als Ganzes mit 26 bezeichnete Steuereinrichtung dafür Sorge getragen, daß der Verbraucherdruck nicht auf das Pumpenniveau ungewollt angehoben wird, was zur Folge hätte, daß gegebenenfalls das Load-Sensing außer Kraft gesetzt ist. Dies wird über die Steuereinrichtung 26 vermieden, die den Verbraucheranschluß 18 zum Tank 16 hin entlastet. Durch den Einsatz des Stromreglers wird der Volumenstrom zum Verbraucher lastunabhängig um einen konstanten Wert reduziert, so daß eine proportionale lastunabhängig Steuerung gegeben ist. Mithin ist eine Verlangsamung des Arbeitsprozesses beim Verbraucher 54 mit zunehmendem Lastdruck mit Sicherheit vermieden. Durch die Integration des Stromreglers in die Druckwaage ist ein kompakter Aufbau mit wenig Bauteilen realisiert, was der Funktionssicherheit zugute kommt und die Wartungssituation für das erfindungsgemäße Ventil verbessert.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Ventil mit mindestens einem Pumpen-(10), einem Tank-(14) und einem Verbraucheranschluß (18) und mit einem innerhalb des Ventilgehäuses (12) verfahrbaren Ventilkolben (22), der in mindestens einer Sperrstellung den Pumpenanschluß (10) vom Tankanschluß (14) trennt und der mit einem Kraftspeicher (24) zusammenwirkt, wobei mittels einer Steuereinrichtung (26) ein zwischen dem Verbraucheranschluß (18) und dem Tankanschluß (14) sich einstellender Fluidstrom ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26) aus einem
Fluidstromregler besteht, der im Ventilkolben (22) integriert ist.
2. Ventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidstromregler einen Stromreglerkolben (28) aufweist, der in dem Ventilkolben (22) längsverfahrbar geführt ist und der sich gegen einen weiteren
Kraftspeicher (30) abstützt.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromreglerkolben (28) einen Fluidkanal (32) aufweist, der zumindest in einer Ver- Schiebestellung des Stromreglerkolbens (28) in einen Fluidkanal (34) des
Ventilkolbens (22) mündet, der zumindest in einer Verschiebestellung des Ventilkolbens (22) in einen separaten Tankanschluß (16) im Ventilgehäuse (12) mündet, der von dem mit dem Pumpenanschluß (10) verbindbaren Tankanschluß (14) getrennt ist.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidkanal (32) des Stromreglerkolbens (28) auf seiner dem Verbraucheranschluß (18) zugewandten Seite von einem Steuerkolben (36) verschließbar ist, der in Richtung dieser Schließstellung über den ersten Kraftspeicher (24) gehalten ist.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (36) als Anlageteil eine Kalotte (38) aufweist, die mit ihrer gekrümmten stirnseitigen Eingriffsfläche für einen fluidführenden Eingriff in den Fluidkanal (32) des Stromreglerkolbens (28) vorgesehen ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kraftspeicher (24,30) als Druckfedern ausgebildet sind und daß der zweite Kraftspeicher (30) sich mit seinem einen Ende am Ventilkolben (22) und mit seinem anderen Ende derart am Stromreglerkolben (28) abstützt, daß er in den Fluidkanal (32) des Stromreglerkolbens (28) eingreift.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der separate Tankanschluß (16) zwischen Verbraucheranschluß (18) und Tankanschluß (14) im Ventilgehäuse (12) angeordnet ist und daß der Verbraucheranschluß (18) in einen Ventilraum (48) mündet, der von dem Steuerkolben (36) mit dem ersten Kraftspeicher (24) durchgriffen ist.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (22) auf seiner dem Verbraucheranschluß (18) zuge- wandten Seite mit einer Anschlagfläche (50) versehen ist.
9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventilkolben (22) die Funktion einer Druckwaage in einem Load- Sensing-System zukommt und daß der Stromreglerkolben (28) den Vo- lumenstrom zu mindestens einem Verbraucher (54) lastunabhängig um einen konstanten Wert, insbesondere im Falle von Leckagen im hydraulischen Verbraucherkreis (62) reduziert.
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