EP1369596B1 - Hydraulische Ventilanordnung - Google Patents

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EP1369596B1
EP1369596B1 EP20030076582 EP03076582A EP1369596B1 EP 1369596 B1 EP1369596 B1 EP 1369596B1 EP 20030076582 EP20030076582 EP 20030076582 EP 03076582 A EP03076582 A EP 03076582A EP 1369596 B1 EP1369596 B1 EP 1369596B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
pressure
tappet
working
connection
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
EP20030076582
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1369596A2 (de
EP1369596A3 (de
Inventor
Martin Raadkjaer Joergensen
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.)
Danfoss Power Solutions ApS
Original Assignee
Sauer Danfoss ApS
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 Sauer Danfoss ApS filed Critical Sauer Danfoss ApS
Publication of EP1369596A2 publication Critical patent/EP1369596A2/de
Publication of EP1369596A3 publication Critical patent/EP1369596A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1369596B1 publication Critical patent/EP1369596B1/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
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87169—Supply and exhaust
    • Y10T137/87233—Biased exhaust valve
    • Y10T137/87241—Biased closed

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic valve arrangement with the features of the preamble of claim 1.
  • Such a valve arrangement is known from DE 28 01 689 A1.
  • a pilot-operated twin check valve is shown, which in each case has a check valve in both working ports.
  • Each check valve has a ball element designed as a valve element, which bears against a valve seat and is held there by the force of a spring.
  • a control valve directs hydraulic fluid under pressure, the ball is lifted off the valve seat and the check valve opens.
  • a piston is acted upon, which is moved in a different direction.
  • the piston has an extension which lifts the ball of the check valve of the other working line from the valve seat.
  • Another hydraulic valve assembly is known from DE 40 28 887 A1.
  • the plunger is actuated to open the respective check valve via an inclined surface on the slide of the control valve.
  • the opening of the check valve, a return of the motor in a non-deflected or extended state is also possible when the motor acts only a small load, such as its own weight, and this load is so low that they over to the control of the check valve any auxiliary valves can not muster necessary pressure.
  • a hydraulic valve assembly with check valves is intended primarily for mounting on tractors or other machinery.
  • the check valves should To ensure a possible drip-proof behavior, ie they should keep the motor connected to the working port arrangement in a certain position, if this is so set by the control valve.
  • the check valves are opened by means of a pilot pressure. This is apparent, for example, from DE 199 31 142 A1 or 199 19 015 A1. However, this requires that the engine can produce sufficient pilot pressure.
  • valve assembly must therefore be able to open the check valves in both bidirectional motors as well as unidirectional motors. If, for example, in a tractor the track rail is actuated via the valve arrangement, but no weight rests on the track rail, then there is hardly any load to lower the track rail. The pressure in the tank line should be close to 0 bar, which is usually relatively difficult to implement.
  • US 3 795 178 A shows a further hydraulic valve arrangement in which a check valve is arranged in each working line, which has a conical valve element. Again, an actuating piston is provided between the two valve elements having two extensions, each of which cooperates with a valve element of a check valve.
  • DE 44 36 548 A1 shows a valve arrangement for actuating a hydraulic consumer, in which in both Working lines each a check valve is arranged.
  • the valve elements of the check valves can be pushed open by a piston, which is located between the two check valves.
  • the piston is divided into two parts. With a corresponding pressurization, the two parts can be moved in opposite directions to open both check valves simultaneously and to allow a floating operation.
  • the invention is based on the object when using a single-acting motor to control the supply serving shut-off valve reliably.
  • the plunger By the pressurization of the pressure chamber, the plunger is moved and thereby controls the valve element of the check valve. This Auf Kunststoffn therefore no longer requires a deflection of mechanically acting forces.
  • the application of the plunger is hydraulic. However, hydraulic pressures can act largely wear-free on the plunger. Accordingly, the wear is kept small and the check valve can be reliably controlled in the long term.
  • the generation of a pressure on the plunger is comparatively easy. Increased pressure is available in the system anyway. It is necessary to direct this pressure only with suitable measures to the corresponding end face of the plunger.
  • the pressure chamber of the plunger is limited for a check valve by the valve element of the respective other check valve.
  • the slide of the control valve or a corresponding valve element
  • the valve assembly optionally with a motor which is arranged on both working ports, or with a motor which is arranged on only one working port and accordingly acts on one side.
  • the free working connection must only be closed in this embodiment. If you now with the help of the control valve, the pressure to se leads closed working port, then although the check valve is opened there. However, the plunger is moved accordingly to also legivien the check valve at the other working port.
  • the control of the check valve at the closed working port is not critical, because the hydraulic fluid can not escape anyway, regardless of whether the check valve is open or not.
  • a common plunger is provided for both check valves.
  • the plunger can then open both the one and the other check valve when the pressure is applied to the respective other check valve.
  • the use of a single plunger simplifies the construction. It also has the advantage that you can connect the single-acting engine basically at each of the two working ports, without the function of the valve assembly is adversely affected.
  • the plunger is shorter than the distance between the valve elements of the two check valves. In a mode of operation in which both working connections are connected to the motor, the plunger then does not interfere. While it may be biased to open a check valve when the other check valve is opened by the pressure at the high pressure port routed there through the control valve. In this case, opening the other shut-off valve is required anyway. If the plunger is shorter than the distance between the valve elements of the two check valves, There is definitely a position in which he does not act on both check valves.
  • the valve element and / or the plunger at its common contact surface on at least one formation, which allows the penetration of liquid between the plunger and the valve element. This ensures that the pressure can also act on the corresponding end face of the plunger to relocate the plunger.
  • the plunger can be relatively thin otherwise.
  • the force acting on the plunger need only be sufficient to overcome a force exerted by a closing spring on the valve element of the check valve, for example.
  • Such a configuration may for example be a groove which is arranged in the surface of the valve element of the check valve. It can also be a projection on the front side of the plunger. Other embodiments are conceivable and easily findable for the skilled person.
  • the plunger and the valve elements of the two check valves on a common axis of movement.
  • the plunger and the two valve elements thus move along a straight line. This keeps the wear small.
  • the plunger is loaded only along its direction of movement. The leadership of the plunger in the housing is therefore not burdened by laterally acting forces.
  • the working connection can be connected to a leakage oil removal device.
  • the plunger will have no influence on the valve function.
  • the Lecgrolab1700 to fully ensure that is not unintentional a pressure at the working ports can be established, which then again affects the plunger, the Lecgrolab211 boots is provided, via which a corresponding excess amount of hydraulic fluid can be removed before the pressure is too high.
  • the Lecgrolab1700 When the control valve is in the neutral position, then the Leckölab1700 boots ensures that a leak can not lead to a pressure build-up at the Häanêtn.
  • the leakage oil discharge device has an orifice which forms a connection to the low-pressure connection. By the aperture prevents too much hydraulic fluid can flow at a desired increase in pressure in the corresponding pressure chamber.
  • the diaphragm is arranged in a load-sensing line, which is connected in the neutral position of the control valve to the low-pressure connection.
  • the load-sensing line is in any case connected to the working connections. This is necessary in order to report the highest pressure occurring in the system to the pump or an associated control device. Now you can give this load-sensing line a second function. It serves namely to dissipate smaller amounts of leakage of hydraulic fluid.
  • the valve element can be controlled both mechanically with the plunger and hydraulically.
  • the hydraulic opening of the valves typically becomes used at high pressures, for example 10 bar to 400 bar, and large flow rates, whereas where the mechanical solution is used at lower pressures, for example between 0 and 10 bar and small flow rates.
  • a hydraulic valve arrangement 1 has a housing 2.
  • two working ports A, B are provided, which together form a working connection arrangement.
  • a high-pressure port P and a low-pressure port not shown, which together form a supply terminal arrangement.
  • a control valve 3 is arranged, which has a slide 4 shown only schematically, which is displaceable in a bore 5 in the housing 2 under the action of a drive 6.
  • the bore 5 has a series of circumferential grooves 7-13.
  • the slider 4 has a series of circumferential grooves 14-19. By a displacement of the slider 4, the circumferential grooves 14-19 can be positioned so that certain adjacent circumferential grooves 7-13 are connected in the bore 5 with each other.
  • the representation of the slider 4 with its grooves 14-19 is not to scale. But since the formation of such a control valve 3 is known per se with a slide 4 in a bore, will be omitted for a more detailed explanation.
  • the circumferential groove 7 is connected via a channel 20 to the output of a compensation valve 21 in connection.
  • the input of the compensation valve 21 is connected to the high pressure port P.
  • the control valve 3 is connected via a first working line 22 to the working port A in communication and via a second working line 23 to the working port B.
  • a first check valve 24 is arranged, which has a valve element 25 which by a compression spring 26 in System is held on a valve seat 27.
  • the check valve 24 can be opened by a pressure prevailing in the working line 22.
  • the prerequisite is that the pressure in the working line 22 is so great that it overcomes the force of the compression spring 26.
  • there are several different possibilities for the opening of the valves 24 and 28 It is also possible to connect part of the area of the check valve on the load side to low pressure (on the spring side) and at the same time over a range of differences (50) the remaining spring force by means of the load pressure overcome.
  • a check valve 28 is arranged, which has a valve element 29 which by a compression spring 30 against a valve seat 31 is pressed.
  • the valve member 29 can be lifted from the valve seat 31 when the pressure in the second working line 23 is large enough.
  • the pressure in the two working lines 22, 23 is controlled by the slide 4 of the control valve 3.
  • the engine 32 has a pressure chamber 33 which is bounded by a movable piston 34. If the working line 22 is pressurized by a corresponding position of the slider 4 of the control valve 3, then the check valve 24 is opened and the hydraulic fluid from the working line 22 can flow via the working port A in the pressure chamber 33 of the motor 32.
  • the other working port B is closed. This is symbolized by a check valve 35.
  • a plunger 36 is disposed between the two valve elements 25, 29, which is displaceable in a bore 37 in the housing.
  • the axis of the bore and thus also the axis of the plunger 36 coincides with the axis 48 of the valve elements 25, 29 of the check valves 24, 28th
  • the working line 22 has a first pressure chamber 38 upstream of the check valve 24.
  • the pressure in the first pressure chamber 38 controls the opening movement of the valve element 25 of the first check valve 24.
  • the second working line 23 before the check valve 28 to a pressure chamber 39.
  • the pressure in the pressure chamber 39 controls the opening movement of the valve element 29 of the second shut-off valve 28.
  • the plunger 36 now ends in the two pressure chambers 38, 39.
  • the plunger 36 is acted upon by the pressure in the two pressure chambers 38, 39. If the pressure in the second pressure chamber 39 is greater than the pressure in the first pressure chamber 38, then the plunger 36 is displaced in the direction of the valve element 25 of the first check valve 24. If the pressure in the second pressure chamber 39 is sufficient to generate a force greater than the force exerted by the compression spring 26 on the valve element 25 of the first stop valve 24, then the plunger 36 is capable of the valve element 25 from the valve seat 27 and accordingly release a connection from the working port A to the first working line 22.
  • the slide 4 of the control valve 3 is displaced so that the channel 20 is connected by the compensation valve 21 with the second working line 23. Accordingly, a pressure builds up in the second pressure chamber 39, which displaces the plunger 36 in the direction of the valve element 25 of the first stop valve 24, ie in the drawing to the left, and the valve element 25 lifts off from the valve seat 27 against the force of the compression spring 26.
  • the slide 4 has a connection between the first working line 22 and the low-pressure connection, not shown, which may be connected, for example, with the two grooves 10, 11, so that the hydraulic fluid from the pressure chamber 33 of the motor 32 can flow.
  • the plunger 36 is in the illustrated rest position on the valve member 29 of the second stop valve 28 at.
  • the valve member 29 has a formation 40, in the present case a groove, in its surface. This formation 40 does not have to be large. It only needs to be sufficient to exert a pressure on the plunger 36, which is sufficient to lift the plunger 36 from the valve element 29. Thereafter, the entire end face of the plunger 36 is available for pressurization.
  • the length of the plunger 36 is shorter than the distance between the two valve elements 25, 29. In the rest position so it is quite possible and also provided that the two check valves 24, 28 are closed.
  • the Plunger 36 is able to open each of the check valve 24, 28, in the pressure chamber 38, 39 is not enough pressure applied to open it.
  • the working port A is to be pressurized, then a corresponding pressure in the first working line 22 is under the control of the slider 4 of the control valve 3. This pressure is able to open the check valve 24.
  • the plunger 36 is moved to the right and opens the second check valve 28 so that liquid can flow from the working port B via the working line 23.
  • the valve assembly 1 is therefore usable without any further conversion measures when a single-acting motor is connected, as well as when a double-acting motor is connected.
  • the plunger 36 In normal operation, the plunger 36 will have no influence on the valve function. However, to completely ensure against the fact that a pressure in the working lines 22, 23 or the working ports A, B can not build up unintentionally, which could open the check valves 24, 28, the working ports A, B via lines 41, 42 with a Load sensing connection LS connected. However, an aperture 43, 44 is provided for each working port A, B in this connection. Via these diaphragms 43, 44, a leakage fluid, which in the neutral position of the slide 4 in the housing 2 into one or both of the working lines 22, 23 flows, drain. The LS line is connected in the neutral position of the slide 4 to the low pressure port.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Ventilanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Ventilanordnung ist aus DE 28 01 689 A1 bekannt. Dort ist ein entsperrbares Zwillings-Rückschlagventil dargestellt, das in beiden Arbeitsanschlüssen jeweils ein Rückschlagventil aufweist. Jedes Rückschlagventil weist ein als Kugel ausgebildetes Ventilelement auf, das an einem Ventilsitz anliegt und dort mit der Kraft einer Feder festgehalten wird. Wenn der Druck auf der anderen Seite des Ventilsitzes ansteigt und ein Steuerventil Hydraulikflüssigkeit unter Druck dorthin leitet, dann wird die Kugel vom Ventilsitz abgehoben und das Rückschlagventil öffnet. Gleichzeitig wird ein Kolben beaufschlagt, der in eine andere Richtung bewegt wird. Der Kolben weist einen Fortsatz auf, der die Kugel des Rückschlagventils der anderen Arbeitsleitung vom Ventilsitz abhebt.
  • Eine weitere hydraulische Ventilanordnung ist aus DE 40 28 887 A1 bekannt. Dort wird der Stößel zum Öffnen des jeweiligen Sperrventils über eine Schrägfläche am Schieber des Steuerventils betätigt. Durch die Öffnung des Sperrventils wird ein Rückführen des Motors in einen nicht ausgelenkten oder ausgefahrenen Zustand auch dann möglich, wenn auf den Motor nur eine kleine Last wirkt, beispielsweise das Eigengewicht, und diese Last so gering ist, daß sie den zum Aufsteuern des Sperrventils über irgendwelche Hilfsventile notwendigen Druck nicht aufbringen kann.
  • Eine hydraulische Ventilanordnung mit Sperrventilen ist hauptsächlich für die Montage auf Traktoren oder anderen Arbeitsmaschinen gedacht. Die Sperrventile sollen dabei für ein möglichst tropfdichtes Verhalten sorgen, d.h. sie sollen den an die Arbeitsanschlußanordnung angeschlossenen Motor in einer bestimmten Position halten, wenn dies vom Steuerventil so eingestellt ist. Die Sperrventile werden mit Hilfe eines Pilotdrucks geöffnet. Dies geht beispielsweise aus DE 199 31 142 A1 oder 199 19 015 A1 hervor. Allerdings ist es hierfür erforderlich, daß der Motor einen ausreichenden Pilotdruck erzeugen kann.
  • Bei doppelt wirkenden Motoren (oder anderen Verbrauchern) ist dies in der Regel kein Problem, weil der Motor dann, wenn er durch den Druck an einem Arbeitsanschluß in eine Richtung bewegt wird, automatisch einen entsprechend großen Druck am anderen Arbeitsanschluß erzeugt, der dann wiederum die Sperrventile öffnen kann. Bei einfach wirkenden Motoren trifft dies nicht zu. Da nur auf der einen Seite des Motors Flüssigkeit vorhanden ist, kann er nur in eine Richtung aktiviert werden. Um wieder in eine Ausgangsstellung zurückkehren zu können, muß er in die entgegengesetzte Richtung von einer Last beeinflußt werden.
  • Man weiß im vorhinein im Grunde nie sicher, welcher Verbraucher an die Ventilanordnung angeschlossen werden soll. Die Ventilanordnung muß daher in der Lage sein, sowohl bei zweiseitig wirkenden Motoren als auch bei einseitig wirkenden Motoren die Sperrventile zu öffnen. Wenn beispielsweise bei einem Traktor die Ackerschiene über die Ventilanordnung angesteuert wird, auf der Ackerschiene aber kein Gewicht ruht, dann gibt es kaum eine Last, um die Ackerschiene abzusenken. Der Druck in der Tankleitung müßte nahezu bei 0 bar liegen, was in der Regel relativ schwierig zu realisieren ist.
  • Man hat daher in DE 40 28 887 A1 eine Zwangsöffnung der Sperrventile vorgesehen. Wenn der Schieber des Steuerventils in eine Richtung bewegt wird, dann stellt er zum einen die notwendigen hydraulischen Verbindungen her, um den Motor in eine Richtung betreiben zu können. Gleichzeitig wird das Sperrventil über den Stößel und den Schieber geöffnet, um ein Ablaufen der Flüssigkeit aus der gegenüberliegenden Druckkammer des Motors zu ermöglichen.
  • Diese Ausbildung hat jedoch einige Nachteile. Zum einen wird eine relativ große Reibung zwischen dem Schieber des Steuerventils und dem Stößel des Sperrventils erzeugt, was beispielsweise dann von Nachteil ist, wenn der Schieber elektrisch betätigt werden soll. Darüber hinaus ist bei dieser Ausgestaltung ein teilweise erheblicher Verschleiß zu beobachten, der die Gefahr mit sich bringt, daß die Ventilanordnung auf Dauer funktionsunfähig wird.
  • US 3 795 178 A zeigt eine weitere hydraulische Ventilanordnung, bei der in jeder Arbeitsleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, das ein kegelförmiges Ventilelement aufweist. Auch hier ist zwischen den beiden Ventilelementen ein Betätigungskolben vorgesehen, der zwei Fortsätze aufweist, von denen jeder mit einem Ventilelement eines Rückschlagventils zusammenwirkt.
  • DE 44 36 548 A1 zeigt eine Ventilanordnung zur Betätigung eines hydraulischen Verbrauchers, bei der in beiden Arbeitsleitungen jeweils ein Rückschlagventil angeordnet ist. Die Ventilelemente der Rückschlagventile können durch einen Kolben aufgestoßen werden, der sich zwischen den beiden Rückschlagventilen befindet. Der Kolben ist zweigeteilt. Bei einer entsprechenden Druckbeaufschlagung können die beiden Teile in entgegengesetzte Richtungen verschoben werden, um beide Rückschlagventile gleichzeitig zu öffnen und einen Schwimmbetrieb zu ermöglichen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung eines nur einseitig wirkenden Motors das der Versorgung dienende Sperrventil zuverlässig aufsteuern zu können.
  • Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Ventilanordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die Druckbeaufschlagung des Druckraumes wird der Stößel bewegt und steuert dadurch das Ventilelement des Sperrventils auf. Dieses Aufsteuern benötigt also keine Umlenkung von mechanisch wirkenden Kräften mehr. Die Beaufschlagung des Stößels erfolgt hydraulisch. Hydraulische Drücke können aber weitgehend verschleißfrei auf den Stößel wirken. Dementsprechend wird der Verschleiß klein gehalten und das Sperrventil kann auch auf Dauer zuverlässig aufgesteuert werden. Die Erzeugung eines Drucks auf den Stößel ist vergleichsweise einfach. Ein erhöhter Druck steht im System ohnehin zur Verfügung. Man muß diesen Druck nur mit geeigneten Maßnahmen auf die entsprechende Stirnseite des Stößels leiten.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß der Druckraum des Stößels für ein Sperrventil begrenzt ist durch das Ventilelement des jeweils anderen Sperrventils. Mit dieser Ausgestaltung erreicht man, daß der Schieber des Steuerventils (oder ein entsprechendes Ventilelement) lediglich so betätigt werden muß, daß der Druck zum zweiten Sperrventil geleitet wird, wenn das erste Sperrventil aufgesteuert werden soll. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, die Ventilanordnung wahlweise mit einem Motor zu betreiben, der an beiden Arbeitsanschlüssen angeordnet ist, oder mit einem Motor, der an nur einem Arbeitsanschluß angeordnet ist und dementsprechend einseitig wirkt. Der freie Arbeitsanschluß muß bei dieser Ausgestaltung lediglich verschlossen werden. Wenn man nun mit Hilfe des Steuerventils den Druck zum an sich verschlossenen Arbeitsanschluß leitet, dann wird dort zwar das Sperrventil aufgesteuert. Der Stößel wird aber entsprechend bewegt, um auch das Sperrventil am anderen Arbeitsanschluß aufzusteuern. Das Aufsteuern des Sperrventils am verschlossenen Arbeitsanschluß ist unkritisch, weil die Hydraulikflüssigkeit ohnehin nicht entweichen kann, unabhängig davon, ob das Sperrventil geöffnet ist oder nicht.
  • Hierbei ist besonders bevorzugt, daß für beide Sperrventile ein gemeinsamer Stößel vorgesehen ist. Der Stößel kann dann sowohl das eine als auch das andere Sperrventil öffnen, wenn der Druck am jeweils anderen Sperrventil anliegt. Die Verwendung eines einzelnen Stößels vereinfacht den Aufbau. Man hat darüber hinaus den Vorteil, daß man den einseitig wirkenden Motor im Grunde an jedem der beiden Arbeitsanschlüsse anschließen kann, ohne daß die Funktion der Ventilanordnung negativ beeinflußt wird.
  • Vorzugsweise ist der Stößel kürzer als der Abstand zwischen den Ventilelementen der beiden Sperrventile. In einer Betriebsweise, in der beide Arbeitsanschlüsse mit dem Motor verbunden sind, stört der Stößel dann nicht. Er ist zwar möglicherweise so beaufschlagt, daß er ein Sperrventil öffnet, wenn das andere Sperrventil durch den Druck am Hochdruckanschluß geöffnet wird, der durch das Steuerventil dorthin geleitet wird. In diesem Fall ist das Öffnen des anderen Sperrventils aber ohnehin erforderlich. Wenn der Stößel kürzer ist als der Abstand zwischen den Ventilelementen der beiden Sperrventile, gibt es auf jeden Fall eine Stellung, in der er beide Sperrventile nicht beaufschlagt.
  • Bevorzugterweise weisen das Ventilelement und/oder der Stößel an ihrer gemeinsamen Berührungsfläche mindestens eine Ausformung auf, die das Vordringen von Flüssigkeit zwischen den Stößel und das Ventilelement erlaubt. Damit ist sichergestellt, daß der Druck auch auf die entsprechende Stirnseite des Stößels wirken kann, um den Stößel zu verlagern. Der Stößel kann im übrigen relativ dünn sein. Die auf den Stößel wirkende Kraft muß lediglich ausreichen, um eine Kraft zu überwinden, die beispielsweise von einer Schließfeder auf das Ventilelement des Sperrventils ausgeübt wird. Eine derartige Ausformung kann beispielsweise eine Nut sein, die in der Oberfläche des Ventilelements des Sperrventils angeordnet ist. Sie kann auch ein Vorsprung an der Stirnseite des Stößels sein. Andere Ausgestaltungen sind denkbar und für den Fachmann ohne weiteres auffindbar.
  • Vorzugsweise weisen der Stößel und die Ventilelemente der beiden Sperrventile eine gemeinsame Bewegungsachse auf. Der Stößel und die beiden Ventilelemente bewegen sich also entlang einer geraden Linie. Dies hält den Verschleiß klein. Der Stößel wird nur entlang seiner Bewegungsrichtung belastet. Die Führung des Stößels im Gehäuse wird also nicht durch seitlich wirkende Kräfte belastet.
  • Vorzugsweise ist der Arbeitsanschluß mit einer Leckölabführeinrichtung verbindbar. Im Normalbetrieb wird der Stößel keinen Einfluß auf die Ventilfunktion haben. Um jedoch vollständig sicherzustellen, daß nicht unabsichtlich ein Druck an den Arbeitsanschlüssen aufgebaut werden kann, der dann wieder den Stößel beeinflußt, ist die Leckölabführeinrichtung vorgesehen, über die eine entsprechend überschüssige Menge an Hydraulikflüssigkeit abgeführt werden kann, bevor der Druck zu groß wird. Wenn das Steuerventil in der Neutralstellung ist, dann sorgt die Leckölabführeinrichtung dafür, daß eine Leckage nicht zu einem Druckaufbau an den Arbeitsanschlüssen.führen kann.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß die Leckölabführeinrichtung eine Blende aufweist, die eine Verbindung zum Niederdruckanschluß bildet. Durch die Blende wird verhindert, daß bei einem gewollten Druckanstieg in dem entsprechenden Druckraum zu viel hydraulische Flüssigkeit abfließen kann.
  • Vorzugsweise ist die Blende in einer Lastfühlleitung angeordnet, die in Neutralstellung des Steuerventils mit dem Niederdruckanschluß verbunden ist. Dies ist eine relativ einfache Ausgestaltung. Die Lastfühlleitung ist ohnehin mit den Arbeitsanschlüssen verbunden. Dies ist erforderlich, um den jeweils höchsten im System vorkommenden Druck an die Pumpe oder eine damit verbundene Steuereinrichtung zu melden. Man kann nun dieser Lastfühlleitung eine zweite Funktion mitgeben. Sie dient nämlich dazu, kleinere Leckagemengen von Hydraulikflüssigkeit abzuführen.
  • Das Ventilelement ist sowohl mechanisch mit dem Stößel als auch hydraulisch aufsteuerbar. Die hydraulische Öffnung der Ventile wird typischerweise bei großen Drücken, beispielsweise 10 bar bis 400 bar, und großen Durchflußmengen verwendet, wo hingegen die mechanische Lösung bei kleineren Drücken, z.B. zwischen 0 und 10 bar und kleinen Durchflußmengen verwendet wird.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt die
    • einzige Fig.
    einen schematischen Querschnitt durch eine hydraulische Ventilanordnung.
  • Eine hydraulische Ventilanordnung 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Im Gehäuse 2 sind zwei Arbeitsanschlüsse A, B vorgesehen, die zusammen eine Arbeitsanschlußanordnung bilden. Ferner gibt es einen Hochdruckanschluß P und einen nicht näher dargestellten Niederdruckanschluß, die zusammen eine Versorgungsanschlußanordnung bilden. Zwischen der Arbeitsanschlußanordnung A, B und dem Versorgungsanschluß P ist ein Steuerventil 3 angeordnet, das einen nur schematisch dargestellten Schieber 4 aufweist, der in einer Bohrung 5 im Gehäuse 2 unter der Wirkung eines Antriebs 6 verschiebbar ist. Die Bohrung 5 weist eine Reihe von Umfangsnuten 7-13 auf. Der Schieber 4 weist eine Reihe von Umfangsnuten 14-19 auf. Durch eine Verschiebung des Schiebers 4 lassen sich die Umfangsnuten 14-19 so positionieren, daß bestimmte benachbarte Umfangsnuten 7-13 in der Bohrung 5 miteinander verbunden werden. Die Darstellung des Schiebers 4 mit seinen Nuten 14-19 ist insofern nicht maßstäblich. Da aber die Ausbildung eines derartigen Steuerventils 3 mit einem Schieber 4 in einer Bohrung an sich bekannt ist, wird auf eine nähere Erläuterung verzichtet.
  • Die Umfangsnut 7 steht über einen Kanal 20 mit dem Ausgang eines Kompensationsventils 21 in Verbindung. Der Eingang des Kompensationsventils 21 ist mit dem Hochdruckanschluß P verbunden. Das Kompensationsventil 21, das auch als Druckwaage oder Druckregler bezeichnet werden kann, stellt sicher, daß über das Steuerventil 3 immer der gleiche Druckabfall herrscht.
  • Das Steuerventil 3 steht über eine erste Arbeitsleitung 22 mit dem Arbeitsanschluß A in Verbindung und über eine zweite Arbeitsleitung 23 mit dem Arbeitsanschluß B. In der ersten Arbeitsleitung 22 ist ein erstes Sperrventil 24 angeordnet, das ein Ventilelement 25 aufweist, das durch eine Druckfeder 26 in Anlage an einem Ventilsitz 27 gehalten wird. Das Sperrventil 24 ist durch einen Druck aufsteuerbar, der in der Arbeitsleitung 22 herrscht. Voraussetzung dafür ist, daß der Druck in der Arbeitsleitung 22 so groß ist, daß er die Kraft der Druckfeder 26 überwindet. Natürlich gibt es mehrere unterschiedliche Möglichkeiten für die Öffnung der Ventile 24 und 28. Man kann auch einen Teil des Bereichs des Rückschlagventils auf der Lastseite mit Niederdruck (auf der Federseite) verbinden und gleichzeitig über einen Differenzbereich (50) die restliche Federkraft mit Hilfe des Lastdrucks überwinden.
  • In ähnlicher Weise ist in der Arbeitsleitung 23 ein Sperrventil 28 angeordnet, das ein Ventilelement 29 aufweist, das durch eine Druckfeder 30 gegen einen Ventilsitz 31 gedrückt wird. Das Ventilelement 29 kann vom Ventilsitz 31 abgehoben werden, wenn der Druck in der zweiten Arbeitsleitung 23 groß genug ist. Der Druck in den beiden Arbeitsleitungen 22, 23 wird durch den Schieber 4 des Steuerventils 3 gesteuert.
  • Dargestellt ist nun eine Betriebssituation, in der lediglich am Arbeitsanschluß A ein einfach wirkender Motor 32 angeschlossen ist. Der Motor 32 weist einen Druckraum 33 auf, der von einem beweglichen Kolben 34 begrenzt ist. Wenn die Arbeitsleitung 22 durch eine entsprechende Stellung des Schiebers 4 des Steuerventils 3 unter Druck gesetzt wird, dann wird das Sperrventil 24 aufgesteuert und die Hydraulikflüssigkeit aus der Arbeitsleitung 22 kann über den Arbeitsanschluß A in den Druckraum 33 des Motors 32 fließen.
  • Der andere Arbeitsanschluß B ist verschlossen. Dies ist durch ein Rückschlagventil 35 symbolisiert.
  • Eine Rückbewegung des Kolbens 34 unter Verkleinerung des Druckraums 33 ist ohne weitere Maßnahmen nicht möglich. Wenn der Druck in der Arbeitsleitung 22 absinkt, dann schließt das Sperrventil 24 und der Arbeitsanschluß A ist abgesperrt.
  • Aus diesem Grunde ist zwischen den beiden Ventilelementen 25, 29 ein Stößel 36 angeordnet, der in einer Bohrung 37 im Gehäuse verschiebbar ist. Die Achse der Bohrung und damit auch die Achse des Stößels 36 stimmt überein mit der Achse 48 der Ventilelemente 25, 29 der Sperrventile 24, 28.
  • Die Arbeitsleitung 22 weist vor dem Sperrventil 24 einen ersten Druckraum 38 auf. Der Druck im ersten Druckraum 38 steuert die Öffnungsbewegung des Ventilelements 25 des ersten Sperrventils 24. In ähnlicher Weise weist die zweite Arbeitsleitung 23 vor dem Sperrventil 28 einen Druckraum 39 auf. Der Druck im Druckraum 39 steuert die Öffnungsbewegung des Ventilelements 29 des zweiten Sperrventils 28.
  • Der Stößel 36 endet nun in den beiden Druckräumen 38, 39. Der Stößel 36 wird durch den Druck in den beiden Druckräumen 38, 39 beaufschlagt. Wenn der Druck im zweiten Druckraum 39 größer ist als der Druck im ersten Druckraum 38, dann wird der Stößel 36 in Richtung auf das Ventilelement 25 des ersten Sperrventils 24 verschoben. Wenn der Druck im zweiten Druckraum 39 ausreicht, um eine Kraft zu erzeugen, die größer ist, als die von der Druckfeder 26 ausgeübte Kraft auf das Ventilelement 25 des ersten Sperrventils 24, dann ist der Stößel 36 in der Lage, das Ventilelement 25 vom Ventilsitz 27 abzuheben und dementsprechend eine Verbindung vom Arbeitsanschluß A zur ersten Arbeitsleitung 22 freizugeben.
  • Dies kann man nun ausnutzen, um den Kolben 34 des Motors 32 abzusenken.
  • Der Schieber 4 des Steuerventils 3 wird so verschoben, daß der Kanal 20 vom Kompensationsventil 21 verbunden wird mit der zweiten Arbeitsleitung 23. Dementsprechend baut sich ein Druck in der zweiten Druckkammer 39 auf, der den Stößel 36 in Richtung auf das Ventilelement 25 des ersten Sperrventils 24 verschiebt, in der Zeichnung also nach links, und das Ventilelement 25 vom Ventilsitz 27 gegen die Kraft der Druckfeder 26 abhebt. Gleichzeitig hat der Schieber 4 eine Verbindung zwischen der ersten Arbeitsleitung 22 und dem nicht näher dargestellten Niederdruckanschluß, der beispielsweise mit den beiden Nuten 10, 11 verbunden sein kann, hergestellt, so daß die Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum 33 des Motors 32 abfließen kann.
  • Der Stößel 36 liegt in der dargestellten Ruhestellung am Ventilelement 29 des zweiten Sperrventils 28 an. Um sicherzustellen, daß Hydraulikflüssigkeit zwischen das Ventilelement 29 und den Stößel 36 gelangen kann, hat das Ventilelement 29 eine Ausformung 40, im vorliegenden Fall eine Nut, in seiner Oberfläche. Diese Ausformung 40 muß nicht groß sein. Sie muß nur ausreichen, um einen Druck auf den Stößel 36 auszuüben, der ausreicht, um den Stößel 36 vom Ventilelement 29 abzuheben. Danach steht die gesamte Stirnfläche des Stößels 36 für eine Druckbeaufschlagung zur Verfügung.
  • Die Länge des Stößels 36 ist kürzer als der Abstand zwischen den beiden Ventilelementen 25, 29. In der Ruhestellung ist es also durchaus möglich und auch vorgesehen, daß die beiden Sperrventile 24, 28 geschlossen sind.
  • Wenn die Anschlußanordnung geändert wird, beispielsweise ein zweiseitig wirksamer Motor an die beiden Arbeitsanschlüsse A, B angeschlossen wird, dann ist der Stößel 36 in der Lage, jeweils das Sperrventil 24, 28 zu öffnen, in dessen Druckraum 38, 39 nicht genügend Druck anliegt, um es zu öffnen. Wenn beispielsweise der Arbeitsanschluß A unter Druck gesetzt werden soll, dann steht ein entsprechender Druck in der ersten Arbeitsleitung 22 unter der Steuerung des Schiebers 4 des Steuerventils 3 an. Dieser Druck ist in der Lage, das Sperrventil 24 zu öffnen. Gleichzeitig wird der Stößel 36 nach rechts verschoben und öffnet das zweite Sperrventil 28, so daß Flüssigkeit aus dem Arbeitsanschluß B über die Arbeitsleitung 23 abfließen kann.
  • Die Ventilanordnung 1 ist also ohne weitere Umbaumaßnahmen sowohl verwendbar, wenn ein nur einseitig wirkender Motor angeschlossen ist, als auch, wenn ein zweiseitig wirkender Motor angeschlossen ist.
  • Im Normalbetrieb wird der Stößel 36 keinen Einfluß auf die Ventilfunktion haben. Um jedoch vollständig dagegen zu sichern, daß sich nicht unbeabsichtigt ein Druck in den Arbeitsleitungen 22, 23 oder den Arbeitsanschlüssen A, B aufbauen kann, der die Sperrventile 24, 28 öffnen könnte, sind die Arbeitsanschlüsse A, B über Leitungen 41, 42 mit einem Lastfühl-Anschluß LS verbunden. Allerdings ist in dieser Verbindung eine Blende 43, 44 für jeden Arbeitsanschluß A, B vorgesehen. Über diese Blenden 43, 44 kann eine Leckageflüssigkeit, die in der Neutralstellung des Schiebers 4 im Gehäuse 2 in eine oder beide der Arbeitsleitungen 22, 23 gelangt, abfließen. Die LS-Leitung ist in der Neutralstellung des Schiebers 4 mit dem Niederdruckanschluß verbunden.
  • Natürlich sind auch andere Möglichkeiten der Leckageflüssigkeit-Abfuhr möglich, sofern dabei sichergestellt ist, daß in der ausgelenkten Stellung des Schiebers 4, in der eine entsprechende Menge an Hydraulikflüssigkeit unter Druck zu einem der beiden Arbeitsanschlüsse A, B fließen soll, nicht zu viel Flüssigkeit ungenutzt abfließt.

Claims (9)

  1. Hydraulische Ventilanordnung (1) mit einer Versorgungsanschlußanordnung, die einen Hochdruckanschluß (P) und einen Niederdruckanschluß aufweist, einer Arbeitsanschlußanordnung, die zwei Arbeitsanschlüsse (A, B) aufweist, einem Steuerventil (3), das zwischen der Versorgungsanschlußanordnung und der Arbeitsanschlußanordnung angeordnet ist, und einem Sperrventil (24, 28) für jeden Arbeitsanschluß (A, B), das zwischen dem Steuerventil (3) und dem jeweiligen Arbeitsanschluß (A, B) angeordnet ist und dessen Ventilelement (25, 29) gegen die Kraft einer auf eine Federseite wirkenden Feder (26, 30) mechanisch mit Hilfe eines Stößels (36) aufsteuerbar ist, wobei der Stößel (36) auf seiner dem Ventilelement (25, 29) abgewandten Seite in einem Druckraum (38, 39) endet, der mit Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federseite des Ventilelements (25, 29) mit Niederdruck verbindbar und ein Differenzbereich (50) mit entgegen der Federkraft wirkendem Lastdruck beaufschlagt ist, so daß das Ventilelement bei kleineren Drücken mechanisch mit dem Stößel (36) und bei größeren Drücken hydraulisch aufsteuerbar ist.
  2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (38, 39) des Stößels (36) für ein Sperrventil (24, 28) begrenzt ist durch das Ventilelement (29, 25) des jeweils anderen Sperrventils (28, 24).
  3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Sperrventile (24, 28) ein gemeinsamer Stößel (36) vorgesehen ist.
  4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (36) kürzer ist als der Abstand zwischen den Ventilelementen (25, 29) der beiden Sperrventile (24, 28).
  5. Ventilanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (25, 29) und/oder der Stößel (36) an ihrer gemeinsamen Berührungsfläche mindestens eine Ausformung (40) aufweisen, die das Vordringen von Flüssigkeit zwischen den Stößel (36) und das Ventilelement (25, 29) erlaubt.
  6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (36) und die Ventilelemente (25, 29) der beiden Sperrventile eine gemeinsame Bewegungsachse (48) aufweisen.
  7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsanschluß (A, B) mit einer Leckölabführeinrichtung (41-44) verbindbar ist.
  8. Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leckölabführeinrichtung (41-44) eine Blende (43, 44) aufweist, die eine Verbindung zum Niederdruckanschluß bildet.
  9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (43, 44) in einer Lastfühlleitung (LS) angeordnet ist, die in Neutralstellung des Steuerventils (3) mit dem Niederdruckanschluß verbunden ist.
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