WO2009062572A1 - Hydraulische ventilvorrichtung - Google Patents

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WO2009062572A1
WO2009062572A1 PCT/EP2008/008519 EP2008008519W WO2009062572A1 WO 2009062572 A1 WO2009062572 A1 WO 2009062572A1 EP 2008008519 W EP2008008519 W EP 2008008519W WO 2009062572 A1 WO2009062572 A1 WO 2009062572A1
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control
connection
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PCT/EP2008/008519
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Winfried RÜB
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Hydac Filtertechnik Gmbh
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    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0416—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor with means or adapted for load sensing
    • F15B13/0417—Load sensing elements; Internal fluid connections therefor; Anti-saturation or pressure-compensation valves
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    • Y10T137/8667—Reciprocating valve
    • Y10T137/86694—Piston valve
    • Y10T137/8671—With annular passage [e.g., spool]

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic valve device with a Fluidan- circuit arrangement, comprising at least one pressure supply port P a return port R - a section load sensing LS two control terminals P A 'and PB' and two Nutzangro A, B and with a movable control device for at least teiJ nie driving of Connections of the fluid connection arrangement.
  • a hydraulic valve assembly is known with a supply connection arrangement having a high pressure port P and a low pressure port T, a working port arrangement having two working or Nutzan getting A, B, which are connectable to a consumer, a directional valve and a compensation valve arranged between the directional valve and the supply port arrangement P, T, the pressure output of which is connected to a pressure input of the directional valve, the compensation valve having a relief outlet connectable to the pressure outlet and a valve element movable in the opposite direction from a home position in the form of a slide which is pressurized on one side by the pressure in the load-sensing pipe and the force of a spring and on the opposite side by the pressure at the pressure outlet, the valve element fulfilling a pressure regulating function when moving in one direction and a pressure relief function when moving in the opposite direction, the slider having a longitudinal channel connected to the pressure outlet via a transverse bore and terminating in a first pressure chamber, and wherein the longitudinal channel beyond the transverse bore and can be
  • a comparable directional control valve is known as a hydraulic valve device, which serves to control the pressure and the flow of hydraulic oil from or to working ports A, B of at least one consumer, in which the pressure and the flow rate by means of at least a valve-actuated slide piston which can be displaced in a slide bore is controllable as a movable control device and ring channels in operative connection, a tank connection ring channel being arranged as so-called return connection in the center of symmetry of the valve device and further existing ring channels on both sides are also symmetrical towards arranged the axis of symmetry. Due to the aforementioned symmetrical structure of this is in the known solution insofar from a constructive point of view simple and allows in this respect a cost-effective production. Also, the known valve device should have an improved dynamic switching behavior and have a large range of functions.
  • the invention is based on the object to further improve this while maintaining its advantages that the reliability is further increased and that the solution according to the invention with respect to changing applications cases in terms of a modular system well let design.
  • This object is achieved by a hydraulic valve device having the features in the entirety of claim 1.
  • the control device is provided with Lastmelde- and Lasttextlan whiln, interconnected in pairs with each other assign a load-sensing connection to a load-sensing connection and connect in dependence on the Verfahr ein the control device at least a portion of the terminals of Fluidanschluß- arrangement fluid leading together
  • the control device can be easily adapted to a wide variety of fluidic applications, without the need for major rebuilding or adaptation work on the hydraulic valve device. Due to the asymmetric structure of the control device, which acts so far on the fluid connection arrangement, a safe control behavior is achieved and the controller can be so far with a very favorable dynamic travel behavior position accurately in the functional positions bring.
  • the solution according to the invention also constructs a short construction, so that all relevant switching and control positions for the hydraulic valve devices can be realized in a small installation space.
  • the control device can also assume a so-called floating position, without there being any loss of resolution in the lowering and lifting region relative to the working or utility connections A, B.
  • the proportional range in lifting and lowering is fully maintained, the housing length is still kept short in length due to the special design of the control device, to which the asymmetric design of the hydraulic valve device contributes.
  • control device is preceded by a pressure compensator, with which the so-called.
  • a pressure compensator with which the so-called.
  • Mengenabschneidung by a Loadsensing- pressure limitation in the spring chamber of the pressure compensator is possible.
  • this function of Mengenabschneidung is not possible or to obtain only over appropriate additional valve constructions in a complex manner.
  • the control function of the pressure compensator is improved by a relatively large outflow cross-section opens into the return port. Also the so-called floating position is improved.
  • FIGS. 1 and 2 in the manner of a longitudinal section two embodiments of the hydraulic valve device, wherein the pressure compensator is in their respective control position;
  • FIGS. 1 and 2 shows in the manner of a circuit diagram the solution of the valve device according to FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 5 shows a simplified longitudinal sectional view through a modified embodiment of the spool with its various connection points; in the upper half of the picture shown in neutral position, in the lower half in deflected operating position.
  • FIG. 1 shows a fluid connection arrangement designated as a whole by 10.
  • the pertinent fluid connection arrangement 10 has a pressure supply connection P on, a return connection R, a section load sensing connection LS, two control connections PA 'and PB' and two utility connections A 7 B.
  • the said Fluidanschl utions LS, P A ', R, P and PB', A and B are housed in a control housing 12, as seen in the direction of FIG. 1, the lower end of the control housing 12 is provided with a conventional pressure compensator 14 is upstream of the terminals LS, P A ', R, P and PB' and this controls so far.
  • the function quantity cutoff is achieved by means of an LS pressure limitation in the spring chamber 16 of the pressure compensator, wherein a quantity cutoff makes sense, for example, if a steering cylinder connected to the payload is used.
  • Conclusions A, B is at the stop and one wants to cut off the inflow so far to avoid overloads.
  • the control device 18 as such is controlled in a known and therefore not described in more detail manner of conventional pilot valves 20,22, which are shown in Figure 3 with their hydraulic symbols and the sake of simpler representation in Fig.1 only shown extent are, as their respective assignable pilot housing 24,26 are addressed.
  • the two pilot valves 20,22 for the control device 18 provide two counteracting control pressures XA and XB-
  • a pump control pressure PST acts on the respective pilot valve 20,22 and a tank connection line To is likewise connected to the respective pilot valve.
  • the aforementioned control device 18 has a control slide 28, which can be displaced horizontally in the direction of movement as viewed in FIG. 1 and which is shown in FIG. 1 in its undeflected middle or neutral position.
  • the pertinent neutral position of the spool 28 is supported by two spring memory, which are designed as compression springs 30 and are integrated in a respective assignable spring chamber in the pilot housings 24,26.
  • the pertinent structure is known in the pertinent hydraulic valve devices, so that in this respect will not be discussed in more detail here at this point.
  • the control device 18 with control slide 28 is provided with load-signaling connections 32, 34 and with load-sensing connections 36, 38, which are connected in pairs to one another in a fluid-conducting manner.
  • the first load-sensing terminal 32 is fluidly connected to the second load-sensing terminal 38, and the second load-indicating terminal 34 is in fluid communication with the first load-sensing terminal 36.
  • Said reporting terminals and sense terminals are formed in the spool 18 in the form of radial cross-bores and, as the case may be, which axial displacement position of the control slide 18 is a takes the said connections 32,34,36 and 38 in fluidrous- rende or blocking connection with the respectively assignable terminals of the fluid connection assembly 10th
  • connection channels 40,42 For producing the fluid-carrying connection between the pair-wise assignable load-sensing and load-sensing connections 32, 36; 34,38 serve within the spool 18 arranged connection channels 40,42.
  • one of the connecting channels 40 is designed as a so-called center channel which, in the neutral position of the control device 18 shown in FIG. 1, covers the region between the section load-sensing connection LS and the useful connection B with its axial length.
  • the center channel is in the direction of the Fig.l seen on the left side of the spool 28 and extends in the manner of an attached blind bore along the longitudinal axis of the spool 28.
  • this is provided as a further connecting channel 42 at least one annular longitudinal channel, which in turn covers in the neutral position of the control device 18 with its axial length at least the area between the control terminal PA 'and the user terminal A.
  • the load-indicating and load-sensing connections 32, 36, 34, 38 are each designed as radially extending bores in the control slide 28.
  • the center channel 40 is delimited by an insert sleeve 44 which, at least partially along its outer circumference in a predeterminable central region with the inner wall of the control slide 28, limits the longitudinal annular channel 42, which in this respect also comprises a multiplicity at concentric to the central channel 40 arranged individual channels (not shown) may be formed.
  • the axial length of the insert sleeve 44 extends as shown in FIG. 1 between the first load-signaling connection 32 and a narrowed offset between the first load-sensing connection 36 and the second load-sensing connection 38 at the level of the return connection R. While the insert sleeve 44 is supported with its one end, viewed in the direction of FIG.
  • the spool 28 along its outer periphery two longitudinal control channels 48,50, which open in the neutral position of the control device 18 respectively in the Nutzanschluß A and the Nutzanschluß B. In that regard, opens in the neutral position of the spool 28 shown, the load sensing bore 36 under the housing wall between the user port A and because return port R from.
  • the hydraulic valve device forms a so-called LS-Wegeventi I with upstream pressure compensator 14.
  • at least one pressure-limiting valve 52 is provided for securing parts of the hydraulic circuit, and the load-transmitting component LS is compared to LS max by means of a shuttle valve 54.
  • the hydraulic valve device according to the invention is designed as a LS-way valve with upstream pressure compensator 14 and has a valve-length of the construction short design on with respect to known solutions less ring channels.
  • upstream pressure compensator 14 is the function already described quantity cut by LS pressure limitation in the spring chamber of the pressure compensator 14 possible.
  • FIG. 2 relates to a so-called. Floating position solution, wherein the pertinent valve assembly is comparable to the valve assembly according to the Fig.1.
  • the same components are denoted by the same reference numerals in the solution according to FIG. 2, and the remarks made so far then also apply to the modified embodiment. The latter will be described below only insofar as it differs structurally substantially from the above-described embodiment according to FIG.
  • the spool 28 along its outer periphery between the two groove-like control channels 48,50 still separate pockets 56 which are separated from each other in different Winkefan kannen along said spool 28 extend. Furthermore, in the control channel 48, at least in the region of the useful connection A, a segmenting partition wall 58 is drawn in and in the floating position shown in FIG. 2 the useful connection A is in fluid-conducting connection with the individual pockets 56 of the control slide 28.
  • valve device solution it is possible to solve the combination of a floating position and a rapid traverse in a mobile valve in slide design, which is particularly useful for use in conventional machines (not shown) in which work equipment to move quickly and / or if these in a way Pivoting off or hang up, which is the case for example for a mower bar a slope mower od.
  • conventional machines not shown
  • work equipment to move quickly and / or if these in a way Pivoting off or hang up, which is the case for example for a mower bar a slope mower od.
  • FIG. 4 which represents only the control slide 28 together with the housing connections LS, PA ', A, R, B, PB', contributes to the realization of a pertinent rapid traverse position.
  • the fluid-carrying connection P is maintained after B, the connection A is closed to R and for the connection A is opened to P to the return flow from the rod side (ring surface) of a working cylinder of the machine not shown to the bottom side (bar mower application) to enable.
  • the one load sensing bore of the spool 28 is in the pressure port B and a load detection hole is guided to a assignable housing pocket in the spool 28.
  • Lastmeldebohrung ends so far on the lateral surface of the spool 28, wherein the lateral surface is guided around the outlet of the detection hole locally. Otherwise, the lateral surface is here opened and recessed to create a return flow cross section from A to P.
  • a not shown mechanical anti-rotation lock for the spool 28 is present.
  • the further load-sensing bore is then in the R-channel and the corresponding further load-sensing bore is located under the housing wall between PA 'and the A-channel.
  • a rapid traverse position of the control slide 28 is achieved in each case by an overstroke via the so-called lifting position and the floating position via the so-called lowering position of the connected hydraulic components of the working machine.
  • the message channel of the load-sensing pressure must be open in the spring chamber of the section pressure balance over the entire stroke of the spool 28, can be based on this function no shortening of the valve axis, which would have a favorable effect on the size of the valve device.
  • an improvement in the coverage of the message bore on the spool 28 can be achieved.
  • the pressure drop at the check valve during rapid control movements of the pressure compensator 14 and the spring force are coordinated so that the check valve 60 can not close during fast control movements, as they correspond to a high flow.
  • the leakage flow from P to R immediately becomes so high that the Pressure drop across the open check valve 60 overcomes the spring force and the check valve closes safely.
  • the floating position is achieved by overtravel on the lowering position and the lifting position of each connected machine. In that regard, it is possible that only when the implement has been placed in the lowered position, for example, on the ground, then the floating position is turned on.
  • the non-return valves 60 shown in FIG. 5 can also be used in the control channels 48, 50 (not shown) in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, in which case the closing ball is respectively in the direction of the load-sensing connection opens to achieve comparable results as described above.
  • valve device can be standard way valves with the three basic positions for neutral, lifting and lowering extend in scope to a floating position and / or a rapid traverse without this, as in the known slide valve solutions, comes to an extension of the spool to get into the additional position with the desired logic operations; Rather, with the solution according to the invention, a pusher extension can be completely avoided or the poppet valve axis can even be shortened.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Ventilvorrichtung mit einer Fluidanschlußanordnung (10) mit verschiedenen Arten an Anschlüssen und mit einer verfahrbaren Steuereinrichtung (18) zum zumindest teilweisen Ansteuern von Anschlüssen der Fluidanschlußanordnung (10). Dadurch, dass die Steuereinrichtung (18) mit Lastmelde- und Lastfühlanschlüssen (32,34; 36,38) versehen ist, die paarweise miteinander ver schaltet einen Lastmeldeanschluß einem Fühlanschluß (32,38; 34,36) zuordnen und die in Abhängigkeit der Verfahrstellung der Steuereinrichtung (18) zumindest einen Teil der Anschlüsse der Fluidanschlußanordnung (10) fluidführend miteinander verbinden, läßt sich die Steuereinrichtung mit einem günstigen dynamischen Fahrverhalten positionsgenau in die notwendigen Funktionsstellungen bringen.

Description

Hydac Filtertechnik GmbH, Industriegebiet, 66280 Sulzbach/Saar
Hydraulische Ventil Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Ventilvorrichtung mit einer Fluidan- schlußanordnung, beinhaltend mindestens einen Druckversorgungsanschluß P einen Rücklaufanschluß R - einen Sektionsloadsensing-Anschluß LS zwei Steueranschlüsse PA' und PB' sowie zwei Nutzanschlüsse A,B und mit einer verfahrbaren Steuereinrichtung zum zumindest teiJweisen Ansteuern von Anschlüssen der Fluidanschlußanordnung.
Durch die DE 603 04 663 T2 ist eine hydraulische Ventilanordnung bekannt mit einer Versorgungsanschlußanordnung, die einen Hochdruckanschluß P und einen Niederdruckanschluß T aufweist, eine Arbeitsanschlußanordnung, die zwei Arbeits- oder Nutzanschlüsse A,B aufweist, die mit einem Verbraucher verbindbar sind, einem Richtungsventil und einem zwischen dem Richtungsventil und der Versorgungsanschlußanordnung P,T angeordneten Kompensationsventil, dessen Druckausgang mit einem Druckeingang des Richtungsventils verbunden ist, wobei das Kompensationsventil einen Entlastungsausgang aufweist, der mit dem Druckausgang verbindbar ist und ein aus einer Ausgangsstellung in entgegengesetzte Richtungen bewegbares Ventilelement in Form eines Schiebers, der auf einer Seite vom Druck in der Lastfühlleitung und der Krafteiner Feder und auf der entgegengesetzten Seite vom Druck am Druckausgang beaufschlagt ist, wobei das Ventilelement bei Bewegung in eine Richtung eine Druckregelfunktion und bei Bewegung in die entgegengesetzte Richtung eine Druk- kentlastungsfunktion erfüllt, wobei der Schieber einen Längskanal aufweist, der über eine Querbohrung mit dem Druckausgang verbunden ist und in einer ersten Druckkammer endet, und wobei der Längskanal über die Querbohrung hinausgeht und über eine verschließbare Öffnung mit einer zweiten Druckkammer verbindbar ist, in der ein Entlastungsdruck herrscht.
Mit dieser bekannten Lösung ist es möglich, sog. parasitären Druckfort- pflanzungen entgegen zu wirken, wie sie insbesondere bei höheren Drük- ken vorkommen können. Wenn sich dann bei damit einhergehenden praktisch unvermeidbaren Leckagen der Druck bis zu einem Betätigungsmotor fortpflanzt, der gar nicht betätigt sein sollte, und diesen dann aber in Bewegung setzt, kann es in ungewollter und gefährlicher Weise zum Anheben von Lasten kommen. In diesem Zusammenhang früher bereits eingesetzte Sicherungsventile können jedoch gleichfalls leckagebehaftet sein und insoweit zu dem Entstehen der parasitären Druckfortpflanzungen sogar noch mit beitragen.
Durch die EP 1 370 773 B1 ist ein vergleichbares Wegeventil als hydraulische Ventilvorrichtung bekannt, das zur Steuerung des Druckes und des Flusses von Hydrauliköl von bzw. zu Arbeitsanschlüssen A,B mindestens eines Verbrauchers dient, bei dem der Druck und der Durchfluß mittels eines durch wenigstens einen Antrieb betätigbaren, in einer Schieberboh- rung verschiebbaren Schieberkolbens als verfahrbare Steuereinrichtung und damit in Wirkverbindung stehenden Ringkanälen steuerbar ist, wobei im Symmetriemittelpunkt auf einer Symmetrieachse der Ventilvorrichtung ein Tankanschluß-Ringkanal als sog. Rücklaufanschluß angeordnet ist und beidseits weitere vorhandene Ringkanäle sind gleichfalls symmetrisch zu der Symmetrieachse angeordnet. Aufgrund des genannten symmetrischen Aufbaues ist dieser bei der bekannten Lösung insoweit aus konstruktiver Sicht einfach und erlaubt insoweit eine kostengünstige Fertigung. Auch soll die bekannte Ventilvorrichtung ein verbessertes dynamisches Schaltverhalten aufweisen und einen großen Funktionsumfang besitzen.
Die bekannten Lösungen sind aber insgesamt noch aufwendig in der Herstellung und sind dem Grunde nach für jeden fluidischen Anwendungsfall entsprechend an diesen anzupassen und zu konzipieren. Auch lassen die bekannten Lösungen im Stand der Technik, was die Funktionssicherheit anbelangt, nach wie vor noch Wünsche offen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese unter Beibehalten ihrer Vorteile dahingehend weiter zu verbessern, dass die Funktionssicherheit noch weiter erhöht ist und dass sich die erfindungsgemäße Lösung bezogen auf sich ändernde Anwen- dungsfälle im Sinne eines modularen Baukastensystems gut konzipieren läßt. Eine dahingehende Aufgabe löst eine hydraul ische Ventilvorrichtung mit den Merkmalen in der Gesamtheit des Patentanspruches 1.
Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die Steuereinrichtung mit Lastmelde- und Lastfühlanschlüssen versehen ist, die paarweise miteinander verschaltet einen Lastmeldeanschluß einem Lastfühlanschluß zuordnen und die in Abhängigkeit der Verfahrstellung der Steuereinrichtung zumindest einen Teil der Anschlüsse der Fluidanschluß- anordnung fluidführend miteinander verbinden, läßt sich die Steuereinrich- tung im Sinne eines modular aufbauenden Blockkonzeptes an verschiedenste fluidische Anwendungsfälle problemlos anpassen, ohne dass damit größere Umbau- oder Anpassungsarbeiten an der hydraulischen Ventilvorrichtung notwendig werden. Aufgrund des asymmetrischen Aufbaues der Steuereinrichtung, die insoweit auf die Fluidanschlußanordnung wirkt, ist ein sicheres Ansteuerverhalten erreicht und die Steuereinrichtung läßt sich insoweit mit einem ausgesprochen günstigen dynamischen Verfahrverhalten positionsgenau i n die Funktionsstellungen bringen. Auch baut die erfindungsgemäße Lösung konstruktiv gesehen kurz auf, so dass alle relevanten Schalt- und Steuerstellungen für die hydraulischen Ventilvorrichtungen sich auf kleinem Einbauraum realisieren lassen. Bei einer besonders bevorzug- ten Ausführungsform der erfindungsgemäßen hydraulischen Ventilvorrichtung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung auch eine sog. Schwimmstellung einnehmen kann, ohne dass es dabei zu einem Auflösungsverlust im Senken- und Hebenbereich bezogen auf die Arbeits- oder Nutzanschlüsse A,B kommt. Obwohl, wie dargestellt, der Proportionalbereich im Heben und Senken voll erhalten bleibt, ist aufgrund der speziellen Konzeption der Steuereinrichtung die Gehäuselänge nach wie vor in der Baulänge kurz gehalten, wozu die asymmetrische Aufbaukonzeption der hydraulischen Ventilvorrichtung mit beiträgt.
Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Steuereinrichtung eine Druckwaage vorgeschaltet, mit der die sog. Mengenabschneidung durch eine Loadsensing- Druckbegrenzung im Federraum der Druckwaage möglich ist. Bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen mit nachgeschalteter Druckwaage ist diese Funktion der Mengenabschneidung nicht möglich oder nur über entsprechende Ventilzusatzkonstruktionen in aufwendiger Weise zu erhalten. Insbesondere ist die Regelfunktion der Druckwaage verbessert, indem ein relativ großer Abflußquerschnitt in den Rücklaufanschluß mündet. Auch ist die sog. Schwimmstellung verbessert.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße hydraulische Ventilvorrichtung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
Fig.1 und 2 in der Art eines Längsschnittes zwei Ausführungsbeispiele der hydraulischen Ventilvorrichtung, wobei sich die Druckwaage in ihrer jeweil igen Regelstellung befindet;
Fig.3 in der Art eines Schaltplanes die Lösung der Ventilvor- richtung nach den Fig.1 und 2;
Fig.4 in Längsschnittdarstellung eine perspektivische Ansicht auf den Steuerschieber betreffend „Schwimmstellung und Eilgang" in Stellung „Eilgang" und mit seinen ver- schiedenen Anschlußstellen; und
Fig.5 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung durch eine geänderte Ausführungsform des Steuerschiebers mit seinen diversen Anschlußstellen; in der oberen BiId- hälfte in Neutralstellung gezeigt, in der unteren Bildhälfte in ausgelenkter Betätigungsstellung.
Die Fig.1 zeigt eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Fluidanschlußanord- nung. Die dahingehende Fluidanschlußanordnung 1 0 weist einen Druckversorgungsanschluß P auf, einen Rücklaufanschluß R, einen Sektions- loadsensing-Anschluß LS, zwei Steueranschlüsse PA' und PB' sowie zwei Nutzanschlüsse A7B auf. Die genannten Fluidanschl üsse LS, PA', R, P und PB' , A und B sind in einem Steuergehäuse 12 untergebracht, wobei in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen das untere Ende des Steuergehäuses 12 mit einer an sich üblichen Druckwaage 14 versehen ist, die den Anschlüssen LS, PA', R, P und PB' vorgeschaltet ist und diese insoweit ansteuert. Mit der dahingehend vorgeschalteten Druckwaage 14 ist die Funktion Mengen- abschneidung durch eine LS - Druckbegrenzung im Federraum 16 der Druckwaage erreicht, wobei eine Mengenabschneid ung beispielsweise dann Sinn macht, wenn ein Lenkzylinder, angeschlossen an den Nutzan- Schlüssen A, B, am Anschlag steht und man zur Vermeidung von Überlastungen die Zuflußmenge insoweit abschneiden möchte.
Die Steuereinrichtung 18 als solche wird in bekannter und daher nicht mehr näher beschriebener Art und Weise von üblichen Pilotventilen 20,22 angesteuert, die in der Fig.3 mit ihren hydraulischen Schaltsymbolen wiedergegeben sind und der einfacheren Darstellung wegen in der Fig.1 nur insoweit aufgezeigt sind, als ihre jeweils zuordenbaren Pilotgehäuse 24,26 angesprochen sind. Ausgangsseitig liefern die beiden Pilotventile 20,22 für die Steuereinrichtung 18 zwei gegenläufig wirkende Steuerdrücke XA bzw. XB- Ferner wirkt an dem jeweiligen Pilotventil 20,22 ein Pumpensteuerdruck PST ein und eine Tankanschlußleitung To ist gleichfalls an das jeweilige Pilotventil angeschlossen.
Die genannte Steuereinrichtung 18 weist einen in Bl ickrichtung auf die Fig.1 gesehen horizontal verschiebbaren Steuerschieber 28 auf, der in der Fig.1 in seiner nicht ausgelenkten Mitten- oder Neutralstellung dargestellt ist. Die dahingehende Neutralstellung des Steuerschiebers 28 wird noch durch zwei Federspeicher unterstützt, die als Druckfedern 30 ausgebildet sind und in einem jeweils zuordenbaren Federraum in den Pilotgehäusen 24,26 integriert sind. Auch der dahingehende Aufbau ist bei dahingehenden hydraulischen Ventilvorrichtungen bekannt, so dass insoweit an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird. Die Steuereinrichtung 18 mit Steuerschieber 28 ist mit Lastmeldeanschlüssen 32,34 sowie mit Lastfühlanschlüssen 36,38 versehen, die paarweise miteinander fluidfüh- rend verschaltet sind. Und zwar ist der erste Lastmeldeanschluß 32 fluidfüh- rend mit dem zweiten Lastfühlanschluß 38 verbunden und der zweite Lastmeldeanschluß 34 steht in Fluidverbindung mit dem ersten Lastfühlanschluß 36. Die genannten Meldeanschlüsse und Fühlanschlüsse sind in Form von radialen Querbohrungen in den Steuerschieber 18 eingebracht und je nachdem, welche axiale Verfahrstellung der Steuerschieber 18 ein- nimmt, kommen die genannten Anschlüsse 32,34,36 und 38 in fluidfüh- rende oder sperrende Verbindung mit den jeweils zuordenbaren Anschlüssen der Fluidanschlußanordnung 10.
Die Art der möglichen Schaltstellungen ergibt sich aus der üblichen Schaltdarstellung nach der Fig.3, so dass hierauf nicht mehr näher im einzelnen eingegangen wird. Zum Herstellen der fluidführenden Verbindung zwischen den paarweise einander zuordenbaren Lastmelde- und Lastfühlanschlüssen 32,36; 34,38 dienen innerhalb des Steuerschiebers 18 angeord- nete Verbindungskanäle 40,42. Dabei ist einer der Verbindungskanäle 40 als sog. Mittenkanal ausgebildet, der in der in der Fig.1 gezeigten Neutralstellung der Steuereinrichtung 18 mit seiner axialen Länge den Bereich zwischen dem Sektions-Loadsensinganschluß LS und dem Nutzanschluß B abdeckt. Insoweit befindet sich der Mittenkanal in Blickrichtung auf die Fig.l gesehen auf der linken Seite des Steuerschiebers 28 und verläuft in der Art einer angebrachten Sackbohrung entlang der Längsachse des Steuerschiebers 28. In paral leler Anordnung hierzu ist als weiterer Verbindungskanal 42 mindestens ein Ringlängskanal vorgesehen, der wiederum in der Neutralstellung der Steuereinrichtung 18 mit seiner axialen Baulänge zumindest den Bereich zwischen Steueranschluß PA' und Nutzanschluß A abdeckt. Die Lastmelde- und Lastfühlanschlüsse 32,36;34,38 sind jeweils als radial verlaufende Bohrungen im Steuerschieber 28 ausgebildet.
Der Mittenkanal 40 ist zur Erzeugung der Kanalführungen insoweit von ei- ner Einsatzhülse 44 begrenzt, die zumindest teilweise längs ihres Außenum- fanges in einem vorgebbaren Mittenbereich angeordnet mit der Innenwand des Steuerschiebers 28 in diesem Bereich den Ringlängskanal 42 begrenzt, der insoweit auch aus einer Vielzahl an konzentrisch zum Mittenkanal 40 angeordneten Einzelkanälen (nicht dargestellt) gebildet sein kann. Die axia- Ie Länge der Einsatzhülse 44 erstreckt sich gemäß der Darstellung nach der Fig.1 zwischen erstem Lastmeldeanschluß 32 und einer verengten Versatz- stelle zwischen erstem Lastfühlanschluß 36 und zweitem Lastfühlanschluß 38 in der Höhe des Rücklaufanschlusses R. Während die Einsatzhülse 44 mit ihrem einen, in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen rechten Ende sich an der genannten Engstelle innerhalb der Längsbohrung des Steuerschiebers 28 abstützt, ist das gegenüberliegende andere freie Ende im Bereich des ersten Lastmeldeanschlusses 32 an eine Druckfeder angelehnt, die sich insoweit zwischen einem Abschlußstopfen 46 und dem freien Hülsenende erstreckt und insoweit mit einer vorgebbaren Vorspannung die Einsatzhülse 44 in ihrer Lage hält. Über die dahingehende Anordnung lassen sich gege- benenfalls vorhandene Längentoleranzen im System, Einsatzhülse 44 zu Steuerschieber 28, ausgleichen.
Wie des weiteren die Fig.1 zeigt, weist der Steuerschieber 28 entlang seines Außenumfanges zwei längsorientierte Steuerkanäle 48,50 auf, die in der Neutralstellung der Steuereinrichtung 18 jeweils in den Nutzanschluß A und den Nutzanschluß B ausmünden. Insoweit mündet in der gezeigten Neutralstellung des Steuerschiebers 28 die Lastfühlbohrung 36 unter der Gehäusewand zwischen Nutzanschluß A und denn Rücklaufanschluß R aus.
Insgesamt bildet die hydraulische Ventilvorrichtung ein sog. LS-Wegeventi I mit vorgeschalteter Druckwaage 14 aus. Wie die Schaltstellung nach der Fig.3 zeigt, ist zur Absicherung von Teilen des hydraulischen Kreises noch mindestens ein Druckbegrenzungsventil 52 vorgesehen, und der Loadsen- singanteil LS wird gegenüber LS max mittels eines Wechselventils 54 abgeglichen.
Die erfindungsgemäße hydraulische Ventilvorrichtung ist als LS-Wegeventil mit vorgeschalteter Druckwaage 14 ausgebildet und weist eine von der Baulänge her kurze Ventilachsgestaltung auf mit gegenüber bekannten Lösungen weniger Ringkanälen. Mit der vorgeschalteten Druckwaage 14 ist die bereits beschriebene Funktion Mengenabschneidung durch LS- Druckbegrenzung im Federraum der Druckwaage 14 möglich.
Die nachfolgend beschriebene Ausführungsform nach der Fig.2 betrifft eine sog. Schwimmstellungslösung, wobei der dahingehende Ventilaufbau vergleichbar dem Ventilaufbau nach der Fig.1 ist. Insoweit werden auch bei der Lösung nach der Fig.2 dieselben Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und die insoweit getroffenen Ausführungen gelten dann auch für die geänderte Ausführungsform. Letzte wird im folgenden nur noch in- soweit beschrieben, als sie sich konstruktiv wesentlich von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform nach der Fig.1 unterscheidet.
Bei der Ausführungsform nach der Fig.2 weist der Steuerschieber 28 entlang seines Außenumfanges zwischen den beiden nutartigen Steuerkanälen 48,50 noch separate Taschen 56 auf, die voneinander separiert sich in unterschiedlichen Winkefanordnungen längs des genannten Steuerschiebers 28 erstrecken. Ferner ist im Steuerkanal 48 zumindest im Bereich des Nutzanschlusses A eine segmentierende Trennwand 58 eingezogen und in der in der Fig.2 gezeigten Schwimmstellung ist der Nutzanschluß A in fluidfüh- render Verbindung mit den einzelnen Taschen 56 des Steuerschiebers 28.
Mit der gezeigten Ventilanordnung nach der Fig.2 unter Einsatz zusätzlicher Taschen 56 zwischen den beiden Steuerkanälen 48,50 läßt sich eine Schwimmstellung für das Ventil erreichen ohne Auflösungsverlust im Sen- ken- und Hebenbereich der hydraulischen Anordnung.
Mit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtungslösung ist es möglich, die Kombination einer Schwimmstellung und einem Eilgang in einem Mobil- Ventil in Schieberbauweise zu lösen, was insbesondere für den Einsatz bei üblichen Arbeitsmaschinen (nicht dargestellt) sinnvoll ist, bei denen Arbeitsgerätschaften rasch zu bewegen sind und/oder wenn diese in einer Art Schwenkstellung ab- oder aufzulegen sind, was beispielsweise der Fall für einen Mähbalken eines Böschungsmähers od. dgl. ist.
Die Darstellung nach der Fig.4, die nur den Steuerschieber 28 darstellt zu- sammen mit den Gehäuseanschlüssen LS, PA', A, R, B, PB' trägt insoweit für die Realisierung einer dahingehenden Eilgangstellung mit bei. In der Eilgangstellung bleibt die fluidführende Verbindung P nach B erhalten, wobei die Verbindung A nach R geschlossen und dafür die Verbindung A nach P geöffnet wird, urn den Rückfluß von der Stangenseite (Ringfläche) eines Arbeitszylinders der nicht näher dargestellten Arbeitsmaschine zur Bodenseite (Balkenmäheranwendung) hin zu ermöglichen. Die eine Lastfühlbohrung des Steuerschiebers 28 steht im Druckanschluß B und die eine Lastmeldebohrung wird zu einer zuordenbaren Gehäusetasche im Steuerschieber 28 geführt. Die dahingehende Lastmeldebohrung endet insoweit auf der Mantelfläche des Steuerschiebers 28, wobei die Mantelfläche örtlich um den Austritt der Meldebohrung herumgeführt ist. Ansonsten ist hier die Mantelfläche geöffnet und vertieft, um einen Rückflußquerschnitt zu schaffen von A nach P. Damit die Drehlage von Lastmeldebohrung und Gehäusetasche erhalten bleibt, ist eine nicht gezeigte mechanische Verdrehsiche- rung für den Steuerschieber 28 vorhanden. Die weitere Lastfühlbohrung steht dann im R-Kanal und die korrespondierende weitere Lastmeldebohrung steht unter der Gehäusewand zwischen PA' und dem A-Kanal. Eine Eilgangstellung des Steuerschiebers 28 wird jeweils durch Überhub über die sog. Hebenstellung und die Schwimmstellung über die sog. Senkenstel- lung der angeschlossenen Hydraulikkomponenten der Arbeitsmaschine erreicht. Das entspricht den gewünschten Arbeitszuständen an den genannten Maschinen, denn der Eilgang als Schaltstellung sollte nicht direkt von „Neutral" aus eingeschaltet werden, um einen zu starken Schaltdruck zu vermeiden. Da der Meldekanal des Load-Sensing-Druckes in die Federkammer der Sektionsdruckwaage über den gesamten Hub des Steuerschiebers 28 geöffnet sein muß, kann bezogen auf diese Funktion keine Verkürzung der Ventilachse erfolgen, was sich günstig auf die Baugröße der Ventilvorrichtung auswirken würde. Demgegenüber kann eine Verbesserung bei der Abdek- kung der Meldebohrung am Steuerschieber 28 erreicht werden. Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag nach den Fig. 1 und 2 fahren die LS- Meldebohrungen in die Druckkanäle, soweit dort die Schwimmstellung angesprochen ist. Um hier eine Fehlfunktion in Form eines unerlaubten Durchflusses aus anderen Druckkanälen in den LS-Meldekreis zu vermeiden, werden zusätzliche Mittel eingesetzt in Form von Rückschlagventilen 60 gemäß der Darstellung nach der Fig.5.
In Neutralstellung des Steuerschiebers 28 (dargestel lt in der oberen Bildhälf- te) sind die radialen Lastfühlbohrung und die radiale Lastmeldebohrung jeweils von der Gehäusewand abgedeckt. Das Konzept der kurzen Bauweise bedingt, dass in der Stellung „Heben" (Arbeitsstellung der Arbeitsmaschine) die Lastmeldebohrung des Anschlusses A in den P-Anschluß und die Lastfühlbohrung in den R-Anschluß fährt. Zur Vermeidung eines Kurz- Schlusses von P nach R ist ein Rückschlagventil 60 i n die entsprechende Verbindungsleitung 62 eingebaut. In der sog. Senken-Stellung und in der Neutralstellung hält eine Feder das Rückschlagventi l 60 dann offen, so dass insoweit sowohl eine Druckmeldung gewährleistet ist als auch ein dynamischer Durchfluß, der durch die Regelbewegungen der angeschlossenen Druckwaage 14 bedingt ist.
Der Druckabfall am Rückschlagventil bei schnellen Regelbewegungen der Druckwaage 14 und die Federkraft sind so aufeinander abgestimmt, dass bei schnellen Regelbewegungen, wie sie einem hohen Durchfluß entspre- chen, das Rückschlagventil 60 nicht schließen kann. In der Hebenstellung jedoch wird der Leckagedurchfluß von P nach R sofort so hoch, dass der Druckabfall über das offene Rückschlagventil 60 die Federkraft überwindet und das Rückschlagventil sicher schließt. Insoweit wird also auch die Schwimmstellung durch Überhub über die Senkenstellung und die Hebenstellung der jeweils angeschlossenen Arbeitsmaschine erreicht. Insoweit ist es möglich, dass erst wenn das Arbeitsgerät in der Senkenstellung beispielsweise auf den Boden gelegt worden ist, dann die Schwimmstellung eingeschaltet wird.
Die in der Fig.5 gezeigten Rückschlagventile 60 können auch bei der Aus- führungsform nach den Fig.1 und 2 in die dortigen Steuerkanäle 48,50 eingesetzt werden (nicht dargestellt), wobei dann die Schließkugel jeweils in Richtung des Load-Sensing-Anschlusses öffnet, um vergleichbare Resultate zu erzielen, wie vorstehend beschrieben.
Mit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung lassen sich Standard-Wege- Ventile mit den drei Grundpositionen für Neutral, Heben und Senken im Funktionsumfang erweitern auf eine Schwimmstellung und/oder eine Eilgangstellung, ohne dass es hierbei, wie bei den bekannten Schieberventillösungen, zu einer Verlängerung des Schieberhubs kommt, um in die zusätz- liehe Position mit den gewünschten logischen Verknüpfungen zu gelangen; vielmehr läßt sich mit der erfindungsgemäßen Lösung eine dahingehende Schieberverlängerung ganz vermeiden oder die Schieber- Ventilachse gar kürzen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Hydraulische Ventilvorrichtung mit einer Fluidanschlußanordnung (10) beinhaltend mindestens - einen Druckversorgungsanschluß (P),
- einen Rücklaufanschluß (R),
- einen Sektions-Loadsensinganschluß (LS),
- zwei Steueranschlüsse (PA') und (PB') sowie
- zwei Nutzanschlüsse (A,B) und mit einer verfahrbaren Steuereinrichtung (18) zum zumindest teilweisen Ansteuern von Anschlüssen der Fluidanschlußanordnung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (18) mit Lastmelde- und Lastfühlanschlüssen (32,34;36,38) versehen ist, die paarweise miteinander verschaltet einen Lastmeldeanschluß einem Fühlanschluß (32,38;34,3&) zuordnen und die in Abhängigkeit der Verfahrstellung der
Steuereinrichtung (18) zumindest einen Teil der Anschlüsse der Fluidanschlußanordnung (10) fluidführend miteinander verbinden.
2. Ventil Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (18) einen Steuerschieber (28) aufweist mit fluidfüh- reπden Verbindungskanälen (40,42), die die paarweise einander zuor- denbaren Lastmelde- und Lastfühlanschlüsse (32,36;34,38) miteinander verbinden.
3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Verbindungskanäle (40) als Mittenkanal ausgebildet ist, der in der Neutralstellu ng der Steuereinrichtung (18) mit seiner axialen Länge den Bereich zwischen dem Sektions-Loadsensinganschluß (LS) und dem Nutzanschluß (B) abdeckt.
4. Ventilvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer der Verbindungskanäle (42) als Ringlängskanal ausgebildet ist, der in der Neutralstellung der Steuereinrichtung
(18) mit seiner axialen Länge zumindest den Bereich zwischen Steuer- anschluß (PA y ) und Nutzanschluß (A) abdeckt.
5. Ventilvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenkanal (40) von einer Einsatzhülse (44) begrenzt ist, die längs ihres Außenumfanges mit der Innenwand der Steuerei nrichtung (18) den je- weiligen Ringlängskanal (42) begrenzt.
6. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (18) von zwei entgegengesetzt wirkenden PiloWentilen (20,22) ansteuerbar ist und federzentriert in ihrer Neutralstel I u ng gehalten ist.
7. Ventil Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (28) entlang seines Außenumfanges mindestens zwei längsorientierte, nutartige Steuerkanäle (48,50) auf- weist, die in der Neutralstellung der Steuereinrichtung (18) jeweils in den Nutzanschluß (A) und den Nutzanschluß (B) münden.
8. Ventilvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Neutralstellung des Steuerschiebers (28) jeweils eine radiale Lastfühl- bohrung (36, 38) am Umfang versetzt zum zuordenbaren Steuerkanal
(48,50) unter derjenigen Gehäusetrennwand endet, die jeweils zwischen den N utzanschlüssen (A,B) und dem Rücklaufanschluß (R) liegt.
9. Ventilvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastfühlbohrungen (36,38) fluiddicht voneinander getrennt sind.
10. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Neutralstellung des Steuerschiebers (28) die radialen Lastmeldebohrungen (32,34) jeweils beidseitig neben dem Sektions- Load-Sensing-Anschluß (LS) ausmünden und von einer Gehäusewand abgedeckt sind.
11.Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Neutralstellung des Steuerschiebers (28) ein Längskanal irn Steuerschieber (28) den Sektions-Load-Sensing-Anschluß (LS) mit einem Ansteuerraum (XA) der Vorrichtung fluidführend verbindet.
12. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinrichtung (18) mit ihren Fluidanschlüssen eine Druckwaage (14) vorgeschaltet ist, die zumindest teilweise die Fluidanschlußanordnung (10) mit ansteuert.
13. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schwimmstellung des Steuerschiebers (28) einer seiner Ringkanäle (48), der in den Nutzanschluß (A) ausmündet, eine Trennwand (58) beinhaltet, die den Steueranschl uß (PAO vom Nutzanschluß (A) separiert.
14. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einem Teil der Verbindungskanäle (40,42) zwischen den paarweise einander zuordenbaren Lastmelde- und
Lastfühlanschlüssen mindestens ein Rückschlagventil (60) eingesetzt ist.
15. Ventilvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Rückschlagventil (60) innerhalb der Verbindungskanäle in Richtung von Last fühlen A sowie Last melden B oder Last fühlen B sowie Last melden A schließt.
16. Ventilvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (28) über eine maximale Arbeitsstellung hinaus in eine Eilgangstellung verschoben werden kann.
17. Ventilvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (28) in seiner Eilgangstellung durch eine Steuernut (50) den Steueranschluß (PBO mit dem Nutzanschluß (B) verbindet und durch seine zusätzlichen taschenartigen Verbindungskanäle zwischen den Meldebohrungen (LSA) den Nutzanschluß (A) mit dem Steueranschluß
(PA) verbindet.
18. Ventilvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastmeldebohrungen (LSA) und (LSB) des Steuerschiebers (28) in ihrer Drehlage ausgerichtet sind auf örtliche Verbreiterungen des Sektions- loadsensing-Anschlusses (LS).
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