WO2018171824A1 - Doppelt wirkendes überströmventil eines arbeitszylindes und master-arbeitszylinder - Google Patents

Doppelt wirkendes überströmventil eines arbeitszylindes und master-arbeitszylinder Download PDF

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WO2018171824A1
WO2018171824A1 PCT/DE2018/000050 DE2018000050W WO2018171824A1 WO 2018171824 A1 WO2018171824 A1 WO 2018171824A1 DE 2018000050 W DE2018000050 W DE 2018000050W WO 2018171824 A1 WO2018171824 A1 WO 2018171824A1
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valve
axial
annular
tappet
axial bore
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PCT/DE2018/000050
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English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Bueter
Original Assignee
Bümach Engineering International B. V.
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Publication date
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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
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/204—Control means for piston speed or actuating force without external control, e.g. control valve inside the piston
    • 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
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F15B15/225—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke with valve stems operated by contact with the piston end face or with the cylinder wall

Definitions

  • the invention relates to a double-acting overflow valve of a working cylinder, in particular for use in a master-slave working cylinder arrangement and a master working cylinder.
  • valves for controlling fluid flows between adjacent spaces with different pressure, which have in an interior a sealing element on which an external force is applied, whereby the existing flow between inlet and outlet is controllable.
  • Valves of this type can be used in working cylinders to achieve a pressure equalization between adjacent piston chambers or so-called pressure accumulators in order to continuously compensate for any pressure losses and leaks that occur.
  • valve in the valve chamber arranged with a bias elastic molded body is arranged as a blocking element.
  • a plunger which can be actuated mechanically from outside is provided on at least one side of the valve.
  • document DE 10 2004 044 832 B3 discloses a non-return valve which has an inlet opening, an outlet opening and a leakage opening arranged between them.
  • two check valves and a sliding valve body are available.
  • the object of the invention is therefore to provide a double-acting overflow valve of a working cylinder, which allows a pressure-dependent control of the flow rate of the fluid, which ensures a permanent and reliable sealing of the inlet and outlet and which is inexpensive and structurally easy to manufacture. Furthermore, it is the object of the invention to show a master cylinder, which allows a pressure-dependent controllable overflow of the fluid.
  • An inventive double-acting overflow valve of a working cylinder has a housing, a first valve body, a second valve body, a first abutment, a second abutment and a first spring element and a second spring element.
  • the housing is composed of a Um chargedswandung, a first and a second axial boundary wall, wherein the two boundary walls are arranged opposite one another.
  • the Um forcedswandung forms together with the boundary walls an interior.
  • the hollow cylinder is therefore preferably a hollow cylinder which is closed on the ground and top sides in each case.
  • the first axial boundary wall has a first axial bore.
  • the first axial boundary wall forms a first annular valve bearing surface which surrounds the first axial bore.
  • the second axial boundary wall has a corresponding second axial bore and forms on the inside a second annular valve bearing surface which surrounds the second axial bore.
  • the two axial bores are thus present as enforcement of the boundary walls and act according to the invention as inlet and outlet for the flow fluid.
  • Each of the holes depending on the operating direction can act both as an inlet into the interior and as a drain from the interior.
  • the first valve body comprises a first valve tappet, a first valve disk and a first actuation travel limiter.
  • the first valve body is formed as a one-piece component, in particular as a rotating part.
  • the first valve body is also arranged axially displaceable.
  • the first valve lifter has a first valve lifter head and a first valve lifter foot located at the respective axial ends.
  • the valve lifter sits with its first valve stem on the first valve plate.
  • the first valve tappet passes through the first axial bore and is tapered. forms, wherein the diameter of the first valve stem, starting from the first valve stem head in the direction of the first Ventilstsammlungelfußes increases.
  • the first valve tappet In an open position of the overflow valve, the first valve tappet forms a first annular gap together with the first axial bore. To assume the open position, a movement of the first valve body takes place as an axial displacement in the direction of the interior, whereby the width of the first annular gap increases due to the conicity of the first valve tappet with continuous movement in the direction of the interior.
  • the gap width is therefore not constant, but depends on an actuating travel of the first valve body, so that different degrees of opening can be realized. Because of this, the actuating travel of the first valve body at the same time represents a measure of the amount of fluid which flows into the interior of the overflow valve or flows away from it.
  • the first valve disk has a first axial annular surface which surrounds the first valve stem foot.
  • the first axial annular surface forms a sealing plane by contact with the first annular valve bearing surface of the first axial boundary wall.
  • the first valve stem foot bears against the inner wall of the first axial bore, so that no annular gap is formed between the first valve stem and the first axial bore.
  • the Bet2011 Trentalwegbe dictionary has a first actuating body.
  • the adjusting body of Bet2011 Trentalwegbeskyr may have other components, in particular a support member which carries the actuating body.
  • the carrier element may be a pin and act in the actuator body to a socket, wherein in such an embodiment, the pin is seated on the first valve disc and wherein the sleeve is supported by the pin.
  • the adjusting body according to the invention is the adjustable element of the Bet2011 instituteswegbeskyrs, wherein different Einstellmög- possibilities can be provided, for example, by exchangeable actuating body of different dimensions.
  • the actuator defines by its abutment against the first abutment a maximum actuation travel of the first valve body.
  • the first abutment is present as a stationary in the interior of the spill valve disposed component, which may for example be formed as an intermediate wall, the opposite side at the same time forms the second counter-bearing GE.
  • the counter bearing and the housing may be formed together as a one-piece component.
  • the second valve body thus comprises a second valve tappet, a second valve disk and a second Betsch Trentswegbegrenzer with an analogous structure as in the first valve body.
  • two spring elements are provided as components of the double-acting overflow valve according to the invention.
  • the first spring element is used for acting on the first valve body with an axial force in the direction of the closed position
  • the second spring element acts on the second valve body with an axial force in the direction of its closed position. The application of force thus takes place in each case in the direction of the axial boundary walls.
  • the spring elements in the open position of the valve body are stretched and relaxed in the closed position.
  • the spring elements are not limited to a specific embodiment.
  • the use of shaped bodies made of an elastic material is conceivable, among other things.
  • Rubber springs are known with different spring characteristics, which are matched to the particular application by selecting the associated spring rate.
  • overflow valve The basic mode of operation of the double-acting overflow valve, hereinafter referred to as overflow valve, results in the case of application in a master-slave arrangement according to the following overview-type functional description.
  • the overflow valve is placed in the piston or the piston rod and has access to the operating pressure of the system on the side leading to the pressure-carrying piston chamber of the master cylinder. This page is named in the functional description as the first valve side.
  • the opposite second valve side is connected via the connected as a drain main terminal of the master cylinder with the piston chamber of the slave cylinder and via the in the end position of the extended master cylinder due to the mechanical opening of this valve side a possible flow through the double-acting valve, for the purpose the equalizing flow, due to leakage flows in the slave cylinder.
  • the overflow valve is arranged so that its one side is pressure-connected to the piston chamber and the other side to the piston rod chamber.
  • the side with the first 5 axial bore, also referred to as the first valve side is the piston chamber and the side with the second axial bore, also referred to as the second valve side, facing the piston rod chamber.
  • the description is made on the example of the operating state in which the piston chamber is subjected to overpressure, hereinafter also referred to as pressure-carrying side.
  • the coll o ben is located on the guide closure part and thus in the end position, in which the piston rod is maximally extended.
  • the opening degree of the jeweligen valve side can be adjusted pressure dependent.
  • the adjustment is made by the replacement of the respective adjusting body or in the case of the formation of the adjusting body as axially adjustable threaded bushes by the axial adjustment by means of screwing, while-
  • valve disc and the valve bearing surface of the boundary wall formed sealing level canceled.
  • the displacement of the valve body and thus the opening of the respective valve side takes place on the pressure-carrying side by the hydraulic operating pressure and on the serving as a drain valve side by a mechanical force acting as a result of the frontal conditioning of the
  • valve stem to a closure part of the working cylinder occurs.
  • the first valve body is mechanically actuated as by the hydraulic operating pressure and the second valve body by means of the second valve stem.
  • the amount of fluid is dependent on the width of the annular gap between the axial bore and the valve tappet and thus controllable by means of the actuation path.
  • the opening position can therefore be present in different degrees of opening, wherein the desired opening degree of the second valve side is fixed by the actuating travel through the stop of the second valve stem fixed.
  • the opening degree of the first valve side is dependent on the pressure of the fluid.
  • the opening degree of the first valve side is determined by the actuation travel, wherein the maximum actuation travel is determined by the first actuation travel limiter. Due to the structural definition of the actuation path by means of the actuator body, the maximum amount of fluid flowing over per unit time can be preset.
  • the actuation path for the first valve body is adjusted so that the flow through the compensating amount through the overflow valve can be made as low loss as possible.
  • the fluid flowing in on the pressure-carrying side of the overflow valve only exits from the interior of the valve when the valve side which serves as a drain allows the outflow into an adjacent piston chamber through the mechanical opening.
  • the two valve bodies move into the closed position due to the axial application of force to the spring elements, so that the overflow valve closes on both valve sides.
  • the double-acting overflow valve of a working cylinder has in particular the following advantages.
  • a significant advantage is that according to the invention not only a pressure-dependent, but also adjustable control of the flow rate of the fluid can take place. This is due to the interaction of the conical design of the valve stem and the thus adjustable width of the annular gap with the adjustability of the maximum actuation path.
  • the maximum actuation paths of the first valve body and the second valve body according to the invention are separately adjustable, so that the two valve sides can be adapted via different degrees of opening to the requirements of existing operating cases. Further, the flow characteristic of the fluid can be determined by the degree of taper of the valve lifters targeted.
  • the first and second actuating body is designed as a removable bushing.
  • the exchange sockets are arranged on cylindrical support elements of the Betjanswegbegrenzer, in particular plugged and clamped on these, so that they occupy a fixed position and define by a stop on the respective abutment a maximum actuation travel for the valve body.
  • change bushings with a smaller axial extent ultimately lead to a larger possible fluid flow.
  • the first and second actuating body is designed as an axially adjustable threaded bushing.
  • the threaded bushes of the two Betrelirienswegbegrenzer for this purpose preferably have an internal thread, which are screwed onto the provided with an external thread carrier elements.
  • a variable maximum actuation path and, as a consequence, a variable maximum fluid flow can thus be predetermined.
  • the adaptation to different operating states can therefore be brought about particularly easily and is also reversible. It is also possible to set different screw-in depths and thus different maximum actuation paths for the two valve bodies.
  • the first and second valve lifters are progressively conical starting from the respective valve lifter foot according to a next advantageous embodiment. The inclination of the surface of the valve stem thus increases in the direction of the valve stem head increasingly.
  • the subject matter of the present invention is also a master working cylinder which has a cylinder unit with closure parts and a piston unit. has. By the piston unit, a first and a second working space is formed.
  • Characteristic of the master cylinder is that the piston unit has a double-acting spill valve, as described in the previous sections.
  • the double-acting transfer valve connects the first and second working space with each other and allows control of the flow rate between these see.
  • the double-acting spill valve is the required interposed functional unit.
  • FIG. 1 is a partially sectioned view of the double-acting spill valve
  • Fig. 2 partially cut view of the master cylinder with a double-acting spill valve explained in more detail.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the double-acting spill valve 10 in a partially sectioned view.
  • the overflow valve 10 has a housing 20, a first and a second valve body 30; 40, first and second abutments 50; 60 and first and second spring members 70; 80 on.
  • the housing 20 is composed of a Um chargedswandung 21 and two opposite axial Begrenzungswandungen 22; 23 together, wherein the Um chargedswandung 21 with the boundary walls 22; 23 is detachably connected in the embodiment by means of a respective threaded pair 24. It is thus an interior 25 is formed, which is divided into two parts in the selected embodiment by an intermediate wall. The two sections of the interior 25 are in this case connected by means of a channel 92 which passes through the intermediate wall, so that a continuous flow of the fluid is made possible.
  • the two axial boundary walls 22; 23 each have an axial bore 26; 28 and form on the inside each one, the axial bore surrounded, annular valve-bearing surface 27; 29 off.
  • the first valve body 30 is designed in one piece and can be subdivided into a first valve tappet 31, a first valve disk 32 and a first actuation travel limiter 33.
  • the first valve tappet 31 has a first valve tappet head 34 and a first valve tappet foot 35 and passes through the first axial bore 26.
  • the first valve tappet 31 is conical, wherein the diameter of the valve stem 31 increases in the direction of the Ventilstsammlungelfußes 35.
  • a first annular gap 36 is formed between the first valve stem 31 and the first axial bore 26, whose gap width is due to the conical design of the first valve body 30 is variable and is dependent on an actuation path of the first valve body 30.
  • the first valve disk 32 has a radial widening with respect to the first valve tappet 31, so that a first axial annular surface forms around the first valve stem foot 35 which, in a closed position, comes into contact with the first annular valve bearing surface 27 and forms a sealing plane ,
  • a seal 90 is introduced in the region of the first valve disk 32, which is pressed in the closed position by the axial force of the first spring element 70 against the first annular valve bearing surface 27 and thus ensures the seal.
  • the first Betchanistswegbesky 33 is the first valve stem 31 disposed axially opposite one another on the first valve plate 32 and has a first actuating body 38.
  • An abutment of the first actuating body 38 to the first abutment 50 which in this case is formed by the diametral connecting web of Um chargedswandung 21, according to the invention defines a maximum actuation travel of the first valve body 30th
  • the first actuator 38 is designed as a screw bushing, wherein the threaded bushing is provided with an internal thread and screwed onto a pin with an external thread.
  • the setting of different maximum actuation paths and thus the width of the first annular gap 36 then takes place via the screw-in depth of the threaded bushing.
  • it is provided to carry out the first actuating body 38 as a removable bush, which is usable by the axial length for the setting of different maximum actuation paths. This can be replaced by other exchange sockets other axial lengths depending on the desired flow rate per unit time.
  • a first spring element 70 is provided for the second valve body 40.
  • a corresponding second spring element 80 is present for the second valve body 40.
  • the spring elements 70; 80 are formed in the embodiment as a compression spring made of steel. 2 shows a partially sectioned view of a master working cylinder 100, in the piston unit 120 of which a double-acting overflow valve 10 according to the exemplary embodiment, as illustrated with reference to FIG. 1, is installed.
  • the master cylinder 10 is particularly intended for use in a master-slave cylinder arrangement.
  • a cylinder unit 110 with a bottom closure part 111 and a guide closure part 112 as well as a piston unit 120 consisting of a piston and a piston rod.
  • a piston unit 120 By the piston unit 120, a first, piston side working space 121 and a second piston rod side working space 122 is formed.
  • the the workrooms 121; 122 are fluidly connected by the spill valve 10.
  • a slave working cylinder (not shown here) can be connected with its piston side via a supply line to a piston rod-side main connection 131.
  • the leakage losses occurring at the slave working cylinder can then be compensated according to the invention by means of the overflow valve 10 present in the piston unit 120 of the master working cylinder 100. This occurs when the adaptation part 140 impinges on the inner wall of the guide closure part 112, which corresponds to a fully extended piston rod.
  • the piston rod side of the overflow valve 10 is thus actuated by means of a mechanical force.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein doppelt wirkendes Überströmventil eines Arbeitszylin- ders, aufweisend ein Gehäuse (20), einen ersten und zweiten Ventilkörper (30; 40), ein erstes und zweites Gegenlager (50; 60) sowie ein erstes und zweites Federelement (70; 80), wobei das Gehäuse (20) eine Umfassungswandung (21 ) sowie eine erste und eine zweite, gegenüberliegend angeordnete axiale Begrenzungswandung (22; 23) aufweist, wobei die Umfassungswandung (21 ) und die Begrenzungswandungen (22; 23) einen Innenraum (25) ausbilden, wobei die erste axiale Begrenzungswandung (22) eine erste axiale Bohrung (26) aufweist und innenseitig eine erste ringförmige Ventillagerfläche (27) ausbildet, welche die erste axiale Bohrung (26) umgibt und wobei die zweite axiale Begrenzungswandung (23) eine zweite axiale Bohrung (28) aufweist und innenseitig eine zweite ringförmige Ventillagerfläche (29) ausbildet, welche die zweite axiale Bohrung (28) umgibt, wobei der erste Ventilkörper (30) einen ersten Ventilstößel (31 ), einen ersten Ventilteller (32) sowie einen ersten Betätigungswegbegrenzer (33) aufweist, wobei der erste Ventilstößel (31 ) einen ersten Ventilstößelkopf (34) und einen ersten Ventilstößelfuß (35) aufweist und mit dem ersten Ventilstößelfuß (35) auf dem ersten Ventilteller (32) aufsitzt, wobei der erste Ventilstößel (31 ) die erste axiale Bohrung (26) durchsetzt und konisch ausgebildet ist, wobei der erste Ventilstößel (31 ) und die erste axiale Bohrung (26) in einer Öffnungsstellung einen ersten Ringspalt (36) ausbilden, dessen Spaltbreite von einem Betätigungsweg des ersten Ventilkörpers (30) abhängig ist, wobei der erste Ventilteller (32) eine erste axiale Ringfläche (37) aufweist, welche den ersten Ventilstößelfuß (35) umgibt, wobei die erste axiale Ringfläche (37) und die erste ringförmige Ventillagerfläche (27) in einer Schließstellung eine Dichtebene ausbilden, wobei der erste Betätigungswegbegrenzer (33) auf dem ersten Ventilteller (32) aufsitzt, wobei der erste Ventilstößel (31 ) und der erste Betätigungswegbegrenzer (33) axial gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der erste Betätigungswegbegrenzer (33) einen ersten Stellkörper (38) aufweist und wobei der erste Stellkörper (38) durch Anschlagen an das erste Gegenlager (50) einen maximalen Betätigungs¬ weg des ersten Ventil-körpers (30) definiert, wobei der zweite Ventilkörper (40) einen zweiten Ventilstößel (41), einen zweiten Ventilteller (42) sowie einen zweiten Betätigungswegbegrenzer (43) aufweist, wobei der zweite Ventilstößel (41) einen zweiten Ventilstößelkopf (44) und einen zweiten Ventilstößelfuß (45) aufweist und mit dem zweiten Ventilstößelfuß (45) auf dem zweiten Ventilteller (42) aufsitzt, wobei der zweite Ventilstößel (41) die zweite axiale Bohrung (28) durchsetzt und kölnisch ausgebildet ist, wobei der zweite Ventilstößel (41) und die zweite axiale Bohrung (28) in einer Öffnungsstellung einen zweiten Ringspalt (46) ausbilden, dessen Spaltbreite von einem Betätigungsweg des zweiten Ventilkörpers (40) abhängig ist, wobei der zweite Ventilteller (42) eine zweite axiale Ringfläche (47) aufweist, welche den zweiten Ventilstößelfuß (45) umgibt, wobei die zweite axiale Ringfläche (47) und die zweite ringförmige Ventillagerfläche (29) in einer Schließstellung eine Dichtebene ausbilden, wobei der zweite Betätigungswegbegrenzer (43) auf dem zweiten Ventilteller (42) aufsitzt, wobei der zweite Ventilstößel (41) und der zweite Betätigungswegbegrenzer (43) axial gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der zweite Betätigungswegbegrenzer (43) einen zweiten Stellkörper (48) aufweist und wobei der zweite Stellkörper (48) durch Anschlagen an das zweite Gegenlager (60) einen maximalen Betätigungsweg des zweiten Ventilkörpers (40) definiert, wobei das erste Federelement (70) den ersten Ventilkörper (30) mit einer axialen Kraft in Richtung der Schließstellung beaufschlagt und wobei das zweite Feder-element (80) den zweiten Ventilkörper (40) mit einer axialen Kraft in Richtung der Schließstellung beaufschlagt.

Description

Doppelt wirkendes Überströmventil eines Arbeitszylindes und Master-Arbeitszylinder
Die Erfindung betrifft ein doppelt wirkendes Überströmventil eines Arbeitszylin- ders, insbesondere zur Verwendung in einer Master-Slave-Arbeitszylinderanord- nung sowie einen Master-Arbeitszylinder.
Aus dem Stand der Technik sind zur Steuerung von Fluidströmen zwischen benachbarten Räumen mit unterschiedlichem Druck Ventile bekannt, welche in einem Innenraum ein Dichtelement aufweisen, auf das eine äußere Krafteinwirkung vorgenommen wird, wodurch die vorhandene Strömung zwischen Einlass und Auslass steuerbar ist.
Ventile dieser Art können in Arbeitszylindern zur Erzielung eines Druckaus- gleichs zwischen benachbarten Kolbenräumen oder auch sogenannten Druckspeichern eingesetzt werden, um auftretende Druckverluste sowie Leckagen forlaufend aus-zugleichen.
Die Druckschrift DE 20 2004 011 532 U1 beschreibt diesbezüglich ein Ventil, in dessen Ventilkammer ein mit Vorspannung angeordneter elastischer Formkörper als Sperrelement angeordnet ist. Zur Bewirkung einer axialen Kraft auf das Sperrelement ist zumindest an einer Seite des Ventils ein von außen mechanisch zu betätigender Stößel vorgesehen. Hierbei handelt es sich um eine konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung, wobei der aus einem Elasto- mer gebildete Sperrkörper bei einer langfristigen Verwendung des Ventils allerdings hohen mechanischen Belastungen standhalten muss.
Ferner offenbart die Druckschrift DE 10 2004 044 832 B3 einen Rückflussverhinderer, welcher eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung sowie eine dazwi- sehen angeordnete Leckageöffnung aufweist. Zudem sind zwei Rückschlagventile und ein verschiebbarer Ventilkörper vorhanden. Mittels eines Umgehungska-
BESTÄTIGUNGSKOPIE nals, der die beiden Rückschlagventile umgeht, wird ein in der Auslassöffnung vorhandener Überdruck zumindest teilweise auf den Bereich der Einlassöffnung übertragen. Aus der Druckschrift EP 01 42 787 A2 ist zudem ein Ventil bekannt, welches in der Kolbeneinheit eines Hydraulikzylinders angeordnet ist. Die Öffnung des Ventils wird hierbei jeweils mittels eines stirnseitigen Anschlags der beidseitig vorhandenen axial angeordneten Stößel an die Innenflächen der Verschlussteile des Hydraulikzylindes bewirkt.
Ein wesentlicher Nachteil der bisher bekannten technischen Lösungen besteht jedoch darin, dass die im Zu- und Ablauf vorhandene Strömungsmenge des Fluids, welche den Druckausgleich zwischen den benachbarten Kolbenräumen bestimmt, stets als konstante oder zumindest nicht steuerbare Größe vorliegt. Die verschiedenen vorherrschenden Drücke in den Kolbenräumen und die im Zu- und Ablauf vorhandene Strömungsmenge können zudem im Innenraum des Ventils zu unerwünschten Staudrücken führen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein doppelt wirkendes Überströmventil eines Arbeitszylinders bereitzustellen, welches eine druckabhängige Steuerung der Strömungsmenge des Fluids ermöglicht, welches eine dauerhafte und zuverlässige Abdichtung des Zu- und Ablaufs sicherstellt und welches kostengünstig und konstruktiv einfach herstellbar ist. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Master-Arbeitszylinder aufzuzeigen, der eine druckabhängig steuer- bare Überströmung des Fluids ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein erfindungsgemäßes doppelt wirkendes Überströmventil eines Arbeitszylinders weist ein Gehäuse, einen ersten Ventilkörper, einen zweiten Ventilkörper, ein erstes Gegenlager, ein zweites Gegenlager sowie ein erstes Federelement und ein zweites Federelement auf.
Das Gehäuse setzt sich aus einer Umfassungswandung, einer ersten und einer zweiten axialen Begrenzungswandung zusammen, wobei die beiden Begrenzungswandungen gegenüberliegend angeordnet sind. Die Umfassungswandung bildet gemeinsam mit den Begrenzungswandungen einen Innenraum aus. Vorzugsweise handelt es sich in der Grundform somit um einen grund- und decksei- tig jeweils verschlossenen Hohlzylinder.
Die erste axiale Begrenzungswandung weist eine erste axiale Bohrung auf.
Innenseitig bildet die erste axiale Begrenzungswandung eine erste ringförmige Ventillagerfläche aus, welche die erste axiale Bohrung umgibt. Zudem weist die zweite axiale Begrenzungswandung eine entsprechende zweite axiale Bohrung auf und bildet innenseitig eine zweite ringförmige Ventillagerfläche, welche die zweite axiale Bohrung umgibt. Die beiden axialen Bohrungen liegen somit als Durchsetzung der Begrenzungswandungen vor und fungieren erfindungsgemäß als Zu- und Ablauf für das Strömungsfluid. Dabei kann jede der Bohrungen in Abhängigkeit der Betriebsrichtung sowohl als Zulauf in den Innenraum als auch als Ablauf aus dem Innenraum fungieren.
Der erste Ventilkörper umfasst einen ersten Ventilstößel, einen ersten Ventilteller sowie einen ersten Betätigungswegbegrenzer. Vorzugsweise ist der erste Ventilkörper als einteiliges Bauteil, insbesondere als Drehteil, ausgebildet. Der erste Ventilkörper ist zudem axial verschiebbar angeordnet.
Der erste Ventilstößel weist einen ersten Ventilstößelkopf und einen ersten Ventilstößelfuß auf, welche sich an den jeweiligen axialen Enden befinden. Der Ventilstößel sitzt mit seinem ersten Ventilstößelfuß auf dem ersten Ventilteller auf. Der erste Ventilstößel durchsetzt die erste axiale Bohrung und ist konisch ausge- bildet, wobei der Durchmesser des ersten Ventilstößels beginnend vom ersten Ventilstößelkopf in Richtung des ersten Ventilstößelfußes zunimmt.
In einer Öffnungsstellung des Überströmventils bildet der erste Ventilstößel ge- meinsam mit der ersten axialen Bohrung einen ersten Ringspalt aus. Zur Einnahme der Öffnungsstellung erfolgt eine Bewegung des ersten Ventilkörpers als axiale Verschiebung in Richtung des Innenraums, wobei sich die Breite des ersten Ringspalts aufgrund der Konizität des ersten Ventilstößels bei fortlaufender Bewegung in Richtung Innenraum erhöht. Die Spaltbreite ist daher nicht kons- tant, sondern von einem Betätigungsweg des ersten Ventilkörpers abhängig, so dass verschiedene Öffnungsgrade realisiert werden können. Aufgrund dessen stellt der Betätigungsweg des ersten Ventilkörpers zugleich ein Maß für die Fluid- menge dar, welche in das Innere des Überströmventils einfließt oder von diesem abfließt.
Der erste Ventilteller weist eine erste axiale Ringfläche auf, welche den ersten Ventilstößelfuß umgibt. In einer Schließstellung bildet die erste axiale Ringfläche durch einen Kontakt zu der ersten ringförmigen Ventillagerfläche der ersten axialen Begrenzungswandung eine Dichtebene aus. Somit wird ein Fluidstrom in das Überströmventil oder aus diesem heraus in der Schließstellung unterbunden. Zudem liegt der erste Ventilstößelfuß in der Schließstellung an der Innenwandung der ersten axialen Bohrung an, so dass zwischen dem ersten Ventilstößel und der ersten axialen Bohrung kein Ringspalt ausgebildet wird. Ein weiterer Bestandteil des ersten Ventilkörpers ist der erste Betätigungswegbegrenzer, welcher auf dem ersten Ventilteller aufsitzt. Der erste Betätigungswegbegrenzer ist erfindungsgemäß axial gegenüberliegend zu dem ersten Ventilstößel angeordnet. Der Betätigungswegbegrenzer weist einen ersten Stellkörper auf. Neben dem Stellkörper kann der Betätigungswegbegrenzer noch weitere Bestandteile aufweisen, insbesondere ein Trägerelement, welches den Stellkörper trägt. Vorzugsweise kann es sich bei dem Trägerelement um einen Zapfen und bei dem Stellkörper um eine Buchse handeln, wobei bei einer solchen Ausführung der Zapfen auf dem ersten Ventilteller aufsitzt und wobei die Buchse von dem Zapfen getragen wird. Der Stellkörper ist erfindungsgemäß das einstellbare Element des Betätigungswegbegrenzers, wobei unterschiedliche Einstellmög- lichkeiten vorgesehen werden können, beispielsweise durch auswechselbare Stellkörper unterschiedlicher Abmessungen.
Der Stellkörper definiert durch sein Anschlagen an das erste Gegenlager einen maximalen Betätigungsweg des ersten Ventilkörpers.
Die genaue Ausbildung des ersten Gegenlagers ist dabei nicht eingeschränkt. Dabei liegt das erste Gegenlager als ein ortsfest im Innenraum des Überströmventils angeordnetes Bauteil vor, welches beispielsweise als eine Zwischenwand ausgebildet sein kann, deren gegenüberliegende Seite zugleich das zweite Ge- genlager ausbildet. Insbesondere können die Gegenlager und das Gehäuse gemeinsam als einteiliges Bauteil ausgebildet sein.
Für die Ausgestaltung und Funktionsweise des zweiten Ventilkörpers gelten die vorherigen Ausführungen hinsichltich des ersten Ventilkörpers in entsprechender Weise. Der zweite Ventilkörper umfasst somit einen zweiten Ventilstößel, einen zweiten Ventilteller sowie einen zweiten Betätigungswegbegrenzer mit analogem Aufbau wie bei dem ersten Ventilkörper.
Während der grundlegende Aufbau der beiden Ventilkörper erfindungsgemäß übereinstimmt, können jedoch Änderungen im Detail, insbesondere hinsichtlich der Größe der Ventilkörper, der Konizität der Ventilstößel sowie des resultierenden Betätigungsweges, vorgenommen werden, um eine Anpassung an die jeweiligen Rahmenbedingungen zu ermöglichen. Des Weiteren sind zwei Federelemente als Bestandteile des erfindungsgemäßen doppelt wirkenden Überströmventils vorgesehen. Das erste Federelement dient zur Beaufschlagung des ersten Ventilkörpers mit einer axialen Kraft in Richtung der Schließstellung, während das zweite Federelement den zweiten Ventilkörper mit einer axialen Kraft in Richtung von dessen Schließstellung beaufschlagt. Die Kraftbeaufschlagung erfolgt somit jeweils in Richtung der axialen Begrenzungs- Wandungen. Damit sind die Federelemente in Öffnungstellung der Ventilkörper gespannt und in Schließstellung entspannt.
Die Federelemente sind hierbei nicht auf eine spezielle Ausgestaltungsform beschränkt. Neben einer Ausgestaltung der beiden Federelemente als Druckfedern aus Federstahl ist unter anderem auch die Verwendung von Formkörpern aus einem elastischen Werkstoff denkbar.
Bekannt sind hierbei Gummifedern mit unterschiedlichen Federkennlinien, die auf den jeweiligen Anwendungsfall durch Wahl der zugehörigen Federrate abgestimmt werden.
Die grundsätzliche Funktionsweise des doppelt wirkenden Überströmventils, nachfolgend verkürzt als Überströmventil bezeichnet, ergibt sich im Falle der Anwendung in einer Master-Slave-Anordnung gemäß der nachfolgenden über- blicksartigen Funktionsbeschreibung. Das Überströmventil wird im Kolben oder auch der Kolbenstange angeordnet und hat auf der Seite, die zum druckführenden Kolbenraum des Masterzylinders führt, den Zugang zum Betriebsdruck des Systems. Diese Seite wird in der Funktionsbeschreibung als erste Ventilseite benannt.
Die gegenüberliegende zweite Ventilseite ist über den als Ablauf geschalteten Hauptanschluss des Masterzylinders mit dem Kolbenraum des Slave-Zylinders verbunden und vermag über die in der Endlage des ausgefahrenen Master- Zylinders infolge der mechanischen Öffnung dieser Ventilseite eine mögliche Überströmung durch das doppelt wirkende Ventil, zum Zwecke der Ausgleichsströmung, infolge von Verlustströmungen im Slave-Zylinder. Im Einzelnen gilt ergänzend das Nachfolgende: Das Überströmventil ist dabei so angeordnet, dass dessen eine Seite mit dem Kolbenraum und dessen andere Seite mit dem Kolbenstangenraum druckverbunden ist. Die Seite mit der ersten 5 axialen Bohrung, auch als erste Ventilseite bezeichnet, ist dem Kolbenraum und die Seite mit der zweiten axialen Bohrung, auch als zweite Ventilseite bezeichnet, ist dem Kolbenstangenraum zugewandt. Die Beschreibung erfolgt dabei an dem Beispiel des Betriebszustandes, bei dem der Kolbenraum mit Überdruck beaufschlagt ist, nachfolgend auch als druckführende Seite bezeichnet. Der Koll o ben befindet sich am Führungsverschlussteil und somit in der Endlage, bei der die Kolbenstange maximal ausgefahren ist.
Auf beiden Seiten des Überströmventils kann mittels einer axialen Verschiebung der jeweiligen Ventilkörper eine Öffnung der jeweiligen Ventilseite erfolgen und
15 somit ein Fluid in den Innenraum des Ventils einströmen oder aus diesem ausströmen. Hierbei kann der Öffnungsgrad der jeweligen Ventilseite druckabhängig eingestellt werden. Die Einstellung erfolgt durch den Austausch der betreffenden Stellkörper oder im Falle der Ausbildung der Stellkörper als axial verstellbare Schraubbuchsen durch deren axiale Verstellung mittels Verschraubung, bei-
20 spielsweise auf einem inneren Zapfen des betreffenden Betätigungswegbegrenzers.
Bei der axialen Verschiebung der Ventilkörper in Richtung der Öffnungsstellung wird die zuvor in der Schließstellung jeweils zwischen der axialen Ringfläche des
25 Ventiltellers und der Ventillagerfläche der Begrenzungswandung ausgebildete Dichtebene aufgehoben. Die Verschiebung der Ventilkörper und somit die Öffnung der jeweiligen Ventilseite erfolgt dabei auf der druckführenden Seite durch den hydraulischen Betriebsdruck und auf der als Ablauf dienenden Ventilseite durch eine mechanische Krafteinwirkung, die infolge der stirnseitigen Anlage des
30 Ventilstößels an ein Verschlussteil des Arbeitszylinders auftritt. Im Erläuterungs- beispiel wird der erste Ventilkörper als durch den hydraulischen Betriebdruck und der zweite Ventilkörper mittels des zweiten Ventilstößels mechanisch betätigt.
Dabei ist die Fluidmenge von der Breite des Ringspalts zwischen der axialen Bohrung und dem Ventilstößel abhängig und somit mittels des Betätigungswegs steuerbar. Die Öffnungsstellung kann daher in verschiedenen Öffnungsgraden vorliegen, wobei der gewünschte Öffnungsgrad der zweiten Ventilseite durch den Betätigungsweg durch den Anschlag des zweiten Ventilstößels fest vorbestimmt ist. Dagegen ist der Öffnungsgrad der ersten Ventilseite von dem Druck Fluids abhängig. Ferner ist der Öffnungsgrad der ersten Ventilseite durch den Betätigungsweg bestimmt, wobei der maximale Betätigungsweg durch den ersten Betätigungswegbegrenzer festgelegt ist. Durch die konstruktive Festlegung des Betätigungsweges mittels des Stellkörpers kann die maximale überströmende Fluidmenge pro Zeiteinheit voreingestellt werden.
Der Betätigungsweg für den ersten Ventilkörper wird unter Beachtung dessen so eingestellt, dass der Durchstrom der Ausgleichsmenge durch das Überströmventil möglichst verlustarm erfolgen kann. Das auf der druckführenden Seite des Überströmventils einströmende Fluid tritt aus dem Innenraum des Ventils erst dann wieder aus, wenn die als Ablauf dienende Ventilseite durch die mechanische Öffnung den Abstrom in einen benachbarten Kolbenraum ermöglicht. Bei einem Druckausfall bewegen sich die beiden Ventilkörper aufgrund der axialen Kraftbeaufschlagung der Federelemente in die Schließstellung, so dass sich das Überströmventil auf beiden Ventilseiten verschließt.
Das doppelt wirkende Überströmventil eines Arbeitszylinders weist insbesondere die nachfolgenden Vorteile auf. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass erfindungsgemäß nicht nur eine druckabhängige, sondern auch einstellbare Steuerung der Strömungsmenge des Fluids erfolgen kann. Dies wird durch das Zusammenwirken der konischen Ausbildung der Ventilstößel und der somit einstellbaren Breite des Ringspalts mit der Einstellbarkeit des maximalen Betätigungswegs bedingt.
Vorteilhaft ist diesbezüglich zudem, dass Staudrücke im Überströmventil verhindert werden. Um den Staudruck während des Ablaufs der Ausgleichsmenge aus dem Innenraum des Überströmventils zu minimieren, kann eine Ermittlung der für die einströmende Fluidmenge benötigten ablaufseitigen Spaltbreite, welche einer zugehörigen axialen Verschiebung des ablaufseitigen Ventilkörpers entspricht, vorgenommen werden. Die somit gewählte Breite des Ringspalts stellt dann einen ausreichenden Flächenabschnitt bereit, um in einem gegebenen Zeitintervall die einströmende Fluidmenge weitestgehend ohne Änderung der Strömungsgeschwindigkeit über den Ablauf abzuführen.
Vorteilhaft ist dabei, dass die maximalen Betätigungswege des ersten Ventilkörpers und des zweiten Ventilkörpers erfindungsgemäß separat einstellbar sind, so dass die beiden Ventilseiten über verschiedene Öffnungsgrade an die Anforde- rungen der vorhandenen Betriebsfälle angepasst werden können. Ferner kann die Strömungscharakteristik des Fluids durch den Grad der Konizität der Ventilstößel zielgerichtet festgelegt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der erste und zweite Stellkörper als Wechselbuchse ausgebildet.
Die Wechselbuchsen werden an zylindrischen Trägerelementen der Betätigungswegbegrenzer angeordnet, insbesondere auf diese aufgesteckt und verklemmt, so dass diese eine feste Lageposition einnehmen und durch ein Anschlagen an dem jeweiligen Gegenlager einen maximalen Betätigungsweg für die Ventilkörper definieren. Wechselbuchsen mit einer längeren axialen Erstreckung führen zu einem früheren Anschlag und somit zu einem kürzeren Betätigungsweg und damit zu einem geringeren möglichen Fluidstrom. Umgekehrt führen Wechselbuchsen mit einer geringeren axialen Erstreckung letztlich zu einem größeren möglichen Fluidstrom.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der erste und zweite Stellkörper als axial verstellbare Schraubbuchse ausgebildet.
Die Schraubbuchsen der beiden Betätigungswegbegrenzer weisen zu diesem Zweck vorzugsweise ein Innengewinde auf, welche auf die mit einem Außengewinde versehenen Trägerelemente aufgeschraubt werden. Je nach Einschraubtiefe ist somit ein variabler maximaler Betätigungsweg und in der Folge eine variabler maximaler Fluidstrom vorgebbar. Die Anpassung an verschiedene Betriebszustände kann daher besonders einfach herbeigeführt werden und ist zudem reversibel. Ebenso ist es möglich, für die beiden Ventilkörper verschiedene Einschraubtiefen und somit verschiedene maximale Betätigungswege einzustellen. Der erste und zweite Ventilstößel sind gemäß einer nächsten vorteilhaften Wie- terbildung ausgehend von dem jeweligen Ventilstößelfuß progressiv konisch. Die Neigung der Oberfläche des Ventilstößels erhöht sich somit in Richtung des Ventilstößelkopfes zunehmend. Infolgedessen kann die Breite des jeweiligen Ringspalts und dementsprechend die in einem Zeitintervall ein- oder ausströmende Fluidmenge in einem progessi- ven Verhältnis variiert werden. Mit zunehmenden Betätigungsweg steigt die überströmbare Fluidmenge pro Zeiteinheit nicht linear, sondern progressiv. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist zudem ein Master-Arbeitszylinder, welcher eine Zylindereinheit mit Verschlussteilen sowie eine Kolbeneinheit auf- weist. Durch die Kolbeneinheit wird ein erster und ein zweiter Arbeitsraum gebildet.
Kennzeichnend für den Master-Arbeitszylinder ist, dass die Kolbeneinheit ein doppelt wirkendes Überströmventil aufweist, wie es in den vorhergehenden Abschnitten beschrieben ist.
Das doppelt wirkende Übertromventil verbindet den ersten und zweiten Arbeitsraum miteinander und ermöglicht eine Steuerung der Strömungsmenge zwi- sehen diesen. Es sind in der Master-Slave-Anordnung die Arbeitszylinder hydraulisch so geschaltet, dass der Kolbenstangenraum des Master-Arbeitszylinders mit dem Kolbenraum des Slave-Zylinders verbunden ist.
Die Grundfunktion dieser Kopplung zweier Arbeitszylinder besteht in der zeitglei- chen Ausfahrbewegung der beiden Kolbenstangen, so dass zu gleichen Zeiten gleiche Ausfahrweganteile zurückgelegt werden.
Da allerdings in jedem System Verlustströmungen auftreten, ist dieser angedachte Ansatz nur dann einzuhalten, wenn die Verluste ausgeglichen werden. Hierbei ist das doppelt wirkende Überströmventil die erforderliche dazwischen geschaltete Funktionseinheit.
Hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise des doppelt wirkenden Überströmventils als Teil eines Master-Arbeitszylinders wird auf die Erläuterungen in den vorherigen Beschreibungsabschnitten verwiesen.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
Fig. 1 teilweise geschnittene Ansicht des doppelt wirkenden Überströmventils, Fig. 2 teilweise geschnitte Ansicht des Master-Arbeitszylinders mit einem doppelt wirkenden Überströmventil näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des doppelt wirkenden Überströmventils 10 in einer teilweise geschnittenen Ansicht.
Das Überströmventil 10 weist ein Gehäuse 20, einen ersten und zweiten Ventil- körper 30; 40, ein erstes und zweites Gegenlager 50; 60 sowie ein erstes und zweites Federelement 70; 80 auf.
Das Gehäuse 20 setzt sich aus einer Umfassungswandung 21 und zwei sich gegenüberliegenden axialen Begrenzungswandungen 22; 23 zusammen, wobei die Umfassungswandung 21 mit den Begrenzungswandungen 22; 23 im Ausführungsbeispiel mittels jeweils einer Gewindepaarung 24 lösbar verbunden ist. Es wird somit ein Innenraum 25 ausgebildet, welcher im gewählten Ausführungsbeispiel durch eine Zwischenwandung zweigeteilt ist. Die beiden Teilabschnitte des Innenraums 25 sind vorliegend mittels eines Kanals 92 verbunden, der die Zwischenwandung durchsetzt, so dass eine durchgängige Strömung des Fluids ermöglicht wird.
Die beiden axialen Begrenzungswandungen 22; 23 weisen je eine axiale Bohrung 26; 28 auf und bilden innenseitig jeweils eine, die axiale Bohrung umgeben- de, ringförmige Ventillagerfläche 27; 29 aus.
Der erste Ventilkörper 30 ist vorliegend einteilig ausgebildet und in einen ersten Ventilstößel 31 , einen ersten Ventilteller 32 und einen ersten Betätigungswegbegrenzer 33 unterteilbar. Der erste Ventilstößel 31 weist einen ersten Ventilstößel- köpf 34 und einen ersten Ventilstößelfuß 35 auf und durchsetzt die erste axiale Bohrung 26. Erfindungsgemäß ist der erste Ventilstößel 31 konisch ausgebildet, wobei sich der Durchmesser des Ventilstößels 31 in Richtung des Ventilstößelfußes 35 erhöht.
In der Öffnungsstellung, welche durch eine axiale Verschiebung des ersten Ven- tilkörpers 30 in Richtung der Innenseite des Überströmventils 10 einnehmbar ist, wird zwischen dem ersten Ventilstößel 31 und der ersten axialen Bohrung 26 ein erster Ringspalt 36 ausgebildet, dessen Spaltbreite aufgrund der konischen Ausbildung des ersten Ventilkörpers 30 variabel ist und von einem Betätigungsweg des ersten Ventilkörpers 30 abhängig ist.
Der erste Ventilteller 32 weist gegenüber dem ersten Ventilstößel 31 eine radiale Erweiterung auf, so dass sich um den ersten Ventilstößelfuß 35 herum eine erste axiale Ringfläche ausbildet, welche in einer Schließstellung in Kontakt zu der ersten ringförmigen Ventillagerfläche 27 tritt und dabei eine Dichtebene aus- bildet. Zusätzlich ist eine Dichtung 90 im Bereich des ersten Ventiltellers 32 eingebracht, welche in der Schließstellung durch die axiale Krafteinwirkung des ersten Federelements 70 gegen die erste ringförmigen Ventillagerfläche 27 ge- presst wird und somit die Abdichtung sicherstellt. Der erste Betätigungswegbegrenzer 33 ist dem ersten Ventilstößel 31 axial gegenüberliegend auf dem ersten Ventilteller 32 angeordnet und weist einen ersten Stellkörper 38 auf. Ein Anschlagen des ersten Stellkörpers 38 an das erste Gegenlager 50, welches hierbei durch den diametralen Verbindungssteg der Umfassungswandung 21 gebildet wird, definiert erfindungsgemäß einen maximalen Betätigungsweg des ersten Ventilkörpers 30.
Im vorliegenden Fall ist der erste Stellkörper 38 als Schraubbuchse ausgeführt, wobei die Schraubbuchse mit einem Innengewinde versehen und auf einen Zapfen mit einem Außengewinde aufgeschraubt ist. Die Einstellung verschieden- er maximaler Betätigungswege und somit der Breite des ersten Ringspalts 36 erfolgt dann über die Einschraubtiefe der Schraubbuchse. In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, den ersten Stellkörper 38 als Wechselbuchse auszuführen, welche durch deren axiale Länge für die Einstellung verschiedener maximaler Betätigungswege nutzbar ist. Diese kann je nach gewünschter Überströmungsmenge pro Zeiteinheit durch andere Wechselbuchsen anderer axialer Längen ausgetauscht werden.
Die vorstehenden Erläuterungen zur Ausgestaltung des ersten Ventilkörpers 30 und dessen Bestandteilen gelten im vorliegenden Ausführungsbeispiel in glei- eher Weise auch für den zweiten Ventilkörper 40.
Um den ersten Ventilkörper 30 in Richtung der Schließstellung mit einer axialen Kraft zu beaufschlagen, ist ein erstes Federelement 70 vorgesehen. Für den zweiten Ventilkörper 40 ist ein entsprechendes zweites Federelement 80 vor- handen. Bei einem Druckausfall kann aufgrund der axialen Rückstellkraft ein beidseitiges Verschließen des Überströmventills 10 und eine Abdichtung gegenüber dem ein- oder ausströmenden Fluid bereitgestellt werden. Die Federelemente 70; 80 sind im Ausführungsbeispiel als Druckfeder aus Stahl ausgebildet. Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnitte Ansicht eines Master-Arbeitszylinders 100, in dessen Kolbeneinheit 120 ein doppelt wirkendes Überströmventil 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel, wie es anhand der Fig. 1 dargestellt wurde, verbaut ist. Der Master-Arbeitszylinder 10 ist insbesondere zur Verwendung in einer Master- Slave-Zylinderanordnung vorgesehen. Er weist eine Zylindereinheit 110 mit einem Bodenverschlussteil 111 und einem Führungsverschlussteil 112 sowie eine Kolbeneinheit 120, bestehend aus einem Kolben und einer Kolbenstange, auf. Durch die Kolbeneinheit 120 wird ein erster, kolbenseitiger Arbeitsraum 121 sowie ein zweiter, kolbenstangenseitiger Arbeitsraum 122 ausgebildet. Die bei- den Arbeitsräume 121 ; 122 sind durch das Überströmventil 10 strömungsbedingt verbunden.
Ein Slave-Arbeitszylinder (hierbei nicht dargestellt) ist mit dessen Kolbenseite über eine Zuführungsleitung an einen kolbenstangenseitigen Hauptanschluss 131 anschließbar. Die am Slave-Arbeitszylinder auftretenden Leckverluste können dann erfindungsgemäß mittels des in der Kolbeneinheit 120 des Master- Arbeitszylinders 100 vorhandenen Überströmventils 10 ausgeglichen werden. Dies erfolgt, wenn das Adaptionsteil 140 an die Innenwandung des Führungsver- Schlussteils 112 auftrifft, was einer vollständig ausgefahrenen Kolbenstange entspricht.
Die kolbenstangenseitige Seite des Überströmventils 10 ist somit mittels einer mechanischen Krafteinwirkung betätigbar.
Über einen kolbenseitigen Hauptanschluss 130 erfolgt eine Beaufschlagung mit dem Betriebsdruck, wobei die kolbenseitige Seite des Überströmventils 10 über den vorherrschenden hydraulischen Betriebsdruck geöffnet wird. Im Falle des Anschlagens des Adaptionsteiles 140 an die Innenwandung des Führungsver- Schlussteiles 112 wird eine Öffnungsstellung der kolbenstangenseitigen Seite des Überströmventils 10 durch Eindrücken des Ventilstößels (in Fig. 2 ohne Bezugszeichen) bereitgestellt, so dass die kolbenseitig eingeströmte Fluidmenge dann über den kolbenstangenseitigen Hauptanschluss 131 in einen Arbeitsraum des Slave-Arbeitszylinders abströmen kann.
Verwendete Bezugszeichen
10 Überströmventil
20 Gehäuse
21 Umfassungswandung
22 erste Begrenzungswandung
23 zweite Begrenzungswandung
24 Gewindepaarung
25 Innenraum
26 erste axiale Bohrung
27 erste ringförmige Ventillagerfläche
28 zweite axiale Bohrung
29 zweite ringförmige Ventillagerfläche
30 erster Ventilkörper
31 erster Ventilstößel
32 erster Ventilteller
33 erster Betätigungswegbegrenzer
34 erster Ventilstößelkopf
35 erster Ventilstößelfuß
36 erster Ringspalt
37 erste axiale Ringfläche
38 erster Stellkörper
40 zweiter Ventilkörper
41 zweiter Ventilstößel
42 zweiter Ventilteller
43 zweiter Betätigungswegbegrenzer
44 zweiter Ventilstößelkopf 45 zweiter Ventilstößelfuß
46 zweiter Ringspalt
47 zweite axiale Ringfläche
48 zweiter Stellkörper
50 erstes Gegenlager
60 zweites Gegenlager
70 erstes Federelement
80 zweites Federelement
90 Dichtung des ersten Ventiltellers
91 Dichtung des zweiten Ventiltellers
92 Kanal 100 Master-Arbeitszylinder
1 10 Zylindereinheit
1 1 1 Bodenverschlussteil
1 12 Führungsverschlussteil
120 Kolbeneinheit
121 erster Arbeitsraum
122 zweiter Arbeitsraum 130 kolbenseitiger Hauptanschluss
131 kolbenstangenseitiger Hauptanschluss
140 Adaptionsteil

Claims

Patentansprüche
1. Doppelt wirkendes Überströmventil eines Arbeitszylinders,
aufweisend ein Gehäuse (20), einen ersten und zweiten Ventilkörper (30; 40), ein erstes und zweites Gegenlager (50; 60) sowie ein erstes und zweites Federelement (70; 80),
wobei das Gehäuse (20) eine Umfassungswandung (21) sowie eine erste und eine zweite, gegenüberliegend angeordnete axiale Begrenzungswandung (22; 23) aufweist, wobei die Umfassungswandung (21) und die Begrenzungswandungen (22; 23) einen Innenraum (25) ausbilden, wobei die erste axiale Begrenzungswandung (22) eine erste axiale Bohrung (26) aufweist und innenseitig eine erste ringförmige Ventillagerfläche (27) ausbildet, welche die erste axiale Bohrung (26) umgibt und wobei die zweite axiale Begrenzungswandung (23) eine zweite axiale Bohrung (28) aufweist und innenseitig eine zweite ringförmige Ventillagerfläche (29) ausbildet, welche die zweite axiale Bohrung (28) umgibt, wobei der erste Ventilkörper (30) einen ersten Ventilstößel (31), einen ersten Ventilteller (32) sowie einen ersten Betätigungswegbegrenzer (33) aufweist, wobei der erste Ventilstößel (31) einen ersten Ventilstößelkopf (34) und einen ersten Ventilstößelfuß (35) aufweist und mit dem ersten Ventilstößelfuß (35) auf dem ersten Ventilteller (32) aufsitzt, wobei der erste Ventilstößel (31) die erste axiale Bohrung (26) durchsetzt und konisch ausgebildet ist, wobei der erste Ventilstößel (31) und die erste axiale Bohrung (26) in einer Öffnungsstellung einen ersten Ringspalt (36) ausbilden, dessen Spaltbreite von einem Betätigungsweg des ersten Ventilkörpers (30) abhängig ist, wobei der erste Ventilteller (32) eine erste axiale Ringfläche (37) aufweist, welche den ersten Ventilstößelfuß (35) umgibt, wobei die erste axiale Ringfläche (37) und die erste ringförmige Ventillagerfläche (27) in einer Schließstellung eine Dichtebene ausbilden, wobei der erste Betätigungswegbegrenzer (33) auf dem ersten Ventilteller (32) aufsitzt, wobei der erste Ventilstößel (31) und der erste Betätigungswegbegrenzer (33) axial gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der erste Betätigungswegbegrenzer (33) einen ersten Stellkörper (38) aufweist und wobei der erste Stellkörper (38) durch Anschlagen an das erste Gegenlager (50) einen maximalen Betätigungsweg des ersten Ventil-körpers (30) definiert,
wobei der zweite Ventilkörper (40) einen zweiten Ventilstößel (41), einen zweiten Ventilteller (42) sowie einen zweiten Betätigungswegbegrenzer (43) aufweist, wobei der zweite Ventilstößel (41) einen zweiten Ventilstößelkopf (44) und einen zweiten Ventilstößelfuß (45) aufweist und mit dem zweiten Ventilstößelfuß (45) auf dem zweiten Ventilteller (42) aufsitzt, wobei der zweite Ventilstößel (41 ) die zweite axiale Bohrung (28) durchsetzt und kölnisch ausgebildet ist, wobei der zweite Ventilstößel (41) und die zweite axiale Bohrung (28) in einer Öffnungsstellung einen zweiten Ringspalt (46) ausbilden, dessen Spaltbreite von einem Betätigungsweg des zweiten Ventilkörpers (40) abhängig ist, wobei der zweite Ventilteller (42) eine zweite axiale Ringfläche (47) aufweist, welche den zweiten Ventilstößelfuß (45) umgibt, wobei die zweite axiale Ringfläche (47) und die zweite ringförmige Ventillagerfläche (29) in einer Schließstellung eine Dichtebene ausbilden, wobei der zweite Betätigungswegbegrenzer (43) auf dem zweiten Ventilteller (42) aufsitzt, wobei der zweite Ventilstößel (41 ) und der zweite Betätigungswegbegrenzer (43) axial gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der zweite Betätigungswegbegrenzer (43) einen zweiten Stellkörper (48) aufweist und wobei der zweite Stellkörper (48) durch Anschlagen an das zweite Gegenlager (60) einen maximalen Betätigungsweg des zweiten Ventilkörpers (40) definiert,
wobei das erste Federelement (70) den ersten Ventilkörper (30) mit einer axialen Kraft in Richtung der Schließstellung beaufschlagt und wobei das zweite Feder- element (80) den zweiten Ventilkörper (40) mit einer axialen Kraft in Richtung der Schließstellung beaufschlagt.
2. Doppelt wirkendes Überströmventil eines Arbeitszylinders nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder zweite Stellkörper (38; 48) als Wechselbuchsen ausgebildet sind.
3. Doppelt wirkendes Überströmventil eines Arbeitszylinders nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste oder zweite Stellkörper (38; 48) als axial verstellbare Schraubbuchsen ausgebildet sind.
4. Doppelt wirkendes Überströmventil eines Arbeitszylinders nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste oder zweite Ventilstößel (31 ; 41) ausgehend von seinem Ventilstößelfuß (35; 45) progressiv konisch ausgebildet ist.
5. Master-Arbeitszylinder,
aufweisend eine Zylindereinheit (110) mit Verschlussteilen (111 ; 112) und eine Kolbeneinheit (120), wobei durch die Kolbeneinheit (120) ein erster und zweiter Arbeitsraum (121 ; 122) gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet dass,
die Kolbeneinheit (120) ein doppelt wirkendes Überströmventil (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist und dass das doppelt wirkende Überströmventil (10) den ersten und zweiten Arbeitsraum (121 ; 122) mirteinander verbindet.
HIERZU ZWEI SEITEN ZEICHNUNGEN
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