DE2817378C2

DE2817378C2 - Hydraulisches Halteventil

Info

Publication number: DE2817378C2
Application number: DE2817378A
Authority: DE
Inventors: Louis R. Sarasota Fla. Bobnar
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1977-04-21
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 1986-01-09
Also published as: FR2388186A1; GB1594783A; CA1134240A; JPS54226A; IT7822591A0; DE2817378A1; BR7802454A; US4172582A; SE7804205L; SE439957B; FR2388186B1; IT1094124B

Description

Zum öffnen dieses bekannten Halteventils 10 weist der Kolben 46 des Ventilglieds 36 eine äußere Steuerdruckfläche 50 auf, die von einem Steuerdruck in einer mit der Speiseleitung 54 verbundenen Leitung 52 beaufschlagt wird. Die Speiseleitung 54 verbindet das Steuerventil 18 und den kolbenstangenseitigen Zyünderraum 56 des Lasthebe-Zylinders 14. Wenn der Lasthebe-Zylinder 14 eingefahren und die Last gesenkt werden soll, wird das Steuerventil 18 in seine rechte Endstellung verschoben, so daß Druckflüssigkeit von der Pumpe 16 über die Leitung 54 zum Zylinderraum 56 strömt Gleichzeitig wirkt der Steuerdruck in der Steuerleitung 52 auf die Steuerdruckfläche 50 und schiebt das Ventilglied 36 gegen die Kraft der den Kegel 40 geschlossen haltenden Feder 48 von seinem Sitz, so daß Druckmittel durch das Halteventil über seine Auslaßöffnung 58, die Leitung 60 und das Steuerventil 18 zum Behälter 20 zurückfließen kann. Da die Kraft der Druckfeder 48 so gewählt ist, daß sie den Kegel 40 gegen den maxima! möglichen Differentialdruck geschlossen hält, muß auch bei geringer Last der hohe Steuerdruck zum öffnen des Halteventils erzeugt werden, was zu einem üb-rmäßig hohen Energieverbrauch der Pumpe 16 führt

Wie in F i g. 2 dargestellt wird das Halteventil 12 in dem gleichen Hydraulikkreis verwendet, wobei sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 bezeichnet sind. Der Druck im Arbeitsraum 24 des Lasthebe-Zylinders 14 wird über die Leitung 26, die Öffnung 28 im Ventilgehäuse 30 und die öffnung 62 in der Ventilhülse 64 auf das Ventilglied 66 übertragen. Die abgestufte Gehäusebohrung in der Ventilhülse 64 hat einen breiteren linken Abschnitt 68 und einen schmaleren rechten Abschnitt 72, der dem konischen Kopf 70 des Ventilglieds 66 benachbart ist Ein Schaft 74 verbindet den konischen Kopf 70 mit einem Kolben 76, der im breiteren Abschnitt 68 verschiebbar aufgenommen ist. Die innere Druckfläche am Kolben 76 ist etwas größer als die innere Druckfläche am konischen Kopf 70. Der Arbeitsdruck der gehaltenen Last wirkt auf diese beiden inneren DrucLiächen des Ventilglieds 66 und der sich ergebende Differentialdruck drückt den Kegel 70 gegen seinen Sitz und hält das Ventil geschlossen.

Der Steuerdruck in der Leitung 52 wirkt bei Umstellung des Stellventils 18 auf die äußere Stirnfläche 80 des Kolbens 76 und öffnet das Halteventil 12 gegen den Differentialuck in der Gehäusebohrurig.

Da die Stirnfläche 80 wesentlich größer als die beiden inneren Druckflächen des Ventilglieds ist, wird zum öffnen des Halteventils 12 nur ein relativ geringer Steuerdruck benötigt. Bei niedrige.i Lastdrücken kann der das Ventil geschlossen haltende geringere Differenzdruck durch einen entsprechend niedrigeren Steuerdruck überwunden werden. Je höher aber der Lasthaltedruck ist, desto größer ist auch die in Schließrichtung wirkende Kraft, mit welcher der Kopf 70 gegen seinen Sitz gedrückt wird. Infolgedessen wird die Gefahr eines willkürlichen Flüssigkeitsaustritts bei hohem Druck vermindert.

Zum Normalbetrieb des Halteventils ist zwar keine Druckfeder erforderlich, es ist jedoch als zusätzliche Sicherheit erwünscht, eine relativ leichte Druckfeder 82 vorzusehen, um bestimmte periphere Funktionen, z. B. die Modulation des Druckmittelstroms und die Beseitigung unerwünschter Strömungsschwankungen beim Öffnen des Ventils, durchzuführen. Die Feder stellt auch sicher, daß das Ventilglied bei Nullastbetrieb in der Schließstellung gehalten Wrvd.

Zum Anheben der Last wird der Kolben 22 im Lasthebe-Zylinder 14 ausgefahren. Das Steuerventil 18 ist dabei in seine linke Endstellung verschoben, und das Druckmittel wird von der Pumpe über die Leitung 60, die öffnung 78 im Gehäuse 30, über das Sperrventil 84, den Zweigkanal 86, die Öffnung 28 und über die Leitung 26 zum unteren Arbeitsraum 24 des Lasthebe-Zylinders 14 gefördert Gleichzeitig wird Hydraulikflüssigkeit aus dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum über die Leitung 54 und das Steuerventil 18 zum Behälter ausgelassen. Das Sperrventil 84 ist zwar als mit dem Halteventil 12 einstückig ausgebildet dargestellt, es kann aber auch selbständig in einer gesonderten Zweigleitung vorgesehen sein.

Normalerweise ist ein in einem derartigen Lasthebe-System verwendetes Halteventil aus Sicherheitsgründen direkt am Arbeitsraum 24 des Zylinders angeschlossen, so daß die dargestellte Leitung 26 entfällt, um die durch Leitungsbruch oder Leckage hervorgerufenen Gefahren zu vermeiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydraulisches Halteventil, das in die Druckleitung eines hydraulischen Lasthebe-Zylinders eingeschaltet ist und den Rücklauf vom Arbeitsraum des Lasthebe-Zylinders steuert, bestehend
aus einem Ventilgehäuse mit einer abgestuften Gehäusebohrung, die ständig mit dem Arbeitsraum des Lasthebe-Zylinders in Strömungsverbindung steht,
einem in der Gehäusebohrung verschiebbaren Ventilglied, das eine innere Druckfläche an einem mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden konischen Kopf und eine innere Gegendnickfläche an einem mit dem konischen Kopf durch einen Schaft verbundenen Kolben aufweist und die Strömungsverbindung zwischen der Gehäusebohrung und dem Rücklauf zum Behälter steuert,

einem Steuerdruck-Anschluß im Ventilgehäuse, über den dis· äußere Kolbenstirnfläche zum Verschieben des Ventilgliedes in seine Offenstellung mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, und
aus einem Rückschlagventil, das parallel zur Strömungsverbindung des Arbeitsraums des Lasthebe-Zylinders mit der Gehäusebohrung geschaltet ist und nur bei Druckmittelzufuhr zum Arbeitsraum des Lasthebe-Zylinders gegen Federkraft öffnet,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolben (76) des Ventilglieds (66) im erweiterten Abschnitt (68) uud der wirksame Teil des konischen Kopfes (70) im schmaleren Abschnitt (72) der abgestuften Gehäusebohrur..^ angeordnet sind, so daß die am Kolben (76) ausgebildete innere Gegendruckfläche größer als die innere Druckfläche am konischen Kopf (70) ist, und
daß der auf die beiden inneren Druckflächen wirkende Arbeitsdruck das Ventilglied (66) durch eine der Last direkt proportionale Differenzkraft in seiner Sperrstellung hält und das Ventilglied (66) durch einen der Last proportionalen Steuerdruck in seine Offenstellung verschoben wird.

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Halteventil, das in die Druckleitung eines hydraulischen Lasthebe-Zylinders eingeschaltet ist und den Rücklauf vom Arbeitsraum des Lasthebe-Zylinders steuert und die im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Merkmale aufweist.

Hydraulische Halteventile sind in verschiedenen Ausführungen, z. B. als gesteuerte Sperrventile gemäß DE-OS 25 38 760, bekannt und können beispielsweise bei Kränen oder anderen Hebezeugen eingesetzt werden, um den belasteten Ausleger in einer vorgegebenen Lage zu halten und unerwünschte Absenkbewegungen zu verhindern.

Es ist bereits ein in F i g. 1 der Zeichnung dargestelltes Halteventil der angegebenen Gattung bekannt, dessen Ventilglied durch eine starke Druckfeder gegen den im Lasthebe-Zylinder wirkenden Druck in Sperrstellung gehalten wird. Zum öffnen des Rücklaufs von der Arbeitskammer des Lasthebe-Zylinders zum Sumpf wird das Ventilglied durch einen relativ hohen hydraulischen Steuerdruck gegen die Federkraft in eine Öffnungsstellung verschoben. Die Druckfeder muß steif genug sein, um das Ventilglied gegen einen Druck geschlossen zu halten, der etwas größer als der maximal erwünschte Haltedruck des hydraulischen Kreises ist Bei durch relativ geringe Lasten verursachten niedrigen Systemdrücken muß der Steuerdruck besonders hoch sein, um das Ventilglied gegen die relativ hohe Federkraft in seine Öffnungsstellung zu verschieben. Bei einen» Bruch der Feder-wird das Halteventil unwirksam, was bei schwebenden Lasten zu schweren Beschädigungen und Verletzungen führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Halteventil der angegebenen Gattung zu schaffen, das keine auf das Vent'lglied einwirkende Druckfeder benötigt und mit verringerten Steuerdrücken beaufschlagt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der abgestuften Gehäusebohrung und Bemessung der inneren Druckflächen des Ventilgliedes wird erreicht, daß die aus dem Arbeitsdruck in der Gehäusebohrung resultierende Differentialkraft in Schließrichtung des Ventilgliedes wirkt, und das Ventilglied ständig in Schließrichtung beaufschlagt Dadurch kann ggf. eine Druckfeder wegfallen und es wecken relativ geringere Steuerdrücke für die Öffnungsbewegung des Ventilgliedes verlangt, die der jeweils auf den Hebezylinder einwirkenden Belastung proportional sind.

Im folgenden werden ein bekanntes Halteventil und eine Ausführung gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein bekanntes Halteventil mit Anschlüssen für den Hydraulikkreis im Axialschnitt;

F i g. 2 ein Halteventil nach der Erfindung im Hydraulikkreis eines Lasthebe-Zylinders.

Der dargestellte hydraulische Kreis enthält einen hydraulischen Lasthebe-Zylinder 14 zum Heben und Senken einer Last mittels einer Druckflüssigkeit, die von einer Pumpe 16 über ein Vierwege-Yentil 18 gesteuert in den Lasthebe-Zylinder 14 gefördert wird Das Steuerventil 18 ist mittig angeordnet, und die Pumpe 16 ist mit einem Rücklaufbehälter 20 verbunden.
Bei ausgefahrenem Kolben 22 des Lasthebe-Zylinders 14 wird die Last vom bekannten Halteventil 10 gemäß F i g. 1 bzw. vom erfindungsgemäß ausgebildeten Halteventil 12 gemäß Fig.2 in der angehobenen Lage gehalten. Bei dem Halteventil 10 nach F i g. 1 wird der Arbeitsdruck im Arbeitsraum 24 des Lasthebe-Zylinders 14 über eine Druckleitung 26, eine Einströmöffnung 28 im Ventilgehäuse 30 und eine öffnung 32 in einer Ventilhülse 34 auf das Ventilglied 36 übertragen. Die Ventilhülse 34 weist eine abgestufte Bohrung mit einem schmalen Abschnitt 38 und einem breiteren Abschnitt 42 auf, der einem konischen Kopf 40 des Ventilglieds 36 benachbart ist. Ein Schaft 44 verbindet den konischen Kopf 40 mit einem Kolben 46, der im schmaleren Abschnitt 38 der Gehäusebohrung in der Ventilhülse 34 längsverschiebbar angeordnet ist. Der Arbeits-

6ö druck der gehaltenen Last wirkt auf die beiden Innenflächen des Ventilglieds 36, wobei der sich ergebende Differsntialdruck den konischen Kopf 40 von seinem Sitz wegdrücken und das Ventil öffnen kann, weil seine Querschnittsfläche im Abschnitt 42 größer als die Gegendruckfläche des Kolbens 46 im schmaleren Abschnitt 38 ist. Der konische Kopf 40 wird durch die Kraft einer Druckfeder 48 in der Schließstellung gehalten, die an der Kopfaußenseite angreift.