DE3509952A1

DE3509952A1 - Bremsventil

Info

Publication number: DE3509952A1
Application number: DE19853509952
Authority: DE
Inventors: Günter 6980 Wertheim Fertig
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1986-10-02
Anticipated expiration: 2005-03-20
Also published as: DE3509952C2; DE3509952C3

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Bremsventil zur Drosselung des von einem hydraulischen Antrieb verdrängten Druckmittelstroms mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.
Solche Bremsventile verhindern bei negativer Last, wenn also ein Hydromotor oder ein Hydrozylinder durch eine von außen wirkende Last angetrieben wird, eine Voreilung des Antriebes, indem das von dem Antrieb verdrängte Druckmittel gedrosselt zu einem Raum niedrigeren Druckes abgeführt wird. Uber die Drosselung läßt sich die Bremsgeschwindigkeit einstellen. Außerdem wird ein kraftschlüssiger, kavitationsfreier Bremsvorgang ermöglicht.
Solche Bremsventile sind bekannt (Rexroth RD 27550). Das bekannte Bremsventil ist als Sitzventil ausgebildet, bei dem die kegelige Ventilfläche des Ventilgliedes von einer Feder gegen die gehäuseseitige Ventilsitzfläche gedrückt ist, um eine leckölfreie Abdichtung zu erzielen. Da der Steuerkegel beim Öffnen gleichzeitig zur Drosselung des Druckmittelstromes dient, bewirken die an dem Steuerkegel angreifenden Strahlkräfte der durchströmenden Arbeitsflüssigkeit eine Instabilität in der jeweiligen Regelstellung, die zu Schwingungen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremsventil so weiterzubilden, daß es einen einfacheren Aufbau aufweist und seine Stabilität in der Regelstellung verbessert ist.
Die genannte Aufgabe ist durch die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale gelöst.
Demnach ist zur Steuerung des Durchlaßquerschnitts für die verdrängte Arbeitsflüssigkeit ein Steuerkolben vorgesehen, der zur leckölfreien Abdichtung zusätzlich eine kegelige Ventilfläche aufweist, die jedoch für die Drosselung keine Bedeutung hat. Damit wird eine Verbesserung des Regelverhaltens erzielt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Dabei ist insbesondere hervorzuheben, daß für die Dämpfung des Steuerkolbens, die in öffnungsrichtung erforderlich ist, der Ringspalt zwischen dem Steuerkolben und der Gehäusebohrung vorgesehen ist, durch welchen die Steuerdruckflüssigkeit in den Steuerdruckraum einströmt. Dies ermöglicht eine sehr einfache Ausbildung der Dämpfung.
Ferner ist in vorteilhafter Weiterbildung der federseitige Raum des Bremsventils mit der für den Bremsvorgang zu einem Tank führenden Leitung verbunden. Zum Öffnen des Bremsventils ist somit keine Druckentlastung erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Figur 1 einen Schnitt durch ein Bremsventil mit eingebautem Rückschlagventil und Druckbegrenzungsventil, Figur 2 eine schematische Darstellung des Anschlusses des Bremsventils an einen Hydromotor.
In Figur 1 ist in einer Gehäusebohrung 10 ein Steuerkolben 11 verschiebbar angeordnet. Der Steuerkolben 11 weist einen Ventilkegel 12 auf, der sich in einen Raum 14 erstreckt, indem eine Feder 15 angeordnet ist, welche den Steuerkolben 11 und damit den Ventilkegel 12 an eine gehäuseseitige Ventilsitzfläche 16 andrückt. Hierzu ist ein Ventilteller 17 über eine Kugel 18 auf dem kegelseitigen Ende des Steuerkolbens 11 abgestützt.
Außerdem weist der Steuerkolben 11 eine Ringnut 20 auf, die über Kanäle 21 im Steuerkolben mit radialen Bohrungen 22 in Verbindung steht, die zwischen dem Ventilkegel 12 und der Ringnut 20 münden und in der dargestellten Schließstellung des Steuerkolbens von der Gehäusebohrung 10 abgedeckt sind.
Wird der Steuerkolben entgegen der Kraft der Feder 15 nach rechts in Öffnungsrichtung verschoben, so treten die radialen Bohrungen 22 aus der Gehäusebohrung 10 aus und der Drosselquerschnitt für das von der Ringnut 20 in den federseitigen Raum 14 strömende Arbeitsmittel wird durch die Steuerkante 16 bestimmt. Anstelle der radialen Bohrung 22 kann auch eine Ringnut vorgesehen sein. Auch die Ringnut 20 kann unmittelbar zusammen mit der Steuerkante 16 des Gehäuses den Drosselquerschnitt bestimmen.
Die Verschiebung des Steuerkolbens 11 in die Regelstellung erfolgt durch einen Steuerdruck, der in einem Steuerdruckraum 25 auf den Steuerkolben 11 wirkt. Die Steuerflüssigkeit tritt über einen Anschluß 26 in eine Ringnut 27 des Steuerkolbens 11 ein und gelangt dann durch den Ringspalt 28 zwischen dem steuerdruckseitigen Ende des Steuerkolbens 11 und der Gehäusebohrung 10 in den Steuerdruckraum 25. Auf diese Weise ist eine Ringspaltdämpfung vorgesehen, die gegenüber bekannten Düsendämpfungen schmutzunempfindlich ist.
Zum schnellen Abbau des Steuerdrucks in der Kammer 25 ist ein Rückschlagventil 30 vorgesehen, das sich in Richtung des Anschlusses 26 öffnet.
In Figur 2 ist ein Anschlußschema für das Bremsventil 9 dargestellt. Ein Hydromotor 35 ist über eine Leitung 36 unmittelbar und über eine Leitung 37 und ein Bremsventil 9 und eine Leitung 38 an ein Mehrwegeventil 40 angeschlossen. In der Fahrstellung gelangt Arbeitsflüssigkeit von einer Druckmittelquelle 41 über die Leitung 38 und das sich öffnende Rückschlagventil 42 im Bremsventilgehäuse 10 zum Anschluß 43 und damit über die Leitung 37 zum Hydromotor 35. Die Arbeitsflüssigkeit fließt über die Leitung 36 und das Mehrwegeventil 40 zum Tank ab.
Wird dagegen der Hydromotor 35 von einer Last angetrieben, so wird das Mehrwegeventil 40 in die andere Stellung verbracht. Der Zulaufdruck der dem Hydromotor 35 über die Leitung 36 zugeführten Arbeitsflüssigkeit steht über den Anschluß 26 an der dem Steuerdruckraum 25 zugekehrten Stirnfläche des Steuerkolbens 11 an. Ubersteigt die daraus resultierende Offnungskraft die Kraft der Feder 15, so verschiebt sich der Steuerkolben 11 in öffnungsrichtung und verbindet den Anschluß 43 mit dem Raum 14 und über die Leitung 38 zum Tank.
Proportional zum öffnungsdruck wird der Ablaufquerschnitt geöffnet. Uber diesen Drosselquerschnitt strömt das vom Hydromotor verdrängte Arbeitsmittel zum Tank hin ab.
Sinkt der Druck in der Zulaufleitung 36 ab, so wird der Steuerkolben von der Feder in Schließstellung verschoben. Durch das bestehende Kräftegleichgewicht zwischen dem Zulaufdruck und der Federkraft wird die automatische Bremsfunktion bestimmt.
Im Gehäuse 10 des Bremsventils ist außerdem ein Druckbegrenzungsventil 45 vorgesehen, das eine bekannte Bauausführung aufweist. Das Druckbegrenzungsventil 45 öffnet bei entsprechend hohen Druckstößen in der Leitung 37. Die über das Druckbegrenzungsventil von dem Anschluß 43 austretende Arbeitsflüssigkeit strömt in den Raum 14 ab.

Claims

PATENTANSPRUCHE 1. Bremsventil zur Drosselung des von einem hydraulischen Antrieb verdrängten Arbeitsmittels, mit einem in einer Gehäusebohrung gleitend angeordneten Ventilglied mit einer kegeligen Ventilfläche, die durch eine das Ventilglied beaufschlagende Feder abdichtend an eine gehäuseseitige Ventilsitzfläche angedrückt ist und durch einen entgegen der Feder auf das Ventilglied wirkenden Steuerdruck in öffnungsrichtung verschiebbar ist, wobei der Durchlaßquerschnitt zur Drosselung des Arbeitsmittels von dem Ventilglied in dessen Regelstellung bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelige Ventilfläche (12) an einem Steuerkolben (11) ausgebildet ist, der axial gegenüber der Ventilfläche versetzt mindestens eine Ausnehmung aufweist, die zusammen mit der als Steuerkante (16) dienenden Ventilsitzfläche den Durchlaßquerschnitt für das Arbeitsmittel bestimmt.
2. Bremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (11) mehrere radiale Bohrungen (22) aufweist.
3. Bremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (11) eine Ringnut aufweist.
4. Bremsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (11) eine Ringnut (20) aufweist, die über Kanäle (21) in die radialen Bohrungen (22) mündet.
5. Bremsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Durchmesser der kegeligen Ventilfläche (12) ausgehend von der Ausnehmung in Richtung auf einen Raum (14) vergrößert, in dem die Feder (15) angeordnet ist, die auf das ventilflächenseitige Stirnende des Steuerkolbens wirkt.
6. Bremsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (15) über eine Kugel (18) auf den Steuerkolben wirkt.
7. Bremsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (11) eine weitere Ringnut (27) aufweist, die mit dem Zulaufkanal (26) für den Steuerdruck in Verbindung steht und daß eine stirnseitig am Steuerkolben vorgesehene Steuerdruckkammer (25) mit der Ringnut über einen Ringspalt (28) zwischen dem Steuerkolben und der Gehäusebohrung in Verbindung steht.
8. Bremsventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des Steuerdruckraums (25) mit der Ringnut (27) im Steuerkolben ein Rückschlagventil (30) vorgesehen ist.
9. Bremsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung im Steuerkolben (11) mit einer zum hydraulischen Antrieb führenden Leitung (37,43) in Verbindung steht und der Federraum (14) mit einem Tank verbindbar ist.
10. Bremsventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Federraum (14) an ein Mehrwegeventil (40) angeschlossen ist, von dem die Verbindung zu einem Tank oder einer Druckmittelquelle steuerbar ist und daß ein das Bremsventil überbrückendes, in Richtung von dem Federraum zu der zum Antrieb führenden Leitung (37) sich öffnendes Rückschlagventil (42) angeordnet ist.
11. Bremsventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (11) das Rückschlagventil (42) und ein Druckbegrenzungsventil (45) in einem gemeinsamen Gehäuse (10) angeordnet sind.