DE69231963T2

DE69231963T2 - Bremsventil

Info

Publication number: DE69231963T2
Application number: DE69231963T
Authority: DE
Inventors: Yukio Kanno; Hitoshi Sato
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: EP0564654A1; WO1993007394A1; EP0564654B1; EP0564654A4; DE69231963D1; KR970003503B1; KR930702638A; US5335495A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Bremsventil zum Gebrauch in einem Hydraulikkreis, der einen hydraulischen Antrieb eines Löffelbaggers oder dergleichen antreibt.

Technischer Hintergrund

Im allgemeinen werden hydraulische Baumaschinen wie zum Beispiel Löffelbagger oder Kräne von einem hydraulischen Antrieb oder Aktuator zur Fortbewegung oder für Drehbewegungen angetrieben. Um den hydraulischen Antrieb beim Anhalten aus einer Fort- oder Drehbewegungen keinen übermäßigen Trägheitsbelastungen auszusetzen, wird für gewöhnlich ein Bremsventil in den Hydraulikkreis eingebaut, um dadurch die Trägheitsbelastungen über eine Umwandlung in thermische Energie des hydraulischen Arbeitsdrucks zu absorbieren.
Solch ein Bremsventil enthält zum Beispiel ein Ausgleichsventil, das zwischen einer hydraulischen Druckquelle und einem Aktuator vorgesehen ist, ein Paar Überdruckventile, das an Stellen angeordnet ist, die näher an dem Aktuator als an dem Ausgleichsventil liegen, einem Paar Rückschlagventile, die zwischen dem Ausgleichsventil und dem entsprechenden Überdruckventil liegen (z. B. Japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung 62/31681).
Das eben erwähnte Bremsventil aus dem Stand der Technik ist in den Fig. 6 bis 9 gezeigt.
In diesen Figur ist mit dem Bezugszeichen 1 ein hydraulischer Antrieb bezeichnet, der als Aktuator dient und als hydraulischer Antrieb in Radialkolbenausführung gebaut ist, der einen Steuerbolzen 8, einen Rotor 11 und einen Kolben 14 aufweist, die später beschrieben werden. Die Einlaß-/Auslaßöffnungen des hydraulichen Antriebs 1 sind mit einem Paar Leitungen 2A und 2B mit einer hydraulischen Pumpe 3 oder einer hydraulischen Druckquelle verbunden, so daß der hydraulische Antrieb 1 durch den Arbeitsöldruck, der von der hydraulischen Pumpe 3, die Öl aus einem Tank 4 einsaugt, in Drehung versetzt wird.
Mit dem Bezugszeichen 5 ist ein Richtungswechselventil bezeichnet, das innerhalb der Abschnitte der Leitungen 2A und 2B zwischen dem hydraulischen Antrieb 1 und der Pumpe 3 angeordnet ist. Das Richtungswechselventil 5 kann von einem Bediener in eine Neutralstellung (a) hinein und aus einer Neutralstellung (a) heraus gebracht werden, in der der hydraulische Antrieb 1 stillsteht, und in zwei Wechselpositionen (b) oder (c), in denen der Antrieb 1 entweder in Richtung des Pfeils F oder in Richtung des Pfeils R gedreht wird.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet ein Bremsventil, das innerhalb der Abschnitte der Leitungen 2A und 2B zwischen dem hydraulischen Antrieb 1 und dem Richtungswechselventil 5 angeordnet ist und das im allgemeinen gebildet ist durch Ausgleichsventil 23, Überdruckventile 28A und 28B und Rückschlagventile 39A und 39B, die später beschrieben werden. Wenn das Richtungswechselventil 5 in der Neutralstellung (a) gehalten ist, öffnet das Bremsventil 6 entweder das Überdruckventil 28A oder 28B um den Öldruck in die Leitungen 2A oder 2B abzulassen, je nachdem in welcher ein geringerer Druck herrscht, um so die Bremsen des hydraulischen Antriebs 1 zu betätigen.
Fig. 7 zeigt den hydraulischen Antrieb detaillierter, wobei Bezugszeichen 7 ein Motorgehäuse bezeichnet, das die Form eines zylindrischen Deckels aufweist mit einer Absatzoberfläche 7a, die vollständig entlang seinem ganzen inneren Rand geformt ist und dessen Öffnung mit einem Ventilgehäuse 18 verschlossen ist.
Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Steuerbolzen, der einstückig mit dem Ventilgehäuse 18 gebildet ist derart, daß er im wesentlichen von einer mittleren Position des letztgenannten vorsteht, wobei die Achse des Steuerbolzens 8 in bezug auf die Achse der Absatzoberfläche 7a um einen vorbestimmten Wert versetzt ist. An einem axialen Zwischenabschnitt weist der Steuerbolzen 8 ein Paar Be-/ Entladungsdurchführungen 9 und 10 auf, die an der äußeren Oberfläche des Steuerbolzens offen sind um als Einlaß-/Auslaßöffnungen für den hydraulischen Antrieb 1 zu dienen, wie auch in Fig. 8 gezeigt.
Mit Bezugszeichen 11 ist ein Rotor bezeichnet, der drehbar mit Steuerbolzen 8 verbunden ist und an winkelmäßig beabstandeten Abschnitten entlang seines Umfangs mit sich radial ausdehnenden Zylindern 11A versehen ist (in der Zeichnung ist nur einer der Zylinder 11A gezeigt). Jeder der Zylinder 11A ist intermittierend mit dem Be-/Entladungsdurchführungen 9 und 10 mittels einer Öffnung 11B verbunden. Die Achse des Rotors 11 ist in bezug auf die Achse der Absatzoberfläche 7A außermittig angeordnet und bildet einen außermittigen Raum 12 mit einer halbmondförmigen Gestalt zwischen einem äußeren Rand und der Absatzoberfläche 7A.
Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Ausgangswelle, die einstückig an einer Endfläche des Rotors 11 vorgesehen ist. Diese Ausgangswelle 13 ist mittels eines Übergangsstücks (nicht gezeigt) oder dergleichen mit einem externen Trägheitskörper gekoppelt und drehfest mit dem Rotor 11 verbunden um die Drehbewegung des letztgenannten nach außen zu übertragen.
Mit Bezugszeichen 14 sind Kolben bezeichnet, die wechselseitig in die Zylinder 11A aufgenommen sind, Bezugszeichen 15 sind Kugeln, die schwenkbar in den entsprechenden Kolben 14 vorgesehen sind, und Bezugszeichen 16 sind Schuhe, die zwischen den Kugeln 15 und der Absatzoberfläche 7A und in beabstandeten Abschnitten in Umfangsrichtung angeordnet sind. Jeder Schuh 16 ist mit seinem vorderen Ende in eine gegenseitige Kugel eingepaßt und mit seinem hinteren Ende mit der Absatzoberfläche 7A verschiebbar in Eingriff mittels Führungen 17.
Bezugnehmend auf die Fig. 7 bis 9 richtet sich die Beschreibung nun auf das Bremsventil 6. Wie in diesen Figur gezeigt, ist das oben genannte Ventilgehäuse 18 mit der offenen Seite des Antriebsgehäuses 7 als Verschlußdeckel verbunden und durch eine Vielzahl von Schrauben 19 daran befestigt. Das Ventilgehäuse 18 ist einstückig mit Öldurchführungen 20A und 20B ausgebildet, die später beschrieben werden und mit einem Ausgleichsventil 23, Überdruckventilen 28A und 28B und Rückschlagventilen 39A und 39B versehen.
Die Öldurchführungen 20A und 20B, die innerhalb des Ventilgehäuses ausgebildet sind, bilden einen Teil der Leitungen 2A bzw. 2B. Die Öldurchführungen 20A und 20B bestehen aus Öldurchführungen 21A und 21B, die auf der Seite der Öldruckquelle angeordnet sind und über das Richtungswechselventil 5 mit der hydraulischen Pumpe 3 verbunden sind, und aus Öldurchführungen 22A und 22B, die auf der Seite des Aktuators angeordnet sind und über die Be-/Entladungsdurchführungen 9 bzw. 10 mit dem hydraulischen Antrieb 1 verbunden sind. Über die Rückschlagventile 39A und 39B sind die Öldurchführungen 21A und 21B auf der Seite der hydraulischen Quelle mit den entsprechenden Öldurchführungen 22A und 22B auf der Seite des Aktuators verbunden.
Mit Bezugszeichen 23 ist das Ausgleichsventil bezeichnet, das an dem Ventilgehäuse 18 in einer Position näher an der hydraulischen Pumpe 3 vorgesehen ist. Das Ausgleichsventil 23 besteht größtenteils aus einer Spulengleitbohrung 24, die einstückig in dem Ventilgehäuse ausgebildet ist und einer Spule 25, die verschiebbar in die Spulengleitbohrung 20 eingepaßt ist. Die Spule 25 weist einen Steg 25A auf, der eine Verbindungen zwischen den Öldurchführungen 21A und 22A herstellt oder blockiert und einen Steg 25B, der eine Verbindung zwischen den Öldurchführungen 21B und 22B herstellt oder blockiert. Die gegenüberliegenden Enden der Spule 25 sind in Ölkammern 26A bzw. 26B angeordnet, wobei die Spule 25 von Rückstellfedern 27A und 27B in den Ölkammern 26A und 26B in eine Neutralstellung gebracht wird. Das oben erwähnte Ausgleichsventil 23 wird mit dem Richtungswechselventil 5 gekoppelt betätigt und ist aus der Neutralstellung (a) entweder in Wechselstellung (b) oder (c) schaltbar.
Die Bezugszeichen 28A und 28B bezeichnen ein Paar Überdruckventile, die in dem Ventilgehäuse 18 an Stellen, die näher an dem hydraulischen Antrieb 1 liegen, vorgesehen sind. Wie in Fig. 9 gezeigt, beinhalten die Überdruckventile 28A bzw. 28B Ventilführungen 29A bzw. 29B, Hauptventilkörper 32A bzw. 32B und Kolben 36A bzw. 36B, um Über-Kreuz-Überdruckventile mit einer sogenannten schockfreien Funktion zu bilden, wie später beschrieben wird.
Die Ventilführungen 29A und 29B, die ein Teil der Überdruckventile 28A und 28B sind, weisen an den entsprechenden vorderen Enden Durchgangslöcher 30A und 30B auf, die auf der Aktuatorseite in den Öldurchführungen 22A und 22B angeordnet sind.
Die Bezugszeichen 31A und 31B bezeichnen Ventilsitzelemente mit zylindrischer Form, die entgegengesetzt den Ventilführungen 29A bzw. 29B angeordnet sind und in Verbindung mit den Öldurchführungen 22A und 22B auf der Aktuatorseite stehen. Die Hauptventilkörper 32A und 32B sind verschiebbar in den Ventilführungen 29A und 29B aufgenommen, um entweder an den Ventilsitzelementen 31A bzw. 31B anzuliegen oder von ihnen beabstandet zu sein. Die Hauptventilkörper 32A bzw. 32B sind von den Ventilfedern 33A bzw. 33B beständig in der Schließrichtung gehalten und mit axialen Drosselöffnungen 34A bzw. 34B versehen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Hauptventilkörper 32A und 32B so dimensioniert, um die Beziehung d&sub1; größer d&sub2; zu erfüllen, wobei d&sub1; der Durchmesser der Sitzflächenabschnitte, die mit den Ventilsitzelementen 31A und 31B in Eingriff gebracht ist und d&sub2; ist der Durchmesser der verschiebbaren Abschnitte der Ventilöffnungen 29A und 29B.
Falls der Druck P1 in dem entsprechenden Ventilsitzelement 31A bzw. 31B gleich ist wie der Druck P2 in den entsprechenden Ventilführungen 29A bzw. 29B werden die Hauptventilkörper 32A und 32B von den Ventilsitzelementen 31A und 31B gegen die Funktion der Ventilfedern 33A und 33B gelöst, um in eine Hochdruckausgleichsfunktion zu gehen, sobald der Druck P 1 einen vorbestimmten Ventilöffnungsdruck P0 erreicht, gemäß dem Unterschied der druckbeaufschlagten Flächen zwischen d&sub1; und d&sub2;.
Andererseits, im Fall der Druck P2 in den Ventilführungen 29A und 29B durch die Wirkung der Druckspeicher 38A und 38B, die später beschrieben wird, auf einem Niveau gehalten ist, das niedriger ist als der Druck P1 in den Ventilsitzelementen 31A und 31B, sogar wenn der Druck P1 niedriger ist als der vorbestimmte Ventilöffnungsdruck P0, werden die Hauptventilkörper 32A bzw. 32B von den Ventilsitzelementen 31A bzw. 31B gegen die Funktion der Ventilfedern bzw. 33B gelöst, wobei sie die Öldurchführungen 22A und 22B miteinander verbinden, um eine Niederdruckausgleichsfunktion zu bewirken.
Die Bezugszeichen 35A und 35B bezeichnen ringförmige Ölkammern, die zwischen dem Ventilgehäuse 18 und dem äußeren Rand der Ventilführungen 29A bzw. 29B ausgebildet sind, wobei die inneren Enden der Ölkammern 35A bzw. 35B mit den Öldurchgängen 22A bzw. 22B auf der Aktuatorseite verbunden sind. Die Bezugszeichen 36A und 36B bezeichnen ringförmige Kolben, die verschiebbar in den Ölkammern 35A und 35B aufgenommen sind, wobei die Kolben 36A und 36B unter Mitwirkung der Drosselöffnungen 37A und 37B die Druckspeicher 38A und 38B bilden, wie auch in Fig. 9 gezeigt, und die axial in den Ventilführungen 29A und 29B bzw. in den Ölkammern 35A und 35B ausgebildet sind. Sowie der Öldruck in die Durchführungen 22A und 22B auf der Aktuatorseite in die Ventilführungen 29A und 29B durch die Drosselöffnungen 34A und 34B strömt und von da in die Stellen an den äußeren Enden der Ölkammern 35A und 35B durch die Drosselöffnungen 37A und 37B, werden die Kolben 36A und 36B auf die vorderen Enden der Ventilführungen 29A und 29B zu bewegt, bis sie an dem Ventilgehäuse 18 anstehen. Zu dieser Zeit halten die Überdruckventile 28A und 28B den Ventilöffnungsdruck auf einem geringen Niveau. Das heißt, die Verschiebedauer der Kolben 36A und 36B entspricht der Niederdruckausgleichszeit.
Mit den Bezugszeichen 39A und 39B ist ein Paar Rückschlagventile bezeichnet, die innerhalb der Abschnitte der Öldurchführungen 20A und 20B an Stellen zwischen dem Ausgleichsventil 23 und den entsprechenden Überdruckventilen 28A oder 28B angeordnet sind. Durch die Funktion der Ventilfedern 40A und 40B werden diese Rückschlagventile 39A und 39B beständig in die Ventischließrichtung gedrängt, um an den Ventilsitzen 41A und 41B anzuliegen, die zwischen den Öldurchführungen 21A und 21B auf der Seite der Druckquelle und den Öldurchführungen 22A und 22B auf der Aktuatorseite ausgebildet sind. Des weiteren, wenn der Öldruck von der hydraulischen Pumpe 3 in die Öldurchführungen 21A und 21B auf der Seite der Druckquelle einströmt, werden die Rückschlagventile 39A und 39B gegen die Funktion der Ventilfedern 40A und 40B von dem Öldruck geöffnet, um dadurch den Öldruck in die Öldurchführungen 22A und 22B auf der Aktuatorseite gelangen zu lassen, während ein Rückstrom des Öldrucks blockiert ist.
Das Bezugszeichen 42 bezeichnet eine Pendelklappe, die in dem Ventilgehäuse an einer Stelle, die näher an der hydraulischen Pumpe 3 als an dem Ausgleichsventil 23 liegt, vorgesehen ist und die in Verbindung mit den Öldurchführungen 21A und 21B auf der Seite der Druckquelle steht. Diese Pendelklappe 42 wählt entweder die Öldurchführung 21A oder 21B, welche von beiden sich auf einem höheren Druckniveau befindet, um einen Teil des Öldrucks zu einer Bremseinrichtung (nicht gezeigt) oder dergleichen als einen Steuerdruck zuzuführen.
Das bekannte Bremsventil in der oben beschriebenen Ausführung arbeitet wie folgt.
Zuerst, wenn das Richtungswechselventil 5 durch einen Bediener aus der Neutralstellung (a) in die Wechselposition (b) geschalten ist, wird der von der hydraulischen Pumpe 3 ausgeströmte Öldruck durch die Leitung 2A in die Öldurchführungen 21A auf der Seite der Druckquelle strömen gelassen. Dann, gemäß einem Druckunterschied zwischen der Öldurchführung 21A auf der Seite der Druckquelle und der Öldurchführung 22A auf der Aktuatorseite, wird das Überdruckventil gegen die Funktion der Ventilfeder 40A geöffnet und der Öldruck in der Öldurchführung 21A auf der Seite der Druckquelle gelangt in die Zylinder 11A des Rotors 11 durch die Öldurchführung 22A auf Aktuatorseite und durch die entsprechenden Be-/Entladungsdurchführungen 9.
Dies hat zum Ergebnis, daß die Kolben 14 in hin- und hergehende Bewegung innerhalb der Zylinder 11A versetzt werden, was die Schuhe 16 veranlaßt, entlang der Absatzoberfläche 7A zu gleiten und den Rotor 11 um den Steuerbolzen 8 zu drehen. Die Drehbewegung des Rotors 11 wird über die Ausgangswelle 16 nach außen geführt, um den Trägheitskörper in Drehbewegung zu versetzen. Wenn der Öldruck der Öldurchführung 21A auf der Seite der Druckquelle zugeführt ist, ist ein Teil des Öls der Ölkammer 26A über die Drosselöffnung der Spule 25 zugeführt, um dadurch die Spule 25 in die in der Fig. 8 nach rechts gerichteten Richtung zu drängen. Folglich wird der Steg 25B nach rechts bewegt, um die Öldurchführung 21 B auf der Seite der Druckquelle mit der Öldurchführung 22B auf der Aktuatorseite zu verbinden. Das heißt, folglich ist das Ausgleichsventil 23 aus der Neutralstellung (a) in die Wechselstellung (b) geschalten, gezeigt in Fig. 6. Der Öldruck, der aus jedem Zylinder 11A während seines Verdichtungstaktes herausgedrückt wird, wird der Öldurchführung 22B auf der Aktuatorseite über die Be-/Entladungsdurchführungen 10 zugeführt und dann aus der Öldurchführung 22B zur Außenseite des Bremsventils 6 über die Öldurchführung 21B auf der Seite der Druckquelle ausgetragen, danach wird das Öl wieder dem Tank 4 über das Richtungsumschaltventil 5 und Leitung 2 zugeführt.
Umgekehrt wird, wenn der Bediener das Richtungswechselventil 5 aus der Wechselstellung (b) in die Neutralstellung (a) schaltet um die Drehung des Trägheitskörpers anzuhalten, das Rückschlagventil 38A durch die Funktion der Ventilfeder 40A in den Sitz des Ventilsitzes 41A gedrückt, und blockiert so die Verbindung zwischen der Öldurchführung 21A auf der Seite der Druckquelle und der Durchführung 22A auf der Aktuatorseite. Ferner wird an dem Ausgleichsventil 23, als Ergebnis eines Druckabfalls in der Kammer 26A, die Spule 25 durch die Vorspannfunktion der Rückstellfeder 27B in die Neutralstellung (a) zurückgedrängt, um dadurch die Verbindung zwischen der Öldurchführung 21B auf der Seite der Druckquelle und der Öldurchführung 22B auf der Aktuatorseite zu blockieren.
Jedoch sogar nachdem das Richtungswechselventil 5 in die Neutralstellung (a) geschaltet worden ist, ist der hydraulische Antrieb 1 gezwungen, sich weiterhin unter dem Einfluß der Trägheitskraft des Trägheitskörpers, der mit der Motorausgangswelle 13 gekoppelt ist, zu drehen und hält so die Pumpfunktion noch aufrecht, die den Öldruck aus der primären Öldurchführung 22A auf der Aktuatorseite einsaugt und denselben in die sekundäre Öldurchführung 22B auf der Aktuatorseite ausströmt. Der Druck in der sekundären Öldurchführung 22B auf der Aktuatorseite wird schrittweise erhöht, weil die Rückkehr des Öldrucks in den Tank 4 durch das Ausgleichsventil 3 und das Rückschlagventil 39B blockiert ist.
Dann strömt der Öldruck in der Öldurchführung 22B auf der Aktuatorseite in die Ventilführung 29B durch die Drosseldurchführang 34B, um von der Ventilführung 29B über die Drosseldurchführung 37B auf den Kolben 35B einzuwirken. Folglich wird der Kolben 36B innerhalb der Ölkammer 35B in Richtung der primären Öldurchführung 22A auf der Seite des Aktuators verschoben. In der Zwischenzeit wird wegen der Druckverluste in den Drosseldurchführungen 34B und 37B der Druck in der Ventilführung 29B auf einem niedrigeren Niveau gehalten als der Druck in der Öldurchführung 22B auf der Aktuatorseite, so daß der Hauptventilkörper 32B bei einem Druckniveau, das geringer ist als der vorbestimmte Ventilöffnungsdruck P0 für einen Niedrigdruckausgleich, geöffnet wird. Sobald dann der Kolben 36B angehalten wird, weil er gegen das Ventilgehäuse ansteht, wird der Druck in der Ventilführung 29B gleich groß wie der Druck in der Öldurchführung 22B auf der Aktuatorseite und steigt auf das voreingestellte Ventilöffnungsdruckniveau an, um einen Hochdruckausgleich zu bewirken.
Während das Überdruckventil 28B geöffnet ist, sind die Öldurchführungen 22A und 22B auf der Aktuatorseite miteinander verbunden, und bilden zusammen mit den Be-/ Entladungsdurchführungen 9 und 10 einen geschlossenen Kreislauf. Als eine Folge wird der Öldruck, der aus dem hydraulischen Antrieb 1 ausgeströmt ist, während er das Überdruckventil 28B passiert hat, in thermische Energie umgewandelt, um dadurch die Trägheitskraft des Trägheitskörpers zu absorbieren und eine Bremskraft zu erzeugen.
Im Fall, daß das Richtungswechselventil 5 aus der Neutralstellung (a) in die Wechselstellung (c) geschalten wurde, arbeitet das Bremsventil im wesentlichen ähnlich und deshalb sind diesbezügliche Darstellungen weggelassen, um Wiederholungen zu vermeiden.
In dem oben genannten bekannten Bremsventil, das die Überdruckventile 28A und 28B in Kombination mit Druckspeichern 38A und 38B für die schockfreie Funktion verwendet, wird der Öldruck bei niedrigem Druck eine vorbestimmte Zeitdauer lang ausgeglichen (eine vorbestimmte Zeitdauer des Niedrigdruckausgleichs lang) bis die Kolben 36A und 35B in ihrer gleitenden Bewegung angehalten sind, um dadurch die Stöße, die von dem abrupten Anhalten des Trägheitskörpers durch plötzliches Anwenden von Bremskräften entstehen könnten, zu verhindern.
Jedoch wirkt, gemäß dem Stand der Technik, der Öldruck, der von der hydraulischen Pumpe 3 ausgeströmt ist, sogar dann durch die Öldurchführungen 22A und 22B auf der Aktuatorseite und durch die Drosseldurchgänge 34A und 34B auf die Kolben 36A und 36B, wenn das Richtungswechselventil aus der Neutralstellung (a) in die Wechselstellung (b) oder in (c) geschalten ist, um den hydraulischen Antrieb 1 anzutreiben.
Dementsprechend wird der Arbeitsdruck auf einem niedrigen Druckniveau gehalten, bis die Kolben 36A und 36B durch Anliegen gegen das Ventilgehäuse 18 angehalten sind. Dies beinhaltet das Problem eines schlechten Ansprechverhaltens wie zum Beispiel einer Verzögerung im Antrieb des hydraulischen Antriebs 1 unter Hochlastbedingungen, zum Beispiel bei Bergauffahrten oder Lenkbewegungen.
Außerdem wird der hydraulische Antrieb 1 im Lauf einer vorherbestimmten Zeitdauer (eine Zeitdauer des Niedrigdruckausgleichs), oder wenn die Kolben 36A und 36B während ihrer Gleitbewegung zu einem Stillstand kommen, abrupt angetrieben, so daß der Bediener das Gefühl hat, als ob der Trägheitskörper plötzlich in Eingriff gebracht würde. Das kann die Betriebssicherheit beträchtlich verschlechtern.
Darüber hinaus wird die Zeitdauer des Niederdruckausgleichs durch die Druckspeicher 38A und 38B von den Durchflußflächen der Drosseldurchführungen 34A und 34B, die in die Hauptventilkörper 32A und 32B gebohrt sind, und von den Drosseldurchführungen 37A und 37B bestimmt. Deswegen finden weitere Verschlechterungen im Ansprechverhalten bei niedrigeren Umgebungstemperaturen statt, die sich in einer höhren Viskosität des Arbeitsöls und in einer längeren Zeitdauer des Niederdruckausgleichs verglichen mit Normalbedingungen oder gewöhnlichen Umgebungstemperaturen widerspiegeln. Dies führt also zu dem Problem, daß die Betriebssicherheit zu einem beträchtlichen Grad beeinflußt wird.
Angesichts der oben diskutierten Probleme des Standes der Technik, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Bremsventil zur Verfügung zu stellen, daß den Niedrigdruckausgleich durch Überdruckventile zur Zeit des Ingangsetzens eines Trägheitskörpers, der als Aktuator dient, zu unterdrücken, um das Ansprechverhalten und die Betriebssicherheit zu verbessern.

Offenbarung der Erfindung

Um die oben genannten Probleme zu lösen, enthält der Aufbau eines Bremsventils gemäß der vorliegenden Erfindung Rückschlagventile, die in bestimmter positionsmäßiger Beziehung zu den Überdruckventilen angeordnet sind, um den Öldruck der Druckquelle daran zu hindern, auf die Überdruckventile zu einer Zeit zuzuströmen, zu der die Rückschlagventile geöffnet werden, um dadurch eine Niedrigdruckausgleichsfunktion durch die entsprechenden Überdruckventile zu unterdrücken.
Vorzugsweise sind die Überdruckventile und die Rückschlagventile derart koaxial aneinander angeordnet, daß die Einlässe der Überdruckventile zu der Zeit der Öffnung der Rückschlagventile im wesentlichen geschlossen sind, um dadurch Niederdruckausgleichsfunktionen durch die entsprechenden Überdruckventile zu unterdrücken.
Mit dem oben genannten Aufbau werden die Rückschlagventile geöffnet, sobald ausgeströmter Öldruck von der Druckquelle den entsprechenden Öldurchführungen zugeführt wird, um den Öldruck von der Druckquelle zu dem Aktuator strömen zu lassen, während verhindert wird, daß der Öldruck zu den Überdruckventilen strömt, um eine Niedrigdruckausgleichsfunktion durch die entsprechenden Überdruckventile zu hindern, um so das Anlaufansprechverhalien zu verbessern.
Der Aufbau, bei dem die Überdruckventile und die Rückschlagventile derart koaxial angeordnet sind, daß der Einlaß der Überdruckventile durch die sich öffnenden Rückschlagventile in einem im wesentlichen geschlossenen Zustand gehalten wird, ist in der Lage, zu verhindern, daß der Öldruck der zu einer Zeit, zu der sich die Rückschlagventile öffnen, zu den Überdruckventilen strömt, um Niederdruckausgleichsfunktionen durch die Überdruckventile zu unterdrücken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist die Ansicht eines senkrechten Schnitts eines Bremsventils gemäß eines ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie II-II von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht der größeren Teile, die in Fig. 2 gezeigt sind;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Bremsventils gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht von größeren Teilen, die in Fig. 4 gezeigt sind;
Fig. 6 ist ein Diagramm eines hydraulischen Kreislaufs, in dem ein Bremsventil aus dem Stand der Technik verwendet wird;
Fig. 7 ist eine senkrechte Schnittansicht des in Fig. 6 gezeigten Bremsventils;
Fig. 8 ist die Ansicht eines Schnitts entlang einer Linie VIII-VIII von Fig. 7; und
Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines Schnitts von in Fig. 8 gezeigten größeren Teilen.

Bestmögliche Ausführung der Erfindung

Im Folgenden ist die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele in bezug auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben. In der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungbeispiele sind jene Teile, die die Erfindung mit dem Stand der Technik gemein hat, mit gleichen Bezugszeichen versehen und deswegen sind Darstellungen von diesen Teilen weggelassen, um Wiederholungen zu vermeiden.
Unter Bezug auf die Fig. 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt.
In diesen Figur bezeichnet das Bezugszeichen 51 ein Bremsventil gemäß der Erfindung, das zwischen einem hydraulischen Antrieb 1 und einem Richtungswechselventil 5 vorgesehen ist. Ähnlich dem oben beschriebenen Bremsventil 6 aus dem Stand der Technik ist das Bremsventil 51 einstückig mit dem hydraulischen Antrieb 1 versehen. Jedoch wird es in diesem Fall aus einem Ausgleichsventil 23, Öldurchgängen 53A und 53B, Überdruckventilen 59A und 59B und Rückschlagventilen 70A und 70B, die später beschrieben werden, gebildet. Wenn das Richtungswechselventil 5 in die Neutralstellung (a) geschalten ist, bremst das Bremsventil 51 den hydraulischen Antrieb indem es entweder das Überdruckventil 59A oder 59B öffnet, um den Öldruck von einer Seite höheren Drucks mit einer Seite niederen Drucks zwischen den Leitungen 2A und 2B auszugleichen.
Das Bezugszeichen 52 bezeichnet ein Ventilgehäuse, das als Abschlußdeckel die offene Seite des Motorgehäuses 7 abschließt, an dem es mit Schrauben 19 fest verbunden ist. Ähnlich dem Ventilgehäuse 18 aus dem Stand der Technik, ist das Ventilgehäuse 52 einstückig mit Öldurchführungen 53A und 53B versehen, zusammen mit einem Ausgleichsventil 23, Überdruckventilen 59A und 59B und Rückschlagventilen 70A und 70B, wie in Fig. 2 gezeigt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ventilgehäuse 52 mit einem Paar Öldurchführungen 53A und 53B versehen, die einen Teil der Leitungen 2A und 2B bilden. Ähnlich den oben beschriebenen Öldurchführungen 20A und 20B aus dem Stand der Technik bestehen die Öldurchführungen 53A und 53B größtenteils aus: Öldurchführungen 54A und 54B, die auf der Seite der Druckquelle angeordnet sind und mit der hydraulischen Pumpe 3 über das Richtungswechselventil 5 verbunden sind: und Öldurchführungen 55A und 55B, die auf der Aktuatorseite angeordnet sind und mit dem hydraulischen Antrieb 1 über Be-/Entlade-Öldurchführungen 9 und 10 verbunden sind. Die Öldurchführungen 55A und 55B weisen Einlaßverbindungsdurchführungen 56A und 56B und Auslaßverbindungsdurchführungen 57A und 57B auf, die an bestimmten Stellen innerhalb deren Abschnitte angeordnet sind.
Die Einlaßverbindungsdurchführungen 56A und 56B sind an bestimmten Stellen innerhalb der Abschnitte der Öldurchführungen 55A und 55B auf der Aktuatorseite angeordnet und sind mit den Öldurchführungen 55A und 55B an den entsprechenden Basisenden und mit den Ventilsitzelementen 62A und 62B, die später beschrieben werden, an den entsprechenden vorderen Enden verbunden.
Die Auslaßverbindungsdurchführungen 57A bzw. 57B sind in Endabschnitten der Öldurchführungen 55A bzw. 55B auf der Aktuatorseite vorgesehen, um als Überdruckventile zu dienen und sind in Verbindung mit Endabschnitten der Öldurchführungen 55A bzw. 55B an den Basisenden. Die vorderen Enden der Auslaßverbindungsdurchführungen 57A bzw. 57B sind in Richtung der gegenüberliegenden Öldurchführungen 55B bzw. 55A verlängert, um Ölkammern 58A bzw. 58B zu bilden.
Die Bezugszeichen 59A und 59B bezeichnen ein Paar Überdruckventile, die in dem Ventilgehäuse 52 an Stellen auf der Seite des hydraulischen Antriebs 1 vorgesehen sind. Ähnlich den Überdruckventilen 28A und 28B aus dem Stand der Technik, sind diese Überdruckventile 59A und 59B so angeordnet, um Über-Kreuz- Überdruckentile der schockfreien Art zu bilden, indem die Ventilführungen 60A und 60B, Hauptventilkörper 63A und 63B und Kolben 67A und 67B, die später beschrieben werden, verwendet werden, wie auch in Fig. 3 gezeigt. Jedoch sind in diesem Fall die Überdruckventile 59A bzw. 59B im wesentlichen koaxial zu den Öldurchführungen 54A bzw. 54B auf der Seite der Druckquelle angeordnet.
Die Ventilführungen 60A und 60B sind in dem Ventilgehäuse 52 im wesentlichen koaxial zu den entsprechenden Öldurchführungen 54A und 54B auf der Seite der Druckquelle angeordnet. Die vorderen Enden der Ventilführungen 60A bzw. 60B sind in den Ölkammern 58A bzw. 58B angeordnet. Ferner sind an den Ventilführungen 60A und 60B radiale Verbindungsöffnungen 61A und 61B an den entsprechenden vorderen Abschnitten vorgesehen.
Mit den Bezugszeichen 62A und 62B sind Ventilsitzelemente bezeichnet, die den Ventilführungen 60A und 60B gegenüberliegend angeordnet sind und im wesentlichen koaxial zu den entsprechenden Öldurchführungen 54A und 54B auf der Seite der Druckquelle sind. Die Ventilsitzelemente 62A bzw. 62B sind derart in dem Ventilgehäuse 52 angeordnet, daß ihre Basisendabschnitte in den Ölkammern 58A bzw. 58B angeordnet sind, wobei ihre vorderen Endabschnitte in den Einlaßverbindungsdurchführungen 56A bzw. 56B angeordnet sind. Die vorderen Endabschnitte der Ventilsitzelemente 62A bzw. 62B sind an den Einlässen der Überdruckventile 59A bzw. 59B angeordnet.
Die Hauptventilkörper 63A bzw. 63B sind verschiebbar in den Ventilführungen 60A bzw. 60B aufgenommen, um an den Ventilsitzelementen 62A bzw. 62B anzuliegen oder von ihnen beabstandet zu sein. Die Hauptventilelemente 63A bzw. 63B sind durch die Vorspannfunktion der Ventilfedern 64A bzw. 64B beständig in die Ventilschließrichtung gedrängt. Weiter sind die Hauptventilkörper 63A und 63B mit axialen Drosseldurchführungen 65A und 65B ausgebildet. Um die Ventile ähnlich der oben beschriebenen Gegenstücke aus dem Stand der Technik zu öffnen und zu schließen, sind die Hauptventilelemente 63A und 63B so dimensioniert, daß sie Beziehung d&sub1; > d&sub2; erfüllen, wobei d1 der Durchmesser der Sitzflächenabschnitte der Ventilsitzelemente 62A und 62B ist und d&sub2; der Durchmesser der verschiebbaren Abschnitte in den Ventilführungen 60A und 60B ist.
Mit den Bezugszeichen 66A und 66B sind ringförmige Ölkammern bezeichnet, die zwischen dem Ventilgehäuse 52 und der Ventilführung 60A oder 60B ausgebildet sind und die mit den Ölkammern 58A und 58B an den entsprechenden inneren Enden verbunden sind. Die Bezugszeichen 67A bzw. 67B bezeichnen Kolben, die verschiebbar in den Ölkammern 66A bzw. 66B eingepaßt sind, und die Bezugszeichen 68A bzw. 68B bezeichnen Drosseldurchführungen, die an Zwischenabschnitten der Ventilführungen 60A und 60B ausgebildet sind. Diese Ölkammern 66A und 66B, Kolben 67A und 67B und Drosseldurchführungen 68A und 68B bilden Druckspeicher 69A und 69B, die im wesentlichen den Druckspeichern 38A und 38B aus dem Stand der Technik ähneln.
Mit den Bezugszeichen 70A und 70B ist ein Paar Rückschlagventile bezeichnet, die innerhalb der Abschnitte der Öldurchführungen 53A und 53B vorgesehen sind und zwischen dem Auslaßventil 23 und dem Überdruckventil 59A oder 59B angeordnet sind. Ähnlich den zuvor erwähnten Rückschlagventilen 39A bzw. 39B aus dem Stand der Technik, sind die Rückschlagventile 70A bzw. 70B durch die Vorspannfunktion der Ventilfedern 71A bzw. 71B beständig in die Ventilschließrichtung auf die Ventilsitze 72A bzw. 72B hin gedrängt, die zwischen den Öldurchführungen 54A bzw. 54B auf der Seite der Druckquelle und den Öldurchführungen 55A und 55B auf der Aktuatorseite ausgebildet sind. Jedoch sind in diesem Ausführungsbeispiel, ähnlich den oben erwähnten Überdruckventilen 59A und 59B, die Rückschlagventile 70A und 70B koaxial mit den Öldurchführungen 54A und 54B auf der Seite der Druckquelle angebracht. Die Rückschlagventile 70A bzw. 70B sind an den Basisenden mit gekerbten Abschnitten 73A bzw. 73B versehen, die den Ventilsitzelementen 62A bzw. 62B gegenüberstehen.
Das Bremsventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform, das oben beschriebenen Aufbau aufweist, arbeitet in der nachfolgend beschriebenen Weise.
Zuerst, wenn ein Bediener das Richtungswechselventil 5 aus der Neutralstellung (a) in die Wechselposition (b) schaltet, wird der Öldruck der hydraulischen Pumpe 3 in die Öldurchführung 54A auf der Seite der Druckquelle über die Leitung 2A eingeleitet und das Rückschlagventil 70A, das sich von dem Ventilsitz 72A entgegen der Vorspannkraft der Ventilfeder 71A löst, wird geöffnet. Mit dem Öffnen liegt das Rückschlagventil 70A an dem vorderen Ende des Ventilsitzelements 62A an und blockiert dadurch im wesentlichen die Verbindung zwischen dem Ventilsitzelement 65A, das an dem Einlaß des Überdruckventils 59A angeordnet ist, und der Einlaßverbindungsdurchführung 56A.
Im Fall, daß das Rückschlagventil 70A geöffnet ist, herrscht der Öldruck in der Öldurchführung 54A auf der Seite der Druckquelle auch in der Einlaßverbindungsdurchführung 56A. Jedoch weil das Ventilelement 62A nur über den gerkerbten Abschnitt 73A mit der Einlaßverbindungsdurchführung 56A in Verbindung steht, ist der Fluß des Öldrucks in das Ventilsitzelement 62A aus der Einlaßverbindungsdurchführung 56A durch Drosseleffekte beschränkt.
In diesem Stadium, in dem der Öldruck in dem Ventilsitzelement 62A auf den Kolben 67A über die Drosseldurchführung 65A des Hauptventilkörpers 63A und der Drosseldurchführung 68A des Druckspeichers 69A wirkt, wird der Kolben 67A innerhalb der Ölkammer 66A verschoben, bis er gegen das Ventilgehäuse 52 auf der Seite der Ölkammer 58B anliegt. Als eine Folge wird der Hauptventilkörper 63A des Überdruckventils 59A aus einem Zustand des Niederdruckausgleichs in einen Zustand des Hochdruckausgleichs gebracht, aus Gründen, die später erklärt werden. Was den Druckspeicher 69B auf der Seite des Überdruckventils 59B betrifft, wird der hohe Öldruck in der Öldurchführung 55A auf der Aktuatorseite in die Ölkammer 66B über die Auslaßverbindungsdurchführung 57A und die Ölkammer 58A eingeleitet, um den Kolben 67B in der Zeichnung nach oben zu verschieben, um dadurch den Hauptventilkörper 63B des Überdruckventils 59B in einem Zustand zu halten, der einen Niederdruckausgleich ermöglicht.
Dementsprechend, in einem Zustand, in dem das Rückschlagventil 70A geöffnet ist und an dem Ventilsitzelement 62 anliegt, während der Kolben 67A des Druckspeichers 69A in der Ölkammer 66A verschoben wird, bis er an dem Ventilgehäuse 52 auf der Seite der Ölkammer 58B anliegt, beschränkt der eingekerbte Abschnitt 73A, der eine drosselnde Wirkung hat, die Versorgung mit Öldruck während jener Zeitdauer auf eine Rate, die ein Verschieben des Kolbens 67A einfach erlaubt. Als eine Folge daraus wird der Druck in dem Ventilsitzelement 62A auf einem niedrigeren Niveau gehalten als, der Druck in der Einlaßverbindungsdurchführung 56A, und der Hauptventilkörper 63A ist durch die vorspannende Wirkung der Ventilfeder 65A in einem wesentlichen geschlossenen Zustand gehalten, ohne den Niederdruckausgleich, wie in dem Gegenstück aus dem Stand der Technik, zu beeinflussen. Deswegen wird der Druck in der Öldurchführung 55A auf der Aktuatorseite unmittelbar auf einem hohen Druckniveau gehalten, wenn das Rückschlagventil 70A gegen die Funktion der Ventilfeder 71A geöffnet ist.
Als nächstes, wenn der Öldruck in der Öldurchführung 54A auf der Seite der Druckquelle über die Öldurchführung 55A auf der Aktuatorseite und über die Be-/Entladedurchführungen 9 in die Zylinder 11A des Rotors 11 eingeleitet wird, werden die Kolben 14 in den Zylindern 11A hin- und herbewegt und als eine Folge davon die Schuhe 16 entlang der Absatzoberfläche 7A verschoben, was den Rotor 11 veranlaßt, sich um den Steuerbolzen 8 zu drehen. Die Drehung des Rotors 11 wird über die Ausgangswelle 13 nach außen geführt, um den Trägheitskörper drehend anzutreiben.
Weiter wird ein Teil des Öldrucks, der in die Öldurchführung 54A auf der Seite der Druckquelle geleitet wurde, der Ölkammer 26A über die Drosseldurchführung der Spule 25 zugeführt, die so die Spule 25 in eine Bewegung nach rechts in der Fig. 2 drängt. Folglich wird der Steg 25B auch nach rechts bewegt, der die Verbindung der Öldurchführung 54B auf der Seite der Druckquelle und der Öldurchführung 55B auf der Aktuatorseite öffnet, um das Ausgleichsventil 23 aus der Neutralstellung (a) in die Wechselstellung (b) zu schalten. Dem Öldruck, der aus den Zylindern 11A während jedes Verdichtungstaktes der Kolben 14 herausgedrückt wird, wird in die Öldurchführung 55B auf der Aktuatorseite über die Be-/ Entladungsdurchführungen 10 strömen gelassen und ist aus der Öldurchführung 55B zur Außenseite des Bremsventils durch die Öldurchführung 54B hindurch auf der Seite der Druckquelle ausgeströmt, um über das Richtungswechselventil 5 und Leitung 2B zurück in den Tank zu gelangen.
Andererseits, wenn der Bediener das Richtungswechselventil 5 aus der Wechselstellung (b) in die Neutralstellung (a) schaltet um die Drehung des Trägheitskörpers anzuhalten, liegt das Rückschlagventil 70A, das über den gekerbten Abschnitt 73A mit Öl versorgt wird, an dem Ventilsitz 72A wegen dem Eintritt der Vorspannfunktion der Ventilfeder 71A an und blockiert dadurch die Verbindung zwischen der Öldurchführung 54A auf der Seite der Druckquelle und der Öldruchführung 55A auf der Aktuatorseite. Weiter wird an dem Ausgleichsventil 23 der Druck in der Ölkammer 26A vermindert, um die Spule 25 unter dem Einfluß der Wirkung der Rückstellfeder 27B in die Neutralstellung (a) zurückkehren zu lassen, um dadurch die Verbindung zwischen der Öldurchführung 54B auf der Seite der Druckquelle und der Öldurchführung 55B auf der Aktuatorseite zu blockieren.
Dann wird der Öldruck, der durch den hydraulischen Antrieb 1, der sich gezwungenermaßen unter dem Einfluß der Trägheitskraft dreht, in die Öldurchführung 55B geströmt ist, über die Einlaßverbindungsdurchführung 56B und die Drosseldurchführung 65B in die Ventilführung 60B strömen gelassen und auf den Kolben 67B über die Drosseldurchführung 68B zu wirken gelassen. Als ein Ergebnis wird der Kolben 67B in der Ölkammer 66B in Richtung der Ölkammer 58B verschoben. In dieser Zeit ist, wegen der Druckverluste durch die Drosseldurchführungen 65B und 68B, der Druck in der Ventilführung 60B auf einem niedrigeren Niveau gehalten als der Druck in der Öldurchführung 55B auf der Aktuatorseite, so daß der Hauptventilkörper 63B bei einem Druckniveau geöffnet ist, das niedriger ist, als ein vorheberstimmter Ventilöffnungsdruck für einen Niederdruckausgleich. Dann, wenn der Kolben 67B zu einem Stillstand kommt, weil er an dem Ventilgehäuse 52 anliegt, wird der Druck in der Ventilführung 60B mit dem Druck in der Öldurchführung 55B auf der Aktuatorseite ausgeglichen und erhöht sich auf den vorbestimmten Ventilöffnungsdruck, um einen Hochdruckausgleich zu bewirken.
Während das Überdruckventil 51B geöffnet ist, sind die Öldurchführungen 55A und 55B auf der Aktuatorseite miteinander über die Auslaßverbindungsdurchführung 57A verbunden. Die Öldurchführungen 55A und 55B bilden einen geschlossenen Kreislauf zusammen mit den Be-/Entladungsdurchführungen 9 und 10, und der Öldruck, der aus dem hydraulischen Antrieb 1 strömt, wird in thermische Energie umgewandelt, während er das Überdruckventil 59B durchströmt, um so eine Bremskraft zu erzeugen.
Im Fall, daß das Richtungswechselventil 5 aus der Neutralstellung (a) in die Wechselstellung (c) geschalten ist, arbeitet das Bremsventil in einer ähnlichen Weise und deswegen wird die Beschreibung weggelassen, um Wiederholungen zu vermeiden.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind somit die Überdruckventile 59A bzw. 59B und die Rückschlagventile 70A bzw. 70B im wesentlichen derart koaxial zu den Öldurchführungen 54A bzw. 54B auf der Seite der Druckquelle angeordnet, damit die vorderen Enden des Ventilsitzelements 62A bzw. 62B an den Einlässen des Überdruckventils 59A bzw. 59B im wesentlichen durch die Rückschlagventile 70A bzw. 70B geschlossen sind, in dem die Rückschlagventile 70A bzw. 70B geöffnet werden.
Deswegen ist die Versorgung mit Öldruck in die Ventilsitzelemente 62A und 62B nur durch die gekerbten Abschnitte 73A und 73B, die an den Rückschlagventilen 70A und 70B ausgebildet sind, gestattet. Daraus folgt, daß, während die Kolben 67A und 67B der Druckspeicher 69A und 69B innerhalb der Ölkammern 66A und 66B verschoben werden, bis sie an dem Ventilgehäuse 52 anstehen, der Druck in den Ventilsitzelementen 62A und 62B auf einem niedrigen Niveau gehalten wird, um die Hauptventilkörper 63A und 63B der Überdruckventile 59A und 59B in einem im wesentlichen geschlossenen Zustand zu halten. Entsprechend wird ein Niederdruckausgleich durch die Überdruckventile 59A und 59B verhindert oder unterdrückt, wenn die Rückschlagventile 70A und 70B geöffnet werden um den Trägheitskörper in Gang zu setzen.
Folglich wird es möglich, den hydraulischen Antrieb 1 schnell mit Öldruck zu versorgen, um ein gutes Ansprechverhalten des Drehantriebs sicherzustellen, die Sicherheit und Verläßlichkeit im Betrieb um ein bedeutendes Maß zu steigern durch sicheres Verhindern einer abrupten Drehbewegung des hydraulischen Antriebs 1, die im Fall der Überdruckventile aus dem Stand der Technik am Ende der Niederdrucksausgleichsperiode stattfindet. Außerdem gestattet die koaxiale Anordnung der Überdruckventile 59A und 59B und der Rückschlagventile 70A und 70B eine effiziente Unterbringung dieser Komponenten innerhalb des Ventilgehäuses 52 was die Kompaktheit des Aufbaus des Bremsventils 51 als ein ganzes betrifft. Weiter lassen die gekerbten Abschnitte 73A und 73B, die an den Rückschlagventilen 70A und 70B vorgesehen sind, den Öldruck zwischen den Rückschlagventilen 70A und 70B und den Ventilsitzelementen 62A und 62B durchströmen, während die Rückschlagventile 70A und 70B geöffnet sind, womit ein enger Kontakt zwischen diesen Bauteilen verhindert wird und es ermöglicht, die Rückschlagventile 70A und 70B augenblicklich zu öffnen, wenn das Richtungswechselventil 5 in die Neutralstellung (a) geschalten wird.
Auf die Fig. 4 und 5, in denen ein zweites Ausführungbeispiel der gegenwärtigen Erfindung gezeigt ist, das Drosselelemente zwischen den Ventilsitzelementen und den Rückschlagventilen verwendet, wird jetzt bezug genommen. In der folgenden Beschreibung werden jene Bauteile, die mit dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmen, mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen und Beschreibungen dieser Teile werden weggelassen, um Wiederholungen zu vermeiden.
In diesen Figur bezeichnen die Bezugszeichen 81A und 81B Rückschlagventile, die innerhalb der Abschnitte der Öldurchführungen 53A und 53B in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen sind. Die Rückschlagventile 81A und 81B sind ähnlich den Rückschlagventilen 70A und 70B des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel angeordnet außer, daß die äußeren Ränder der Drosselelemente 82A und 82B, die später beschrieben werden, verschiebbar in die Rückschlagventile 81A und 81B eingepaßt sind.
Mit den Bezugszeichen 82A und 82B sind Drosselelemente mit zylindrischer Form bezeichnet, die zwischen den Ventilsitzelementen 62A bzw. 62B und den Rückschlagventilen 81A bzw. 81B angeordnet sind und in den Rückschlagventilen 81A bzw. 81B verschiebbar sind. Die Drosselelemente 82A und 82B bestehen größtenteils aus: Stoppern 83A und 83B, die an den entsprechenden vorderen Endabschnitten ausgebildet sind, um mit den Rückschlagventilen 81A und 81B anliegend in Eingriff gebracht zu werden; Federstopper 84A und 84B, die einstückig an Zwischenabschnitten der inneren Ränder ausgebildet sind und an dem entsprechenden Drosselelement radial nach innen gerichtet sind; und eine Vielzahl von Verbindungslöchern 85A und 85B, gebohrt in radiale Richtungen in den entsprechenden Basisendenabschnitten, die den Ventilsitzelementen 62A und 62B gegenüberstehen. Zwischen den Federstoppern 84A und 84B und den Rückschlagventilen 81A und 81B befinden sich Ventilfedern 86A und 86B, die die Rückschlagventile 81A und 81B beständig gegen die Ventilsitze 72A und 72B drängen.
Des weiteren werden die Basisenden der Drosselelemente 82A und 82B unter dem Einfluß der Vorspannfunktion der Ventilfedern 86A und 86B in Anlage an die inneren Randabschnitte der vorderen Enden der Ventilsitzelemente 62A und 62B gebracht.
Wenn die Rückschlagventile 81A bzw. 81B geöffnet sind, leiten die Drosselemente 82A bzw. 82B einen gedrosselten Strom von Öl- druck zwischen die Ventilsitzelemente 62A bzw. 62B und die Rückschlagventile 81A bzw. 81B, um somit Niederdruckausgleichsfunktionen der Überdruckventile 59A und 59B zu unterdrücken, während ein schnelles Schließen der Rückschlagventile 81A und 81B beim Anhalten des hydraulischen Antriebs 1 zugelassen wird.
Ferner erzeugen die Drosselelemente 82A und 82B wegen der Verbindungslöcher 85A und 85B eine Druckdifferenz zwischen den inneren und äußeren Rändern um ein Flattern zur Zeit des Öffnens der Rückschlagventile 81A und 81B zu verhindern und gleichzeitig die Rückschlagventile 81A und 81B auf der Seite ihrer inneren Ränder zu führen, um die entsprechenden Rückschlagventile 81A und 81 B koaxial an den vorderen Enden der Ventilsitzelemente 62A und 62B zur Anlage zu bringen.
Folglich können in dem zweiten Ausführungsbeispiel im vorhergehenden Aufbau im wesentlichen die gleichen Wirkungsweisen erzielt werden, wie in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Nämlich, durch Öffnen der Rückschlagventile 81A und 81B werden die Verbindungslöcher 85A und 85B der Drosselelemente 82A und 82B durch die Rückschlagventile 81A und 81B gedrosselt, um einen Strom des Öldrucks in die Ventilsitzelemente 62A und 62B zu beschränken. Als ein Ergebnis werden in der gleichen Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die Kolben 67A und 67B der Druckspeicher 69A und 69B innerhalb der Ölkammern 66A und 66B verschoben und halten die Hauptventilkörper 63A und 63B der Überdruckventile 59A und 59B im wesentlichen in einer geschlossenen Stellung, bis ein Zustand des Hochdruckausgleichs erreicht ist, um dadurch eine Niederdruckausgleichsfunktion der Überdruckventile 59A und 59B zur Zeit des Ingangsetzens des Trägheitskörpers zu verhindern.
Jedoch wird speziell in diesem besonderen Ausführungsbeispiel mit den Drosselelementen 82A und 82B, die verschiebbar zwischen den Ventilsitzelementen 62A und 62B und den Rückschlagventilen 81A und 81B angeordnet sind und Verbindungslöcher 85A und 85B aufweisen, eine große Druckdifferenz zwischen den inneren und äußeren Seiten der Drosselelementen 82A und 82B durch die Verbindungslöcher 85A und 85B erzeugt, um die Öffnungsfunktion der Rückschlagventile 82A und 82B zu stabilisieren. Außerdem dienen die Drosselelemente 82A bzw. 82B dazu, die Rückschlagventile 81A bzw. 81B aus der Seite von deren inneren Rändern zu führen, um die letztgenannten in eine koaxiale Stellung mit den Ventilsitzelementen 62A bzw. 62B zu bringen.
Obwohl die Druckspeicher 69A und 69B in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen als um die äußeren Ränder der Ventilführungen 60A und 60B angeordnet dargestellt waren, können sie auch innerhalb der Ventilführungen oder wenn gewünscht, auch weiter entfernt angeordnet sein.
Weiter wurde ein hydraulischer Antrieb 1 in Radialkolbenausführung als Beispiel eines Aktuators in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gezeigt. Jedoch versteht es sich, daß die gegenwärtige Erfindung nicht auf die besondere Form des dargestellten Aktuators beschränkt ist und in geeigneter Weise mit Aktuatoren verschiedener Ausführungen wie z. B. einem Taumelscheibenhydraulikantrieb, oder einem hydraulischen Antrieb in Schrägachsenbauweise oder dergleichen betrieben werden kann.
Darüber hinaus ist die gegenwärtige Erfindung nicht nur auf Bremsventile von hydraulischen Löffelbaggern und hydraulischen Kränen, sondern auch auf Bremsventile von Maschinenfahrzeugen, die von einem hydraulischen Antrieb angetrieben werden, und auf Automobilbaumaschinen anwendbar, die einen oberen Dreharbeitsmechanismus haben, der auf einen unteren Fahrkörper montiert ist.
Ferner sind in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Druckströme durch die gekerbten Abschnitte 73A bzw. 73B die Verbindungen zwischen den Überdruckventilen 59A bzw. 59B und den Rückschlagventilen 70A bzw. 70B im wesentlichen durch eine Verschiebung der Kolben 67A und 67B der Druckspeicher 69A bzw. 69B im wesentlichen blockiert, während die Überdruckventile 59A bzw. 59B aus einem Zustand des Niederdruckausgleichs auf einen Zustand des Hochdruckausgleichs gebracht werden. Dementsprechend wird der Öldruckstrom zur Niederdruckseite durch die Drosselwirkungen der gekerbten Abschnitte 73A und 73B auf einen extrem kleinen Wert heruntergedrückt, sogar wenn die Hauptventilkörper 63A und 63B der Überdruckventile 59A und 59B in einem Ventilöffnungstakt in einem bestimmten Ausmaß dazu gebracht wurden, während einem Niederdruckausgleich Leckmengen auf der Tankseite zu verursachen. Deswegen wird das Ansprechverhalten des hydraulischen Antriebs 1 beim Inbetriebsetzen nicht beeinflußt, d. h. der hydraulische Antrieb 1 kann schnell gestartet werden. Das Gleiche gilt für das oben beschriebene zweite Ausführungsbeispiel.

Möglichkeiten der gewerblichen Anwendbarkeit

Wie von der vorhergehenden detaillierten Beschreibung deutlich, und gemäß der vorliegenden Erfindung, sind die Rückschlagventile in der Art besonderer Stellung zu den Überdruckventilen angeordnet, daß der Öldruckstrom aus der Druckquelle zu jedem der Überdruckventile und den Rückschlagventilen durch ihr Öffnen beschränkt wird, um dadurch Niederdruckausgleichsfunktionen der entsprechenden Überdruckventile zu unterdrücken. Daraus folgt, daß, wenn die Rückschlagventile durch den Öldruck aus der Druckquelle geöffnet werden, die Überdruckventile in einem geschlossenen Zustand gehalten werden können. Als eine Folge daraus, wird es möglich, Öldruck schnell dem Aktuator zuzuführen und den Aktuator mit einem sehr guten Ansprechverhalten in Drehbewegung zu versetzen. Dies leistet einen Beitrag, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit im Betrieb zu verbessern, den Aktuator mit Sicherheit davor zu bewahren, nach einer Niederdrucksausgleichsphase des Druckspeichers abrupt angetrieben zu werden, wie im Fall des Gegenstücks aus dem Stand der Technik.
Des weiteren sind die Rückschlagventile koaxial mit den entsprechenden Überdruckventilen angeordnet und, wenn geöffnet, in der Lage, die Einlässe der Überdruckventile zu verschließen, und es zu ermöglichen, den Öldruckstrom zu den Überdruckventilen beim Ventilöffnen zu begrenzen und dadurch Niederdruckausgleichsfunktionen der Überdruckventile zu unterdrücken. Die koaxiale Anordnung der Überdruck- und Rückschlagventile erlaubt diese Komponenten effizient in einem Gehäuse unterzubringen und den Aufbau des Bremsventils als ein Ganzes kompakt zu gestalten.

Claims

1. Bremsventil (51) mit

einem Gehäuse (52), in welchem selektiv verbindbar ein Paar Ölkanäle (53A, 53B) zwischen einer hydraulischen Druckquelle (3) und einem Aktuator (1) vorgesehen ist,

einem Ausgleichsventil (23), das innerhalb der Abschnitte (54A, 54B) der Ölkanäle (53A, 53B) an Stellen angeordnet ist, die näher an der hydraulischen Druckquelle (3) liegen,

einem Paar Überdruckventile (59A, 59B), das innerhalb der Abschnitte (55A, 55B) der Ölkanäle (53A, 53B) an Stellen angeordnet ist, die näher an dem Aktuator (1) liegen, wobei jedes einen Druckspeicher (69A, 6%) aufweist, um einen Ventilöffnungsdruck für eine vorherbestimmte Zeitdauer auf einem niedrigen Wert zu halten,

einem Paar Rückschlagventile (70A, 70B), das innerhalb von Abschnitten der Ölkanäle (53A, 53B) an Positionen zwischen einem der Überdruckventile (59A, 59B) und dem Ausgleichsventil (23) angeordnet ist, um hydraulische Druckströme von der Druckquelle (3) zu dem Aktuator (1) zuzulassen, während hydraulische Druckströme in der Gegenrichtung blockiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß

die Rückschlagventile (70A, 70B) in bestimmten Lagebeziehungen bezüglich der Überdruckventile (59A, 59B) derart angeordnet sind, daß der hydraulische Druckstrom der Druckquelle (3) zu dem entsprechenden Überdruckventil (59A, 59B) eingeschränkt ist, wenn das entsprechende Rückschlagventil (70A, 70B) geöffnet ist, um dadurch Entlastungstätigkeiten durch die Überdruckventile (59A, 59B) bei niedrigem Druck zu unterdrücken.

2. Bremsventil (51) mit

einem Paar Überdruckventile (59A, 59B), das innerhalb der Abschnitte (55A, 55B) der Ölkanäle (53A, 53B) an Stellen angeordnet ist, die näher an dem Aktuator (1) liegen, wobei jedes einen Druckspeicher (69A, 69B) aufweist, um einen Ventilöffnungsdruck für eine vorherbestimmte Zeitdauer auf einem niedrigen Wert zu halten,

einem Paar Rückschlagventile (70A, 70B, 81A, 81B), das innerhalb von Abschnitten der Ölkanäle (53A, 53B) an Positionen zwischen einem der Überdruckventile (59A, 59B) und dem Ausgleichsventil (23) angeordnet ist, um hydraulische Druckströme von der Druckquelle (3) zu dem Aktuator (1) zuzulassen, während hydraulische Druckströme in der Gegenrichtung blockiert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Rückschlagventile (70A, 70B) koaxial zu den entsprechenden Überdruckventilen (59A, 59B) angeordnet sind und, wenn sie geöffnet sind, im wesentlichen nahe dem Einlaß der entsprechenden Überdruckventile (59A, 59B) angeordnet sind, um dadurch Entlastungstätigkeiten durch die Überdruckventile (59A, 59B) bei niedrigem Druck zu unterdrücken.

3. Ein Bremsventil (51) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rückschlagventile (70A, 70B) an einem Ende, mit dem sie dem entsprechenden Überdruckventil (59A, 59B) gegenüberstehen, mit einem eingekerbten Abschnitt (73A, 73B) versehen sind.

4. Ein Bremsventil (51) nach Anspruch 1 oder 2, mit einem zylindrischen Drosselelement (82A, 82B), das eine radial angebrachte Verbindungsbohrung (85A, 85B) aufweist und verschiebbar in jedem der Rückschlagventile (81A, 81B) eingepaßt ist und das dem entsprechenden Überdruckventil (59A, 5%) gegenüberliegt, und einer Ventilfeder (86A, 86B), die zwischen dem Drosselelement (82A, 82B) und dem Rückschlagventil (81A, 81B) angeordnet ist, um das Drosselelement (82A, 82B) in Richtung des Überdruckventils (59A, 59B) zu drücken.