EP0815361A1 - Pipe breakage safety valve - Google Patents

Pipe breakage safety valve

Info

Publication number
EP0815361A1
EP0815361A1 EP96902996A EP96902996A EP0815361A1 EP 0815361 A1 EP0815361 A1 EP 0815361A1 EP 96902996 A EP96902996 A EP 96902996A EP 96902996 A EP96902996 A EP 96902996A EP 0815361 A1 EP0815361 A1 EP 0815361A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
pressure
piston
pipe rupture
consumer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP96902996A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0815361B1 (en
Inventor
Edmund Kraft
Günter FERTIG
Walter Kirsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Mannesmann Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann Rexroth AG filed Critical Mannesmann Rexroth AG
Publication of EP0815361A1 publication Critical patent/EP0815361A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0815361B1 publication Critical patent/EP0815361B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/01Locking-valves or other detent i.e. load-holding devices
    • F15B13/015Locking-valves or other detent i.e. load-holding devices using an enclosed pilot flow valve
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
    • Y10T137/86718Dividing into parallel flow paths with recombining
    • Y10T137/86759Reciprocating
    • Y10T137/86767Spool

Definitions

  • the present invention relates to a pipe rupture valve, in particular a brake check valve according to the preamble of patent claim 1.
  • Valves of this type are used, for example, as counterbalance shut-off valves for regulating the outflow of a consumer, for example a lifting cylinder, which is loaded by external forces, in order to prevent the consumer from leading the supply stream.
  • a lifting cylinder which is loaded by external forces
  • these valves take on the function of a leak-free, controlled check valve which firmly clamps the consumer in the respective position.
  • a brake check valve is known from the prior art according to DE-OS 32 39 930, which in a special embodiment is designed with a non-return valve that is forced to open.
  • This known brake / shut-off valve has a first hollow valve piston with an inner valve seat, which can be closed by means of a valve tappet pretensioned in the closed position.
  • the inner valve seat is connected to a first pump-side valve pressure connection via a first radial bore provided in the valve piston.
  • a second radial bore arranged behind the valve seat is connected via an annular channel to a further valve seat of the check valve, which blocks a second consumer-side valve pressure connection.
  • a pressure relief valve is integrated in the check valve.
  • the valve piston mentioned above also has additional small-diameter radial bores directly in front of the inner valve seat and is biased by a spring into a position in which a connection between the ring channel and the small-diameter radial bores is interrupted.
  • a hydraulic fluid flows from the first valve pressure connection through the valve piston, the inner valve seat, the annular channel, the valve seat of the check valve to the second valve pressure connection and is conducted from there to the consumer. If the load is to be held in a certain position, the check valve is pressed onto the valve seat by a spring when the pump pressure is reduced, as a result of which the hydraulic pressure is clamped at the second valve pressure connection and thus in the consumer.
  • valve piston and the piston of the check valve are moved by the pressure in a control pressure line against the respective biasing springs, with a fluid connection between the second valve pressure connection via the now positively opened valve seat of the check valve, the rink channel as well as the small-diameter radial bores and the first valve pressure connection, which in this case is connected to a tank via an external directional valve.
  • This valve has a hollow valve piston which is biased against a valve seat connecting two valve pressure connections by means of a spring which is located in a spring chamber.
  • a spring which is located in a spring chamber.
  • the valve piston there is also an internal pilot seat valve, which is actuated by means of a control pressure. can be positively opened.
  • the brake / shut-off valve is connected in parallel to a non-return valve arranged in a pressure line leading to the consumer with its two connections, the spring pressure being permanently applied to the Federau.
  • the pressure connection located upstream of the check valve is acted upon by a pump pressure which is increased in relation to the load pressure prevailing in the connection downstream of the check valve in accordance with the force of the spring in the check valve, the valve piston being actuated both by the piston spring, as is pressed onto the valve seat by the load pressure prevailing in the spring chamber.
  • the external check valve closes, while the valve piston of the brake / shut-off valve continues to be held in the closed position and the pump-side valve connection is essentially depressurized.
  • the actuating ⁇ is actuated piston for opening the internal pilot seat valve, whereby the pressure is released in the spring chamber.
  • the valve piston from the valve seat ⁇ is lifted and released the consumer pressure in a tank.
  • the varying level of pressure at the pump-side valve connection has a disadvantageous effect on the control of the valve piston.
  • the housing of the brake / check valve, in particular the spring chamber must be solid and particularly fluid-tight, since it is permanently exposed to the load pressure and must therefore withstand it.
  • the pipe rupture protection valve has a servo valve which has at least two internal pressure connections and a valve piston which is prestressed by a prestressing spring into a first position which separates the pressure connections.
  • the valve piston is designed with a first control edge, by means of which one of the pressure connections can be closed.
  • a second control edge is provided at an axial distance from the first control edge, which seals the biasing spring against the pressure connections.
  • the first control edge is formed by a valve plate which can be brought into contact with a valve seat forming a pressure connection by the spring prestressing force.
  • the valve seat is formed by a sleeve which is inserted into a receiving bore drilled in the housing of the pipe rupture safety valve. This design enables the servo valve to be preassembled completely and therefore cost-effectively before it is inserted into the pipe rupture protection valve.
  • the second control edge is formed by an annular collar formed on the valve piston, which serves as a sliding bearing, with a further annular collar between the first and the second control edge is provided directly adjacent to the first control edge and also serves to slide the valve piston.
  • the second control edge which is formed in one piece on the valve piston, is assigned two functions, which simplifies the overall structure of the control piston.
  • the pipe rupture safety valve has a valve connection which can be optionally connected to a pump or a tank, and a consumer connection which are connected to one another via a pressure supply channel with an intermediate pressure / feed valve to which a return channel is connected in parallel, in which the servo valve is interposed.
  • the integral arrangement of the combined pressure / feed valve not only simplifies the duct routing within the pipe rupture safety valve but also its assembly, so that this also saves costs.
  • the further measure is given to form a cavity on a side of the valve piston opposite the biasing spring, which cavity is separated from an annular collar arranged in one piece on the valve piston against a consumer chamber carrying the working pressure.
  • the cavity is connected to the consumer chamber via a throttle point, preferably formed by the annular collar, wherein according to claim 12 the cavity is connected to a leakage line via a channel in which a pilot seat valve is located.
  • the channel within the valve piston is designed as an axially extending through-bore, the valve piston for its axial displacement being engageable with an actuating piston which, prior to engagement, places the pilot seat valve arranged in the valve piston in an open position brings to relieve the pressure within the cavity in the leakage line.
  • FIG. 1 shows the circuit diagram of a brake / check valve as a pipe rupture safety valve according to the invention
  • FIG. 2 shows a first constructive embodiment of a brake / blocking valve according to the invention in a position which pressurizes the consumer, the valve piston being pressed onto its valve seat by a biasing spring as well as by the load pressure,
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the embodiment according to FIG. 1 in the same position
  • Fig. 4 shows a second constructive embodiment of the invention in a position pressurizing the consumer, the valve piston being pressed onto the valve seat solely by the biasing spring.
  • the basic design of the brake / shut-off valve as a pipe rupture safety valve has an integrated servo valve 1 with at least two internal pressure connections 2, 3 and a valve piston 4, which by means of a prestressing spring 5 into a first one two pressure connections 2, 3 separating position is biased.
  • the valve piston 4 is provided for this purpose with a valve disc 6 designed as a conical section, which is pressed onto a valve seat 7 via the biasing spring 5.
  • a seal in this case in the form of an annular collar 8, is provided on the valve piston 4 at an axial distance from the conical section 6 closing the first pressure connection 2, which seals the biasing spring 5 with respect to the two pressure connections 2, 3.
  • a spring chamber 9 which receives the biasing spring 5 and is therefore pressure-free is connected to a separate tank connection L via an additional leak oil line 10.
  • the servo valve 1 is interposed in a return channel 11 formed in the brake / blocking valve, which connects a valve connection V on the consumer side to a further valve connection A, which in turn An external, not shown directional control valve can optionally be connected to a pump or a tank.
  • the servo valve 1 is designed for actuation by means of a control pressure which can be applied to the brake / shut-off valve via an external control connection P s _.
  • a servo valve 1 in particular bypassing or bridging its pressure connection 2, is also formed, in which, according to the invention, a combined, pilot-controlled pressure / feed valve 13 is interposed, as described, for example, by the applicant under the Designation "MHDBN 22K" is distributed and thus belongs to the prior art.
  • a measuring Termination M is provided for a pressure sensor which is connected directly to the connection V or can be used as a connection for a compensation line in double cylinders.
  • FIG. 2 With regard to the structural design of the brake / blocking valve according to the invention, in particular its servo valve 1 according to a first exemplary embodiment, reference is now made to FIG. 2.
  • the measurement connection M is connected via a first channel 14 to a consumer chamber 15 formed in a valve housing, from which a bore 16 leads to the consumer connection V according to FIG.
  • the consumer chamber 15 or the bore 16 is penetrated essentially at right angles by a further valve housing bore for receiving the servo valve 1, which runs through the entire valve housing and is quasi divided into two by the consumer chamber 15.
  • a sleeve 17 is fitted in a fluid-tight manner in the right-hand part of the bore according to FIG. 2, which serves for the sliding bearing of the valve piston 4 and which forms the valve seat 7 at its end opening into the consumer chamber 15.
  • this sleeve 17 is pressed against a shoulder in the valve housing bore by means of a bushing 18 screwed into the valve housing with an inner bore diameter larger than the sleeve 17, as a result of which the sleeve 17 is axially fixed .
  • the bushing 18 forms the spring chamber 9 mentioned at the outset, which is closed off from the outside by an end wall of the bushing 18.
  • the control pressure connection P st is formed for a control pressure line, via which an actuating piston 19, which is mounted in the bushing 18, can be actuated via the control pressure.
  • a sleeve 20 with an inside diameter equal to that of the right sleeve 17 is also screwed into the left-hand bore part according to FIG. 2 and is countered by a hollow screw 21, the left-hand bore part being inserted into the hollow screw by means of an adjusting screw.
  • turned blind plug (not shown) is sealed from the environment.
  • the valve piston 4 is extended through the consumer chamber 15 into the left-hand sleeve 20 and is slidably supported within the sleeve 20 via an annular collar 22 formed on the valve piston 4, a cavity 23 being formed between the blind plug and the left-hand annular collar 22 within the sleeve 20 .
  • a connecting channel 24 provided with a throttle function is spirally screwed in on the lateral surface of the annular collar 22, which ensures that the pressure currently prevailing in the consumer chamber 15 gradually builds up in the cavity 23 via the connecting channel 24 and thus the valve tilkolben 4 and thus the opposite cone section 6 presses against the valve seat 7.
  • valve piston 4 is also slidably supported in the right sleeve 17 according to FIG. 2, the support points here being due to the annular collar 8 serving as a seal and another annular collar 25 of the valve piston directly adjoining the cone section 6 4 are formed.
  • This second annular collar 25 arranged on the conical section 6 has axial notches 26 on its outer surface, which are open in the direction of the sealing annular collar 8 and serve as so-called fine control grooves.
  • the sleeve 17 is provided with a plurality of radial bores 27, which lie in a circular plane and can be separated by the conical section 6 from the consumer chamber 15, and which open into an outer annular channel 28 screwed into the sleeve 17, which is connected to the Valve connection A leading, schematically shown return channel 11 is fluid-connected.
  • a further radial drain hole 29 is provided in the sleeve 17, which leads into the leak oil line 10 and thus the spring chamber 9 connects the leak oil line 10 and the leak oil connection L.
  • the position of the drain hole 29 is selected such that in each position of the valve piston 4, a separation of the drain bore 29 from the return channel 11 leading to the valve port A through the sealing ring collar 8 and at the same time a permanent connection of the drain bore 29 to the spring chamber 9 is ensured.
  • the right end portion of the valve piston 4 according to FIG. 2 is extended by an extension 30 axially screwed or screwed into the valve piston into the spring chamber 9 of the sleeve 18, which is radially expanded at the right outer extension end to form an annular spring seat 31 on which the biasing spring 5 arranged around the valve piston extension 30 is supported at one end.
  • the other end of the spring 5 is supported on the right end face of the sleeve 17 itself, whereby the valve piston 4 is biased to the right with respect to the sleeve 17 according to FIG. 2 and thus the conical section 6 prevail with the support of the cavity 23 in the left-hand side the pressure on the valve seat 7 is pressed.
  • the valve piston 4 and the extension 30 are provided with an inner, axial through bore 32 which connects the left-hand cavity 23 with the spring chamber 9.
  • This through bore 23 is at the left end portion of the valve piston extension 30, i.e.
  • a pilot valve 33 in seat construction with a closing element 34 is arranged, which is pressed by means of a spring, supported by the pressure in the left-hand cavity 23, onto an inner valve seat and by means of the actuating piston 19 via two in the Through hole 32 of the valve piston extension 30 additionally supported spacer pins 35 can be brought into an open position.
  • the valve seat of the pilot valve 33 is connected to the spring chamber 9 via a radial bore in the valve piston extension 30.
  • a further receiving bore (not shown in FIG. 2) for the commercially available combined pressure / feed valve 13 is formed in the valve housing For reasons of better comprehensibility, it is only shown as a switching symbol.
  • the pilot-controlled pressure / feed valve 13 is interposed in the pressure feed channel 12, which branches off between the return port 11 between the valve connection A and the servo valve 1 and bypasses the pressure port 2 of the servo valve 1 opens into the consumer chamber 15.
  • the pilot-controlled pressure / feed valve 13 accordingly forms a check valve opening towards the consumer chamber 15, which is held in the closed position on a control side by a biasing spring and can be brought into the open position by a pump pressure introduced via the valve connection A.
  • this check valve is combined with a pilot-controlled pressure limiting valve which is controlled by the pressure in the consumer chamber via an internal control line and which releases the pressure in the consumer chamber 15 into the return line 11 when a predetermined limit value is exceeded.
  • hydraulic fluid flows through the pressure connection A and opens the check valve of the combined pressure / Einspeisungsventil ⁇ 13 against the force of the biasing spring and passes through the Druck ⁇ supply channel 12 and the inner consumer chamber 15 of the brake / lock valve to the consumer port V, to which a consumer line, not shown, is connected.
  • the conical section 6 of the valve piston 4 is firmly seated by the biasing force of its biasing spring 5 its valve seat 7, the ring collar 8 acting as a seal on the valve piston 4 separating the spring chamber 9 from the return channel 11, which is now also under pump pressure, so that no hydraulic fluid can escape through the spring chamber 9 and the subsequent leakage oil connection L.
  • the pump pressure is simply reduced, as a result of which the check valve of the combined pressure feed valve 13 moves into the closed position.
  • the consumer pressure from the consumer chamber 15 has built up in the left-hand cavity 23 according to FIG. 2 via the connecting channel 24 acting as a throttle, this now due to the pressure drop at the valve connection A and thus in the return channel 11 acts on the valve piston 4 and, owing to the force imbalance now prevailing, presses its cone section 6 onto its valve seat 7 in addition to the spring force. In this way it is ensured that the consumer remains in its position without oil leakage.
  • the pressure / feed valve which now functions as a pilot-operated pressure relief valve opens 13 to release a certain amount of hydraulic fluid from the consumer chamber 15 into the now depressurized return duct 11. If the hydraulic pressure in the consumer is now to be reduced, for example for lowering a load, a control pressure is applied via the control pressure connection P s _ in the bush 18 arranged on the right-hand side according to FIG.
  • the pressurizing surface on the cone section 6 is essentially identical to the ring collar 22 on the left side, so that the compressive forces acting thereon from the consumer chamber 15 virtually cancel each other out.
  • the actuating piston now moves further to the left, it rests on the right-hand end face of the valve piston 4 or the extension 30 and displaces the valve piston 4 against the bias force of the biasing spring 5, which now acts alone.
  • the cone section 6 is removed from its valve seat 7 lifted off, so that the pressure prevailing in the consumer and thus in the consumer chamber 15 can be released via the return duct 11 to the valve connection A and from there to the tank, not shown.
  • the maximum displacement path of the valve piston 4 in the left-hand direction is limited by the blind plug designed as an adjusting screw. Furthermore, the dosage of the flowing hydraulic fluid can be exactly determined or set, since the force for displacing the valve piston 4 according to the above description, independent of the consumer pressure, is exclusively proportional to the spring force of the biasing spring 9. This metering accuracy is additionally improved by the arrangement of the fine control grooves 26, which allow a greater displacement tolerance.
  • the formation of the cavity 23 on the left-hand end of the valve piston 4 according to FIG. 2 (on the valve piston side opposite the spring chamber) also offers the guarantee of the functional maintenance of the brake / blocking valve also in the event that the biasing spring 5 of the valve piston 4 is broken.
  • the closing element 34 of the pilot control valve 33 arranged in the valve piston 4 is closed due to the biasing force of the seat valve internal biasing spring, whereby a pressure correspondingly gradually increases in the cavity 23 in question builds up the pressure in the consumer chamber 15.
  • This pressure acts on the left-hand end face of the valve piston 4 and shifts it in the rightward direction due to the still existing force imbalance at the cone section 6.
  • the cone section 6 can be brought back into the closed position and thus the connection of the consumer connection V to the valve connection A can be interrupted.
  • the valve piston extension 30, because it is not loaded with a hydraulic pressure can be manufactured from a material that is less resilient and therefore less expensive.
  • the pressure / feed valve 13 could be arranged externally or replaced by a separate check valve in connection with a pressure limiting valve.
  • the collar 22 could simply have a larger play in the sleeve 20 are used, whereby a gap with a comparable effect would form between the two components. Similar change options are also available in the exemplary embodiments described below, so that this will not be discussed in more detail below.
  • the inner pilot seat valve 33 in this embodiment according to the invention is located on the left end section of the valve piston 4 within the consumer chamber 15, with a push rod 36 in the inner through-bore for actuating the valve 33 by the adjusting piston 18 32 of the valve piston 4 is retracted and spring-biased to the right according to FIG. 3.
  • the pilot seat valve 33 in this case consists of the closing element 34, which is preloaded on a valve seat and can be displaced in the opening direction by the push rod 36 via an interposed spacer pin 37.
  • the closing element 34 is supported in an outer sleeve 38 forming the valve seat, which is in turn axially displaceably mounted in the valve piston 4 and can be actuated directly by the push rod 36.
  • the sleeve 38 has an outer shoulder, which comes into engagement with a corresponding shoulder in the through bore 32 of the valve piston 4 for an axial displacement limitation in the spring preload direction.
  • the sleeve 38 is pressed by a prestressing spring of the closing element 34 via the valve seat against the shoulder in the through bore 32 and can be lifted off the latter by an axial displacement of the push rod 36.
  • the valve piston 4 is provided with radial bores 39 which connect between see the consumer chamber 15 and the inner through bore 32 of the valve piston 4.
  • the closing element 34 of the pilot seat valve 33 is also held in the closed position, in which the connection between the left cavity 23 and the spring chamber 9 is interrupted.
  • the outer sleeve 38 is also applied to the shoulder in the inner through bore
  • valve seat 7 of the cone section 6, i.e. the inside diameter of the three ring bundles 8, 22, 25, which each have the same inside diameters of the right and left sleeves 17, 20 for mounting the valve piston 4, are radially expanded by a large-diameter boring, with the Valve seats 7 form an annular space 40 between the cone section 6 and the right sleeve 25 supporting the valve piston 4.
  • annular space 40 lead a number of obliquely outwardly extending bores 41, which open into the inner through bore 32 of the valve piston 4 and in the closed state of the cone section 6 or the pilot seat valve
  • This outer sleeve 38 has on its outer surface a recess 42 of a width corresponding to the axial spacing of the radial and oblique bores 39, 41 of the valve piston 4, however the recess 42 is arranged such that in closed position of the pilot seat valve 33 between the radial bores 39 and the oblique bores 41 there is no fluid connection.
  • the functions for pressurizing and clamping a consumer essentially correspond to those of the first Embodiment of FIG. 2, so that a new description is omitted at this point.
  • a control pressure is applied to the actuating piston 18 via the control pressure connection P st, as a result of which the push rod 36 within the valve piston 4 according to FIG. 3 is shifted to the left.
  • the closing element 34 of the pilot seat valve 33 is first lifted off its valve seat, whereby the hydraulic pressure in the left-hand cavity 23 is released via the valve seat, the inner through bore 32 of the valve piston 4 and the spring chamber 9 into the leak oil line 10.
  • the relevant pressure application area of the cone section 6 pointing towards the consumer chamber 15 is also larger than the corresponding contact area of the left-hand annular collar 22 formed on the valve piston 4, so that a resulting residual pressure force is dependent on the consumer pressure the cone section 6 acts in the closing direction.
  • FIG. 4 A further exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 4, only the differences existing from the first exemplary embodiment being described in more detail below.
  • the valve piston 4 has no internal pilot seat valve, whereas the left-hand cavity 23 has an anet connection with the right-hand spring chamber 9 via the through bore 32 in the valve piston 4.
  • the reason for this is that the left-hand cavity 23 is kept depressurized, the contact pressure between the conical section 6 and the valve seat 7 being determined exclusively from the spring force of the biasing spring 5 of the valve piston 4.
  • valve piston 4 has a first annular collar 43 with an outer spiral groove 44 on its left end section according to FIG. 4, which is slidingly supported in a sleeve 45 fixed in the valve housing.
  • This sleeve 45 is closed at its end facing away from the consumer chamber 15 by a hollow truncated cone 46 which is fluid-tightly enclosed by a bushing 47 screwed into the valve housing and which is penetrated by the valve piston 4.
  • a shaft nut 48 is screwed on, which fixes a shaft ring 49, which is mounted in the truncated cone 46 and sealed against it by means of a seal 56, on a corresponding shoulder 50 on the valve piston 4, the shaft ring 49 serving as a support for the truncated cone 46 against the Sleeve 45 biasing spring 51 is used.
  • An annular space 52 formed between the truncated cone 46 and the valve piston 4 for receiving the biasing spring 51 is separated from the consumer chamber 15 by a second annular collar 53 of the valve piston 4, which is connected downstream of the first annular collar 43 mentioned above and which is located in the hollow cone butt 46 with sliding bearings and a spiral connecting groove 54 on its outer surface.
  • valve piston 4 If the valve piston 4 is now shifted to the left to open the valve seat 7 as shown in FIG. 4, the left-hand first annular collar 43 abuts after only a slight sliding against the truncated cone 46 and lifts it from the left-hand sleeve 45. As a result, hydraulic fluid can flow through the annular groove 44 on the lateral surface of the first annular collar 43 directly into the sleeve 47 surrounding the truncated cone 46, as a result of which the leakage is increased slightly. 4 moves to the right again in the closed position, the truncated cone 46 gradually comes back into contact with the left-hand sleeve 45 in order to close it off and thus reduce the leakage losses again.

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Abstract

The invention relates to a pipe breakage safety valve with an internal servo-valve (1) having a piston (4) which in one position on a control edge (6) blocks the connection between two internal pressure unions (2, 3) of the servo-valve. At an axial distance from said control edge, the valve piston has another control edge (8) which fluidtightly separates from the pressure unions a preloading spring (5) of the valve piston or a spring chamber (9) containing said spring.

Description

RohrbruchsicherungsventilPipe rupture valve
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rohrbruchsi¬ cherungsventil insbesondere ein Brems-Sperrventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a pipe rupture valve, in particular a brake check valve according to the preamble of patent claim 1.
Derartige Ventile werden beispielsweise als Senkbrems-Sperr- ventile zur Regelung des Ablaufstroms eines durch äußere Kräfte belasteten Verbrauchers beispielsweise eines Hubzylin¬ ders eingesetzt, um ein Vorauseilen des Verbrauchers bezüg¬ lich des Zulaufstroms zu verhindern. Gleichzeitig übernehmen diese Ventile für den Fall, daß sie als Sitzkolben ausgebil¬ det sind, die Funktion eines leckfrei absperrenden, den Ver¬ braucher in der jeweiligen Position fest einspannenden, ge¬ steuerten Rückschlagventils.Valves of this type are used, for example, as counterbalance shut-off valves for regulating the outflow of a consumer, for example a lifting cylinder, which is loaded by external forces, in order to prevent the consumer from leading the supply stream. At the same time, in the event that they are designed as seat pistons, these valves take on the function of a leak-free, controlled check valve which firmly clamps the consumer in the respective position.
Aus dem Stand der Technik gemäß der DE-OS 32 39 930 ist ein Brems-Sperrventil bekannt, welches in einem besonderen Aus¬ führungsbeispiel mit einem zwangszuöffnenden Rückschlagventil ausgebildet ist. Dieses bekannte Brems-/Sperrventil hat einen ersten hohlen Ventilkolben mit einem inneren Ventilsitz, der mittels eines in Schließstellung vorgespannten Ventilεtösels schließbar ist. Der innere Ventilsitz hat dabei Über eine im Ventilkolben vorgesehene erste Radialbohrung Verbindung mit einem ersten pumpenseitigen Ventildruckanschluß. Eine hinter dem Ventilsitz angeordnete zweite Radialbohrung ist über einen Ringkanal mit einem weiteren Ventilsitz des Rückschlag¬ ventils verbunden, welches einen zweiten verbraucherseitigen Ventildruckanschluß sperrt. In dem Rückschlagventil ist dabei ein Druckbegrenzungsventil integriert. Der vorstehend ge¬ nannte Ventilkolben weist darüberhinaus zusätzliche klein- durchmessrige Radialbohrungen unmittelbar vor dem inneren Ventilsitz auf und ist dabei mittels einer Feder in eine Stellung vorgespannt, in der eine Verbindung zwischen dem Ringkanal und den kleindurchmessrigen Radialbohrungen unter¬ brochen ist. Für das Heben einer Last strömt ein Hydraulikfluid vom ersten Ventildruckanschluß durch den Ventilkolben, den inneren Ven¬ tilsitz, den Ringkanal, den Ventilsitz des Rückschlagventils zum zweiten Ventildruckanschluß und wird von dort zum Ver¬ braucher geleitet. Soll die Last in einer bestimmten Position gehalten werden, wird bei einer Verringerung des Pumpendrucks das Rückschlagventil durch eine Feder auf den Ventilsitz ge¬ drückt, wodurch der Hydraulikdruck am zweiten Ventildruckan¬ schluß und damit im Verbraucher eingespannt wird. Für das Senken der Last, wird in diesem Ausführungsbeispiel der Ven¬ tilkolben sowie der Kolben des Rückschlagventils durch den Druck in einer Steuerdruckleitung gegen die jeweiligen Vor¬ spannfedern bewegt, wobei eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Ventildruckanschluß über den nun zwangsgeöffneten Ventilsitz des Rückschlagventils, den Rinkanal sowie den kleindurchmessrigen Radialbohrungen und dem ersten Ventil¬ druckanschluß hergestellt wird, der in diesem Fall über ein externes Wegeventil mit einem Tank verbunden ist.A brake check valve is known from the prior art according to DE-OS 32 39 930, which in a special embodiment is designed with a non-return valve that is forced to open. This known brake / shut-off valve has a first hollow valve piston with an inner valve seat, which can be closed by means of a valve tappet pretensioned in the closed position. The inner valve seat is connected to a first pump-side valve pressure connection via a first radial bore provided in the valve piston. A second radial bore arranged behind the valve seat is connected via an annular channel to a further valve seat of the check valve, which blocks a second consumer-side valve pressure connection. A pressure relief valve is integrated in the check valve. The valve piston mentioned above also has additional small-diameter radial bores directly in front of the inner valve seat and is biased by a spring into a position in which a connection between the ring channel and the small-diameter radial bores is interrupted. For the lifting of a load, a hydraulic fluid flows from the first valve pressure connection through the valve piston, the inner valve seat, the annular channel, the valve seat of the check valve to the second valve pressure connection and is conducted from there to the consumer. If the load is to be held in a certain position, the check valve is pressed onto the valve seat by a spring when the pump pressure is reduced, as a result of which the hydraulic pressure is clamped at the second valve pressure connection and thus in the consumer. For lowering the load, in this exemplary embodiment the valve piston and the piston of the check valve are moved by the pressure in a control pressure line against the respective biasing springs, with a fluid connection between the second valve pressure connection via the now positively opened valve seat of the check valve, the rink channel as well as the small-diameter radial bores and the first valve pressure connection, which in this case is connected to a tank via an external directional valve.
Aus der vorstehenden Beschreibung dieses Stands der Technik ist ersichtlich, daß aufgrund der notwendigerweise durch einen Steuerdruck jeweils zu betätigenden beiden Ventilkolben der gesamte Aufbau des Brems-/Sperrventils äußerst aufwendig ist, was zu relativ großen baulichen Abmessungen und darüber- hinaus zu erhöhten, leckagebedingten Druckverlusten führt.From the above description of this prior art it can be seen that, due to the two valve pistons which are necessarily to be actuated by a control pressure, the entire structure of the brake / blocking valve is extremely complex, which leads to relatively large structural dimensions and, in addition, to increased leakage-related pressure losses leads.
Aus der Überlegung heraus, Leckageverluste möglichst gering zu halten, ist auch ein gattungsgemäßes Brems-/Sperrventil entwickelt worden, wie es in der DE-OS 2 352 742 dargestellt ist, welches auch als der dem Erfindungsgegenstand am näch¬ sten kommende Stand der Technik erachtet wird.Based on the consideration of keeping leakage losses as low as possible, a generic brake / shut-off valve has also been developed, as shown in DE-OS 2 352 742, which is also considered to be the closest prior art to the subject of the invention becomes.
Dieses Ventil hat einen hohlen Ventilkolben, der gegen einen zwei Ventildruckanschlüsse verbindenden Ventilsitz mittels einer Feder vorgespannt ist, die sich in einem Federraum be¬ findet. In dem Ventilkolben befindet sich ferner ein internes Vorsteuersitzventil , welches mittels eines Steuerdruck-betä- tigbaren Stellkolbens zwangsgeöffnet werden kann. Das Brems- /Sperrventil ist dabei zu einem in einer zum Verbraucher füh¬ renden Druckleitung angeordneten Rückschlagventil mit seinen beiden Anschlüssen parallelgeschaltet, wobei der Federau permanent mit dem Lastdruck beaufschlagt ist.This valve has a hollow valve piston which is biased against a valve seat connecting two valve pressure connections by means of a spring which is located in a spring chamber. In the valve piston there is also an internal pilot seat valve, which is actuated by means of a control pressure. can be positively opened. The brake / shut-off valve is connected in parallel to a non-return valve arranged in a pressure line leading to the consumer with its two connections, the spring pressure being permanently applied to the Federau.
Beim Heben einer Last wird der stromauf des Rückschlagventils befindliche Druckanschluß von einem Pumpendruck beaufschlagt, der gegenüber dem in dem stromab des Rückschlagventils be¬ findlichen Anschluß herrschenden Lastdruck entsprechend der Kraft der Feder im Rückschlagventil erhöht ist, wobei der Ven¬ tilkolben sowohl durch die Kolbenfeder, wie auch durch den im Federraum herrschenden Lastdruck auf den Ventilsitz gepreßt wird. Soll die Last in einer Position gehalten werden, schließt sich das externe Rückschlagventil, während der Ven¬ tilkolben des Brems-/Sperrventils weiterhin in Schließstellung gehalten und damit der pumpenseitige Ventilanschluß im wesent¬ lichen drucklos wird. Für das Senken der Last wird der Stell¬ kolben zum Öffnen des internen Vorsteuersitzventils betätigt, wodurch sich der Druck im Federraum entspannt. Bei weiterer Betätigung des Stellkolbens wird der Ventilkolben vom Ventil¬ sitz abgehoben und damit der Verbraucherdruck in einen Tank entlassen.When a load is lifted, the pressure connection located upstream of the check valve is acted upon by a pump pressure which is increased in relation to the load pressure prevailing in the connection downstream of the check valve in accordance with the force of the spring in the check valve, the valve piston being actuated both by the piston spring, as is pressed onto the valve seat by the load pressure prevailing in the spring chamber. If the load is to be held in one position, the external check valve closes, while the valve piston of the brake / shut-off valve continues to be held in the closed position and the pump-side valve connection is essentially depressurized. For lowering the load the actuating ¬ is actuated piston for opening the internal pilot seat valve, whereby the pressure is released in the spring chamber. Upon further actuation of the actuating piston, the valve piston from the valve seat ¬ is lifted and released the consumer pressure in a tank.
Es hat sich gezeigt, daß sich bei dieser Ventilausführung die variierende Höhe des Drucks an dem pumpenseitigen Ventilan¬ schluß nachteilig auf die Steuerung des Ventilkolbens aus¬ wirkt. Außerdem muß das Gehäuse des Brems-/Sperrventils ins¬ besondere der Federraum massiv und besonders fluiddicht aus¬ gebildet sein, da er permanent dem Lastdruck ausgesetzt ist und demnach diesem standhalten muß.It has been shown that with this valve design, the varying level of pressure at the pump-side valve connection has a disadvantageous effect on the control of the valve piston. In addition, the housing of the brake / check valve, in particular the spring chamber, must be solid and particularly fluid-tight, since it is permanently exposed to the load pressure and must therefore withstand it.
Angesichts dieses letztgenannten Stands der Technik ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bre ε- /Sperrventil vorzugsweise als Rohrbruchsicherungsventil zu schaffen, welches einen einfacheren und kostengünstigeren Aufbau aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Rohrbruchsicherungsventil mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Demzufolge hat das erfindungsgemäße Rohrbruchsicherungsventil ein Servoventil, das zumindest zwei interne Druckanschlüsse sowie einen Ventilkolben aufweist, welcher durch eine Vorspannfeder in eine erste, die Druckanschlüsse trennende Stellung vorgespannt ist. Hierfür ist der Ventilkolben mit einer ersten Steuerkante ausgebildet, mittels der einer der Druckanschlüsse verschließbar ist. In einem Axialabstand zur ersten Steuerkante ist dabei eine zweite Steuerkante vorgesehen, welche die Vorspannfeder gegenüber den Druckanschlüssen abdichtet. Durch diese besondere Maßnahme kann das Gehäuse des Rohrbruchsicherungsventils insbesondere im Bereich der Vorspannfeder sowie die in diesem Gehäusebereich vorgesehenen Dichtungen relativ schwach ausgelegt werden, da diese nicht unmittelbar dem das Ventil beaufschlagenden Arbeitsdruck ausgesetzt sind. Somit können Kosteneinsparungen in Bezug auf Materialwahl und konstruktiver Auslegung erzielt werden.In view of this last-mentioned prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a Bre ε / shut-off valve, preferably as a pipe rupture protection valve, which has a simpler and less expensive construction. This object is achieved by the pipe rupture valve with the features specified in claim 1. Accordingly, the pipe rupture protection valve according to the invention has a servo valve which has at least two internal pressure connections and a valve piston which is prestressed by a prestressing spring into a first position which separates the pressure connections. For this purpose, the valve piston is designed with a first control edge, by means of which one of the pressure connections can be closed. A second control edge is provided at an axial distance from the first control edge, which seals the biasing spring against the pressure connections. This special measure allows the housing of the pipe rupture safety valve to be designed relatively weak, in particular in the area of the prestressing spring and the seals provided in this area of the housing, since these are not directly exposed to the working pressure acting on the valve. Cost savings in terms of material selection and design can be achieved.
Eine Weiterbildung des Erfindungsgegenstands nach den Ansprüchen 2 und 3 sieht vor, daß die erste Steuerkante durch einen Ventilteller gebildet wird, der mit einem den einen Druckanschluß ausbildenden Ventilsitz durch die Federvorspannkraft in Anlage bringbar ist. Hierbei wird der Ventilsitz durch eine Hülse ausgebildet, die in eine in das Gehäuse des Rohrbruchsicherungsventils gebohrte Aufnahmebohrung eingesetzt ist. Diese Konstruktion ermöglich quasi ein vollständiges und damit kostengünstiges Vormontieren des Servoventils, bevor es in das Rohrbruchsicherungsventil eingesetzt wird.A further development of the subject of the invention according to claims 2 and 3 provides that the first control edge is formed by a valve plate which can be brought into contact with a valve seat forming a pressure connection by the spring prestressing force. Here, the valve seat is formed by a sleeve which is inserted into a receiving bore drilled in the housing of the pipe rupture safety valve. This design enables the servo valve to be preassembled completely and therefore cost-effectively before it is inserted into the pipe rupture protection valve.
Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 4 wird die zweite Steuerkante von einem am Ventilkolben ausgebildeten Ringbund gebildet, der als ein Gleitlager dient, wobei zwischen der ersten und der zweiten Steuerkante ein weiterer Ringbund unmitterbar an der ersten Steuerkante angrenzend vorgesehen ist, der ebenfalls zur Gleitführung des Ventilkolbens dient. Somit werden der zweiten, am Ventilkolben einstückig ausgebildeten Steuerkante zwei Funktionen übertragen, wodurch sich der gesamte Aufbau des Steuerkolbens vereinfacht.According to the development according to claim 4, the second control edge is formed by an annular collar formed on the valve piston, which serves as a sliding bearing, with a further annular collar between the first and the second control edge is provided directly adjacent to the first control edge and also serves to slide the valve piston. Thus, the second control edge, which is formed in one piece on the valve piston, is assigned two functions, which simplifies the overall structure of the control piston.
Die Weiterbildung nach Anspruch 6 sieht desweiteren vor, daß das Rohrbruchsicherungsventil einen wahlweise mit einer Pumpe oder einem Tank verbindbaren Ventilanschluß, sowie einen Verbraucheranschluß hat, die über einen Druckzuführkanal mit einem zwischengeschalteten Druck-/Einspeiseventil miteinander verbunden sind, zu dem ein Rückführkanal parallelgeschaltet ist, in den das Servoventil zwischengeschaltet ist. Die integrale Anordnung des kombinierten Druck-/Einspeiseventils vereinfacht nicht nur die Kanalführung innerhalb des Rohrbruchsicherungsventils sondern auch dessen Zusammenbau, sodaß auch hierdurch Kosten gespart werden.The development according to claim 6 further provides that the pipe rupture safety valve has a valve connection which can be optionally connected to a pump or a tank, and a consumer connection which are connected to one another via a pressure supply channel with an intermediate pressure / feed valve to which a return channel is connected in parallel, in which the servo valve is interposed. The integral arrangement of the combined pressure / feed valve not only simplifies the duct routing within the pipe rupture safety valve but also its assembly, so that this also saves costs.
In Anspruch 10 ist die weitere Maßnahme angegeben, auf einer der Vorspannfeder gegenüberliegenden Seite des Ventilkolbens einen Hohlraum auszubilden, der von einem am Ventilkolben einstückig angeordneten Ringbund gegen eine den Arbeitsdruck führende Verbraucherkammer abgetrennt ist. Hierbei ist der Hohlraum nach Anspruch 11 über eine vorzugsweise durch den Ringbund ausgebildete Drosselstelle mit der Verbraucherkammer verbunden, wobei nach Anspruch 12 der Hohlraum eine Leckageleitung über einen Kanal angeschlossen ist, in dem ein Vorsteuersitzventil sitzt. Durch diese Maßnahme kann die Federkraft der Vorspannfeder für das Schließen des ersten Druckanschlusses durch einen im Hohlraum sich aufbauenden Druck erhöht werden. Darüberhinaus wird eine Art Funktionssicherung des Rohrbruchsicherungsventils im Fall eines Zerbrechens der Vorspannfeder geschaffen, da der Druck innerhalb des Hohlraums groß genug ist, den Ventilkolben alleine in seine Schließstellung zu verschieben. Nach Anspruch 13 ist es weiterhin vorgesehen, daß der Kanal innerhalb des Ventilkolbens als eine axial verlaufende Durchgangsbohrung ausgebildet ist, wobei der Ventilkolben für dessen axialer Verschiebung mit einem Stellkolben in Eingriff bringbar ist, der zeitlich vor dem Ineingriffkommen das im Ventilkolben angeordnete Vorsteuersitzventil in eine Offenstellung bringt, um den Druck innerhalb des Hohlraums in die Leckageleitung zu entspannen. Es liegt auf der Hand, daß durch dieses Zusammenwirken der genannten Bauelemente der konstruktive Aufwand verringert wird, sodaß hierdurch ebenfalls zur Senkung der Herstellugskosten beigetragen werden kann.In claim 10, the further measure is given to form a cavity on a side of the valve piston opposite the biasing spring, which cavity is separated from an annular collar arranged in one piece on the valve piston against a consumer chamber carrying the working pressure. Here, the cavity is connected to the consumer chamber via a throttle point, preferably formed by the annular collar, wherein according to claim 12 the cavity is connected to a leakage line via a channel in which a pilot seat valve is located. As a result of this measure, the spring force of the prestressing spring for closing the first pressure connection can be increased by a pressure building up in the cavity. In addition, a kind of functional protection of the pipe rupture safety valve is created in the event of a breakage of the pretensioning spring, since the pressure within the cavity is large enough to move the valve piston alone into its closed position. According to claim 13, it is further provided that the channel within the valve piston is designed as an axially extending through-bore, the valve piston for its axial displacement being engageable with an actuating piston which, prior to engagement, places the pilot seat valve arranged in the valve piston in an open position brings to relieve the pressure within the cavity in the leakage line. It is obvious that the constructive effort is reduced by this interaction of the above-mentioned components, so that this can also contribute to lowering the manufacturing costs.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge¬ genstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the remaining subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausfüh¬ rungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Brems-/Sperrventils als Rohrbruchsicherungsventil gemäß der Erfindung,1 shows the circuit diagram of a brake / check valve as a pipe rupture safety valve according to the invention,
Fig. 2 zeigt ein erstes konstruktives Ausführungsbeispiel ei¬ nes erfindungsgemäßes Brems-/Sperrventils in einer den Ver¬ braucher druckbeaufschlagenden Stellung, wobei der Ventilkol¬ ben sowohl durch eine Vorspannfeder wie auch durch den Last¬ druck auf seinen Ventilsitz gedrückt wird,2 shows a first constructive embodiment of a brake / blocking valve according to the invention in a position which pressurizes the consumer, the valve piston being pressed onto its valve seat by a biasing spring as well as by the load pressure,
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Ausführungs¬ beispiels nach Fig. 1 in gleicher Stellung,3 shows an alternative embodiment of the embodiment according to FIG. 1 in the same position,
Fig. 4 zeigt ein zweites konstruktives Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer den Verbraucher druckbeaufschlagenden Stellung, wobei der Ventilkolben ausschließlich durch die Vorspannfeder auf den Ventilsitz gepreßt wird. Gemäß der Fig. 1 hat das Brems-/Sperrventil als Rohrbruchsi¬ cherungsventil in seinem grundsätzlichen Aufbau ein inte¬ griertes Servoventil 1 mit zumindest zwei internen Druckan¬ schlüssen 2, 3 sowie einem Ventilkolben 4, welcher durch eine Vorspannfeder 5 in eine erste, die zwei Druckanschlüsse 2, 3 trennende Stellung vorgespannt ist. Wie aus der Fig. 2 ent¬ nommen werden kann, ist der Ventilkolben 4 hierfür mit einem als Kegelabschnitt ausgebildeten Ventilteller 6 versehen, der über die Vorspannfeder 5 auf einen Ventilsitz 7 gedrückt wird. Am Ventilkolben 4 ist erfindungsgemäß in einem Axialab¬ stand zum, den ersten Druckanschluß 2 verschließenden Kegel¬ abschnitt 6 eine Dichtung, in diesem Fall in Form eines Ring¬ bunds 8 vorgesehen, der die Vorspannfeder 5 gegenüber den beiden Druckanschlüssen 2, 3 abdichtet. Ein die Vorspannfeder 5 aufnehmender und somit druckfreier Federraum 9 ist dabei über eine zusätzliche Leckölleitung 10 mit einem separaten Tankanschluß L verbunden.Fig. 4 shows a second constructive embodiment of the invention in a position pressurizing the consumer, the valve piston being pressed onto the valve seat solely by the biasing spring. According to FIG. 1, the basic design of the brake / shut-off valve as a pipe rupture safety valve has an integrated servo valve 1 with at least two internal pressure connections 2, 3 and a valve piston 4, which by means of a prestressing spring 5 into a first one two pressure connections 2, 3 separating position is biased. As can be seen from FIG. 2, the valve piston 4 is provided for this purpose with a valve disc 6 designed as a conical section, which is pressed onto a valve seat 7 via the biasing spring 5. According to the invention, a seal, in this case in the form of an annular collar 8, is provided on the valve piston 4 at an axial distance from the conical section 6 closing the first pressure connection 2, which seals the biasing spring 5 with respect to the two pressure connections 2, 3. A spring chamber 9 which receives the biasing spring 5 and is therefore pressure-free is connected to a separate tank connection L via an additional leak oil line 10.
Wie insbesondere in der Fig. 1 gezeigt wird, ist das Servo¬ ventil 1 in einen im Brems-/Sperrventil ausgebildeten Rück¬ laufkanal 11 zwischengeschaltet, der einen Verbraucher-seiti- gen Ventilanschluß V mit einem weiteren Ventilanschluß A ver¬ bindet, der wiederum über ein externes, nicht weiter gezeig¬ tes Wegeventil wahlweise an eine Pumpe oder einen Tank an¬ schließbar ist. Das Servoventil 1 ist erfindungsgemäß für eine Betätigung mittels eines Steuerdrucks ausgelegt, der über einen externen Steueranschluß Ps_ an das Brems- /Sperrventil anlegbar ist. Parallel zum Rücklaufkanal 11 ist desweiteren ein das Servoventil 1 insbesondere dessen Druck¬ anschluß 2 umgehender, bzw. überbrückender Zuführkanal 12 ausgebildet, in dem erfindungsgemäß ein kombiniertes, vorge¬ steuertes Druck-/Einspeisungsventil 13 zwischengeschaltet ist, wie es beispielsweise von der Anmelderin unter der Be¬ zeichnung "MHDBN 22K" vertrieben wird und damit zum Stand der Technik zählt. Zur Überwachung der aktuellen Druckverhält¬ nisse am Verbraucheranschluß V ist darüberhinaus ein Meßan- Schluß M für einen Drucksensor vorgesehen, der direkt mit dem Anschluß V verbunden oder als Anschluß für eine Ausgleichs¬ leitung bei Doppelzylindern verwendbar ist.As is shown in particular in FIG. 1, the servo valve 1 is interposed in a return channel 11 formed in the brake / blocking valve, which connects a valve connection V on the consumer side to a further valve connection A, which in turn An external, not shown directional control valve can optionally be connected to a pump or a tank. According to the invention, the servo valve 1 is designed for actuation by means of a control pressure which can be applied to the brake / shut-off valve via an external control connection P s _. Parallel to the return channel 11, a servo valve 1, in particular bypassing or bridging its pressure connection 2, is also formed, in which, according to the invention, a combined, pilot-controlled pressure / feed valve 13 is interposed, as described, for example, by the applicant under the Designation "MHDBN 22K" is distributed and thus belongs to the prior art. To monitor the current pressure conditions at the consumer connection V, a measuring Termination M is provided for a pressure sensor which is connected directly to the connection V or can be used as a connection for a compensation line in double cylinders.
Hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus des erfindungsgemäßen Brems-/Sperrventils insbesondere dessen Servoventils 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel wird nunmehr auf die Fig. 2 Bezug genommen.With regard to the structural design of the brake / blocking valve according to the invention, in particular its servo valve 1 according to a first exemplary embodiment, reference is now made to FIG. 2.
Demzufolge ist der Meßanschluß M über einen ersten Kanal 14 mit einer in einem Ventilgehäuse ausgebildeten Verbraucher¬ kammer 15 verbunden, von der aus gemäß Fig. 2 eine Bohrung 16 zu dem Verbraucheranschluß V führt. Die Verbraucherkammer 15 bzw. die Bohrung 16 wird dabei von einer weiteren Ventilge¬ häusebohrung für die Aufnahme des Servoventils 1 im wesentli¬ chen rechtwinklig durchdrungen, die durch das gesamte Ventil¬ gehäuse verläuft und dabei von der Verbraucherkammer 15 quasi zweigeteilt wird. In den gemäß Fig. 2 rechten Bohrungsteil ist eine Hülse 17 fluiddicht eingepaßt, die zur Gleitlagerung des Ventilkolbens 4 dient und die an ihrem in die Verbrau¬ cherkammer 15 mündenden Ende den Ventilsitz 7 ausbildet. Diese Hülse 17 wird, wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, mittels einer in das Ventilgehäuse eingeschraubten Buchse 18 mit einem bezüglich der Hülse 17 größeren Innenbohrungsdurch- esser gegen einen Absatz in der Ventilgehäusebohrung ange¬ preßt, wodurch die Hülse 17 axial fixiert wird. Die Büchse 18 bildet dabei den eingangs erwähnten Federraum 9, der durch eine Stirnwand der Büchse 18 nach außen abgeschlossen ist. In der Stirnwand ist der Steuerdruckanschluß Pst für eine Steu¬ erdruckleitung ausgebildet, über den ein in der Büchse 18 gleitgelagerter Stellkolben 19 über den Steuerdruck betätig¬ bar ist.Accordingly, the measurement connection M is connected via a first channel 14 to a consumer chamber 15 formed in a valve housing, from which a bore 16 leads to the consumer connection V according to FIG. The consumer chamber 15 or the bore 16 is penetrated essentially at right angles by a further valve housing bore for receiving the servo valve 1, which runs through the entire valve housing and is quasi divided into two by the consumer chamber 15. A sleeve 17 is fitted in a fluid-tight manner in the right-hand part of the bore according to FIG. 2, which serves for the sliding bearing of the valve piston 4 and which forms the valve seat 7 at its end opening into the consumer chamber 15. As can be seen from FIG. 2, this sleeve 17 is pressed against a shoulder in the valve housing bore by means of a bushing 18 screwed into the valve housing with an inner bore diameter larger than the sleeve 17, as a result of which the sleeve 17 is axially fixed . The bushing 18 forms the spring chamber 9 mentioned at the outset, which is closed off from the outside by an end wall of the bushing 18. In the end wall, the control pressure connection P st is formed for a control pressure line, via which an actuating piston 19, which is mounted in the bushing 18, can be actuated via the control pressure.
In den gemäß Fig. 2 linken Bohrungsteil ist ebenfalls eine Hülse 20 mit einem zur rechten Hülse 17 gleichen Innendurch¬ messer eingeschraubt und durch eine hohle Schraube 21 gekon¬ tert, wobei der linksseitige Bohrungsteil mittels eines als Justierschraube ausgebildeten, in die hohle Schraube einge- drehten Blindstopfens (nicht näher dargestellt) gegenüber der Umgebung verschlossen ist. Der Ventilkolben 4 ist durch die Verbraucherkammer 15 hindurch in die linksseitige Hülse 20 verlängert und wird dort innerhalb der Hülse 20 über einen am Ventilkolben 4 ausgebildeten Ringbund 22 gleitgelagert, wobei sich innerhalb der Hülse 20 ein Hohlraum 23 zwischen dem Blindstopfen und dem linksseitigen Ringbund 22 bildet. An der Mantelfläche des Ringbunds 22 ist ein mit einer Drosselfunk¬ tion bedachter Verbindungskanal 24 spiralförmig eingedreht, wodurch gewährleistet wird, daß sich der in der Verbraucher¬ kammer 15 aktuell herrschende Druck über den Verbindungskanal 24 in dem Hohlraum 23 allmählich aufbaut und somit den Ven¬ tilkolben 4 und damit den gegenüberliegenden Kegelabschnitt 6 gegen den Ventilsitz 7 andrückt.A sleeve 20 with an inside diameter equal to that of the right sleeve 17 is also screwed into the left-hand bore part according to FIG. 2 and is countered by a hollow screw 21, the left-hand bore part being inserted into the hollow screw by means of an adjusting screw. turned blind plug (not shown) is sealed from the environment. The valve piston 4 is extended through the consumer chamber 15 into the left-hand sleeve 20 and is slidably supported within the sleeve 20 via an annular collar 22 formed on the valve piston 4, a cavity 23 being formed between the blind plug and the left-hand annular collar 22 within the sleeve 20 . A connecting channel 24 provided with a throttle function is spirally screwed in on the lateral surface of the annular collar 22, which ensures that the pressure currently prevailing in the consumer chamber 15 gradually builds up in the cavity 23 via the connecting channel 24 and thus the valve tilkolben 4 and thus the opposite cone section 6 presses against the valve seat 7.
Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, ist der Ventilkolben 4 desweiteren in der gemäß Fig. 2 rechten Hülse 17 ebenfalls gleitgelagert, wobei hier die Auflagerpunkte zum einem durch den als Dichtung dienenden Ringbund 8 sowie einen weiteren, unmittelbar an den Kegelabschnitt 6 angrenzenden Ringbund 25 des Ventilkolbens 4 gebildet werden. Dieser zweite, am Kegel¬ abschnitt 6 angeordnete Ringbund 25 weist dabei an seiner Mantelfläche axiale Einkerbungen 26 auf, die in Richtung zum Dichtungs-Ringbund 8 geöffnet sind und als sogenannte Fein¬ steuernuten dienen. Zwischen den beiden Ringbunden 8, 25 ist die Hülse 17 mit mehreren, in einer Kreisebene liegenden und durch den Kegelabschnitt 6 von der Verbraucherkammer 15 trennbaren Radialbohrungen 27 versehen, die in einem in die Hülse 17 eingedrehten, äußeren Ringkanal 28 münden, der mit dem zum Ventilanschluß A führenden, schematisch dargestellten Rückführkanal 11 fluidverbunden ist. An einem gemäß Fig. 2 rechten Endabschnitt der Hülse 17, zwischen dem die Dichtung bildenden Ringbund 8 und der Büchse 18, ist eine weitere ra¬ diale Ablaßbohrung 29 in der Hülse 17 vorgesehen, die in die Leckölleitung 10 führt und somit den Federraum 9 mit der Leckölleitung 10 bzw. dem Leckölanschluß L verbindet. Die Po¬ sition der Ablaßbohrung 29 ist dabei derart gewählt, daß in jeder Stellung des Ventilkolbens 4 eine Trennung der Abla߬ bohrung 29 von dem zum Ventilanschluß A führenden Rückführka¬ nal 11 durch den Dichtungs-Ringbund 8 sowie gleichzeitig eine permanente Verbindung der Ablaßbohrung 29 zum Federraum 9 ge¬ währleistet ist.As already mentioned above, the valve piston 4 is also slidably supported in the right sleeve 17 according to FIG. 2, the support points here being due to the annular collar 8 serving as a seal and another annular collar 25 of the valve piston directly adjoining the cone section 6 4 are formed. This second annular collar 25 arranged on the conical section 6 has axial notches 26 on its outer surface, which are open in the direction of the sealing annular collar 8 and serve as so-called fine control grooves. Between the two annular collars 8, 25, the sleeve 17 is provided with a plurality of radial bores 27, which lie in a circular plane and can be separated by the conical section 6 from the consumer chamber 15, and which open into an outer annular channel 28 screwed into the sleeve 17, which is connected to the Valve connection A leading, schematically shown return channel 11 is fluid-connected. At a right end portion of the sleeve 17 according to FIG. 2, between the ring collar 8 forming the seal and the sleeve 18, a further radial drain hole 29 is provided in the sleeve 17, which leads into the leak oil line 10 and thus the spring chamber 9 connects the leak oil line 10 and the leak oil connection L. The position of the drain hole 29 is selected such that in each position of the valve piston 4, a separation of the drain bore 29 from the return channel 11 leading to the valve port A through the sealing ring collar 8 and at the same time a permanent connection of the drain bore 29 to the spring chamber 9 is ensured.
Der gemäß Fig. 2 rechte Endabschnitt des Ventilkolbens 4 ist durch einen in den Ventilkolben axial ein- oder aufgeschraub¬ ten Fortsatz 30 in den Federraum 9 der Büchse 18 verlängert, der am rechten äußeren Fortsatzende zu einem ringbundförmigen Federsitz 31 radial erweitert ist, an dem sich die um den Ventilkolbenfortsatz 30 angeordnete Vorεpannfeder 5 an ihrem einen Ende abstützt. Das andere Ende der Feder 5 ist dabei an der rechten Stirnseite der Hülse 17 selbst abgestützt, wo¬ durch der Ventilkolben 4 bezüglich der Hülse 17 gemäß Fig. 2 nach rechts vorgespannt und damit der Kegelabschnitt 6 unter Unterstützung des in dem linksseitigen Hohlraum 23 herrschen¬ den Drucks auf den Ventilsitz 7 angepreßt wird. Der Ventil¬ kolben 4 sowie der Fortsatz 30 ist dabei mit einer inneren, axialen Durchgangsbohrung 32 versehen, die den linksseitigen Hohlraum 23 mit dem Federraum 9 verbindet. In dieser Durch¬ gangsbohrung 23 ist am linken Endabschnitt des Ventilkolben¬ fortsatzes 30, d.h. zwischen Ventilkolben 4 und Fortsatz 30 ein Vorsteuerventil 33 in Sitzbauweise mit einem Schließele¬ ment 34 angeordnet, das mittels einer Feder, unterstützt durch den Druck im linksseitigen Hohlraum 23, auf einen inne¬ ren Ventilsitz gedrückt wird und mittels des Stellkolbens 19 über zwei in der Durchgangsbohrung 32 des Ventilkolbenfort¬ satzes 30 zusätzlich gelagerter Distanzstifte 35 in eine Of¬ fenstellung bringbar ist. Der Ventilsitz des Vorsteuerventils 33 ist dabei über eine im Ventilkolbenfortsatz 30 angebrachte Radialbohrung mit dem Federraum 9 verbunden.The right end portion of the valve piston 4 according to FIG. 2 is extended by an extension 30 axially screwed or screwed into the valve piston into the spring chamber 9 of the sleeve 18, which is radially expanded at the right outer extension end to form an annular spring seat 31 on which the biasing spring 5 arranged around the valve piston extension 30 is supported at one end. The other end of the spring 5 is supported on the right end face of the sleeve 17 itself, whereby the valve piston 4 is biased to the right with respect to the sleeve 17 according to FIG. 2 and thus the conical section 6 prevail with the support of the cavity 23 in the left-hand side the pressure on the valve seat 7 is pressed. The valve piston 4 and the extension 30 are provided with an inner, axial through bore 32 which connects the left-hand cavity 23 with the spring chamber 9. In this through bore 23 is at the left end portion of the valve piston extension 30, i.e. Between the valve piston 4 and the extension 30, a pilot valve 33 in seat construction with a closing element 34 is arranged, which is pressed by means of a spring, supported by the pressure in the left-hand cavity 23, onto an inner valve seat and by means of the actuating piston 19 via two in the Through hole 32 of the valve piston extension 30 additionally supported spacer pins 35 can be brought into an open position. The valve seat of the pilot valve 33 is connected to the spring chamber 9 via a radial bore in the valve piston extension 30.
In dem Ventilgehäuse ist darüberhinaus eine weitere in Fig. 2 nicht gezeigte Aufnahmebohrung für das handelsübliche kombi¬ nierte Druck-/Einspeisungsventil 13 ausgebildet, welches aus Gründen der besseren Verständlichkeit lediglich als Schalt¬ symbol dargestellt ist.In addition, a further receiving bore (not shown in FIG. 2) for the commercially available combined pressure / feed valve 13 is formed in the valve housing For reasons of better comprehensibility, it is only shown as a switching symbol.
Wie eingangs bereits beschrieben wurde, ist das vorgesteuerte Druck-/Einspeisungsventil 13 gemäß Fig. 2 in den Druckzuführ¬ kanal 12 zwischengeschaltet, der zwischen dem Ventilanschluß A und dem Servoventil 1 vom Rückführkanal 11 abzweigt und un¬ ter Umgehung des Druckanschlusses 2 des Servoventils 1 in die Verbraucherkammer 15 mündet. Das vorgesteuerte Druck- /Einspeisungsventil 13 bildet demnach ein zur Verbraucherkam¬ mer 15 sich öffnendes Rückschlagventil, welches an einer Steuerseite durch eine Vorspannfeder in Schließstellung ge¬ halten und durch einen über den Ventilanschluß A eingeleite¬ ten Pumpendruck in Offenstellung bringbar ist. Gleichzeitig ist dieses Rückschlagventil mit einem vorgesteuerten Druckbe- grezungungsventil kombiniert, das über eine interne Steuer¬ leitung vom Druck in der Verbraucherkammer angesteuert wird und bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts den Durck in der Verbraucherkammer 15 in die Rückführleitung 11 entspannt.As already described at the beginning, the pilot-controlled pressure / feed valve 13 according to FIG. 2 is interposed in the pressure feed channel 12, which branches off between the return port 11 between the valve connection A and the servo valve 1 and bypasses the pressure port 2 of the servo valve 1 opens into the consumer chamber 15. The pilot-controlled pressure / feed valve 13 accordingly forms a check valve opening towards the consumer chamber 15, which is held in the closed position on a control side by a biasing spring and can be brought into the open position by a pump pressure introduced via the valve connection A. At the same time, this check valve is combined with a pilot-controlled pressure limiting valve which is controlled by the pressure in the consumer chamber via an internal control line and which releases the pressure in the consumer chamber 15 into the return line 11 when a predetermined limit value is exceeded.
Die Funktionsweise des Brems-/Sperrventils gemäß dem vorste¬ hend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel kann wie folgt umschrieben werden:The operation of the brake / lock valve according to the first embodiment described above can be described as follows:
Bei einer Druckzufuhr zu einem nicht gezeigten Verbraucher beispielsweise einem Hubzylinder zum Anheben einer Last durch entsprechende Betätigung eines dem Brems-/Sperrventil vorge¬ schalteten konventionellen Wegeventils (nicht gezeigt) strömt Hydraulikfluid durch den Druckanschluß A, öffnet das Rück¬ schlagventil des kombinierten Druck-/Einspeisungsventilε 13 gegen die Kraft der Vorspannfeder und gelangt über den Druck¬ zuführkanal 12 und die innere Verbraucherkammer 15 des Brems- /Sperrventils zum Verbraucheranschluß V, an dem eine nicht gezeigte Verbraucherleitung angeschlossen ist. Wie eingangs beschrieben wurde, sitzt der Kegelabschnitt 6 des Ventilkol¬ bens 4 durch die Vorpannkraft seiner Vorspannfeder 5 fest auf seinem Ventilsitz 7, wobei der als Dichtung wirkende Ringbund 8 am Ventilkolben 4 die Federkammer 9 vom nunmehr ebenfalls unter Pumpendruck stehenden Rückführkanal 11 trennt, sodaß kein Hydraulikfluid durch den Federraum 9 und den nachfolgen¬ den Leckölanschluß L entweichen kann.When pressure is supplied to a consumer (not shown), for example a lifting cylinder for lifting a load by correspondingly actuating a conventional directional valve (not shown) connected upstream of the brake / shut-off valve, hydraulic fluid flows through the pressure connection A and opens the check valve of the combined pressure / Einspeisungsventilε 13 against the force of the biasing spring and passes through the Druck¬ supply channel 12 and the inner consumer chamber 15 of the brake / lock valve to the consumer port V, to which a consumer line, not shown, is connected. As described at the beginning, the conical section 6 of the valve piston 4 is firmly seated by the biasing force of its biasing spring 5 its valve seat 7, the ring collar 8 acting as a seal on the valve piston 4 separating the spring chamber 9 from the return channel 11, which is now also under pump pressure, so that no hydraulic fluid can escape through the spring chamber 9 and the subsequent leakage oil connection L.
Es liegt auf der Hand, daß aufgrund dieser baulichen Ma߬ nahme, d.h. die Anordnung des als Dichtung wirkenden Ring¬ bunds 8, die den Federraum 9 ausbildende Büchse 18 sowie die an der Büchse 18 vorgesehenen Dichtungen schwach ausgelegt werden können, da diese Bauteile dem Pumpendruck nicht ausge¬ setzt werden.It is obvious that due to this structural measure, i. the arrangement of the ring collar 8 acting as a seal, the bushing 18 forming the spring chamber 9 and the seals provided on the bushing 18 can be weakly designed, since these components are not exposed to the pump pressure.
Für das Halten einer Last in einer vorbestimmten Position, d.h. für den Fall, daß der Druck im Verbraucher auf einem vorbestimmten Wert eingespannt werden soll, wird der Pumpen¬ druck einfach verringert, wodurch sich daε Rückschlagventil des kombinierten Druck-Einspeiseventils 13 in Schließstellung bewegt. Bereits während der Durckbeaufschlagung des Verbrau¬ chers hat sich in dem gemäß Fig. 2 linken Hohlraum 23 über den als Drossel wirkenden Verbindungskanal 24 der Ver¬ braucherdruck aus de Verbraucherkammer 15 aufgebaut, der nun¬ mehr aufgrund des Druckabfalls am Ventilanschluß A und damit im Rückführkanal 11 auf den Ventilkolben 4 einwirkt und des¬ sen Kegelabschnitt 6 aufgrund des nunmehr herrschenden Kräf¬ teungleichgewichts zusätzlich zur Federkraft auf seinen Ven¬ tilsitz 7 drückt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Verbraucher leckölfrei in seiner Position verbleibt. Für den Fall, daß in diesem Schaltzustand Druckspitzen im Verbraucher auftreten, beispielsweise durch Schwingungen oder Vibratio¬ nen, welche eine Überbelastung des Brems-/Sperrventils oder der nachfolgenden Leitungen bedeuten würden, öffnet sich das nunmehr als vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil funktionie¬ rende Druck-/Einspeiseventil 13, um eine bestimmte Menge an Hydraulikfluid aus der Verbraucherkammer 15 in den nunmehr drucklosen Rückführkanal 11 zu entlasεen. Soll nunmehr der Hydraulikdruck im Verbraucher beispielsweise für das Absenken einer Last verringert werden, wird über den Steuerdruckanschluß Ps _ in der gemäß Fig. 2 rechtsseitig an¬ geordneten Büchse 18 ein Steuerdruck angelegt, wodurch sich der in der Büchse 18 gelagerte Stellkolben 19 gemäß Fig. 2 nach links bewegt und über die beiden, axial hintereinander angeordneten Distanzstifte 35 das im Ventilkolben 4 befindli¬ che Vorsteuersitzventil 33 zwangsöffnet. Hierdurch wird der Druck im linksseitigen Hohlraum 23 in die Leckölleitung 10 entspannt (nachfließendes Hydraulikfluid durch den Verbin¬ dungskanal 24 ist geringer als abströmendeε Hydraulikfluid durch daε Vorεteuerεitzventil 33), wodurch die Anpreßkraft zwischen dem Kegelabschnitt 6 des Ventilkolbens 4 und seinem Ventilsitz 7 auf die durch die Vorspannfeder 5 erzeugte Vor¬ spannkraft reduziert wird.To hold a load in a predetermined position, ie in the event that the pressure in the consumer is to be clamped in at a predetermined value, the pump pressure is simply reduced, as a result of which the check valve of the combined pressure feed valve 13 moves into the closed position. Already during the pressurization of the consumer, the consumer pressure from the consumer chamber 15 has built up in the left-hand cavity 23 according to FIG. 2 via the connecting channel 24 acting as a throttle, this now due to the pressure drop at the valve connection A and thus in the return channel 11 acts on the valve piston 4 and, owing to the force imbalance now prevailing, presses its cone section 6 onto its valve seat 7 in addition to the spring force. In this way it is ensured that the consumer remains in its position without oil leakage. In the event that pressure peaks occur in the consumer in this switching state, for example due to oscillations or vibrations which would overload the brake / shut-off valve or the subsequent lines, the pressure / feed valve which now functions as a pilot-operated pressure relief valve opens 13 to release a certain amount of hydraulic fluid from the consumer chamber 15 into the now depressurized return duct 11. If the hydraulic pressure in the consumer is now to be reduced, for example for lowering a load, a control pressure is applied via the control pressure connection P s _ in the bush 18 arranged on the right-hand side according to FIG. 2, as a result of which the actuating piston 19 mounted in the bush 18 as shown in FIG 2 moves to the left and the pilot seat valve 33 located in the valve piston 4 is positively opened via the two spacer pins 35 arranged axially one behind the other. As a result, the pressure in the left-hand cavity 23 is released into the leakage oil line 10 (hydraulic fluid flowing through the connecting channel 24 is less than hydraulic fluid flowing out through the pilot valve 33), as a result of which the contact pressure between the cone section 6 of the valve piston 4 and its valve seat 7 is passed through the biasing spring 5 generated pretensioning force is reduced.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Druckbeaufschlagungs¬ fläche am Kegelabschnitt 6 im wesentlichen identischen ist zum linksseitigen Ringbund 22, sodaß sich die darauf jeweils einwirkenden Druckkräfte aus der Verbraucherkammer 15 gegen¬ seitig nahezu aufheben.At this point it should be noted that the pressurizing surface on the cone section 6 is essentially identical to the ring collar 22 on the left side, so that the compressive forces acting thereon from the consumer chamber 15 virtually cancel each other out.
Bewegt sich nunmehr der Stellkolben weiter nach links, legt er sich an die rechtsseitige Stirnfläche des Ventilkolbens 4 bzw. des Fortsatzes 30 an und verschiebt den Ventilkolben 4 gegen die nunmehr alleine wirkende Vorspannkraft der Vor¬ spannfeder 5. Hierdurch wird der Kegelabschnitt 6 von seinem Ventilsitz 7 abgehoben, sodaß der im Verbraucher und damit in der Verbraucherkammer 15 herrschende Druck über den Rückführ¬ kanal 11 zum Ventilanschluß A und von dort zum nicht gezeig¬ ten Tank entspannt werden kann.If the actuating piston now moves further to the left, it rests on the right-hand end face of the valve piston 4 or the extension 30 and displaces the valve piston 4 against the bias force of the biasing spring 5, which now acts alone. As a result, the cone section 6 is removed from its valve seat 7 lifted off, so that the pressure prevailing in the consumer and thus in the consumer chamber 15 can be released via the return duct 11 to the valve connection A and from there to the tank, not shown.
Hierbei wird darauf hingewiesen, daß der maximale Verschiebe¬ weg des Ventilkolbens 4 in die linkswärtige Richtung durch den als Justierschraube ausgebildeten Blindstopfen begrenzt wird. Desweiteren läßt sich die Dosierung des abfließenden Hydraulikfluids exakt bestimmen bzw. einstellen, da die Kraft zur Verschiebung des Ventilkolbenε 4 gemäß vorstehender Be¬ schreibung Verbraucherdruck-unabhängig ausschließlich propor¬ tional zur Federkraft der Vorspannfeder 9 ist. Diese Dosier¬ genauigkeit wird zusätzlich noch durch die Anordnung der Feinsteuernuten 26 verbessert, die eine größere Verschiebe- wegtoleranz zulassen. Die Ausbildung des Hohlraums 23 auf der gemäß Fig. 2 linken Stirnseite des Ventilkolbens 4 (auf der dem Federraum gegenüberliegenden Ventilkolbenseite) bietet darüberhinaus die Gewähr der Funktionsaufrechterhaltung des Bremε-/Sperrventilε auch für den Fall, daß die Vorspannfeder 5 des Ventilkolbens 4 gebrochen ist.It is pointed out here that the maximum displacement path of the valve piston 4 in the left-hand direction is limited by the blind plug designed as an adjusting screw. Furthermore, the dosage of the flowing hydraulic fluid can be exactly determined or set, since the force for displacing the valve piston 4 according to the above description, independent of the consumer pressure, is exclusively proportional to the spring force of the biasing spring 9. This metering accuracy is additionally improved by the arrangement of the fine control grooves 26, which allow a greater displacement tolerance. The formation of the cavity 23 on the left-hand end of the valve piston 4 according to FIG. 2 (on the valve piston side opposite the spring chamber) also offers the guarantee of the functional maintenance of the brake / blocking valve also in the event that the biasing spring 5 of the valve piston 4 is broken.
Wird unter einer derartigen Bedingung der Steu¬ erdruck reduziert, wird das Schließelement 34 des im Ventil¬ kolben 4 angeordneten Vorsteuersitzventils 33 aufgrund der Vorspannkraft der Sitzventil internen Vorspannfeder geschlos¬ sen, wodurch sich in dem in Rede stehenden Hohlraum 23 all¬ mählich ein Druck entsprechend dem Druck in der Verbraucher¬ kammer 15 aufbaut. Dieser Druck wirkt auf die linksseitige Stirnfäche des Ventilkolbens 4 und verschiebt diesen aufgrund des noch immer herrschenden Kräfteungleichgewichts am Kegel¬ abschnitt 6 in die rechtswärtige Richtung. Auf diese Weise kann der Kegelabschnitt 6 wieder in Schließstellung überführt und somit die Verbindung des Verbraucheranschlusses V zum Ventilanschluß A unterbrochen werden. Auch kann durch die be¬ sondere Anordnung des Hohlraums 23 gegenüber dem Federraum 9 der Ventilkolbenfortsatz 30, weil nicht mit einem Hydraulik¬ druck belastet, aus einem schwächer belastbaren und damit ko¬ stengünstigerem Material gefertigt werden.If the control pressure is reduced under such a condition, the closing element 34 of the pilot control valve 33 arranged in the valve piston 4 is closed due to the biasing force of the seat valve internal biasing spring, whereby a pressure correspondingly gradually increases in the cavity 23 in question builds up the pressure in the consumer chamber 15. This pressure acts on the left-hand end face of the valve piston 4 and shifts it in the rightward direction due to the still existing force imbalance at the cone section 6. In this way, the cone section 6 can be brought back into the closed position and thus the connection of the consumer connection V to the valve connection A can be interrupted. Also, due to the special arrangement of the cavity 23 in relation to the spring chamber 9, the valve piston extension 30, because it is not loaded with a hydraulic pressure, can be manufactured from a material that is less resilient and therefore less expensive.
Es ist abschließend zur Beschreibung des ersten erfindungsge¬ mäßen Ausführungεbeispiels noch darauf hinzuweisen, daß zahl¬ reiche konstruktive Änderungen bei gleichbleibender Funktion vorgenommen werden können. So könnte das Druck- /Einspeiseventil 13 extern angeordent oder durch ein sepa¬ rates Rückschlagventil in Verbindung mit einem Druckbegren¬ zungsventil ersetzt werden. Auch könnte anstelle des Verbin¬ dungskanals 24 der Ringbund 22 einfach mit größerem Spiel in die Hülse 20 eingesetzt werden, wodurch sich zwischen beiden Bauteilen ein Spalt mit vergleichbarer Wirkung ausbilden würde. Ähnliche Veränderungsmöglichkeiten bieten sich auch bei den nachfolgend noch beschiebenen Ausführungsbeispielen an, sodaß im folgenden hierzu nicht mehr näher eingegangen wird.Finally, for the description of the first exemplary embodiment according to the invention, it should also be pointed out that numerous structural changes can be made while the function remains the same. For example, the pressure / feed valve 13 could be arranged externally or replaced by a separate check valve in connection with a pressure limiting valve. Also, instead of the connecting channel 24, the collar 22 could simply have a larger play in the sleeve 20 are used, whereby a gap with a comparable effect would form between the two components. Similar change options are also available in the exemplary embodiments described below, so that this will not be discussed in more detail below.
In der Fig. 3 ist nunmehr eine alternative Ausgestaltung des Brems-/Sperrventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ge¬ zeigt, wobei nachfolgend lediglich die hierzu konstruktiven Unterschiede beschrieben werden sollen.3 now shows an alternative embodiment of the brake / lock valve according to the first exemplary embodiment, only the structural differences in relation to this being described below.
Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, befindet sich das innere Vorεteuersitzventil 33 in dieser erfindungsgemäßen Ausgestal¬ tung am linken Endabschnitt des Ventilkolbens 4 innerhalb der Verbraucherkammer 15, wobei zur Betätigung des Ventils 33 durch den Stellkolben 18 eine Druckstange 36 in der inneren Durchgangsbohrung 32 des Ventilkolbens 4 eingezogen und gemäß Fig. 3 nach rechts federvorgespannt ist. Das Vorsteuersitz- ventil 33 besteht hierbei aus dem auf einen Ventilsitz vorge¬ spannten Schließelement 34, das durch die Druckstange 36 über einen zwischengefügten Distanzstift 37 in Öffnungsrichtung verschiebbar ist. Das Schließelement 34 lagert dabei in einer äußeren, den Ventilsitz ausbildenden Hülse 38, die wiederum axial verschiebbar im Ventilkolben 4 gelagert ist und unmit¬ telbar von der Druckstange 36 betätigt werden kann. Die Hülse 38 weist dabei einen äußeren Absatz auf, der mit einem ent¬ sprechenden Absatz in der Durchgangsbohrung 32 des Ventilkol¬ bens 4 für eine axiale Verschiebebegrenzung in Federvorspann¬ richtung in Eingriff kommt. Mit anderen Worten ausgedrückt wird die Hülse 38 durch eine Vorspannfeder des Schließele¬ ments 34 über den Ventilsitz gegen den Absatz in der Durch¬ gangsbohrung 32 gepreßt und kann von diesem durch eine Axial¬ verschiebung der Druckstange 36 abgehoben werden.As can be seen from FIG. 3, the inner pilot seat valve 33 in this embodiment according to the invention is located on the left end section of the valve piston 4 within the consumer chamber 15, with a push rod 36 in the inner through-bore for actuating the valve 33 by the adjusting piston 18 32 of the valve piston 4 is retracted and spring-biased to the right according to FIG. 3. The pilot seat valve 33 in this case consists of the closing element 34, which is preloaded on a valve seat and can be displaced in the opening direction by the push rod 36 via an interposed spacer pin 37. The closing element 34 is supported in an outer sleeve 38 forming the valve seat, which is in turn axially displaceably mounted in the valve piston 4 and can be actuated directly by the push rod 36. The sleeve 38 has an outer shoulder, which comes into engagement with a corresponding shoulder in the through bore 32 of the valve piston 4 for an axial displacement limitation in the spring preload direction. In other words, the sleeve 38 is pressed by a prestressing spring of the closing element 34 via the valve seat against the shoulder in the through bore 32 and can be lifted off the latter by an axial displacement of the push rod 36.
Im Bereich der äußeren Hülse 38 ist der Ventilkolben 4 dabei mit radialen Bohrungen 39 versehen, die eine Verbindung zwi- sehen der Verbraucherkammer 15 und der inneren Durchgangsboh¬ rung 32 des Ventilkolbenε 4 herstellen. In der in Fig. 3 ge¬ zeigten Stellung des Ventilkolbens 4, in welcher der Kegelab¬ schnitt 6 auf dem Ventilsitz 7 anliegt, wird auch das Schlie¬ ßelement 34 des Vorsteuersitzventils 33 in Schließstellung gehalten, in der die Verbindung zwischen dem linken Hohlraum 23 und dem Federraum 9 unterbrochen ist. Durch die auf das Schließelement 34 einwirkende Vorspannkraft wird auch die äu¬ ßere Hülse 38 auf den Absatz in der inneren DurchgangsbohrungIn the area of the outer sleeve 38, the valve piston 4 is provided with radial bores 39 which connect between see the consumer chamber 15 and the inner through bore 32 of the valve piston 4. In the position of the valve piston 4 shown in FIG. 3, in which the conical section 6 rests on the valve seat 7, the closing element 34 of the pilot seat valve 33 is also held in the closed position, in which the connection between the left cavity 23 and the spring chamber 9 is interrupted. As a result of the prestressing force acting on the closing element 34, the outer sleeve 38 is also applied to the shoulder in the inner through bore
32 angedrückt, wobei die Radialbohrungen 39 von der Hülsen¬ wand verschlossen werden.32 pressed, the radial bores 39 being closed by the sleeve wall.
Wie aus der Fig. 3 weiter zu entnehmen ist, wurde in diesem Ausführungsbeispiel der Ventilsitz 7 des Kegelabschnitts 6, d.h. dessen Innendurchmesser gegenüber den, die drei Ring¬ bunde 8, 22, 25 führenden, jeweils gleichen Innendurchmessern der rechten und linken Hülse 17, 20 zur Lagerung des Ventil¬ kolbens 4 durch eine großdurchmessrige Ausdrehung radial auf¬ geweitet, wobei sich in geschlossenem Zustand des Ventilsit¬ zes 7 zwischen dem Kegelabschnitt 6 und der den Ventilkolben 4 lagernden rechten Hülse 25 ein Ringraum 40 ausbildet. In diesen Ringraum 40 führen eine Anzahl von schräg nach außen verlaufenden Bohrungen 41, welche in die innere Durchgangs¬ bohrung 32 des Ventilkolbens 4 münden und in geschlossenem Zustand des Kegelabschnitts 6 bzw. des VorsteuersitzventilsAs can also be seen from Fig. 3, in this embodiment the valve seat 7 of the cone section 6, i.e. the inside diameter of the three ring bundles 8, 22, 25, which each have the same inside diameters of the right and left sleeves 17, 20 for mounting the valve piston 4, are radially expanded by a large-diameter boring, with the Valve seats 7 form an annular space 40 between the cone section 6 and the right sleeve 25 supporting the valve piston 4. In this annular space 40 lead a number of obliquely outwardly extending bores 41, which open into the inner through bore 32 of the valve piston 4 and in the closed state of the cone section 6 or the pilot seat valve
33 von der äußeren Hülse 38 des Vorsteuersitzventils 33 eben¬ falls verschlossen werden. Diese äußere Hülse 38 weist dabei an ihrer Mantelfläche eine Eindrehung 42 von einer Breite entsprechend dem Axialabstand der radialen und schrägen Boh¬ rungen 39, 41 des Ventilkolben 4 auf, wobei jedoch die Ein¬ drehung 42 derart angeordnet ist, daß in vorstehend bezeich¬ neter geschlossener Stellung des Vorsteuersitzventils 33 zwi¬ schen den radialen Bohrungen 39 und den schrägen Bohrungen 41 keine Fluidverbindung besteht.33 are also closed by the outer sleeve 38 of the pilot seat valve 33. This outer sleeve 38 has on its outer surface a recess 42 of a width corresponding to the axial spacing of the radial and oblique bores 39, 41 of the valve piston 4, however the recess 42 is arranged such that in closed position of the pilot seat valve 33 between the radial bores 39 and the oblique bores 41 there is no fluid connection.
Die Funktionen für das Druckbeaufschlagen und Einspannen ei¬ nes Verbrauchers entsprechen im wesentlichen jenen des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 2, sodaß an dieser Stelle auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.The functions for pressurizing and clamping a consumer essentially correspond to those of the first Embodiment of FIG. 2, so that a new description is omitted at this point.
Bei einer geregelten Druckenspannung wird indessen bei dem Beispiel nach Fig. 3 über den Steuerdruckanschluß Pst ein Steuersruck an den Stellkolben 18 angelegt, wodurch die Druckstange 36 innerhalb des Ventilkolbens 4 gemäß Fig. 3 nach links verschoben wird. Hierdurch wird zuerst das Schlie¬ ßelement 34 des Vorsteuersitzventils 33 von dessen Ventilsitz abgehoben, wodurch sich der Hydraulikdruck im linksseitigen Hohraum 23 über den Ventilsitz, die innere Durchgangsbohrung 32 des Ventilkolbens 4 sowie den Federraum 9 in die Lecköl¬ leitung 10 entspannt. Da jedoch wie vorstehend beschrieben der Ventilsitz 7 deε Ventilkolbenε 4 radial aufgeweitet wurde, iεt auch die maßgebliche, zur Verbraucherkammer 15 hinweisende Druckangriffsfläche des Kegelabschnitts 6 größer als die entsprechende Angriffsfläche deε linksseitigen, am Ventilkolben 4 ausgebildeten Ringbunds 22, sodaß eine hieraus resultierende Restdruckkraft verbraucherdruckabhängig auf den Kegelabschnitt 6 in Schließrichtung einwirkt.In the case of a regulated pressure, in the example according to FIG. 3, a control pressure is applied to the actuating piston 18 via the control pressure connection P st, as a result of which the push rod 36 within the valve piston 4 according to FIG. 3 is shifted to the left. As a result, the closing element 34 of the pilot seat valve 33 is first lifted off its valve seat, whereby the hydraulic pressure in the left-hand cavity 23 is released via the valve seat, the inner through bore 32 of the valve piston 4 and the spring chamber 9 into the leak oil line 10. However, since the valve seat 7 of the valve piston 4 has been radially widened as described above, the relevant pressure application area of the cone section 6 pointing towards the consumer chamber 15 is also larger than the corresponding contact area of the left-hand annular collar 22 formed on the valve piston 4, so that a resulting residual pressure force is dependent on the consumer pressure the cone section 6 acts in the closing direction.
Wird nunmehr jedoch die Druckstange 36 gemäß Fig. 3 weiter nach links verschoben, nimmt diese die äußere Hülse 38 des Vorsteuersitzventils 33 mit, wodurch die radialen Bohrungen 39 über die Eindrehung 42 mit den schrägen Bohrungen 41 im Ventilkolben 4 verbunden werden und sich ein Druck entspre¬ chend dem Verbraucherdruck in dem Ringraum 40 aufbauen kann. In diesem Moment herrscht am Kegelabschnitt 6 des Ventilkol¬ bens 4 nahezu Kräftegleichgewicht, wodurch sich die Andrück¬ kraft zwischen dem Kegelabschnitt 6 und dessen Ventilsitz 7 ausschließlich aus der Kraft der Vorspannfeder 5 deε Ventil¬ kolbens 4 bestimmt und somit verbraucherdruckunabhängig ist. Erst jetzt kommt der Stellkolben 18 mit der rechten Stirn¬ seite des Ventilkolbens 4 bzw. dessen Vortsatz 30 in Anlage, um diesen ausschließlich gegen die Kraft der Vorspannfeder 5 gemäß Fig. 3 nach links zu verschieben und den Ventilsitz 7 am Ventilkolben 4 proportional zum Vorsteuerdruck zu öffnen. Der Grund für diese besondere Ausgestaltung des Servoventils insbeεondere hinsichtlich der radialen Aufweitung des Ventil¬ sitzes 7 besteht darin, daß bei besonders hohen Verbraucher¬ drücken der Kegelabschnitt 6 mit einer entsprechend hohen An¬ preßkraft gegen seinen Ventilsitz 7 angedrückt wird. Hier¬ durch kann es zu Materialaufwürfen insbesondere am Innen¬ durchmesser der rechtsseitigen Hülse 17 kommen, was zu einem Verklemmen des Ventilkolbens 4 führt. Diese Gefahr wurde durch die radiale Auf eitung deε Ventilsitzes 7 mit nachfol¬ gendem Ringraum 40, der quasi als Puffer für plastische De- forraierungen des Ventilsitzes 7 dient, eliminiert.3 is moved further to the left, this takes the outer sleeve 38 of the pilot seat valve 33 with it, whereby the radial bores 39 are connected via the recess 42 to the oblique bores 41 in the valve piston 4 and a pressure corresponds ¬ can build up the consumer pressure in the annular space 40. At this moment there is an almost equilibrium of forces on the cone section 6 of the valve piston 4, as a result of which the pressing force between the cone section 6 and its valve seat 7 is determined exclusively from the force of the biasing spring 5 of the valve piston 4 and is therefore independent of the consumer pressure. Only now does the actuating piston 18 come into contact with the right end face of the valve piston 4 or its adapter 30 in order to move it to the left exclusively against the force of the biasing spring 5 according to FIG to open. The reason for this special configuration of the servo valve, in particular with regard to the radial expansion of the valve seat 7, is that the cone section 6 is pressed against its valve seat 7 with a correspondingly high contact pressure at particularly high consumer pressures. This may result in material being thrown up, in particular on the inside diameter of the right-hand sleeve 17, which leads to a jamming of the valve piston 4. This risk was eliminated by the radial expansion of the valve seat 7 with the subsequent annular space 40, which serves as a buffer for plastic deformation of the valve seat 7.
In Fig. 4 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei im folgenden lediglich die zum ersten Auε- führungsbeispiel bestehenden Unterschiede näher beschrieben werden.A further exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 4, only the differences existing from the first exemplary embodiment being described in more detail below.
Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, weist der Ventilkolben 4 kein inneres Vorsteuersitzventil auf, wohingegen der links¬ seitige Hohlraum 23 über die Durchgangsbohrung 32 im Ventil¬ kolben 4 per anet mit dem rechtsseitigen Federraum 9 Verbin¬ dung hat. Der Grund hierfür besteht darin, daß der linkssei¬ tige Hohlraum 23 drucklos gehalten wird, wobei sich die An¬ preßkraft zwischen dem Kegelabschnitt 6 und dem Ventilsitz 7 ausschließlich aus der Federkraft der Vorspannfeder 5 des Ventilkolbens 4 bestimmt.As can be seen from FIG. 4, the valve piston 4 has no internal pilot seat valve, whereas the left-hand cavity 23 has an anet connection with the right-hand spring chamber 9 via the through bore 32 in the valve piston 4. The reason for this is that the left-hand cavity 23 is kept depressurized, the contact pressure between the conical section 6 and the valve seat 7 being determined exclusively from the spring force of the biasing spring 5 of the valve piston 4.
Um dies zu erreichen, weist der Ventilkolben 4 an seinem ge¬ mäß Fig. 4 linken Endabschnitt einen ersten Ringbund 43 mit einer äußeren spiralförmigen Nut 44 auf, der in einer im Ven¬ tilgehäuse fixierten Hülse 45 gleitgelagert ist. Diese Hülse 45 ist an ihrem zur Verbraucherkammer 15 abgewandten Ende durch einen hohlen Kegelstumpf 46 verschlossen, der von einer in das Ventilgehäuse eingeschraubten Büchse 47 fluiddicht um¬ schlossen ist und der vom Ventilkolben 4 durchdrungen wird. Um den Kegelstumpf 46 an der Hülse 45 in Anlage zu halten, ist am linken Ende des Ventilkolbens 4 eine Wellenmutter 48 aufgedreht, die einen im Kegelstumpf 46 gelagerten, gegen dieses mittels einer Dichtung 56 abgedichteten Wellenring 49 an einem enstprechenden Absatz 50 am Ventilkolben 4 fixiert, wobei der Wellenring 49 als Auflager einer den Kegelεtumpf 46 gegen die Hülse 45 vorspannenden Feder 51 dient. Ein zwischen dem Kegelstumpf 46 und dem Ventilkolben 4 ausgebildete Ring¬ raum 52 zur Aufnahme der Vorspannfeder 51 ist gegenüber der Verbraucherkammer 15 durch einen zweiten, dem vorstehend er¬ wähnten ersten Ringbund 43 nachgeschalteten zweiten Ringbund 53 deε Ventilkolbens 4 getrennt, welcher im hohlen Kegel¬ stumpf 46 gleitgelagert iεt und an seiner Mantelfläche eine spiralförmige Verbindungsnut 54 aufweist.In order to achieve this, the valve piston 4 has a first annular collar 43 with an outer spiral groove 44 on its left end section according to FIG. 4, which is slidingly supported in a sleeve 45 fixed in the valve housing. This sleeve 45 is closed at its end facing away from the consumer chamber 15 by a hollow truncated cone 46 which is fluid-tightly enclosed by a bushing 47 screwed into the valve housing and which is penetrated by the valve piston 4. In order to hold the truncated cone 46 against the sleeve 45, At the left end of the valve piston 4, a shaft nut 48 is screwed on, which fixes a shaft ring 49, which is mounted in the truncated cone 46 and sealed against it by means of a seal 56, on a corresponding shoulder 50 on the valve piston 4, the shaft ring 49 serving as a support for the truncated cone 46 against the Sleeve 45 biasing spring 51 is used. An annular space 52 formed between the truncated cone 46 and the valve piston 4 for receiving the biasing spring 51 is separated from the consumer chamber 15 by a second annular collar 53 of the valve piston 4, which is connected downstream of the first annular collar 43 mentioned above and which is located in the hollow cone butt 46 with sliding bearings and a spiral connecting groove 54 on its outer surface.
Die Funktionsweiεe dieser Ausbildung kann wie folgt beschrie¬ ben werden:The mode of operation of this training can be described as follows:
Wird der Kegelabschnitt 6 des Ventilkolbens 4 durch die Vor¬ spannkraft der Vorspannfeder 5 auf seinem Ventilsitz 7 gehal¬ ten (in dieεem Zustand heben sich die verbraucherabhängigen Druckkräfte auf den Kegelabschnitt 6 sowie die verbraucherab¬ hängigen Druckkräfte auf den linksseitigen ersten Ringbund 43 im wesentlichen auf) gelangt Hydraulikfluid durch die Verbin¬ dungsnut 44 im ersten Ringbund 43 über einen zwischen den Ringbunden 43, 53 sich auεbildenen Zwischenraum 55 und durch die Verbindungsnut 54 im zweiten linksseitigen Ringbund 53 in den die Vorspannfeder 51 aufnehmenden Ringraum 52 innerhalb des Kegelεtumpfε 46.If the conical section 6 of the valve piston 4 is held on its valve seat 7 by the prestressing force of the prestressing spring 5 (in this state, the consumer-dependent compressive forces on the conical section 6 and the consumer-dependent compressive forces on the left-hand first annular collar 43 essentially cancel each other out ) hydraulic fluid passes through the connecting groove 44 in the first annular collar 43 via an intermediate space 55 formed between the annular collars 43, 53 and through the connecting groove 54 in the second left-hand annular collar 53 into the annular space 52 accommodating the prestressing spring 51 within the truncated cone 46.
Wird der Ventilkolben 4 für ein Öffnen deε Ventilεitzes 7 nunmehr gemäß Fig. 4 nach links verschoben, stößt der links¬ seitige erste Ringbund 43 bereits nach einem geringen Ver- schiebeweg gegen den Kegelstumpf 46 an und hebt diesen von der linksεeitigen Hülse 45 ab. Hierdurch kann Hydraulikfluid durch die Ringnut 44 an der Mantelfläche des ersten Ringbunds 43 direkt in die den Kegelstumpf 46 umgebende Büchse 47 strö¬ men, wodurch sich die Leckage geringfügig vergrößert. Bewegt sich indessen der Ventilkolben 4 gemäß Fig. 4 wieder nach rechts in Schließstellung kommt der Kegelstumpf 46 allmählich wieder in Anlage mit der linksεeitigen Hülεe 45, um diese ab¬ zuschließen und somit die Leckageverluste wieder zu verrin¬ gern.If the valve piston 4 is now shifted to the left to open the valve seat 7 as shown in FIG. 4, the left-hand first annular collar 43 abuts after only a slight sliding against the truncated cone 46 and lifts it from the left-hand sleeve 45. As a result, hydraulic fluid can flow through the annular groove 44 on the lateral surface of the first annular collar 43 directly into the sleeve 47 surrounding the truncated cone 46, as a result of which the leakage is increased slightly. 4 moves to the right again in the closed position, the truncated cone 46 gradually comes back into contact with the left-hand sleeve 45 in order to close it off and thus reduce the leakage losses again.
Der Grund für diese konstruktiv aufwendigen Maßnahmen besteht darin, daß infolge der relativ großen Stell- bzw. Verschiebe¬ wege des Ventilkolbenε 4 sowie des hohen Verbraucherdrucks eine Wellendichtung, beispielsweise ein Simmerring, zwischen der Hülse 45 und dem Ventilkolben 4 als ausschließliche Ab¬ dichtung schnell versagen würde. Um dies zu verhindern wurde der Kegelstumpf 46 angeordnet, der bei Durckbeaufschlagung und Druckeinspannung des Verbrauchers auf der Hülse 45 an¬ liegt und somit die Wellendichtung 56 aufgrund der vorge¬ schalteten Ringbunde 43, 53 nur gering belastet wird. Im üb¬ rigen wird diese Dichtung 56 bei Verschieben des Ventilkol¬ benε 4 zur Druckentspannung des Verbrauchers nur wenig be¬ wegt, sodaß keine reibungsbedingten Abnutzungen auftreten können und somit die Dichtwirkung aufrechterhalten bleibt. The reason for these structurally complex measures is that, due to the relatively large adjustment or displacement paths of the valve piston 4 and the high consumer pressure, a shaft seal, for example a sealing ring, between the sleeve 45 and the valve piston 4 quickly becomes the exclusive seal would fail. To prevent this, the truncated cone 46 was arranged, which rests on the sleeve 45 when the consumer is pressurized and clamped in pressure, and thus the shaft seal 56 is only slightly loaded due to the upstream annular collars 43, 53. Otherwise, this seal 56 is moved only slightly when the valve piston 4 is displaced to relieve the pressure in the consumer, so that no wear due to friction can occur and the sealing effect is therefore maintained.

Claims

2\Patentansprüche 2 \ claims
1. Rohrbruchsicherungsventil mit einem integrierten Servoven¬ til (1), das zumindest zwei interne Druckanschlüεse (2, 3) sowie einen Ventilkolben (4) hat, der durch eine Vorspannfe¬ der (5) in eine die Druckanschlüsse (2, 3) trennende Stellung vorgespannt iεt, wofür der Ventilkolben (4) mit einer ersten Steuerkante ausgebildet ist, mittels der einer der Druckanschlüεεe (2) verεchließbar iεt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Axialabstand zur ersten Steuerkante eine zweite Steuerkante vorgesehen ist, welche die Vorspannfeder (5) ge¬ genüber den Druckanschlüssen (2, 3) abdichtet.1. Pipe rupture safety valve with an integrated servo valve (1), which has at least two internal pressure connections (2, 3) and a valve piston (4) that separates the pressure connections (2, 3) through a preload spring (5) The position is pre-tensioned, for which the valve piston (4) is designed with a first control edge, by means of which one of the pressure connections (2) can be closed, characterized in that a second control edge is provided at an axial distance from the first control edge, which serves as the pre-tensioning spring (5) seals against the pressure connections (2, 3).
2. Rohrbruchεicherunεventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die erste Steuerkante durch einen Ventilteller (6) gebildet wird, der mit einem den einen Druckanschluß (2) ausbildenden Ventilsitz (7) durch die Federvorspannkraft in Anlage bring¬ bar ist.2. Rohrbruchεicherunεventil according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that the first control edge is formed by a valve plate (6) which with a pressure connection (2) forming valve seat (7) by the spring biasing force can be brought into system.
3. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Ventilsitz (7) durch eine Hülse (17) ausgebildet wird, die in eine in ein Gehäuse des Rohrbruchsicherungsventils ge¬ bohrte Aufnahmebohrung eingesetzt ist.3. Pipe rupture safety valve according to claim 2, characterized gekenn¬ characterized in that the valve seat (7) is formed by a sleeve (17) which is inserted into a ge bore in a housing of the pipe rupture safety valve receiving bore.
4. Rohrbruchsicherungsventil nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerkante von einem am Ventilkolben (4) ausge¬ bildeten Ringbund (8) gebildet ist, der als ein Gleitlager dient, wobei zwischen der ersten und der zweiten Steuerkante ein weiterer Ringbund (25) unmittelbar an der ersten Steuer¬ kante angrenzend vorgesehen ist, der ebenfalls zur Gleitfüh¬ rung des Ventilkolbens (4) dient.4. Pipe rupture safety valve according to one of the preceding claims, characterized in that the second control edge is formed by an annular collar (8) which is formed on the valve piston (4) and serves as a sliding bearing, a further annular collar (25) being provided directly adjacent to the first control edge between the first and the second control edge , which also serves to slide the valve piston (4).
5. Rohrbruchsicherungsventil nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (5) in einem Federraum (9) untergebracht ist, der permanent mit einem Leckageanschluß (L) des Rohr¬ bruchsicherungsventils Verbindung hat.5. Pipe rupture safety valve according to one of the preceding claims, characterized in that the biasing spring (5) is accommodated in a spring chamber (9) which is permanently connected to a leakage connection (L) of the pipe rupture safety valve.
6. Rohrbruchsicherungεventil nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, gekennzeichnet durch einen wahlweise mit einer Pumpe oder einem Tank verbindbaren Ventilanschluß (A) , sowie einen Verbraucheranschluß (V) , die über einen Druckzuführkanal (12) mit einem zwischengeschalte¬ ten Druck-/Einspeiseventil (13) miteinander verbunden sind, zu dem ein Rückführkanal (11) parallelgeschaltet ist, in den daε Servoventil (1) zwiεchengeschaltet ist.6. Pipe rupture valve according to one of the preceding claims, characterized by a valve connection (A) optionally connectable to a pump or a tank, and a consumer connection (V) via a pressure supply channel (12) with an intermediate pressure / feed valve (13) are connected to each other, to which a return duct (11) is connected in parallel, in which the servo valve (1) is interposed.
7. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (4) auf einem dem Ventilteller (6) ge¬ genüberliegenden Endabschnitt mit einem Ringbund (22) verse¬ hen ist, dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem des Ven¬ tiltellers (6) entspricht und der in der Aufnahmebohrung des Rohrbruchsicherungεventilgehäuses gleitgelagert ist.7. Pipe rupture safety valve according to claim 2 or 3, characterized in that the valve piston (4) on an opposite end portion of the valve plate (6) is provided with an annular collar (22), the outer diameter of which is essentially that of the valve plate ( 6) corresponds and which is slidingly mounted in the receiving bore of the pipe rupture valve housing.
8. Rohrbruchsicherungεventil nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Gleithülse (20), die zwischen dem Ringbund (22) und dem Gehäuse angeordnet und in der Aufnahmebohrung im Ventilge¬ häuse fixiert ist. 8. Rohrbruchsicherungεventil according to claim 7, characterized by a sliding sleeve (20) which is arranged between the collar (22) and the housing and is fixed in the receiving bore in the Ventilge¬ housing.
9. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (4) eine einen Verbraucherdruck führende Verbraucherkammer (15) innerhalb des Rohrbruchsicherungsven¬ tils durchdringt, wobei eine Eintrittsstelle durch den Ventilteller (6) und eine Austrittsstelle durch den Ringbund9. Pipe rupture safety valve according to claim 7 or 8, characterized in that the valve piston (4) penetrates a consumer pressure leading consumer chamber (15) within the Rohrbruchsicherungsven¬ valve, an entry point through the valve plate (6) and an exit point through the collar
(22) verschließbar ist.(22) can be closed.
10. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß innerhalb der Aufnahmebohrung auf einer der Vorspannfeder (5) gegenüberliegenden Seite deε Ventilkolbenε (4) ein Hohlraum10. Pipe rupture safety valve according to claim 9, characterized ge indicates that within the receiving bore on one of the biasing spring (5) opposite side deε valve piston (4) a cavity
(23) ausgebildet ist, der vom Ringbund (22) gegen die Ver¬ braucherkammer (15) abgetrennt ist.(23) is formed, which is separated from the collar (22) against the consumer chamber (15).
11. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Hohlraum (23) über eine vorzugsweise durch den Ringbund (22) ausgebildete Drosselstelle mit der Verbraucherkammer (15) verbunden ist.11. Pipe rupture safety valve according to claim 10, characterized in that the cavity (23) is connected to the consumer chamber (15) via a throttle point which is preferably formed by the annular collar (22).
12. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (23) mit einer Leckageleitung (10) über einen Kanal verbunden ist, in dem ein Vorsteuersitzventil (33) an¬ geordnet ist.12. Pipe rupture safety valve according to claim 10 or 11, characterized in that the cavity (23) is connected to a leakage line (10) via a channel in which a pilot seat valve (33) is arranged.
13. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Kanal innerhalb des Ventilkolbens (4) als eine axial ver¬ laufende Durchgangsbohrung (32) ausgebildet iεt, wobei der Ventilkolben (4) für dessen axialer Verschiebung mit einem Stellkolben (18) in Eingriff bringbar ist, der zeitlich vor dem Ineingriffkommen das im Ventilkolben (4) angeordnete Vor- steuersitzventil (33) in eine Offenstellung bringt, um den Druck innerhalb deε Hohlraums (23) in die Leckageleitung (10) zu entspannen. 13. Pipe rupture safety valve according to claim 12, characterized in that the channel within the valve piston (4) is formed as an axially extending through bore (32), the valve piston (4) for its axial displacement with an actuating piston (18) can be brought into engagement, which brings the pilot control valve (33) arranged in the valve piston (4) into an open position before the engagement, in order to relax the pressure within the cavity (23) into the leakage line (10).
14. Rohrbruchsicherungεventil nach einem der Ansprüche 12, 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (6) durch einen Kegelstumpf gebildet wird, an dessen kleindurchmessriger Stirnseite ein zylinderförmiger Ringbund (25) anschließt, wobei der Ventilsitz (7) in seinem Durchmesser bezüglich dem Ringbund (25) radial aufgeweitet ist, sodaß sich zwischen dem Ventilteller (6), dem Ventilsitz (7) und dem Ringbund (25) in geschlossenem Zustand des Druckanschlusseε (2) ein abgeschlossener Ringraum (40) entsteht.14. Rohrbruchsicherungεventil according to any one of claims 12, 13, characterized in that the valve plate (6) is formed by a truncated cone, on the small-diameter end face a cylindrical collar (25) connects, the valve seat (7) in its diameter with respect to the annular collar (25) is expanded radially, so that a closed annular space (40) is formed between the valve plate (6), the valve seat (7) and the annular collar (25) in the closed state of the pressure connection (2).
15. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 14, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß daε Vorsteuersitzventil (33) einen durch ein Schließelement (34) verschließbaren Ventilsitz hat, der in einer in der Durchgangsbohrung (32) axial verschiebbaren Hülse (38) ausge¬ bildet ist.15. Pipe rupture safety valve according to claim 14, characterized ge indicates that daε pilot seat valve (33) has a valve seat which can be closed by a closing element (34) and is formed in a sleeve (38) axially displaceable in the through bore (32).
16. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Hülse (38) durch den Stellkolben (18) über eine Druckstange (36) betätigbar ist und zeitlich nach dem Schließen des Ventilsitzes (7) durch den Ventilteller (6) einen Verbindungskanal (39, 41) zwischen der Verbraucherkammer (15) und dem Ringraum (40) sperrt. 16. Pipe rupture safety valve according to claim 15, characterized in that the displaceable sleeve (38) can be actuated by the actuating piston (18) via a push rod (36) and in time after the valve seat (7) has been closed by the valve plate (6) a connecting channel ( 39, 41) between the consumer chamber (15) and the annular space (40) blocks.
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