EP2220381B1 - Hydraulic valve device - Google Patents

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EP2220381B1
EP2220381B1 EP20080802278 EP08802278A EP2220381B1 EP 2220381 B1 EP2220381 B1 EP 2220381B1 EP 20080802278 EP20080802278 EP 20080802278 EP 08802278 A EP08802278 A EP 08802278A EP 2220381 B1 EP2220381 B1 EP 2220381B1
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EP
European Patent Office
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valve
connection
pressure
control
pressure compensator
Prior art date
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Application number
EP20080802278
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German (de)
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Winfried RÜB
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Hydac Filtertechnik GmbH
Original Assignee
Hydac Filtertechnik GmbH
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Publication date
Application filed by Hydac Filtertechnik GmbH filed Critical Hydac Filtertechnik GmbH
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    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
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    • F15B13/0416—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor with means or adapted for load sensing
    • F15B13/0417—Load sensing elements; Internal fluid connections therefor; Anti-saturation or pressure-compensation valves
    • F15B13/0418—Load sensing elements sliding within a hollow main valve spool
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
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    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/877—With flow control means for branched passages

Definitions

  • the entire space in the form of the through-channel 40 in the lower part of the middle housing 38 is under pump pressure P and from this space each leads a channel line to the cavity axis of each assignable spool 16 in addition to the ring channels that lead to the Nutzanêtn A and B.
  • the two spool 16 are constructed identically and take in coaxial arrangement an internal, the valve diaphragm upstream pressure compensator 18, which are also identical in construction. Like in the Fig.2 shown, in neutral position, the spool 16 are held by fixed stops housing and their respective working spring (compression spring 22) in position.
  • the working spring (compression spring 22) is supported on the one hand against the housing 34 of the valve and on the other hand against a screw plug 50 which is screwed firmly to the spool 16. In the pertinent initial or neutral position of the respective spool 16 separates the working port A or B from the pump port P.
  • the pertinent longitudinal grooves 66 of which in the Figure 3 dashed lines only one is shown extending in the direction R channel to the control edge of the control piston and are - viewed at the periphery - between the radial openings and passages.
  • the respective longitudinal groove 66 has permanent connection with the fourth radial opening 57 in the control slide 16.
  • the pertinent Leksnut für provides the LS reporting connection from the working connection in the spring chamber with the compression spring 24 of the pressure compensator 18.
  • the connection point 57 corresponds to the connection point 57 as shown in the Fig.1
  • the branch point LS B and the opening 56 on the one input control side of the pressure compensator 18 forms the signaling connection LS B
  • the above-described LS pressure LS B represents the sensing connection.

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Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Ventilvorrichtung, insbesondere LS-Stromregelventil, mit einer Fluidanschlußanordnung, beinhaltend mindestens

  • einen Druckversorgungsanschluß (P),
  • einen Rücklaufanschluß (R),
  • einen Sektions-Loadsensinganschluß (LS),
  • zwei Steueranschlüsse (P'A) und (P'B),
  • zwei Nutzanschlüsse (A,B) und
  • mindestens eine verfahrbare Steuereinrichtung zum zumindest teilweisen Ansteuern von Anschlüssen der Fluidanschlußanordnung.
The invention relates to a hydraulic valve device, in particular LS flow control valve, with a fluid connection arrangement, including at least
  • a pressure supply port (P),
  • a return connection (R),
  • a section load-sensing connector (LS),
  • two control terminals (P ' A ) and (P' B ),
  • two service connections (A, B) and
  • at least one movable control device for at least partially controlling connections of the fluid connection arrangement.

Durch die DE 10 2005 033 222 A1 ist eine sog. LUDV-Ventilanordnung bekannt, bei der ein Regelventil eine Zulaufmeßblende ausbildet, der eine Individualdruckwaage nachgeschaltet ist. Mittels der LUDV-Ventilanordnung wird ein hydraulischer Verbraucher angesteuert, der an zwei Verbraucheranschlüsse der Steueranordnung angeschlossen ist. Zum Einstellen eines Eilganges können zwei Druckräume des Verbrauchers miteinander und mit einer Druckmittelquelle verbunden werden: Um ein Absacken des Verbraucherdruckes zu verhindern, erfolgt diese Verbindung der beiden Verbraucheranschlüsse über einen Druckmittelströmungspfad, in dem ein Rückschlagventil angeordnet ist. Über das Wegeventil ist dabei nur die Verbindung zu einem der Verbraucheranschlüsse aufgesteuert; die Verbindung des anderen Verbraucheranschlusses mit der Druckmittelquelle und/oder dem erstgenannten Verbraucheranschluß ist im Eilgang nur über den Druckmittelströmungspfad und das geöffnete Rückschlagventil möglich. Mit der bekannten Lösung ist eine unbeabsichtigte Bewegung eines hydraulischen Verbrauchers in einer Eilgangstellung der Ventilanordnung verhindert. Die bekannte LUDV-Steuerung stellt einen Sonderfall einer Loadsensing-Steuerung dar, bei der der höchste Lastdruck der hydraulischen Verbraucher an eine Einstellpumpe gemeldet und diese so geregelt wird, dass in der Pumpenleitung ein um eine bestimmte Druckdifferenz ΔP über dem Lastdruck liegender Pumpendruck anliegt. Bei der bekannten LUDV-Steuerung sind die Individualdruckwaagen stromabwärts der Zumeßblenden angeordnet und drosseln jeweils zwischen der Zumeßblende und der Last den Fluidstrom so stark an, dass der Druck nach allen Zumeßblenden gleich, vorzugsweise gleich dem höchsten Lastdruck ist oder leicht über diesem liegt. Die größte Schwäche dahingehender hydraulischer LS-Systeme liegt in deren Empfindlichkeit gegen Systemschwingungen im Loadsensing-Regelkreis, unter anderem bedingt durch Lastwechsel am jeweiligen Verbraucher.By the DE 10 2005 033 222 A1 is a so-called. LUDV valve assembly is known in which a control valve forms a Zulaufmeßblende, which is followed by an individual pressure compensator. By means of the LUDV valve arrangement, a hydraulic consumer is actuated, which is connected to two consumer terminals of the control arrangement. To set a rapid traverse two pressure chambers of the consumer can be connected to each other and to a pressure medium source: In order to prevent sagging of the consumer pressure, this connection of the two consumer connections via a pressure fluid flow path, in which a check valve is arranged. About the directional control valve only the connection to one of the consumer connections is opened; the connection the other consumer connection with the pressure medium source and / or the first-mentioned consumer connection is possible in rapid traverse only via the pressure medium flow path and the open check valve. With the known solution, an unintentional movement of a hydraulic consumer in a rapid traverse position of the valve arrangement is prevented. The known LUDV control represents a special case of a load sensing control in which the highest load pressure of the hydraulic consumers reported to a Einstellpumpe and this is controlled so that in the pump line is present in to a certain pressure difference Δ P across the load pressure opposing the pump pressure. In the known LUDV control, the individual pressure compensators are arranged downstream of the metering orifices and throttle the fluid flow between the metering orifice and the load to such an extent that the pressure after all metering orifices is equal, preferably equal to or slightly above the highest load pressure. The greatest weakness of these hydraulic LS systems lies in their sensitivity to system oscillations in the load sensing loop, among other things due to load changes at the respective consumer.

Durch die EP 1 370 773 B1 ist als hydraulische Ventilvorrichtung ein Wegeventil bekannt zur Steuerung des Druckes und des Flusses von Hydraulik-öl von bzw. zu Arbeitsanschlüssen mindestens eines Fluidverbrauchers, bei dem der Druck und der Durchfluß mittels eines durch mindestens einen Antrieb betätigbaren, in einer Schieberbohrung verschiebbaren Steuerschiebers und damit in Wirkverbindung stehenden Ringkanälen steuerbar ist, wobei in einem sog. Symmetriemittelpunkt der Ventilanordnung auf einer Symmetrieachse ein Tankanschluß-Ringkanal (R) angeordnet ist und beidseits sind weitere Ringkanäle symmetrisch angeordnet. Ferner ist für die Realisierung einer hydraulischen Pumpenansteuerung auf der einen Seite der genannten Symmetrieachse ein dem einen Arbeitsanschluß zugeordneter A-Ringkanal, ein erster Pumpendruck-Ringkanal, ein erster LoadSensing-Ringkanal und ein erster Endraum-Ringkanal und auf der anderen Seite der Symmetrieachse ein dem anderen Arbeitsanschluß zugeordneter B-Ringkanal, ein zweiter Pumpendruck-Ringkanal, ein zweiter LoadSensing-Ringkanal und ein zweiter Endraum-Ringkanal zugeordnet. Ferner ist der erste Load-Sensing-Ringkanal mit dem zweiten Load-Sensing-Ringkanal über eine Load-Sensing-Verbindungsleitung verbunden. Mit der bekannten Ventillösung ist eine Art Mengenteiler für die angeschlossenen Verbraucher erreicht, wobei bei dahingehenden Mengenteilerventilen die Druckwaagen nicht den Druckabfall über die Ventilblende regeln, sondern den höchsten Lastdruck des Systems übernehmen. Schwankende Druckverluste in der Speiseleitung stören dann direkt die verfügbare Druckdifferenz an der Reglerblende und verhindern dergestalt eine konstante Stromregelung.By the EP 1 370 773 B1 is known as a hydraulic valve device, a directional control valve for controlling the pressure and flow of hydraulic oil from or to working ports of at least one fluid consumer, in which the pressure and flow by means of an actuatable by at least one drive, slidable in a slide bore spool and thus in Active connection standing annular channels is controllable, wherein in a so-called. Symmetry center of the valve assembly on a symmetry axis, a tank connection annular channel (R) is arranged and on both sides further annular channels are arranged symmetrically. Further, for the realization of a hydraulic pump control on the one side of said symmetry axis to the one working port associated A-ring channel, a first pump pressure ring channel, a first load-sensing ring channel and a first end-space annulus and, on the other side of the symmetry axis, a B-ring channel associated with the other working port, a second pump-pressure annulus, a second load-sensing annulus and a second end-space annulus. Furthermore, the first load-sensing ring channel is connected to the second load-sensing ring channel via a load-sensing connection line. With the known valve solution, a kind of flow divider for the connected consumers is achieved, with the appropriate flow divider valves, the pressure compensators do not regulate the pressure drop across the valve orifice, but take over the highest load pressure of the system. Fluctuating pressure losses in the supply line then directly disturb the available pressure difference at the regulator diaphragm and thus prevent a constant current regulation.

WO 02/088550 A1 betrifft ein Wegeventil mit innenliegender Druckwaage, dessen Ventilgehäuse eine Längsbohrung aufweist, in die Ringkanäle eingestochen sind und in der ein Wegeventilkolben axial verschiebbar ist, wobei dieser Wegeventilkolben als mit einem ersten und einem zweiten Ventilkolben-Radialdurchbruch ausgestatteter Hohlschieber ausgebildet ist und eine Axialbohrung aufweist, in der ein mit einer Steuerkante ausgestatteter Druckwaagekolben gegen eine Druckwaagefeder axial verschiebbar ist, wobei der Druckwaagekolben als Hohlschieber mit einem einen Innendurchmesser aufweisenden Innenraum ausgebildet ist und wenigstens einen Radialdurchbruch aufweist, der derart angeordnet ist, dass er dauernd mit dem zweiten Ventilkolben-Radialdurchbruch in Verbindung steht, und zudem Mittel vorhanden sind, durch die ein Druckwaagen-Federraum dauernd mit einem Load-Sensing-Ringkanal (LS) verbunden ist. WO 02/088550 A1 relates to a directional control valve with internal pressure compensator, whose valve housing has a longitudinal bore, are stabbed into the annular channels and in which a directional control valve piston is axially displaceable, this directional control valve piston is designed as a first and a second valve piston radial bore hollow slide and has an axial bore in the one equipped with a control edge pressure compensator piston is axially displaceable against a pressure compensating spring, wherein the pressure compensating piston is designed as a hollow slide with an inner diameter having interior space and at least one radial opening, which is arranged so that it is permanently connected to the second valve piston radial opening , And also means are present, through which a pressure compensator spring chamber is permanently connected to a load-sensing ring channel (LS).

Bei der ein Wegeventil aufweisenden Ventilvorrichtung ist der Radialdurchbruch des Druckwaagenkolbens so angeordnet, dass durch diesen Radialdurchbruch und den zweiten Ventilkolben-Radialdurchbruch eine Verbindung vom Innenraum zum Pumpendruck-Ringkanal aufsteuerbar ist, wobei der zweite Ventilkolben-Radialdurchbruch eine Steuerkante darstellt, über die eine Verbindung vom Innenraum zum Load-Sensing-Ringkanal aufsteuerbar ist, und wobei unmittelbar an den zweiten Ventilkolben-Radialdurchbruch eine Ringnut anschließt, die in der Neutralstellung eine Verbindung vom Innenraum zum Load-Sensing-Ringkanal herstellt. Auf diese Weise soll erreicht werden, dass die Druckwaage unempfindlich gegen durch unterschiedliche Mengenströme verursachte unterschiedliche Strömungskräfte ist und zudem eine Bewegung des hydraulischen Verbrauchers in der Stellung "neutral" verhindert werden.In the valve device having a directional control valve, the radial opening of the pressure compensator piston is arranged so that a through this radial opening and the second valve piston radial breakthrough Connection can be opened from the interior to the pump pressure ring channel, wherein the second valve piston radial opening represents a control edge, via which a connection from the interior to the load-sensing ring channel can be opened, and wherein immediately adjoins the second valve piston radial opening an annular groove in the neutral position establishes a connection from the interior to the load-sensing ring channel. In this way, it should be achieved that the pressure compensator is insensitive to different flow forces caused by different flow rates and, moreover, prevents movement of the hydraulic load in the "neutral" position.

Eine hydraulische Ventilvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus DE 199 29 024 benannt.A hydraulic valve device according to the preamble of claim 1 is made DE 199 29 024 named.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Ventillösungen dahingehend weiter zu verbessern, dass Systemschwingungen im Load-Sensing-Regelkreis besser beherrschbar sind und dass eine konstante Stromregelung für den jeweils angeschlossenen hydraulischen Verbraucher möglich ist. Eine dahingehende Aufgabe löst eine hydraulische Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.Based on this prior art, the invention has the object to further improve the known valve solutions to the effect that system vibrations in the load-sensing loop can be better controlled and that a constant current control for each connected hydraulic consumer is possible. This object is achieved by a hydraulic valve device with the features of claim 1 in its entirety.

Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 vorgesehen ist, dass die jeweilige Steuereinrichtung einem jeden Nutzanschluß A,B zugeordnet einen Steuerschieber aufweist, dem eine Druckwaage in Fluidrichtung zum jeweiligen Nutzanschluß A,B vorgeschaltet ist, wobei die jeweilige Druckwaage von einem LS-Druck ansteuerbar ist, der gleichzeitig auch auf eine Anschlussseite des jeweiligen Steuerschiebers geführt ist, und wobei jeweils ein zwischen Steuerschieber und Druckwaage abgegriffener Steueranschlussdruck gegenläufig zum LS-Druck wirkend die Druckwaage ansteuert und wobei die LS-Drücke führende Ringkanäle mit einem Wechselventil verbunden sind, das die beiden LS-Drücke voneinander trennt, ist das hydraulische LS-System gegen Systemschwingungen weniger empfindlich. Aufgrund der vorgeschalteten Druckwaage kann diese einen entscheidenden Einfluß auf die Systemstabilität nehmen. Druckschwingungen werden häufig durch mechanische Schwingungen von nachgiebigen Strukturen bei den jeweils angeschlossenen hydraulischen Verbrauchern (Kranarme) erzeugt und dann durch den Lastfühlkreis (LS) auf die Druckwaage übertragen. Der LS-Druck (Lastmeldedruck) stellt dann insoweit die Führungsgröße für die vorgeschaltete Druckwaage dar und kann insoweit die Druckschwingungen glätten, noch bevor der Druck an den nachfolgenden Steuerschieber der jeweiligen Steuereinrichtung weitergeleitet wird, der dann in Abhängigkeit seiner jeweiligen Schieber- oder Kolbenposition die Konstantversorgung für den jeweils angeschlossenen hydraulischen Verbraucher sicherstellt.Characterized in that according to the characterizing part of claim 1 is provided that the respective control means associated with each user port A, B has a spool, which is preceded by a pressure compensator in the fluid direction to the respective user port A, B, wherein the respective pressure compensator of an LS Pressure can be controlled, which is also performed on a connection side of the respective spool, and wherein in each case a tapped between spool and pressure balance control port pressure opposite to the LS-pressure acting on the pressure balance and wherein the LS-pressure conducting ring channels are connected to a shuttle valve, the the two LS pressures separate, the hydraulic LS system is less sensitive to system vibrations. Due to the upstream pressure compensator this can have a decisive influence on system stability. Pressure oscillations are often generated by mechanical vibrations of resilient structures in the respective connected hydraulic consumers (crane arms) and then transmitted through the load-sensing circuit (LS) on the pressure compensator. The LS-pressure (load message pressure) is then the reference variable for the upstream pressure compensator and can smooth the pressure oscillations, even before the pressure is forwarded to the subsequent spool of the respective control device, then the constant supply depending on its respective slide or piston position ensures for each connected hydraulic consumer.

Neben der genannten Systemglättung wird durch die Fluidfolge von Druckwaage mit nachgeordnetem Steuerschieber sichergestellt, dass unabhängig von der Druckdifferenz an der Steuereinrichtung für den jeweiligen Verbraucher ein konstanter Nutzvolumenstrom zur Verfügung steht, so dass der Gesamtdurchfluß unabhängig von wechselnden Lastdrücken am Verbraucher konstant bleibt und insoweit einen funktionssicheren Betrieb für den jeweils angeschlossenen hydraulischen Verbraucher gewährleistet.In addition to the aforementioned system smoothing is ensured by the fluid sequence of pressure compensator with downstream spool that regardless of the pressure difference across the control device for the respective consumer a constant useful flow is available, so that the total flow remains constant regardless of changing load pressures on the consumer and so far a functionally reliable Operation guaranteed for each connected hydraulic consumer.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung ist die Druckwaage innerhalb des Steuerschiebers integriert, wobei sowohl die Druckwaage als auch der Steuerschieber in einer Relativbewegung zueinander innerhalb eines Ventilgehäuses längsverschiebbar geführt sind. Die dahingehende Koaxialanordnung von Steuerschieber und Druckwaage ist besonders platzsparend und führt zu klein aufbauenden Ventilgehäusen, wobei die dahingehende Anordnung dennoch besonders funktionssicher ist.In a preferred embodiment of the valve device according to the invention, the pressure compensator is integrated within the spool, wherein both the pressure compensator and the spool are guided in a relative movement to each other within a valve housing longitudinally displaceable. The pertinent coaxial arrangement of spool and pressure compensator is particularly space-saving and leads to small constructive valve housings, the pertinent arrangement is still particularly reliable.

Als besonders funktionssicher hat es sich ferner erwiesen, wenn bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung sowohl die Druckwaage als auch der Steuerschieber federzentriert in einer Ausgangsstellung gehalten sind, wobei die Druckwaage von einem LS-Druck ansteuerbar ist, der gleichzeitig auf eine Anschlußseite des Steuerschiebers geführt ist, der wiederum von dem Steuerdruck eines Pilotventils ansteuerbar ist und wobei ferner ein zwischen Steuerschieber und Druckwaage abgegriffener Steueranschlußdruck gegenläufig zum LS-Druck wirkend die Druckwaage ansteuert.As a particularly reliable function, it has also proved, if in a preferred embodiment of the valve device according to the invention both the pressure balance and the spool are spring-centered in a starting position, the pressure compensator of a LS-pressure can be controlled, which is simultaneously guided on a connection side of the spool, which in turn is controlled by the control pressure of a pilot valve and further wherein a between spool and pressure balance abgegeder control connection pressure opposite to the LS-pressure acting the pressure compensator activates.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung sind Gegenstand der sonstigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the valve device according to the invention are the subject of the other dependent claims.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Lösung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

Fig.1
in der Art eines hydraulischen Schaltplans den prinzipiellen Aufbau der hydraulischen Ventilvorrichtung in Form eines LS-Stromregelventils;
Fig.2
die praktische Umsetzung des Schaltplans nach der Fig.1 in einem Ventilprodukt, das teilweise mit seinen wesentlichen Komponenten einmal im Längsschnitt und einmal in Ansicht wiedergegeben ist;
Fig.3
eine vergrößerte Darstellung einer geschnitten dargestellten Längsansicht einer in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen rechten Steuereinrichtung mit Druckwaage und Steuerschieber.
In the following, the solution according to the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. This show in principle and not to scale representation of the
Fig.1
in the manner of a hydraulic circuit diagram, the basic structure of the hydraulic valve device in the form of a LS flow control valve;
Fig.2
the practical implementation of the circuit diagram after the Fig.1 in a valve product, partially with its essential components once in longitudinal section and once in view is reproduced;
Figure 3
an enlarged view of a longitudinal view shown in section in the direction of the Fig.2 seen right control device with pressure balance and spool.

Die hydraulische Ventilvorrichtung nach der Fig.1 weist eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Fluidanschlußanordnung auf, beinhaltend einen Druckversorgungsanschluß P, einen Rücklaufanschluß R, einen Sektions-Loadsensinganschluß LS mit LSmax, zwei Steueranschlüsse P'A, P'B, zwei Nutzanschlüsse A,B sowie zwei daran angeschlossene voneinander
Die in der Fig.1 in der Art eines hydraulischen Schaltplans vorgestellte hydraulische Ventilvorrichtung ist nun gemäß der Längsschnittdarstellung nach der Fig.2 dort als konstruktive Ventillösung aufgezeigt. Die Ventilvorrichtung weist ein als Ganzes mit 34 bezeichnetes Ventilgehäuse auf, wobei das Ventilgehäuse in der Art eines modularen Baukastenkonzeptes realisiert ist. Insbesondere sind die Pilotventile PA, PB mit ihren Anschlußgehäuseteilen 36 an das Mittengehäuse 38 angeschlossen, wobei in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen im oberen Bereich des Mittengehäuses 38 die Nutzanschlüsse A, B in der Art von Einschraubpatronen angeschlossen sind und im unteren Bereich des Mittengehäuses 38 ist dieses von einem Durchgangskanal 40 durchgriffen, in dem insgesamt der Pumpendruck P ansteht, der über Anschlußleitungen 42 an eine Mittenkanalbohrung 44 angeschlossen ist, in die die beiden Steuereinrichtungen 14 eingesetzt sind. Ebenso wie der Durchgangskanal 40 erstreckt sich auch die Mittenkanalbohrung 44 quer zu einer Mittenlängsachse des Gesamtventilgehäuses 34 und entlang dieser nicht näher dargestellten Mittenlängsachse ist in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen unterhalb der Mittenkanalbohrung 44 der Rücklaufanschluß R angeordnet, der über eine weitere Anschlußleitung 46 in den Mittenkanal 44 ausmündet. Ferner ist der Mittenkanal 44 vorzugsweise in Form einer Bohrung ausgebildet über Verbindungsleitungen 48 fluidführend an die Nutzanschlüsse A, B angeschlossen. Das in der Fig.1 mit 32 bezeichnete Rückschlagventil ist gleichfalls in dem Ventilgehäuse 34 integriert, was aber aus Vereinfachungsgründen nicht näher dargestellt ist.The hydraulic valve device according to the Fig.1 has a generally designated 10 fluid port arrangement, including a pressure supply port P, a return connection R, a section load-sensing connection LS with LS max , two control connections P ' A , P' B , two utility connections A, B and two connected to each other
The in the Fig.1 in the manner of a hydraulic circuit diagram presented hydraulic valve device is now according to the longitudinal sectional view of the Fig.2 shown there as a constructive valve solution. The valve device has a generally designated 34 valve housing, wherein the valve housing is realized in the manner of a modular construction concept. In particular, the pilot valves P A , P B are connected with their terminal housing parts 36 to the center housing 38, wherein in the direction of the Fig.2 seen in the upper part of the center housing 38, the Nutzanschlüsse A, B are connected in the type of Einschraubpatronen and in the lower part of the center housing 38 this is penetrated by a passage 40 in which a total of the pump pressure P is present, via connecting lines 42 to a Mittenkanalbohrung 44th is connected, in which the two control devices 14 are inserted. As well as the passageway 40, the central channel bore 44 extends transversely to a central longitudinal axis of the overall valve housing 34 and along this not shown center longitudinal axis is in the direction of the Fig.2 seen below the central channel bore 44 of the return port R arranged, which opens via a further connecting line 46 in the center channel 44. Further, the center channel 44 is preferably formed in the form of a bore via connecting lines 48 fluidly connected to the Nutzanschlüsse A, B connected. That in the Fig.1 Also designated as 32 check valve is also integrated in the valve housing 34, but this is not shown in detail for reasons of simplification.

Die in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen horizontal verlaufende Steuerschieberachse des jeweiligen Steuerschiebers 16, gebildet durch die Mittenkanalbohrung 44 im Mittengehäuse 38, ist insoweit auf beiden Seiten mit dem jeweiligen Pilotgehäuse als Anschlußgehäuseteil 36 für das Zuführen des Ansteuerdruckes XA, XB dichtend verschlossen. Außerhalb der Ventilmitte liegt der Rücklaufkanal R und vom Rücklaufkanal R gesehen reihen sich nach außen auf der einen Seite A,P und LSA an und auf der gegenüberliegenden Seite B,P und LSB. Wie bereits dargestellt, sind die LS-Ringkanäle LSA und LSB mit dem Wechselventil 30 verbunden, das die beiden Drücke voneinander trennt. Das Wechselventil 30 ist vorzugsweise als kreisrundes Einsteckteil ausgebildet und wird auf der sog. Flanschseite (nicht dargestellt) des scheibenartigen Ventilkörpers 34 montiert. Der Ausgangsanschluß des Wechselventils 30 führt über einen Druckkanal zum Rückschlagventil 32, das gegen höheren Druck im LS-Meldekanal (LSmax) abdichtet. Wird der Lastdruck LSA oder LSB höher als der Druck im Meldekanal, dann wird dieser Druck über das Rückschlagventil 32 im Steuerblock weitergemeldet und von da aus weiter bis zu einer nicht näher dargestellten Systemdruckregelung für das gesamte Ventilsystem.The looking in the direction of Fig.2 seen horizontally extending spool axis of the respective spool 16, formed by the central channel bore 44 in the middle housing 38, is so far on both sides with the respective pilot housing as a connecting housing part 36 for feeding of the control pressure X A , X B sealed. Outside the valve center is the return channel R and rows seen from the return channel R. outwardly on one side A, P and LS A on and on the opposite side B, P and LS B. As already shown, the LS-ring channels LS A and LS B are connected to the shuttle valve 30, which separates the two pressures. The shuttle valve 30 is preferably designed as a circular plug-in part and is mounted on the so-called. Flange side (not shown) of the disc-like valve body 34. The output terminal of the shuttle valve 30 leads via a pressure channel to the check valve 32, which seals against higher pressure in the LS message channel (LS max ). If the load pressure LS A or LS B is higher than the pressure in the signaling channel, then this pressure is reported via the check valve 32 in the control block and from there on to a system pressure control, not shown, for the entire valve system.

Der gesamte Raum in Form des Durchgangskanals 40 im unteren Teil des Mittengehäuses 38 steht unter Pumpendruck P und von diesem Raum führt jeweils eine Kanalleitung zur Hohlraumachse des jeweils zuordenbaren Steuerschiebers 16 neben die Ringkanäle, die zu den Nutzanschlüssen A und B führen. Die beiden Steuerschieber 16 sind identisch aufgebaut und nehmen in koaxialer Anordnung eine innenliegende, der Ventilblende vorgeschaltete Druckwaage 18 auf, die auch insoweit miteinander baugleich sind. Wie in der Fig.2 dargestellt, sind in Neutralstellung die Steuerschieber 16 durch gehäusefeste Anschläge und ihre jeweilige Arbeitsfeder (Druckfeder 22) in ihrer Stellung gehalten. Die Arbeitsfeder (Druckfeder 22) stützt sich dabei einerseits gegen das Gehäuse 34 des Ventils ab und andererseits gegen eine Verschlußschraube 50, die mit dem Steuerschieber 16 fest verschraubt ist. In der dahingehenden Ausgangs- oder Neutralstellung trennt der jeweilige Steuerschieber 16 den Arbeitsanschluß A oder B vom Pumpenanschluß P ab.The entire space in the form of the through-channel 40 in the lower part of the middle housing 38 is under pump pressure P and from this space each leads a channel line to the cavity axis of each assignable spool 16 in addition to the ring channels that lead to the Nutzanschlüssen A and B. The two spool 16 are constructed identically and take in coaxial arrangement an internal, the valve diaphragm upstream pressure compensator 18, which are also identical in construction. Like in the Fig.2 shown, in neutral position, the spool 16 are held by fixed stops housing and their respective working spring (compression spring 22) in position. The working spring (compression spring 22) is supported on the one hand against the housing 34 of the valve and on the other hand against a screw plug 50 which is screwed firmly to the spool 16. In the pertinent initial or neutral position of the respective spool 16 separates the working port A or B from the pump port P.

Wie insbesondere die Fig.3 zeigt, ist eine variable Ventilblende gebildet in Form von ersten radialen Durchbrüchen 52 innerhalb der Hohlschieberanordnung, bestehend aus Steuerschieber 16 und Druckwaage 18, wobei insoweit ein Dichtsteg P zu A und P zu B innerhalb des Ventilgehäuses 34 entsteht. Auch ist die innenliegende Druckwaage 18 über zweite radiale Durchbrüche 54 im Steuerschieber 16 ständig mit dem Pumpenkanal P verbunden. Die Federkammer mit der weiteren Druckfeder 24 der Druckwaage 18 ist über dritte radiale Durchbrüche 56 im Steuerschieber 16 ständig mit dem jeweils zuordenbaren LSA- oder LSB- Ringkanal verbunden. In der Neutralstellung sind die dritten radialen Durchbrüche 56 des Steuerschiebers 16 zusätzlich mit dem Federraum mit der Druckfeder 22 des Steuerschiebers 16 druckführend verbunden. Das geschieht durch korrespondierende Radialdurchgänge im Regelkolben der Druckwaage 18 und insoweit ist der genannte Federraum der Druckwaage 18 dann in Neutralstellung entlastet. Der Steuerschieber 16 kann mit vierten radialen Durchbrüchen 57 versehen sein, deren zur Ventilmitte liegende Kante auf gleicher axialer Länge liegt wie die ersten Durchbrüche (Steuerkante 52). Diese dahingehenden vierten Durchbrüche 57 haben, anders als die ersten drei Durchbrüche, keine korrespondierenden Durchgänge im Regelkolben der Druckwaage 18. Die lagerichtige Orientierung von korrespondierenden Durchbrüchen mit Durchgängen ist durch eine Verdrehsicherung 58 in Form einer Rastkugel gewährleistet, die insoweit eine Radialsicherung bietet zwischen Steuerschieber 16 und dem Regelkolben der Druckwaage 18.How the particular Figure 3 shows a variable valve orifice is formed in the form of first radial openings 52 within the hollow slide assembly, consisting of spool 16 and pressure compensator 18, in which respect a sealing web P to A and P to B within the valve housing 34 is formed. Also, the internal pressure compensator 18 is continuously connected via second radial openings 54 in the spool 16 with the pump channel P. The spring chamber with the other compression spring 24 of the pressure compensator 18 is connected via third radial openings 56 in the control slide 16 constantly with the respective assignable LS A - or LS B - annular channel. In the neutral position, the third radial openings 56 of the spool 16 are additionally connected to the spring chamber with the compression spring 22 of the spool 16 pressure leading. This is done by corresponding radial passages in the control piston of the pressure compensator 18 and so far said spring chamber of the pressure compensator 18 is then relieved in neutral position. The spool 16 may be provided with fourth radial openings 57, the edge lying to the middle of the valve lying on the same axial length as the first openings (control edge 52). These pertinent fourth openings 57 have, unlike the first three breakthroughs, no corresponding passages in the control piston of the pressure compensator 18. The correct orientation of corresponding openings with passages is ensured by an anti-rotation lock 58 in the form of a detent ball, which provides a radial lock so far between spool 16th and the control piston of the pressure compensator 18th

Im drucklosen Zustand drückt die Regelfeder 24 den Regelkolben der Druckwaage 18 gegen das Sacklochende des Steuerschiebers 16. Der dahingehende Druckwaagekolben ist ebenfalls als Hohlkolben ausgebildet und hat einen zweiten radialen Durchgang 60, der die Verbindung mit dem Durchbruch 54 als sog. P-Durchbruch im Steuerschieber 16 beim Hub gegen die Druckwaagenfeder 24 verschließt (Steuerkante der Druckwaage 18). Ein erster radialer Durchgang 62 ist mit einer Ventilblende in Form des ersten Durchbruches 52 im Steuerschieber 16 ständig verbunden. Die Federkammer der Druckwaage 18 ist durch den dritten radialen Durchbruch 56 mit dem jeweils zuordenbaren dritten Durchgang 64 des Steuerschiebers 16 verbunden und außerdem mit Längsnuten 66 auf der Mantelfläche des Regelkolbens der Druckwaage 18. Die dahingehenden Längsnuten 66, von denen in der Fig.3 strichliniert nur eine dargestellt ist, erstrecken sich in Richtung R-Kanal bis zur Steuerkante des Regelkolbens und liegen - am Umfang betrachtet - zwischen den radialen Durchbrüchen und Durchgängen. Die jeweilige Längsnut 66 hat dabei ständige Verbindung mit dem vierten radialen Durchbruch 57 im Steuerschieber 16. Die dahingehende Längsnutverbindung stellt den LS-Meldeanschluß vom Arbeitsanschluß in die Federkammer mit der Druckfeder 24 der Druckwaage 18 dar. Dabei entspricht die Anschlußstelle 57 gemäß Darstellung nach der Fig.1 dem Abzweigpunkt LSB und der Durchbruch 56 bildet auf der einen Eingangssteuerseite der Druckwaage 18 den Meldeanschluß LSB, aus, wohingegen der vorstehend bezeichnete LS-Druck LSB den Fühlanschluß darstellt.In the depressurized state, the control spring 24 presses the control piston of the pressure compensator 18 against the blind end of the spool 16. The pertinent pressure compensating piston is also designed as a hollow piston and has a second radial passage 60, the connection with the opening 54 as so-called. P-breakthrough in the spool 16 at the stroke against the pressure compensator spring 24 closes (control edge of the pressure compensator 18). A first radial passage 62 is permanently connected to a valve orifice in the form of the first opening 52 in the spool 16. The spring chamber of the pressure compensator 18 is through the third radial opening 56 connected to the respectively assignable third passage 64 of the spool 16 and also with longitudinal grooves 66 on the lateral surface of the control piston of the pressure compensator 18. The pertinent longitudinal grooves 66, of which in the Figure 3 dashed lines only one is shown extending in the direction R channel to the control edge of the control piston and are - viewed at the periphery - between the radial openings and passages. The respective longitudinal groove 66 has permanent connection with the fourth radial opening 57 in the control slide 16. The pertinent Längsnutverbindung provides the LS reporting connection from the working connection in the spring chamber with the compression spring 24 of the pressure compensator 18. In this case corresponds to the connection point 57 as shown in the Fig.1 the branch point LS B and the opening 56 on the one input control side of the pressure compensator 18 forms the signaling connection LS B , whereas the above-described LS pressure LS B represents the sensing connection.

Wenn der Pumpendruck über den Pumpenanschluß P ansteht, dann wirkt dieser Druck auch in der P'A- oder P'B- Kammer der Druckwaage 18 und drückt den Regelkolben gegen die Feder, bis die korrespondierende Steuerkante schließt, so dass der P'A- oder P'B- Druck genau auf den Betrag der Regelfeder 24 der Druckwaage 18 eingeregelt ist. Es ist selbstredend, dass die erwähnten radialen Durchbrüche und Durchgänge, wie in Fig.3 auch dargestellt, mehrfach entlang der Außenumfänge von Steuerschieber 16 und Regelkolben der Druckwaage 18 angeordnet sein können.When the pump pressure is present across the pump port P, this pressure also acts in the P ' A or P' B chamber of the pressure compensator 18 and pushes the control piston against the spring until the corresponding control edge closes, such that the P ' A - or P ' B - pressure exactly on the amount of the control spring 24 of the pressure compensator 18 is adjusted. It is self-evident that the mentioned radial openings and passages, as in Figure 3 Also shown, multiple along the outer peripheries of spool 16 and control piston of the pressure compensator 18 may be arranged.

Wird nun über die Pilotventile PA oder PB ein Pilotdruck vorgegeben, wobei als Pilotventil ein elektrohydraulisches Druckreduzierventil dienen soll, mit zentraler Versorgung aus einem Steuerölkreis PSt, dann verschiebt sich der Steuerschieber 16 gegen die Federkraft der Druckfeder 22 in Richtung R-Kanal (vgl. Fig.2). Die Ventilblende beginnt dann dabei einen Öffnungsquerschnitt zwischen Druckwaage 18 und jeweils zuordenbarem Arbeitsanschluß A oder B zu öffnen. Demgemäß bricht der P'A- oder P'B- Druck jeweils ein, weil Volumen abfließt. Die Regelfeder 24 kann dann den Regelkolben in Richtung öffnender Steuerkante schieben und es fließt Öl aus dem Pumpenanschluß P nach, bis wieder ein Staudruck vor der Ventilblende entsteht, der im Kräftegleichgewicht mit der Regelfeder und dem gemeldeten Lastdruck ist. Der Lastdruck wird dann vom vierten radialen Durchbruch 57 des Steuerschiebers 16 in die Längsnut 66, die gleichfalls mehrfach sich um den Umfang des Regelkolbens erstrecken kann, gemeldet und von dort durch den dritten radialen Durchbruch 64 im Regelkolben in die Federkammer mit der weiteren Druckfeder 24 geführt. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine systemstabile Ventilvorrichtung vorgegeben, die platzsparend eine LS-Stromregelfunktion erfüllt.If a pilot pressure is now given via the pilot valves P A or P B , with an electrohydraulic pressure reducing valve serving as pilot valve, with central supply from a control oil circuit P St , then the control slide 16 shifts against the spring force of the pressure spring 22 in the direction R channel (FIG. see. Fig.2 ). The valve orifice then begins to open an opening cross section between the pressure compensator 18 and each assignable working port A or B. Accordingly, the P ' A or P' B pressure breaks, respectively one, because volume drains off. The control spring 24 can then push the control piston in the direction of the opening control edge and it flows oil from the pump port P until again a back pressure in front of the valve diaphragm arises, which is in equilibrium with the control spring and the reported load pressure. The load pressure is then reported by the fourth radial opening 57 of the spool 16 in the longitudinal groove 66, which can also extend several times around the circumference of the control piston, and from there through the third radial opening 64 in the control piston in the spring chamber with the other compression spring 24 , With the solution according to the invention a system-stable valve device is specified, which fulfills a space-saving LS-flow control function.

Claims (10)

  1. A hydraulic valve device, in particular an LS flow control valve, with a fluid connection arrangement (10), comprising at least
    - a pressure supply connection (P),
    - a return flow connection (R),
    - a section load sensing connection (LS),
    - two control connections (P'A and P'B),
    - two utility connections (A, B) and
    - at least one displaceable control means (14) for at least partially triggering connections of the fluid connection arrangement (10),
    the respective control means (14) assigned to each utility connection (A, B) having a control slide valve (16) to which a pressure compensator (18) is connected upstream in the fluid direction to the respective utility connection (A, B), the respective pressure compensator (18) being able to be triggered by an LS pressure (LSA, LSB) which is also routed at the same time to one connection side (26) of the respective control slide valve (16), a control connection pressure (P'A, P'B) tapped respectively between the control slide valve (16) and the pressure compensator (18) triggering the pressure compensator (18) by acting in the opposite direction to the LS pressure (LSA, LSB), characterised in that the annular channels guiding the LS pressures (LSA, LSB) are connected to a shuttle valve (30) which separates the two LS pressures (LSA, LSB) from one another.
  2. The valve device according to Claim 1, characterised in that the pressure compensator (18) is integrated within the control slide valve (16) and that both the pressure compensator (18) and the control slide valve (16) are guided such as to be longitudinally displaceable in relative motion to one another within a valve housing (34).
  3. The valve device according to Claim 1 or 2, characterised in that both the pressure compensator (18) and the control slide valve (16) are held spring-centred in an initial position.
  4. The valve device according to Claim 3, characterised in that a further connection side (28) of the control slide valve (16) is connected to the return flow connection (R) which is guided essentially along a middle axis in the valve housing (34) and which runs in the initial position of the control means (14) between the opposite pairs of control slide valves (16) with the pressure compensator (18).
  5. The valve device according to any of Claims 1 to 4, characterised in that the shuttle valve (30) routes the higher of the two LS pressures (LSA, LSB) to a check valve (32).
  6. The valve device according to any of Claims 1 to 5, characterised in that a utility connection (A, B) is connected to the control slide valve (16) such as to convey fluid.
  7. The valve device according to any of Claims 1 to 6, characterised in that both the control slide valve (16) and the pressure compensator (18) have hollow pistons that a guided within one another and that are provided at least partially with radial fluid openings (52, 54, 56, 57) and fluid passages (60, 62, 64) and that some of said fluid openings and fluid passages form a sensing connection (LSA, LSB) and a reporting connection (LSA1, LSB1).
  8. The valve device according to Claim 7, characterised in that the sensing connection (LSA, LSB) and the reporting connection (LSA1, LSB1) are interconnected by means of a longitudinal groove (66).
  9. The valve device according to any of Claims 1 to 8, characterised in that the pressure compensator (18) is held by means of a locking element (58) relative to the assignable control slide valve (16).
  10. The valve device according to any of Claims 1 to 9, characterised in that as part of the valve housing (34) there is a through channel (40) as a distributor which, connected to the pump connection (P), supplies the respective control means (14) with fluid.
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