EP2488764B1

EP2488764B1 - Ventilanordnung

Info

Publication number: EP2488764B1
Application number: EP10768695.8A
Authority: EP
Inventors: Philipp Hilzendegen; Peter Bruck; Hermann Albert
Original assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Current assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2030-10-14
Also published as: US8973609B2; WO2011045063A1; US20120199765A1; DE102009049548A1; EP2488764A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Druckregelung eines Druckmittels von einer Druckmittelpumpe zu zumindest einem ersten Verbraucher, mit einem vorgesteuerten Druckregelventil, mit einem von dem Druckmittel beaufschlagten Hauptkolben und einem Vorsteuerkolben, wobei ein Druckraum zwischen einer Kolbenrückseite des Hauptkolbens und dem Vorsteuerkolben entlastet werden kann.
Will man die Verfahrgeschwindigkeit eines Hydrozylinders oder die Drehzahl eines Hydromotors unabhängig von der an einem Stromventil herrschenden Druckdifferenz und unabhängig von Temperatur oder Viskosität eines dafür verwendeten Druckmittels und weiter unabhängig von der zu bewegenden Last konstant halten, so kommen regelmäßig sog. Druckregelventile zum Einsatz. Dabei wird der nicht durch das Druckregelventil gelenkte Druckmittelstrom unter relativ großen Leistungs- und Druckverlusten für eine Druckmittelpumpe über ein Druckbegrenzungsventil abgeführt.
Um solche Leistungsverluste zu minimieren, ist es bekannt, ein als Druckwaage arbeitendes Druckregelventil mit einem Lastabgriff an einem Verbraucher, etwa eines Hydrozylinders derart zu verknüpfen, dass der sog. LS(Load-Sensing)-Druck vom Lastabgriff des Verbrauchers in einem Druckraum nach dem Vorsteuerkolben ansteht. Insbesondere dadurch läßt sich der Pumpendruck im Wesentlichen mit der Federvorspannung am Steuerkolben zuzüglich des Druckes am Verbraucher (LS) vergleichen und bei
einer Außerbetriebstellung des Verbrauchers das Druckmittel mit weniger Energieverlust als beim Einsatz mit einem Druckbegrenzungsventil abführen. Der Leistungsverlust solcher bekannter vorgesteuerter Druckregelventile mit Druckwaagenfunktion ist jedoch nicht vollständig zu vermeiden.
Die DE 103 22 585 A1 beschreibt beispielsweise eine Ventilanordnung zur Druckregelung eines Druckmittels von einer Druckmittelpumpe zu einem Verbraucher, wobei ein Hauptsteuerventil durch ein Vorsteuerventil hydraulisch angesteuert sein kann. Im Speziellen beschreibt die Druckschrift ein Ventilbaukastensystem mit mindestens einem Ventilgehäuse, das an seinen gegenüberliegenden Enden sowohl innen als auch außen umfangsseitig sowie im Gehäuseinneren standardisierte Nenngrößen zum Anbringen weiterer Ventilbaukomponenten aufweist. Solche Ventilbaukomponenten können ein Ventilkolben, ein Energiespeicher, ein Vorsteuerventil und mindestens ein Fluidanschluss zum Festlegen der in der Art einer Einschraubpatrone gebildeten Ventilanordnung an einer Umgebung sein.
Die DE 10 2005 059 240 A1 zeigt und beschreibt ein hydrostatisches Antriebssystem mit einer hubvariablen Druckmittelpumpe, die über Steuerventile einen Verbraucher mit Druckmittel versorgt. Im Leerlaufbetrieb des hydrostatischen Antriebssystems, bei dem die Steuerventile nicht angesteuert sind, ist eine als Umlaufeinrichtung dienende Druckwaage auf eine minimale Regeldruckdifferenz eingestellt. Die Druckmittelpumpe ist auf ein minimales Fördervolumen eingestellt, wobei der von der Druckmittelpumpe kommende Druckmittelstrom über die Druckwaage mit geringen Leistungsverlusten zu einem Druckmittelbehälter strömt.
In der DE 100 39 936 A1 wird ein Ventil mit einem Pumpen-, einem Tank- und einem Nutzanschluss offenbart. Ein Ventilkolben ist im Ventilgehäuse verfahrbar und trennt in einer Sperrstellung den Pumpenanschluss vom Tankanschluss ab. Mittels einer Steuereinrichtung ist der Fluidstrom zwischen Pumpenanschluss und Nutzanschluss regelbar im Sinne einer Reduzierung des Fluidstroms um einen konstanten Wert.
Das hydraulische Antriebssystem baut komplex und weist keine minimierten Druckverluste auf.
Die DE 689 08 317 T2 beschreibt ein Druckregelventil, dessen Hauptventil von einem Pilotventil, das in einem gemeinsamen Ventilgehäuse angeordnet ist, vorgesteuert ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung zur Druckregelung eines Druckmittels anzugeben, die eine weitere Minimierung des Druckverlustes, wenn kein Verbraucher geschaltet ist, ermöglicht. Diese Aufgabe wird mit einer Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Ventilanordnung zur Druckregelung eines Druckmittels von einer Druckmittelpumpe zu einem Verbraucher vorgesehen, die ein vorgesteuertes Druckregelventil mit einem federbelasteten Hauptkolben vorsieht. Ein Vorsteuerkolben, der einen Ventilsitz für eine fluidführende Verbindung an einem rückseitigen Druckraum des Hauptkolbens steuert, ist Bestandteil des Druckregelventils. Der kolbenrückseitige Druckraum des Hauptkolbens ist über eine erste Drossel im Hauptkolben vom Pumpendruck druckbeaufschlagt, so dass die derart gebildete Umlaufdruckwaage einen Vergleich zwischen dem Pumpendruck und dem Druck am Lastabgriff plus der Federvorspannungen des Hauptsteuerkolbens und des Vorsteuerkolbens erlaubt. Ein um die jeweiligen eingestellten Federspannungen höherer Druck der Druckmittelpumpe als der Druck am Lastabgriff des Verbrauchers stellt sich dabei ein. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, ein Entlastungsventil für den Raum zwischen Hauptkolben und Vorsteuerkolben anzuordnen.
Das Entlastungsventil ist als Schieber- oder Sitzventil gebildet, wobei ein Ventilelement des Entlastungsventils derart angeordnet ist, dass es bei keinem Druck des Lastabgriffs, der einer Außerbetriebstellung des Verbrauchers entspricht, einen Druckmittelfluss von dem Raum zwischen Hauptkolben und Vorsteuerkolben an einen Druckmittelbehälter, Tank oder in die LS-Leitung ermöglicht. Beim Betrieb im drucklosen Umlauf ist das Entlastungsventil geöffnet und ebenso kann das Hauptventil geöffnet sein. Das Vorsteuerventil ist dabei geschlossen.
Steigt der Druck am Lastabgriff allerdings über einen eingestellten Wert an dem Entlastungsventil an, so schließt das Entlastungsventil den dergestalt gebildeten Bypass und ermöglicht eine Load-Sensing-geregelte Funktion des Druckregelventils gemäß dem bekannten Stand der Technik. Haupt- und Vorsteuerventil sind dabei in Regelposition.
Das erfindungsgemäße Entlastungsventil ermöglicht somit eine wesentliche Reduzierung der Druckverluste der Ventilanordnung im Vergleich zu den bekannten Schaltungen von Umlaufdruckwaagen.
In einer Verfahrstellung des Ventilelements des Entlastungsventils kann Druckmittel vom Druckmittelanschluss des Druckregelventils kommend über eine erste Drossel und über das Entlastungsventil zu dem Druckmittelbehälter abgeführt werden. Druckmittel kann hierbei über einen Längskanal zwischen dem Druckraum des Hauptkolbens und einem weiteren zweiten Druckraum, der vom Vorsteuerkolben durchfahrbar ist, an das Entlastungsventil geführt werden. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung weist der Längskanal eine weitere, zweite Drossel auf. Dabei teilt die zweite Drossel den Längskanal in zwei Kanalabschnitte ein. Ein erster Kanalabschnitt ist hierbei dem Druckraum des Hauptkolbens zugeordnet. Ein zweiter Kanalabschnitt des Längskanals ist dem zweiten Druckraum, der vom Vorsteuerkolben durchfahrbar ist, fluidisch zugeordnet. Die zweite Drossel kann als Dämpfungsglied für das Entlastungsventil dienen. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Entlastungsventil im Gehäuse des Druckregelventils angeordnet. Das Ventilelement des Entlastungsventils ist hierbei axial verfahrbar in einer Längsbohrung geführt. Über mindestens eine Ringausnehmung im Gehäuse des Druckregelventils oder im Ventilelement des Entlastungsventils ist eine fluidführende Verbindung zu dem einen oder anderen Kanalabschnitt des Längskanals in zumindest einer Verfahrstellung des Ventilelements herstellbar.
Das Ventilelement des Entlastungsventils ist bevorzugt mit Hilfe eines Energiespeichers (Druckfeder) in Richtung des zweiten Druckraumes, der von dem Vorsteuerkolben durchfahrbar ist, vorgespannt. Der Vorsteuerkolben des Vorsteuerventils kann hierbei eine fluidführende Verbindung zwischen einem Lastabgriff LS und einer freien, dem Energiespeicher gegenüberliegenden Seite des Ventilelementes des Entlastungsventils ansteuern. Bei Teillast- oder Vollastbetrieb eines mit Hilfe des Druckregelventils geregelten Verbrauchers und einem entsprechenden LS-Druck sperrt das Ventilelement des Entlastungsventils eine fluidführende Verbindung zwischen dem Druckraum des Hauptkolbens und dem Druckmittelbehälter. Bei einer Außerbetriebstellung eines Verbrauchers hingegen und einem gegen Null gehenden LS-Druck wird das Ventilelement des Entlastungsventils hingegen unter Wirkung des Energiespeichers in eine Verfahrposition gebracht, in der eine direkte fluidführende Verbindung zwischen dem Druckraum des Hauptkolbens über das Entlastungsventil zu dem Druckmittelbehälter geöffnet ist. Druckmittel fließt hierbei über die Ringausnehmung an dem Entlastungsventil.
Bei einer Ventillösung, bei der die Ringausnehmung im Gehäuse oder im Ventilelement in den zweiten Kanalabschnitt des Längskanals zwischen dem Druckregelventil und dem Vorsteuerventil mündet, ist die Ringausnehmung an dem zweiten Druckraum des Vorsteuerkolbens bzw. des von dem Vorsteuerkolben durchfahrbaren Druckraums fluidführend angebunden.
Anstelle einer integrierten Bauweise von Vorsteuerventil, Hauptventil und Entlastungsventil ist auch eine dezentrale Einzelanordnung der genannten Ventile zu einer erfindungsgemäßen Gesamtventilanordnung möglich. Das Entlastungsventil läßt sich dabei in paralleler Anordnung zu dem Druckregelventil zwischen einer Druckmittelpumpe und dem Druckmittelbehälter anordnen. Das Entlastungsventil kann direkt vorgesteuert sein, es kann aber auch vorteilhaft sein, das Entlastungsventil als elektrisch betätigbares 2/2-Wege-Ventil auszubilden, welches beispielsweise von einer Drucksignale eines Drucksensors verarbeitenden Steuer- und/oder Regelungseinrichtung angesteuert ist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1a: einen schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ventilanordnung mit einem Entlastungsventil in geöffneter Schaltstellung in einem Druckregelventil mit Anbindung an eine Konstantstrom-Druckmittelpumpe und an zwei Verbraucher;
Fig.1b: ein Detail I in Fig.1a;
Fig.1c: einen schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ventilanordnung mit einem Entlastungsventil in Regelstellung des Hauptventils und des Vorsteuerventils mit geschlossener Schaltstellung des Entlastungsventils;
Fig.1d: ein Detail I in Fig.1c;
Fig.1e: ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Druckregelventil nach der Erfindung mit einem Entlastungsventil;
Fig.1f: ein Detail I in Fig.1e;
Fig.2: einen hydraulischen Schaltplan für eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung;
Fig. 3: einen weiteren hydraulischen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform der Ventilanordnung mit einer Verbindung eines Entlastungsventils nach einer ersten Drossel und vor einer zweiten Drossel zwischen dem Hauptsteuerventil und dem Vorsteuerventil des Druckregvelventils;
Fig.4 und 5: weitere Ausführungsbeispiele in der Art eines hydraulischen Schaltplans bezogen auf die erfindungsgemäße Ventilanordnung.

In der Fig.1a ist ein geschlossener, hydraulischer Kreis einer Ventilanordnung 1 gezeigt, mit einer Konstant-Druckmittelpumpe 3 zur Versorgung eines Verbrauchers 4 mit Druckmittel 2. Der Verbraucher 4 ist als Hydromotor mit zwei möglichen Stromrichtungen dargestellt. Der Verbraucher 4 wird über ein elektrisch betätigtes 4/3-Wege-Ventil 19 angesteuert. Mittels eines Wechselventils 18 wird der an dem Verbraucher 4 anliegende Druck in eine LS-Leitung gemeldet. Dieser Ventilsteuerung ist ein 2/2-Wege-Ventil 20 mit Druckbegrenzungsfunktion in der geöffneten Schaltstellung vorgelagert.
In dem in Fig.1a gezeigten Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Anlage sind zwei Verbraucher 4 mit jeweils identischer Ventilsteuertechnik parallelgeschaltet, die von der Konstant-Druckmittelpumpe 3 versorgt werden können. An dieser Stelle soll auf die Funktionsweise des so gebildeten Ventilsteuerblocks für die Verbraucher 4 nicht näher eingegangen werden, da diese vom Stand der Technik her hinreichend bekannt ist. Die hydraulische Anlage sieht eine Konstant-Druckmittelpumpe 3 als kostengünstigere Alternative zu einer Verstellpumpe vor, bedarf jedoch einer Steuerung ihres Volumenstromes, um die Verbraucher 4 mit einer vorgebbaren Drehzahl betreiben zu können. Es bedarf eines Stromventils, insbesondere eines Druckregelventils, was insgesamt eine einfachere Gesamtlösung darstellt, die übrigens kostengünstiger ist als diejenige, die sich bei Verwendung einer Verstellpumpe ergibt.
Wie die Fig. 1a des weiteren zeigt, ist zur Darstellung einer lastunabhängigen konstanten Drehzahl beider Verbraucher 4 ein einziges Druckregelventil 5 mit einer Vorsteuerung unter Berücksichtigung eines Lastabgriffes LS für beide Verbraucher 4 vorgesehen. Der Lastabgriff LS erfolgt hierbei jeweils zunächst getrennt an jedem Wechselventil 18 für jeden Verbraucher 4. In die auch als "Load-Sensing"-Steuerleitungen 21 zu bezeichnenden Steuerleitungen ist vor jedem Wechselventil 18 jeweils ein Rückschlagventil 22 in den hydraulischen Kreis geschaltet. Jedes Rückschlagventil 22 hat dabei denselben eingestellten Öffnungsdruck und öffnet in Richtung auf das Druckregelventil 5, insbesondere in Richtung auf dessen Load-Sensing-Anschluss LS. Durch diese Weise der Parallelschaltung der Steuerleitungen 21 im Hinblick auf das Druckregelventil 5 ist ein Vergleich der beiden Lastdrücke an den Verbrauchern 4 ermöglicht, wobei der höhere der beiden möglichen Lastdrücke berücksichtigt wird. In dem Druckregelventil 5, das auch in der Fig.1c und in einer weiteren Ausführungsform in Fig.1e gezeigt ist, ist eine Ventilanordnung 1 mit einem zusätzlichen Entlastungsventil 10 vorgesehen, das insoweit wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Lösung ist.
Die Funktionsweise des Druckregelventils 5 entspricht einer vorgesteuerten Umlaufdruckwaage 17, wobei in einem gemeinsamen Gehäuse 12 drei von der Funktion her verschiedene Ventile zusammengefaßt sind. Die grundsätzliche funktionale Verknüpfung der Ventile ist auch in Fig.2 in einem schematischen Schaltplan in aufgelöster Bauweise gezeigt. Es sind dies im Einzelnen:

ein Hauptventil 23 mit einem Hauptkolben 6 und einer diesen vorspannenden Druckfeder 24,
ein Vorsteuerventil 25 mit einem Vorsteuerkolben 7 und diesen vorspannenden Druckfeder 26, und
ein als Kleinstventil gebildetes Entlastungsventil 10 mit einem Ventilelement 27 oder Entlastungsventilkolben und einem diesen in Richtung einer Geschlossen-Position haltenden Energiespeicher 28.

In dem patronenartigen, als Einschraubventil ausgebildeten Gehäuse 12 des Druckregelventils 5 ist in einem Hauptventil-Steuerabschnitt der Hauptkolben 6 in einer Bohrung 29 des Gehäuses 12 längsverschiebbar geführt. Der Hauptkolben 6 steuert dabei einen zentral und axial in das Gehäuse 12 geführten Druckmitteleinlass 30 an. Hierbei kann eine mögliche fluidführende Verbindung zu einem radial aus dem Gehäuse 12 geführten Druckmittelanschluss 31, der gegebenenfalls aus mehreren radial angeordneten Durchlassbohrungen in dem Gehäuse 12 besteht und an einen Druckmittelbehälter 11 anschließbar ist, aus der die Druckmittelpumpe 3 Druckmittel für den hydraulischen Kreis entnimmt, hergestellt werden.
Das Hauptventil 23 ist in Bezug auf seinen wirksamen Querschnitt derart ausgelegt, dass der gesamte Volumenstrom an Druckmittel 2 von der Konstant-Druckmittelpumpe 3 zu dem Druckmittelbehälter 11 gelenkt werden kann. In dem Hauptkolben 6 ist in seinem Kolbenboden eine erste Drossel 13 in Form einer Durchgangsöffnung oder -bohrung mit definierbarem Durchmesser angeordnet. Dadurch ist es ermöglicht, dass der pumpenseits anstehende Druck auf die Kolbenrückseite 9 des Hauptkolbens 6 gemeldet ist. Der Hauptkolben 6 ist im Wesentlichen als zylindrische Hülse ausgebildet mit einem Kolbenboden als Fluidtrennung, so dass auf der Kolbenrückseite 9 ein topfförmiger Druckraum 8 gebildet ist, der zur Zentrierung und zur Aufnahme der Druckfeder 24 dient und des weiteren Druckmittel 2 aufnehmen kann. In axialer Richtung des Druckregelventils 5 ist zentral eine Bohrung 32 mit einem Durchmesser von etwa 1/5 des im Ventilgehäuse 12 geführten Hauptkolbens 6 angebracht. Die Bohrung 32 weist in etwa ihrer axialen Mitte eine weitere, zweite Drossel 14 auf. Durch die zweite Drossel 14 ist die Bohrung 32 in einen ersten Kanalabschnitt 32' und einen zweiten Kanalabschnitt 32" aufgeteilt. Wie auch die Fig. 1b, d und f in jeweiligen Details I zeigen, ist der erste Kanalabschnitt 32' dem Druckraum 8 des Hauptventils 23 zugeordnet, der zweite Kanalabschnitt 32" hingegen ist einem zweiten Druckraum 35, der von dem Vorsteuerkolben 7 durchfahrbar ist, zugeordnet.
Der Vorsteuerkolben 7 wiederum ist als flache Scheibe mit einer Zentrierhilfe 33 in Form eines Kegelstumpfes für eine Druckfeder 26 gebildet. Der Vorsteuerkolben 7 wird mit der Kraft der Druckfeder 26, die sich mit radialem Spiel in einer Bohrung 34 für den Vorsteuerkolben 7 und die Druckfeder 26 abstützt, beaufschlagt. Der kolbenvorderseitige, zweite Druckraum 35 ist der gleiche Druckraum wie der Raum 34, in den die Druckfeder 26 eingebracht ist. Soweit bedarf es keiner Dichtung. In den Raum 34 des Vorsteuerventilkolbens 7 mündet eine, die Gehäusewand des Gehäuses 12 durchquerende Bohrung 36 für den Lastabgriff LS der Verbraucher 4. Der Fließdruck des Vorsteuerventils 25 ergibt sich dabei aus dem von der Druckfeder 26 definierten Druck zuzüglich des Druckes am Lastabgriff LS. Ist der Pumpendruck größer als der Druck aus LS und der von der Druckfeder 26 des Vorsteuerkolbens 7 eingestellte und der von der Feder 24 des Hauptkolbens eingestellten Drucks, so öffnet das Vorsteuerventil 25 und infolge das Hauptventil 23 und Druckmittel kann über das Hauptventil 23 zum Druckmittelbehälter 11 abfließen.
Wie die Fig.1a bis 1f weiter zeigen, ist dem Druckregelventil 5 zusätzlich das Entlastungsventil 10 mit einem Ventilelement 27 das in einem Axialbereich A in einer Längsbohrung 40 verfahrbar zwischen dem Vorsteuerventil 25 und dem Hauptventil 23 angeordnet, insbesondere parallelgeschaltet ist. Das Entlastungsventil 10, das in seiner Einbindung in das Gehäuse 12 in vergrößerter Darstellung in den Fig.1b, d und f gezeigt ist, ist radial seitlich versetzt zu einer Längsachse 37 des Ventilgehäuses 12 angeordnet und weist einen etwa gleichen Durchmesser auf wie die durch die Bohrung 32 gebildete Lastbohrung oberhalb und unterhalb der zweiten Drossel 14. Ein Ventilelement 27 oder ein Entlastungsventilkolben ist dabei an einem oberen Anschlag anstoßend gezeigt, an den er in etwa bündig mit dem Ende der Bohrung 34 für die Aufnahme des Vorsteuerkolbens 7 abschließt. Die in den Fig.1a, 1 b, 1 e und 1f gezeigten Positionen des Entlastungsventilkolbens entsprechen einer geöffneten Schaltstellung des Entlastungsventils 10. Der Entlastungsventilkolben ist von einem kleineren Energiespeicher 28, einer Druckfeder, die beispielsweise einen Fließdruck von 0,5 bar aufbringt, an seiner gegenüberliegenden Stirnseite im Sinne einer geöffneten Position angefedert.
In axialer Nähe zu dem druckfederseitigen Ende des Entlastungsventilkolbens ist eine Ringausnehmung 41, die als eine Ringnut 38 in dem Umfang des Entlastungsventilkolbens gebildet ist, vorgesehen. In dem in den Fig.1a, 1b, 1c und 1d gezeigten Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 1 kommuniziert die Ringausnehmung 41 jeweils mit dem ersten Kanalabschnitt 32' der Bohrung 32. Liegt nun auf der der Lastabgriffseite des Vorsteuerventilkolbens 7 und somit auf der der Druckfeder 28 abgewandten Seite kein Druck am Lastabgriff LS mehr an, so nimmt der Entlastungsventilkolben die in den Fig.1a, 1e und 1f gezeigte Position ein. Die Ringnut 38 gelangt dabei in Deckung mit einer zugeordneten Öffnung 39 der Bohrung 34. Druckmittel kann so von dem Druckraum 8 an der Kolbenrückseite 9 des Hauptkolbens 6 über die Bohrung 32, die Öffnung 39 und eine mit der Öffnung kommunizierende Verbindungsleitung 42 in dem Gehäuse 12 über die Ringnut 38 zu einem Abgang 15 des Entlastungsventils 10 geführt werden. Das Druckmittel 2 strömt dann insoweit drucklos ab, ohne dass die Druckmittelpumpe 3 gegen den eingestellten Druck am Vorsteuerventil 25 fördern muß. Durch diese konstruktive Maßnahme ergibt sich eine beträchtliche Energieeinsparung im Betrieb der mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung 1 ausgestatteten hydraulischen Anlage bei Außerbetriebstellung der Verbraucher 4. Steigt der Druck am Lastabgriff LS bei einer Wiederinbetriebnahme der Verbraucher 4 an, so fährt der Entlastungsventilkolben entgegen der Federkraft seiner Druckfeder 26 in die in Fig.1c und 1 d gezeigte Position, in der keine Überdeckung der Öffnung 39, der Verbindungsleitung 42 mit der Ringnut 38 besteht. Das Druckregelventil 5 befindet sich dann in seinem vorstehend beschriebenen Regelbetrieb ohne Beeinflussung durch das Entlastungsventil 10.
Die Fig.1e und 1f wiederum zeigen in einem schematischen, nicht maßstäblichen Längsschnitt eine gegenüber den Fig.1a, 1b, 1c und 1d geänderte Variante einer Ventilanordnung 1, wiederum zusammengefaßt in einem Gehäuse 12 des Druckregelventils 5 mit einer insoweit versetzten Öffnung 39, dass gewährleistet ist, dass der Abfluss des Druckmittels 2 aus dem Druckraum 8 in die LS-Leitung erfolgt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 39 dem zweiten Kanalabschnitt 32" zugeordnet. Die zweite Drossel 14 wirkt dadurch insoweit dämpfend auf den gesamten Betrieb der Ventilanordnung 1 ein, insbesondere auf den Hauptkolben 6.
Die Fig.2 und 3 zeigen die Verschaltung der drei Ventile 10, 23 und 25 mit einem Druckmittelabgriff gemäß den Lösungen nach den Fig.1a und 1c. Dergestalt läßt sich auch in aufgelöster Ventilbauweise die erfindungsgemäße Ventilanordnung 1 verwirklichen.
Die Fig. 4 und 5 wiederum zeigen einen zu der Fig.3 vergleichbaren Schaltplan, wobei das Entlastungsventil 10 als 2/2-Wege-Ventil 16, allerdings für den gesamten Volumenstrom der Druckmittelpumpe 3 ausgelegt, gebildet sein kann.
Das Entlastungsventil kann in der Regel als klein aufbauendes Ventil in ein vorhandenes Druckregelventil integriert sein. Es ist insoweit vorteilhaft, das Entlastungsventil axial zwischen dem Vorsteuerventil und dem Hauptventil anzuordnen, wobei ein Ventilkolben des Entlastungsventils von der Vorsteuerventilseite in ein Gehäuse des Druckregelventils einsetzbar ist. Es lassen sich dadurch auch die Hauptbohrung für das Entlastungsventil von derselben Ventilseite wie eine Drossel zwischen dem Druckraum und dem Vorsteuerventil fertigen.

Claims

Ventilanordnung zur Druckregelung eines Druckmittels (2) von einer Druckmittelpumpe (3) zu zumindest einem ersten Verbraucher (4), mit einem vorgesteuerten Druckregelventil (5), mit einem von dem Druckmittel (2) beaufschlagten Hauptkolben (6) und einem Vorsteuerkolben (7), wobei ein Druckraum (8) zwischen einer Kolbenrückseite (9) des Hauptkolbens (6) und dem Vorsteuerkolben (7) entlastet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entlastungsventil (10) fluidführend mit dem Druckraum (8) verbunden ist, welches bei einem Druckmitteldruck an einem Lastabgriff (LS) öffnet, der eine Außerbetriebstellung des Verbrauchers (4) abbildet und Druckmittel (2) mit geringem Druck in einen Druckmittelbehälter (11) oder an die Druckmittelpumpe (3) rückführt und dass das Entlastungsventil (10) schließt, wenn der Druckmitteldruck an dem Lastabgriff (LS) eine Inbetriebstellung des Verbrauchers (4) abbildet.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Druckmittel vom Druckmittelanschluss (30) der Ventilanordnung (1) kommend, über eine erste Drossel (13) und über das Entlastungsventil (10) geführt, in einer seiner Verfahrstellung zu dem Druckmittelbehälter (11) abführbar ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Längskanal (32) zwischen dem Druckraum (8) des Hauptkolbens (6) und einem weiteren zweiten Druckraum (35), der vom Vorsteuerkolben (7) durchfahrbar ist, eine weitere, zweite Drossel (14) vorhanden ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drossel (14) den Längskanal (32) in zwei Kanalabschnitte unterteilt, von denen der eine, erste Kanalabschnitt (32') dem Druckraum (8) des Hauptkolbens (6) zugeordnet ist und der andere, zweite Kanalabschnitt (32") dem zweiten Druckraum (35), der vom Vorsteuerkolben (7) durchfahrbar ist, zugeordnet ist.
Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilelement (27) des Entlastungsventils (10) in einer Längsbohrung (40) des Gehäuses (12) des Druckregelventils (5) geführt ist, wobei über mindestens eine Ringausnehmung (41) im Gehäuse (12) und/oder im Ventilelement (27) eine fluidführende Verbindung zu dem einen oder anderen Kanalabschnitt (32', 32") in zumindest einer Verfahrstellung des Ventilelementes (27) herstellbar ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (27) unter dem Einfluss eines Energiespeichers (Druckfeder) (28) in Richtung des zweiten Druckraums (35) mit dem Vorsteuerkolben (7) vorgespannt ist und dass der Vorsteuerkolben (7) eine fluidführende Verbindung zwischen einem Lastabgriff (LS) und einer freien dem Energiespeicher (28) gegenüberliegenden Seite des Ventilelementes (27) ansteuert.
Ventilanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (27) zumindest bei voller Beaufschlagung mit dem LS-Druck die fluidführende Verbindung zwischen dem Druckraum (8) des Hauptkolbens (6) und dem Druckmittelbehälter (11) sperrt und ansonsten freigibt.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ventillösung, bei der die Ringausnehmung (41) im Gehäuse (12) oder im Ventilelement (27) in den zweiten Kanalabschnitt (32") des Längskanals (32) mündet, über eine Verbindungsleitung (42) die Ringausnehmung (41) an den zweiten Druckraum (35) des Vorsteuerkolbens (7) fluidführend verbunden ist.