DD129984B1

DD129984B1 - Bremsventil hoher regelguete

Info

Publication number: DD129984B1
Application number: DD19835377A
Authority: DD
Inventors: Goetz Kamm
Original assignee: Goetz Kamm
Priority date: 1977-04-12
Filing date: 1977-04-12
Publication date: 1981-02-25
Also published as: DE2758234C2; DE2758234A1; DD129984A1; FR2387395B1; FR2387395A1; CH628117A5

Description

Bremsventil

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Bremsventil zur belastungsunabhängigen Geschwindigkeitsregelung von ziehend belasteten doppelt beaufschlagbaren Druckstromverbrauchern, das folgende Merkmale umfaßt:

a) im Gehäuse des Bremsventils ist ein ein- oder mehrteiliger gestufter Kolben geführt, der mit einer in Ausgangsstellung geschlossenen verstellbaren Hauptdrossel versehen und von einer Druckfeder in Schließrichtung der verstellbaren Hauptdrossel beaufschlagt ist;

b) über den stellwegabhängig zunehmenden Durchflußquerschnitt der Hauptdrossel sind der Verbraucher- und der Ablaufanschluß des Bremsventils miteinander verbunden;

c) die Hauptdrossel ist mit einem in die in Y/irkrichtung der äußeren Belastung hinter dem Druckstromverbraucher befindliche Anschlußleitung geschalteten U:mgehungs-Rückschlagventil, das sich in Eichtung zum Druckstromverbraucher hin öffnet, parallelgeschaltet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den bekannten derartigen Bremsventilen wird der Durchflußquerschnitt der verstellbaren Hauptdrossel im Bremsbetrieb so verstellt, daß eine gegenseitige Angleichung von Zu- und Abflußstrom, eintritt. Auf diese Weise wird die Re-

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"Abflußstrom" indirekt über die .Regelgröße "Zulaufdruck" beeinflußt und dadurch, der Einsatz eines aufwendigeren Zweifachreglers umgangen. Tatsächlich besteht auch ein fester Zusammennang zwischen beiden .Regelgrößen, indem der Zulaufdruck zeitlich konstant bleibt, sobald Zu- und Abflußstrom einander entsprechen. Die Zuordnung zwischen den beiden zu regelnden Größen ist aber nicht umkehrbar eindeutig, da der Zulaufdruck zwar zeitlich konstant gehalten werden kann, jedoch in seinem Bebrage noch erheblich von der geweiligen Senkgescmvindigkeit abhängt. Außerdem verläuft der Signalflußweg der beiden Regelgrößen im Gesamtsystem "Hegelstrekke - Hegeleinrichtung" unterschiedlich, und verschiedene technische Parameter wie Gesamtträgheitsmoment bzw. träge Gesamtmasse, Kacngiebigkeit des Gesamtsystems, kinematisch bedingte Verlagerung von Kraftangriffspunkten greifen verschiedenartig in ihn ein. Infolgedessen wirken die auf das als Diskriminator arbeitende Feder-Masse-System des Bremsventils beleihenden Abgleichsignale zeitlich phasenverschoben ein und fahren dazu, daß das Gesamtsystem instabil und zu Schwingungen angeregt wird.

Alle zur Dämpfung dieser Schwingungen bereits angewandten technischen Mittel haben sich insbesondere bei hydraulischen Arijoitscöräten mit Lastabsonkung mittels hydrostatischer Arbeitszylinder als unzulänglich eiwiecen. Wird beispielsweise der Zulaufdruckeoibe dos Hegelkolbens eine Dämpfung^arоssei vorgeschaltet, so treten boi zu geringer Bemessung der Druckdifferenz über der Drosselstelle die InsfcabiJ i-iäten in fast uneingeschränktem Llaße auf. Falls die Druckdifferenz über der Drosselstelle dagegen so hoch bemessen wird, wie es für die Beruhigung des Gesamtsystems erforderlich wäre, reagiert das Bremsventil zu träge auf die vom Geräteführer ausgelösten hydraulischen Schaltkommandos. Beim Einschalten dos Arbeitsregimes "Senken der Last" vergeht dann erst eine bestimmte Zeitspanne, bis die Öffnung des Bremsventils erfolgt, so daß sich in dieser Zeit zulaufseitig schon ein derart hoher Druck aufgeoaut hat, da£ zum einen die hydraulikanlage unnötig belastet

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wird und zum anderen beim Öffnen des Bremsventils dem Kolben des hydrostatischen Arbeitszylinders eine zu hohe Anfangsbeschleunigung erteilt wird, die wiederum Schwingungen des Gesamtsystems verursacht. Beim Umschalten vom Arbeitsregime "Senken der Last" zum Arbeitsregime "Halten der Last" wirkt sich die träge Reaktion des Bremsventils jedoch noch störender aus. Infolge des verzögerten Schließens des Bremsventils senkt sich die Last weiter als beabsichtigt, und es ergeben sich für den Geräteführer große.Schwierigkeiten bei der genauen Positionierung der Last, wodurch sich die Unfallgefahr beträchtlich erhöht.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung sollen bei der belastungsunabhängigen Geschwindigkeitsregelung an ziehend belasteten doppelt beaufschlagbaren Druckstromverbrauchern Schwingungen des Gesamtsystems verhindert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremsventil hoher Regelgüte zu schaffen, das trägheitsarm funktioniert und keine Instabilitäten im Gesamtsystem bewirkt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst:

d) in der nicht durch das Umgehungs-Rückschlagventil unterbrochenen Anschlußleitung des Druckstromverbrauchers ist eine zulaufseitige Meßdrossel angeordnet;

e) in der von der Anschlußleitung mit dem Umgehungs-Rückschlagventil auf der dem Druckstromverbraucher abgewandten Seite des Umgehungs-Rückschlagventils nach der verstellbaren Hauptdrossel führenden Abzweigleitung ist eine ablaufseitige Meßdrossel angeordnet;

f) der verbraucherseitige Anschluß der zulaufseitigen Meß-

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drossel steht mit dem ventilseitigen Anschluß der ablaufseitigen Keßdrossel über eine Verbunddrossel in Verbindung, die entweder bei vollständiger Sperrung oder Öffnung oder nur bei vollständiger Sperrung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel abgesperrt ist}

g) die einzelnen Druckdifferenzen über der zulaufseitigen Meßdrossel, der ablaufseitigen Meßdrossel und der Verbunddrossel sind gegenüber der mittleren Druckdifferenz über der verstellbaren Hauptdrossel relativ gering;

h) der ein- oder mehrteilige gestufte Kolben ist derart ausgebildet, daß im Bremsbetrieb seine große Kreisfläche in öffnungsrichtung mit dem vor der zulaufseitigen Meßdrossel anliegenden Zulaufdrucl: und seine beiden Teilflächen in Schließrichtung beaufschlagt sind, und zwar die eine Teilfläche, z. B. die kleine Kreisfläche, mit dem hinter der zulaufseitigen Meßdrosscl herrschenden verbraucherseitigen Zulaufdruck und die andere Teilfläche, z. B. die Kreisringfläcno, mit dem vor der ablaufseitigen MeßdroBsel entstehenden Ablaufdruck.

In dem erfindungsgemäßen Bremsventil kann mit der zulaufseitigen Meßdrossel eine verstellbare Drossel paralleIgeschaltet sein, die als axiale Drosselkerben an einer Steuerkante an dem Abschnitt des gestufton Kolbens mit dem großen Durchmesser ausgebildet ist. Außerdem kann der Abschnitt des gestuften Kolbens, der mit dem Drosscleleraent der verstellbaren Hauptdrossel versehen ist, nochmals gestufb und die sich dadurch ergebende Difforcnzfläche mit dem Lastdruck beaufschlagt sein.

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Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend ал zv/ei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig· 1: den Funktionsschaltplan eines nicht dichtschließenden Bremsventils,

Fig. 2: den Axialschnitt eines nicht dichtschließenden Bremsventils,

Fig. 3* d-en Axialschnitt eines dichtschließenden Bremsventils.

Das in dem in Figo 1 gezeigten Funktionsschaltplan und in Fig. 2 dargestellte nicht dichtschließonde Bremsventil ist zur Regelung der Geschwindigkeit von in Abtriebsdrehrichtung belasteten Druckstromverbrauchern mit drehender Abtriebsbewegung sowie mit umkehrbarer Abtriebsdrehrichtung bestimmt. Durch entsprechende Betätigung des Wegeventils 1 kann jede der beiden Anschlußleitungon 2 und 3 des Druckstromverbrauchers 4 mit der Pumpendruckleitung 5 und/oder der Ablaufleitung 6 verbunden werden. In die in Wirkrichtung der äußeren Belastung hinter dem Druckstromverbraucher 4 befindliche Anschlußleitung 3 ist ein Umgehungs-Rückschlagventil 7 geschaltet, das sich in Richtung zum Druckstromverbraucher 4 hin öffnet und mit dem eine verstellbare Hauptdrossel 8 parallelgeschaltet ist, über deren stellwegabhängig zunehmenden Durchflußquerschnitt der Ycrbraucheranschluß 9 und der Ablaufanschluß 10 des Bremsventils miteinander verbunden sind. Das Umgehungs-Rückschlagventil 7 kann in das Gehäuse 11 des Bremsventils integriert oder daran angeflanscht sein. Im Gehäuse 11 des Bremsvontils ist ein gestufter Kolben 12 geführt, der mit dem als axiale Drosselkerben 13 ausgebildeten Drosselelement der in Ausgangsstellung geschlossenen verstellbaren Hauptdrossel 8 versehen und von einer Druckfeder 14 in Schließrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 beaufschlagt ist. Der 3?ederrauu3 15 ist über einen Verbindungskanal 16 mit dem verbraucherseitigen Anschluß einer zulaufseitigen

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Meßdrossel 17 verbunden, die in der nicht durch das Umgehungs-Rückschlagventil 7 unterbrochenen Anschlußleitung 2 des Druckstromverbrauchers 4 angeordnet ist. über eine zentrale Bohrung 18, radiale Bohrungen 19 und einen als Ringkanal ausgebildeten Durchströmquerschnitt im gestuften Kolben 12 sowie eine kalibrierte Ve rbundd.ro s sei 21, die in die zentrale Bohrung 18 eingesetzt sein kann (Fig. 2), steht der Federraum 15 mit dem ventilseitigen Anschluß einer kalibrierten ablaufseitigen Meßdrossel 22 in Verbindung, die in der von der Aiischlußleitung 3 mit cLem Umgehungs-Rückschlagventil 7 auf der dem Druckstromverbraucher 4 abgewandten Seite des Umgohungs-Rückschlagventils 7 nach der verstellbaren Hauptdrossel 8 fahrenden Abzweigleitung 23 angeordnet ist. Durch die entsprechende Anordnung des Ringkanals 20 entweder im Abschnitt 24- des gestuften Kolbens 12 mit dem kleinen Durchmesser (Fig. 1) oder im Abschnitt 25 des gestuften Kolbens 12 mit dem großen Durchmesser (Fig. 2) ist gewährleistet, daß diese Verbindung bei vollständiger Sperrung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel 8 unterbrochen ist. Die einzelnen Druckdifferenzen über der zulaufseitigen Meßdrossel 17» der ablaufseitigen Meßdrossel 22 und der Verbunddrossel 21 sind gegenüber der mittleren Druckdifferenz über der verstellbaren Hauptdrossel 8 relativ gering. Deshalb kann die ablaufseitige Meßdrossel 22 evtl. entfallen, falls der Strömungswiderstand der nachfolgenden Ablaufleitung bereits eine genügend hoho Druckdifferenz verursacht. Mit der zulaufseitigen Meßdrossel 17 kann eine verstellbare Drossel 26 parallelgeschaltet sein (Fig. 2), die bei vollständiger Öffnung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel 8 völlig geöffnet und als axiale Drosselkerben 27 an einer Steuerkante 28 an dem Abschnitt 25 des gestuften Kolbens 12 mit dem großen Durchmesser ausgebildet ist. Des weiteren kann zur Dämpfung der Bewegung des gestuften Kolbens 12 in der von der Anschlußleitung 2 auf der dem Druckstromverbraucher Ц· abgewandten Seite der zulaufseitigen Meßdrossel I7 nach dem Raum 29 führenden Abzweigleitung 3° eine Dämpfungsdrossel 31 angeordnet sein.

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In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Mittelstellung O des Wegeventils 1 ist die Pumpendruckleitung 5 mit der Ablaufleitung б verbunden, und der Förderstrom der Pumpe fließt drucklos über das Wegeventil 1 ab. Hierbei drückt die Druckfeder 14- den gestuften Kolben 12 gegen einen im Raum 29 befindlichen Anschlag 32 in die gezeichnete Ausgangsstellung. Eine angehobene Last wird dabei durch eine nicht dargestellte selbsttätige Feststellbremse in ihrer jeweiligen Lage gehalten.

Beim Umschalten des Wegeventils 1 zum Arbeitsregime "Senken der Last" in die SchaltStellung 2 werden die Pumpendruckleitung 5 mit der Anschlußleitung 2 und die Ablaufleitung 6 mit der Anschlußleitung 3 verbunden. Der Zuflußstrom fließt durch die Anschlußleitung 2 mit der zulaufseitigen Meßdrossel 17 zum DruckstromverbrauchGr 4. Da der direkte Abfluß vom Druckstromverbraucher 4- in die Ablaufleitung б durch das Umgehungs-Rückschlagventil 7 3.11 der Anschlußleitung 3 verhindert wird, fließt der Abflußstrom durch die Abzweigleitung 33 und den Ve r braucher ans chi uß 9 in den Ringkanal 34- , von wo er nur über die axialen Drosselkerben 13 im gestuften Kolben 12, den Ringkanal 35j d.ie Abzweigleitung 23 mit der ablaufseitigen Meßdrossel 22 und den Ablaufanschluß 10 in die Ablaufleitung б gelangen kann. Infolgedessen, daß die große Kreisfläche 36 des gestuften Kolbens 12 mit dem im Bremsbetrieb vor der zulaufseitigen Meßdrossel 17 anliegenden Zulaufdruck ρ in Öffnungsrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 und der verstellbaren Drossel 26 über die Abzweigleitung 30 falls vorhanden - die Dämpfungsdrossel 3^ beaufschlagt ist, wird der gestufte Kolben 12 entgegen der Wirkrichtung der Vorspannkraft der Druckfeder 14 und der aus dem hinter der zulaufseitigen Meßdrossel 17 herrschenden verbraucherseitigen Zulaufdruck p^ resultierenden, an der kleinen Kreisfläche 37 des gestuften Kolbens 12 über den Verbindungskanal 16 angreifenden Druckkraft bewegt. Sobald hierbei der Abflußstrom vom Ringkanal 3^- ^aus den ctellwegabhängig zunehmenden Durchflußquerschnitt der axialen Drooselkerben 13 der verstellbaren Hauptdrossel 8 passieren kann, entsteht im Ring-

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kanal 35 vor der ablaufseitigen Meßdrossel 22 ein Ablaufdruck рд, der auf die Kreisringfläche 38 des gestuften Kolbens 12 in Schließrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 wirkt. Gleichzeitig mit der Öffnung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel 8 wird über den Eingkanal 20, die radialen Bohrungen 19, die zentrale Bohrung 18, den Federraum 15 und den Verbindungskanal 16 sowie die Verbunddrossel 21 eine Nebenschlußverbindung zwischen dem Ringkanal 35 und dem verbraucherseitigen Anschluß der zulaufseitigen Meßdrossel 17 in der Anschlußleitung 2 hergestellt, so daß größere Druckdifferenzen zwischen dem Ablaufdruck p. und dem verbrauchersoitigen Zulaufdruck p^ praktisch unverzögert ausgeglichen werden. Das Bremsventil führt während des Brems vorganges zwei miteinander gekoppelte Regelfunktionen aus, wodurch sowohl eine druck- als auch stromabhängige Einstellung der verstellbaren Hauptdrossel 8 gegeben ist, Die Regelgröße "Abflußstrom" wird mit der Paarungsgröße "Zuflußstrom" verglichen, indem die an der ablaufseitigen Meßdrossel 22 und der zulaufseitigen Meßdrossel 17 entstehenden stromabhängigen Druckabfälle am gestuften Kolben 12 entgegengesetzt gerichtete Stellkräfte hervorrufen. Ebenso, jedoch im umgekehrten Wirkungssinne, findet ein Vergleich zwischen der am gestuften Kolben 12 angreifenden Kraft des als Zweitregelgröße wirkenden verbraucherseitigen Zulaufdruckes p- mit der als Sollwert bzw. Führungsgröße auftretenden Reaktionskraft der Druckfeder 14 statt. Eine v/eitere Stabilisierung erfährt das Regelsystem durch die Verbunddrossel 21. Rein statisch bringt sie den verbraucherseitigen Zulaufdruck p^ stets in die Größenordnung des Ablaufdruckes Рд, indem, größere Abweichungen beider Drücke voneinander durch einen entsprechenden Nebenschlußstrom ausgeglichen werden. Bezüglich des verbrauchorseitigen Zulaufdruckes ρ ^ ist hierdurch sowohl Unterdruckbildung als auch ein übermäßig hoher Druckanstieg verhindert. Dynamisch beruht die stabilisierende Wirkung der Verbunddrossel 21 auf" der Tatsache, daß die zeitlichen Druckänderungen des Ablaufdruckes p^ und des verbraucherseitigen Zulaufdruckes p^, die stets gegenphasig zu-

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einander verlaufen, zur Interferenz gebracht werden. Ein Anschlag 39 im Federraum 15 begrenzt den Stellweg des gestuften Kolbens 12 und bestimmt somit die größtmögliche Öffnung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel 8 sowie der verstellbaren Drossel 26. Die verstellbare Drossel 25 kann vorgesehen werden, um bei größtmöglicher Öffnung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel 8 durch Herabsetzung des Druckabfalls an der zulaufseitigen Meßdrossel 17 ein se linelies Senken, beispielsweise ohne Last, zu ermöglichen.

Wenn sich das Wegeventil 1 im Arbeitsregime "Heben der Last" in der Schaltstellung 1 befindet, stehen die Pumpendruckleitung 5 mit der Anschlußleitung 3 und die Ablaufleitung б mit der Anschlußleitung 2 in Verbindung. Dann ist einerseits der Raum 29 druckentlastet, und andererseits wirkt der sich über die ablaufseitige Meßdrossel 22 in den Ringkanal 35 fortpflanzende Zulaufdruck auf die Kreisringfläche 38 des gestuften Kolbens 12, so daß der gestufte Kolben 12 dadurch und durch die Wirkung der Vorspannkraft der Druckfeder 14 gegen den Anschlag 32 gedrückt wird. Da bei diesex¹ Stellung des gestuften Kolbens 12 die Nebenschlußverbindung zwischen den Anschlußleitungen 3 und 2 über die Verbunddrossel 21 unterbrochen ist, kann der Druckstrom nur durch die Anschlußleitung 3 und das sich öffnende Umgehungs-Rückschlagventil 7 2um Druckstromverbraucher 4 fließen und wird von dort durch die Anschlußleitung 2 in die Ablaufleitung 6 abgeführt. Der dabei vor der zulaufseitigen Meßdrossel I7 entstehende Druck sichert den notwendigen Ablaufdruck des Druckstromverbrauchers 4, während die Last gehoben wird.

Das in Fig. 3 dargestellte dichtschließende Bremsventil ist zur Regelung der Geschwindigkeit von ziehend belasteten doppeltwirkenden hydrostatischen Arbeitszylindern bestimmt. Besonders geeignet ist es auch für Baumaschinen, die in Wirkrichtung der Last mit Betriebsdruck beaufschlagt arbeiten müssen. Durch entsprechende Betätigung des

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Wegeventils 1 kann jede der beiden Anschlußleitungen 2 und des Druclcstromverbraucliers 4 mit der Pumpendruckleitung 5 und/oder der Ablaufleitung б verbunden werden. In die in Wirkrichtung der äußeren Belastung hinter dem Druckstromverbraucher 4- befindliche Anschlußleitung 3 ist ein Umgehungs-Eückschlagvcntil 7 geschaltet, das sich in Richtung zum Druckstromverbraucher 4 hin öffnet und mit dem eine verstellbare Hauptdrossel 8 parallelgeschaltet ist, über deren stellwegabhängig zunehmenden Durchflußquerschnitt der Verbraucheranschluß 9 und der AblaufanSchluß 10 des Bremsventils miteinander verbunden sind. Das Umgehungs-Rückschlagventil 7 kann in das Gehäuse 11 des Bremsventils integriert oder daran angeflanscht sein. Im Gehäuse 11 des Bremsventils ist ein zweiteilig ausgebildeter gestufter Kolben 12 geführt, der aus dem Bremssperrkolben 40 und dem Stromsteuerkolben 41 besteht. Der Bremasperrkolben 40, der mit dem als axiale Drosselkerben 13 ausgebildeten Drosselelement der in Ausgangsstellung geschlossenen verstellbaren Hauptdrossel 8 versehen ißt, wird von einer im Federraum angeordneten Druckfeder 14 in Schließrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 beaufschlagt. Er weist einen Ventilkegel 42 auf, welcher in der Ausgangsstellung mit seiner Kegeldichtfläche 43 an der dichtenden Gehäusekante 44 anliegt und die verstellbare Ilauptdrocsel 8 leckagefrei verschließt. Die beiden durch den Ventilkegel 42 getrennten Abschnitte 65 und 66 des Bremssperrkolbcns 40 des gestuften Kolbens 12 sind derart gestuft, daß der federraumseitige Abschnitt 65 einen etwas kleineren Durchmesser besitzt als der dem Federraum 15 abgewandte, mit den axialen Drosselkerben 13 versehene Abschnitt 66. Ferner weist der Bremssperrkolben 40 eine zentrale Bohrung 45 und eine koaxiale Bohrung 46 auf, welche ein als Vorsteuerventil arbeitendes Rückschlagventil, bestehend aus Kegel 47 > Federteller 48, Ventilfeder 49 und durchbohrtem Füllstück 50, enthält.. Von der Bohrung 46 zweigt eine Nachfülldrossel 51 ab, die über eine am UM'ang dec Vcntilkegels 42 mündende Bohrung 52 mit α em Ring.Ka.nal 34- in Verbindung steht. Der

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Ringkanal 34 steht seinerseits über den Verbraucheranschluß 9 und die Abzweigleitung 33 ^ш^ der Anschlußleitung 3 in Verbindung. Der in einen Abschnitt 53 ^тіѣ großem Durchmesser und einen Abschnitt 54 mit kleinem Durchmesser gestufte Stromsteuerkolben 41 besitzt zwei koaxiale Aufnähmebohrungen 55 und 55, in welche die kalibrierte zulaufseitige Meßdrossel 17 und die als kalibrierte Zapfenschraube ausgeführte Verbunddrossel 21 eingesetzt sind. Der Stromsteuerkolben 4-1 durchläuft den Ringkanal 67, in welchen der verbraucherseitige Abschnitt der Anschlußleitung 2 einmündet. Die im Stromsteuerkolben 41 angeordneten Querbohrungen 57 und die Durchströmquerschnitte der Querbohrungen 58 stellen Verbindungen vom Ringkanal oy zu den dem Druckstromverbraucher 4 zugewandten Seiten der zulaufseitigen Meßdrossel I7 und der Verbunddrossel 21 her. Der Abschnitt 54 des Stromsteuerkolbens 41 des gestuften Kolbens 12 mit dem kleinen Durchmesser ist im Bohrungsabschnitt 59 des Gehäuses 11 dichtend geführt und ragt mit dem als Strömungsprofil ausgebildeten Endteil in den Ringkanal 35, der mit der Aufnahmebohrung 5δ über die Querbohrungen 60 verbunden ist. An der Stirnfläche des als Strömungeprofil ausgebildeten Endteiles befinden sich Ölablaufnuten 61 sowie ein axialer Stößel 62, welcher in die Bohrung 45 im Bremssperrkolben 40 des gestuften Kolbens 12 eintaucht. Der Ringkanal 35 steht mit dem ventilseitigen Anschluß einer kalibrierten ablaufseitigen Meßdrossel 22 in Verbindung;, die in der von der Anschlußleitung 3 mit dem Umgehungs-Rückschlagventil 7 auf der dem Druckstromverbraucher 4 abgewandten Seite des Umgehungs-Rückschlagventils 7 nach der verstellbaren Hauptdrossel 8 führenden Abzweigleitung 23 angeordnet ist. In die ablaufseitige Meßdrossel 22- ist ein sich in Richtung zur Anschlußleitung 3 hin öffnendes Rückschlagventil 64 integriert, das auch in der Abzweigleitung 23 separat in Reihenschaltung mit der ablaufseitigen Meßdrossel 22 angeordnet sein könnte. Die einzelnen Druckdifferenzen über der zulauf se itigen Meßdrossel 17, der ablauf sei tigen Meßdrossel 22 und der Verbund&rosael 21 sind gegenüber der

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mittleren Druckdifferenz über der verstellbaren Hauptdrossel 8 relativ gering. Die ablaufseitige Meßdrossel 22 kann entfallen, falls der Strömungswiderstand der nachfolgenden Ablaufleitung bereits eine genügend hohe Druckdifferenz verursacht. Durch die entsprechende Anordnung der Querbohrungen

58 im Abschnitt 54 des Stromsteuerkolbens 41 des gestuften Kolbens 12 mit dein kleinen Durchmesser zum. Bohr ungs ab schnitt

59 des Gehäuses 11 und durch das in der Abzweigleitung 23 angeordnete Bückschlagventil 64 ist gewährleistet, daß die von der Abzweigleitung 23 über Ringkanal 351 Querbohrungen 60, Aufnahmebohrung 5^, Verbunddrossel 21, Querbohrungen 58 zum Ringkanal 67 bestehende Nebenschlußverbindung bei vollständiger Sperrung und bei vollständiger Öffnung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel 8 unterbrochen ist. Mit der zulaufseitigen Meßdrossel I7 ist eine verstellbare Drossel 26 parallelgeschaltet, die bei vollständiger Öffnung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel 8 völlig geöffnet und als axiale Drosselkerben 27 an einer Steuerkante 28 an dem Abschnitt 53 des Stromsteuerkolbens 41 des gestufton Kolbens 12 mit dem großen Durchmesser ausgebildet ist. Durch Umgehungskanäle 63 sind die axialen Drosselkerben 27 bei vollständiger Sperrung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel 8 überbrückt. Der Einsatz von an sich bekannten Mitteln zur Dämpfung der Bewegung des zweiteilig gestuften Kolbens 12 ist bewußt nicht vorgesehen, um ein möglichst trägheitsarmes Schaltverhalten des dichtschließenden Bremsventils zu gewährleisten.

In der in Fig. 3 dargestellten Mittelstellung 0 des Wegeventils 1 ist die Pumpendruckleitung 5 mit der Ablaufleitung 6 verbunden, und der Förderstrom der Pumpe fließt drucklos über das Wegeventil 1 ab. Der über die Anschlußleitung 3 und die Abzweigleitung 33 im Bingkanal 34- anliegende Lastdruck p₂ pflanzt sich über die Bohrung 52, die Nachfülldrossel 51 und die Bohrung 46 in den Federraum 15 fort. Durch die Wirkung des Lastdruckes Pp und der Vor-

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Spannkraft der Druckfeder 14 im Federraum 15 wird der Ventilkegel 42 des Bremssperrkolbens 40 des gestuften Kolbens 12 fest auf die Gehäusekante 44 gedrückt. Desgleichen wird vom. Lastdruck p_? unterstützt von der Ventilfeder 49 die Kugel des Vorsteuerventils dichtend auf den Sitz an der Bohrung 45 gepreßt. Da vom Lastdruck p~ auch das in der Anschlußleitung 3 befindliche Umgehungs-ßückschiagventil 7 in. Sperrstellung gedrückt wird, ist die Last in ihrer jeweiligen Position leckölfrei gehalten. Der Stromsteuerkolben 41 des gestuften Kolbens 12 ist bis zum Anschlag 32 axial frei beweglich und kann beispielsweise die in Fig. 3 gezeigte Lage einnehmen.

Beim Umschalten des Wegeventils 1 zum Arbeitsregime "Senken der Last" in die Schaltstellung 2 werden die Pumpendruekleitung 5 Eiit der Anschlußleitung 2 und die Ablaufleitung 6 mit der Anschlußleitung 3 verbunden. Der Zuflußstrom fließt durch die Anschlußleitung 2 über die zulaufseitige Meßdrossel 17 zum Druckstromverbraucher 4. Das Verhältnis zwischen der großen Kreisfläche 69 des Stromsteuerkolbens 41 des gestuften Kolbens 12 und der Querschnittsfläche der Bohrung des im Bremssperrkolben 40 des gestuften Kolbens 12 untergebrachten Vorsteuerventils ist so bemessen, daß wenige Atmosphären Zulaufdruck ρ ausreichen, um den Stromsteuerkolben 41 des gestuften Kolbens 12 in öffnungsrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 gegen den Bremssperrkolben 40 des gestuften Kolbens 12 zu bewegen und dabei mittels des Stößels 62 die Kugel 47 des Vorsteuerventils entgegen der Wirkung der aus dem Lastdruck p~ resultierenden Druckkraft und der Vorspannkraft der Ventilfeder 49 vom Sitz an der Bohrung 45 abzuheben. Da der freigegebene Querschnitt, nämlich die Bohrung 45 und die Ölablaufnuten 61, einenvesentlich geringeren Strömungswiderstand besitzt als die Nachfülldrossel 51> findet eine Entlastung des Federraumes 15 auf den im Kingkanal 35 vor der ablaufseitigen Meßdrossel 22 entstehenden Ablaufdruck р_д statt. Bei entsperrtem Vorsteuerventil liegt der Stromsteuerkolben 41 des gestuften Kolbens 12 mit der Stirnfläche des als Strömungsprofil aus-

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gebildeten Endteiles seines Abschnittes 54 mit dem kleinen Durchmesser an der dem Federraum 15 abgewandten Stirnfläche des Bremssperrkolbens 40 des gestuften Kolbens 12 an und bildet mit diesem eine sich synchron bewegende Einheit. Der zweiteilige gestufte Kolben 12 bewegt sich weiter in Öffnungsrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 entgegen der Wirkrichtung der Vorspannkraft der Druckfeder 14 und der relativ niedrigen, aus dem verbraucherseitigen Zulaufdruck ри und dem Ablaufdruck p. resultierenden Druckkräfte. Da der direkte Abfluß vom Druckstromverbraucher 4 in die Ablaufleitung 6 durch das Umgehungs-Riickschlagventil 7 in der Anschlußleitung 3 verhindert wird, fließt der Abflußstrom durch die Abzweigleitung 33 und den Verbraucheranschluß 9 in den Ringkanal 34j von wo er nur über die axialen Drosselkerben 13 im Bremssperrkolben 40 des gestuften Kolbens 12, den Ringkanal 35> die Abzweigleitung 23 mit der ablaufseitigen Meßdrossel 22 sowie dem geöffneten Rückschlagventil 64 und den Ablaufanschluß 10 in die Ablaufleitung 6 gelangen kann. Zusätzlich besteht über den Ringkanal 67, die Querbohrungen 58 іи Stromsteuerkolben 41 des gestuften Kolbens 12, die in diesen eingesetzte kalibrierte Verbunddrossel 21, die Aufnahmebohrung 56 und die Querbohrungen 60 eine Nebenschlußverbindung zwischen dem Ringkanal 35 und dem verbraucherseitigen Abschnitt der Anschlußleitung 2, so daß größere Druckdifferenzen zwischen dem Ablaufdruck p,. und dein verbraucherseitigen Zulaufdruck ри praktisch unverzögert ausgeglichen werden. Während der Zulaufdruck ρ vor der zulaufseitigen Meßdrossel I7 auf der großen Kreisfläche 69 des Stromsteuerkolbens 41 des gestuften Kolbens 12 eine Kraft in Öffnungsrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 erzeugt, bewirkt der hinter der zulaufseitigen Meßdrossel 17 herrschende verbraucherseitige Zulaufdruck p^, auf der Kreisringfläche 70 des Stromsteuerkolbens 41 des gestuften Kolbens 12 eine entsprechende Kraft in Schließrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8. Der im Federraum I5 herrschende Ablaufdruck p^ erzeugt auf der kleinen Kreisfläche 7I des Bremssperrkolbens 40 des gestuften Kolbens 12 gleichfalls eine Kraft in Schließrich-

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tung der verstellbaren Kauptdrossel 8. Dieser schließende Kraftanteil wird jedoch vermindert um den Kraftanteil, den der Ablaufdruck p. im Ringkanal 35 in Öffnungsrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 an der Fläche erzeugt, die sich aus der Differenz zwischen der dem Pederraum 15 abgewandten großen Kreisfläche 72 des Bremssperrkolbens 40 des gestuften Kolbens 12 und der kleinen Kreisfläche 73 cLes Stromsteuerkolbens 4-1 des gestuften Kolbens 12 ergibt. Obwohl die aus dem verbraucherseitigen Zulaufdruck p^ und dem Ablaufdruck p. resultierenden schließenden Kraftanteile auf jeweils andere Teilflächen des gestuften Kolbens 12 einwirken, gleicht das Regelungsprinzip des dichtschließenden Bremsventils völlig dem des nicht dichtschließenden Bremsventils. In dem Maße, wie die verstellbare Hauptdrossel 8 geöffnet ist, erzeugt auf den zugehörigen Grundquerschnitten der in den Ringkanal 3^ eintauchenden Bereiche der axialen Drosselkerben 13 der Lastdruck pp eine zusätzliche Kraft in Öffnungsrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8. Der Kraftausgleich bezüglich des Lastdruckes pp auf den zweiteiligen gestuften Kolben 12 ist hierdurch etwas gestört, und der Regelvorgang des dichtschließenden Bremsventils ist nicht mehr vollkommen lastunabhängig. Eine annähernde Kompensation dieses Lasteinflusses wird durch die geringfügig unterschiedliche Stufung der Abschnitte 65 und 66 des Bremssperrkolbens 40 des gestuften Kolbens 12 erzielt, die so ausgelegt ist, daß der auf der kreisringförmigen Differenzfläche 7^г*- zwischen der großen Kreisfläche 72 und der kleinen Kreisfläche 71 <ies Bremssperrkolbens 40 des gestuften Kolbens 12 wirkende Lastdruck p~ eine Kraftwirkung in Schließrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 erzeugt.

Wird der Bremssperrkolben 40 des gestuften Kolbens 12 in umgekehrter Weise gestuft, so ergibt sich eine verstärkte Lastabhängigkeit der Senkgeschwindigkeit.

Beim schnellen Senken der Last oder - bei Baumaschinen - im Falle von Erdarbeiten ist infolge des zulaufseitigen Druckanstieges der zweiteilige gestufte Kolben 12 in die Öff-

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nungsstellung der verstellbaren Hauptdrossel 8 verschoben. Um dabei den Druckverlust an der zulaufseitigen Meßdrossel I7 niedrig zu halten, ist die verstellbare Drossel 26 vorgesehen. Über die in den Ringkanal 67 eintauchenden axialen Drosselkerben 27 und die Umgehungskanäle 63 wird eine Nebenschlußverbindung zur zulaufseitigen Meßdrossel I7 hergestellt. Bei vollständiger Öffnung des Durchflußquerschnittes der verstellbaren Hauptdrossel 8 sind die Querbohrungen 58 des Stromsteuerkolbens 41 des gestuften Kolbens 12 vom Bohrungsabschnitt 59 des Gehäuses 11 überdeckt, so daß die Nebenschlußverbindung zwischen den Anschlußleitungen 3 und 2 über die Verbunddrossel 21 unterbrochen ist. Da dann der gesamte Zuflußstrom über die Anschlußleitung 2 zum Druckstromverbraucher 4 fließt, erzeugt dieser die maximale Leistung. Ein Anschlag 68 begrenzt den Stellweg des zweiteiligen gestuften Kolbens 12.

Wird das Wegeventil 1 wieder in die Mittelstellung 0 bewegt, so bricht zunächst der Zulaufdruck ρ zusammen, und es wirkt keine öffnende Kraft auf den zweiteiligen gestuften Kolben 12 mehr. Hierauf schließt die Ventilfeder 49» deren Vorspannkraft so groß sein muß, daß sie den Stromsteuerkolben 41 des gestuften Kolbens 12 verschieben kann, das im Bremssperrkolben 40 des gestuften Kolbens 12 befindliche Vorsteuerventil. Über Bohrung 52, Nachfülldrossel 5I und Bohrung 46 baut sich im Federraum 15 der Lastdruck p_? auf, welcher unterstützt von der Druckfeder 14 den Bremssperrkolben 40 und den Stromsteuerkolben 41 des gestuften Kolbens 12 in Schließrichtung der verstellbaren Hauptdrossel 8 bewegt und schließlich den Ventilkegel 42 des Bremssperrkolbens 40 auf die dichtende Gehäusekante 44 preßt. Der Druckstromverbraucher 4 wird leckagefrei in der eingenommenen Position gehalten. Wenn sich das Wegeventil 1 im Arbeitsregime "Heben der Last" in der Schaltstellung 1 befindet, stehen die Pumpendruckleitung 5 mit der Anschlußleitung 3 und die Ablaufleitung 6 mit der Anschlußleitung 2 in Verbindung. Hierdurch ist der Raum 29 druckentlastet. Da das in der ablaufseitigen Meßdrossel 22 befindliche Rückschlagventil 64 schließt, bleibt dem

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Druckstrom die Nebenschlußverbindung zwischen den Anschlußleitungen 3 und 2 über Ringkanal 35» Querbohrungen 60, Aufnahmebohrung 56, Verbunddrossel 21, Querbohrungen 58 und Ringkanal 67 versperrt. Der Druckstrom kanu nur über das sich öffnende Umgehungs-Rückschlagventil 7 und die Anschlußleitung 3 in den Druckstromverbraucher 4 gelangen. Die Last wird gehoben. Da der Zulaufdruck auch im Ringkanal 3^ anliegt und sich über Bohrung 52, Nachfülldrossel 51 und Bohrung 46 in den Federraum 15 fortpflanzt, verbleibt der Bremssperrkolben 40 des gestuften Kolbens 12 in der leckfreien Schließstellung der verstellbaren Hauptdrossel 8. Der vom Druckstromverbraucher 4 durch die Anschlußleitimg 2 abfließende ölstrom kann zunächst nur über den Ringkanal 67, die Querbohrungen 57, die Aufnahmebohrung 55 und die zulaufseitige Meßdrossel I7 abfließen. Dabei wird an der zulaufseitigen Meßdrossel 17 ein gewisser Gegendruck erzeugt, der sich über die Aufnahmebohrung ^ und die Querbohrungen ^7 i*¹ den Ringkanal 67 und weiter über die Quorbohrungen 58» Verbunddrossel 21, Aufnahiaebohrung 5° und Querbohrungen 60 in den Ringkanal 35 fortpflanzt und sowohl die Kreisringfläche JO als auch die kleine Kreisfläche 73 des Stromsteuerkolbens 41 des gestuften Kolbons 12 beaufschlagt, so daß dieser an den Anschlag 32 gedrückt wird. Bei dieser Stellung des Stromsteuerkolbens 41 des gestuften Kolbens 12 besteht über die Umgehungskanäle 63 eine direkte Nebenschlußverbindung zur zulaufseitigen Meßdrossel I7. Hierauf fällt der an der zulauf sei tigen Meßdrossel I7 aufgebaute Gegendruck stark ab, wodurch das Arbeitsregime "Heben der Last" mit geringsten Druckverlusten durchgeführt werden kann. Wenn bei am Anschlag 32 anliegendem Stromsfceuerkolben 41 des gestuften Kolbens 12, also bei überbrückter zulaufseitiger Meßdrossel 17, am Wegeventil 1 die Schaltstellung 2 für das Arbeitsregirae "Senken der Last" gewählt wird, bewegt sich der Stromsteuerkolben 41 des gestuften Kolbens 12 sofort auf den Bremssperrkolben 40 des gestuften Kolbens 12 zu, da der anfänglich über die Querbohrungen 58, die Verbunddrossel 21, die Aufnahmebohrung 56, die Querbohrurigen 60, den Ringkanal

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35 und über das jetzt geöffnete Rückschlagventil 64- fließende Zuflußstrom einen entsprechenden Druckabfall im Ringkanal 35 und an der kleinen Kreisfläche 73 des Stromsteuerkolbens 41 des gestuften Kolbens 12 hervorruft.

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Bremsventil zur belastungsunabhängigen Geschwindigkeitsregelung von ziehend belasteten doppelt beaufschlagbaren Druckscroinverbrauchern, das folgende Merkmale umfaßt:

a) im Gehäuse des Bremsventils ist ein ein- oder mehrteiliger gestufter Kolben geführt, der mit einer in Ausgangsstellung geschlossenen verstellbaren Hauptdrossel versehen und von einer Druckfeder in SchlLeßrichtung der verstellbaren Hauptdrossel beaufschlagt ist;

b) über den stellivegaohängig zunehmenden Durchflußquorschnitt der Hauptdrossel sind der Verbraucher- und der Ablaufanschloß des Bremsventils miteinander verbunden;

c) die Hauptarossel ist mit einem in die in .Virkrichtung der äußeren Belastung hinter dem Druckscromverbraucher befindliche Anschlussleitung geschalteten Umgehungs-Hiickschlagventil, das sich in -iichtung zum Druckstromverbraucher hin öffnet, pärallelgeschaltet;

ge kennzeichne t durch folgende iJerkmale :

d) in der nicht durch das Ungchungs-xlückschlagventil (7) unterbrochenen AnschluBleitung (2) des Druckstromverbrauchers (4) ist eine zulaufseitige Lleßdrossel (17) angeordnet;

e) in der von der Anschlußleitung (3) mit dem Umgehungsriuckschlagventil (7) auf der dem Druckstromverbraucher (4) abgewandten oeite des Uirigehungs-iiäckschlagventils (7) nach der verstellbaren Hauptdrossel (8) führenden Abzweigleitung (23) ist eine ablaufseitige Lleßdrossel (22) angeordnet;

f) der verbrauchereeitige nnschluß der zulaufseitigen Meßdrossel (17) steht mit dem ventilseitigen Anschluß der ablaufseitigen LleLdrossei (22) .über eine Verbunddrossel (21) in Verbindung, die entweder bei vollständiger Sperrung oder Öffnung ouer nur bei vollständiger Sperrung dos Durehflußquerschnittes cor verstellbaren

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Hauptdrossel (8) abgesperrt ist;

б) die einzelnen Druckdifferenzen über der zulaufseitigen LIcßdrossel (17)» der ablaufseitigen Meßdrossel (22) und der Verbunddrossel (21) sind gegenüber der mittleren Druckdifferenz aber der verstellbaren Hauptdrossel (8) relativ gering;

h) der ein- oder mehrteilige gestufte Kolben (12) ist derart ausgebildet, daß im Brerasbetrieb seine große Kreisfläche (3^ bzw» 69) in Öffnungsrichtung mit dem vor der zulaufseitigen iueßdrossel (17) anliegenden Zulaufdruck (Pq) und seine beiden Teilflächen in Schließriciitung beaufschlagI sind, und zwar die eine Teilflache, z„ B. die kleine Kreisfläche (37)> £iit dem hinter der zulaufseitigen Ließdrossel (17) herrschenden verbrauchersei t-igen Zulauf druck (p^) und die andere Teilflache,'z. B. die Kreisringflache (38), mit dem vor der abiaufseiuigen i.ießdrossel (22) entstehenden Ablauf druck (p,).

2. Bremsventil nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch , daß mit dor zulauf seitigen I.Ießdrossel (17) eine verstellbare Drossel (23) parallelgeschaltet ist, die als axiale Drosselicerben (27) an einer Steuerkante (28) an dem .abschnitt (25 bzw. 53) ües gestuften Kolbens (12) mit eiern großen Durchmesser ausgebildet ist.

3. Bremsventil nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch , daß der Abschnitt des gestuften Kolbens (12), der Hiit dem Drosselelement der verstellbaren Hauptdrossel (S) versehen ist, nochmals gestuft und die sich dadurch ergeoende Lifforenzflache (7^0 rait dem Lastdruck (Pp) beaufschlagt ist.

Selten Zeichnungen