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Patent Searching and Data


Title:
RELEASABLE CHECK VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/134788
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a releasable check valve having a housing, a first closing body guided in a displaceable manner in the housing, the first closing body enabling the fluid connection from a consumer port to an inlet to be shut off and being loaded by a helical spring and by a pressure in the direction towards a first valve seat formed on the housing, wherein the pressure is present in a rearward spring space in fluid connection with the consumer port. The check valve also has a second closing body, which is guided in a displaceable manner in a borehole of the first closing body, the second closing body enabling a fluid connection from the spring space to the inlet to be shut off and being loaded by a helical spring and by the pressure present in the spring space in the direction towards a second valve seat formed in the borehole on the first closing body. The check valve further has an actuating plunger, with which at least the second closing body can be lifted from the valve seat. To provide a valve that requires few components and is easy to assemble, a single helical spring is provided, which comprises a first spring section having a first winding diameter and a second spring section having a second winding diameter that is larger than the first winding diameter, and that the first section of the helical spring enters the borehole of the first closing body and acts on the second closing body.

Inventors:
GRAMMER, Markus (In Den Baumwiesen 17/4, Ludwigsburg, 71636, DE)
Application Number:
EP2018/084112
Publication Date:
July 11, 2019
Filing Date:
December 10, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
International Classes:
F15B13/01; F15B13/04; F16K15/18
Foreign References:
US3125120A1964-03-17
DE102009034616A12011-02-03
DE19916557A12000-10-19
DE102011013176A12012-09-06
DE19646428A11998-05-14
DE2547207A11977-04-28
US3216448A1965-11-09
US3125120A1964-03-17
DE19627306A11998-01-08
Attorney, Agent or Firm:
MAISS, Harald (Bosch Rexroth Mechatronics GmbH, Postfach 11 64Ernst-Sachs-Straße 100, Schweinfurt, 97419, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Entsperrbares Sperrventil (35) mit einem Gehäuse (10), mit einem im Gehäuse (10) in Richtung einer Längsachse (46) bewegbar geführten, ersten Schließkörper (34), mit dem die fluidische Verbindung von einem Verbraucheran- schluss (25) zu einem Eingang (26) absperrbar ist und der in Richtung auf einen gehäusefesten, ersten Ventilsitz (37) zu durch eine Schraubenfeder (60) und an einer Rückseite (47) durch einen Druck belastet ist, der in einem fluidisch mit dem Verbraucheranschluss (25) in Verbindung stehenden rückwärtigen, an die Rück- seite des ersten Schließkörpers (34) angrenzenden Raum (36) ansteht, mit einem zweiten Schließkörper (51 ), der in einer Bohrung (45) des ersten Schließkörpers (34) in Richtung der Längsachse (46) bewegbar geführt ist, mit dem eine fluidische Verbindung von der Rückseite des ersten Schließkörpers (34) zum Eingang (26) absperrbar ist und der in Richtung auf einen in der Bohrung (45) am ersten Schließkörper (34) ausgebildeten, zweiten Ventilsitz (56) zu durch eine Sch rau - benfeder (60) und durch den auf der Rückseite des ersten Schließkörpers (34) an- stehenden Druck belastet ist, und mit einem Betätigungsstößel (65), mit dem zu- mindest der zweite Schließkörper (51 ) vom zweiten Ventilsitz (56) abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet,

dass eine einzige Schraubenfeder (60) vorhanden ist, die einstückig einen ersten Federabschnitt (61 ) mit einem ersten mittleren Windungsdurchmesser (d3) und einen zweiten Federabschnitt (62) mit einem gegenüber dem ersten mittleren Windungsdurchmesser (d3) größeren, zweiten mittleren Windungsdurchmesser (d4) aufweist, und dass die Schraubenfeder (60) mit dem ersten Federabschnitt (61 ) in die Bohrung (45) des ersten Schließkörpers (34) eintaucht und den zweiten

Schließkörper (51 ) beaufschlagt.

2. Entsperrbares Sperrventil nach Patentanspruch 1 , wobei der erste Schließkörper (34) zumindest dann frei von einer direkten Beaufschlagung durch die Schraubenfeder (60) ist, wenn er auf dem ersten Ventilsitz (37) aufs itzt.

3. Entsperrbares Sperrventil nach Patentanspruch 2, wobei der erste Schließkörper (34) in jeder Position frei von einer direkten Beaufschlagung durch die Schraubenfeder (60) ist. 4. Entsperrbares Sperrventil nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei der erste Federabschnitt (61 ) und der zweite Federabschnitt (62) dieselbe Mittelachse (46) haben.

5. Entsperrbares Sperrventil nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die Steifigkeit des ersten Federabschnitts (61 ) höher, vorzugsweise mindes- tens doppelt so hoch wie die Steifigkeit des zweiten Federabschnitts (62) ist.

6. Entsperrbares Sperrventil nach einem Patentanspruch 1 , wobei die Län- ge des ersten Federabschnitts (61 ) und die Länge des zweiten Federabschnitts (62) wenigstens annähernd gleich sind, wenn beide Schließkörper (34, 51 ) auf den

Ventilsitzen (37, 56) aufsitzen.

7. Entsperrbares Sperrventil nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei sich ein Übergangsabschnitt (63) der Schraubenfeder (60), in dem der mitt- lere Windungsdurchmesser vom ersten mittleren Windungsdurchmesser (d3) auf den zweiten mittleren Windungsdurchmesser (d4) zunimmt, über mehr als eine Windung und über weniger als zwei Windungen erstreckt.

8. Entsperrbares Sperrventil nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei es in eine Einbaubohrung (29) des Gehäuses (10) eingesetzt ist, die durch eine Verschlussschraube (32) verschlossen ist und wobei sich die Schraubenfeder (60) mit ihrem zweiten Federabschnitt (62) an der Verschlussschraube (32) ab- stützt. 9. Entsperrbares Sperrventil nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei der zweite Schließkörper (51 ) im ersten Schließkörper (34) in einem ersten Bohrungsabschnitt (50) einer Stufenbohrung (45) bewegbar geführt ist, die außer- dem einen zweiten Bohrungsabschnitt (48) aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des ersten Bohrungsabschnitts (50) und in dem der zwei- te Federabschnitt (62) über einen Teil seiner Länge aufgenommen ist. 10. Entsperrbares Sperrventil nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei sich zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt (50) und dem zweiten Boh- rungsabschnitt (48) eine ringförmige Fläche (54) befindet und wobei die ringförmi- ge Fläche (54) zumindest dann von der Schraubenfeder (60) unbelastet ist, wenn der erste Schließkörper (34) auf dem ersten Ventilsitz (37) aufs itzt

11. Entsperrbares Sperrventil nach Patentanspruch 10, wobei die ringförmi- ge Fläche (54) über den gesamten Weg des ersten Schließkörpers (34) von der Schraubenfeder (60) unbelastet ist. 12. Entsperrbares Sperrventil nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei der rückwärtige Raum (36) mit dem Verbraucheranschluss (25) über einen Fluidpfad verbunden ist, in dem sich eine Drossel (41 ) befindet derart, dass der Druck in dem rückwärtigen Raum (36) unter den Druck im Verbraucheranschluss (25) absinkt, wenn der zweite Schließkörper (51 ) vom zweiten Ventilsitz (56) ab- gehoben ist und nur über die Drossel (41 ) eine Verbindung zwischen dem rück- wärtigen Raum (36) und dem Verbraucheranschluss (25) besteht.

13. Entsperrbares Sperrventil nach Patentanspruch 12, wobei es in eine Einbaubohrung (29) des Gehäuses (10) eingesetzt ist, wobei die Einbaubohrung von einem Ringkanal (31 ) umgeben ist, von dem ein zum Verbraucheranschluss (25) führender Anschlusskanal (30) ausgeht, und wobei der den rückwärtige Raum (36) mit dem Verbraucheranschluss (25) verbindende Fluidpfad eine im Abstand zu dem Ringkanal (31 ) in die Wand der Einbaubohrung eingebrachte Ringnut (39) und eine in die Wand der Einbaubohrung eingebrachte und zur Ringnut (39) und zum Ringkanal (31 ) offene Längsnut (40) umfasst, die sich vorzugsweise im Be- reich der Mündung des Anschlusskanals (30) in den Ringkanal (31 ) befindet.

14. Entsperrbares Sperrventil nach Patentanspruch 12 oder 13, wobei an dem ersten Schließkörper (34) eine Ringfläche (38) ausgebildet ist, an der der im Verbraucheranschluss (25) anstehende Druck den ersten Schließkörper (34) in Richtung Abheben vom ersten Ventilsitz (37) beaufschlagt.

15. Entsperrbares Sperrventil nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei in dem ersten Schließkörper (34) ein Druckbegrenzungsventil (70) ange- ordnet ist, das eingangsseitig an den rückwärtigen Raum (36) und ausgangsseitig an den Eingang (26) angeschlossen ist.

Description:
Entsperrbares Sperrventil Beschreibung Die Erfindung betrifft ein entsperrbares Sperrventil mit einem Gehäuse, in dem in Richtung einer Längsachse ein erster Schließkörper bewegbar geführt ist, mit dem die fluidische Verbindung von einem Verbraucheranschluss zu einem Eingang ab- sperrbar ist und der in Richtung auf einen am Gehäuse ausgebildeten, ersten Ven- tilsitz zu durch eine Schraubenfeder und an einer Rückseite durch einen Druck be- lastet ist, der in einem fluidisch mit dem Verbraucheranschluss in Verbindung ste- henden rückwärtigen und an die Rückseite des ersten Schließkörpers angrenzen- den Raum ansteht. In einer Bohrung des ersten Schließkörpers ist in Richtung der Längsachse ein zweiter Schließkörper bewegbar geführt, mit dem eine fluidische Verbindung von der Rückseite des ersten Schließkörpers zum Eingang absperrbar ist und der in Richtung auf einen in der Bohrung am ersten Schließkörper ausge- bildeten, zweiten Ventilsitz zu durch eine Schraubenfeder und durch den auf der Rückseite des ersten Schließkörpers anstehenden Druck belastet ist. Mit einem Betätigungsstößel ist zumindest der zweite Schließkörper mechanisch vom zwei- ten Ventilsitz abhebbar. Ein derartiges Sperrventil dient vor allem auch dazu, um einen hydraulischen Verbraucher abzusperren, so dass eine Last gehalten wird. In dieser Funktion wird ein solches Sperrventil auch Lasthalteventil genannt. Der zweite Schließkörper bildet zusammen mit dem zweiten Ventilsitz ein Vorsteuer- ventil für das Hauptventil, das den ersten Schließkörper und den ersten Ventilsitz umfasst.

Ein entsperrbares Sperrventil dieser Art ist aus der US 3 216 448 A, der US 3 125 120 A oder aus der DE 196 27 306 A1 bekannt.

Bei dem entsperrbaren Sperrventil gemäß der US 3 216 448 ist eine Schrauben- druckfeder, die auf ihrer gesamten Länge denselben mittleren Windungsdurch- messer hat, zwischen dem zweiten Schließkörper und einer Verschlussschraube eingespannt, die die Bohrung des Gehäuses verschließt, in die der erste Schließ- körper mitsamt dem zweiten Schließkörper eingesetzt ist. Der erste Schließkörper wird also indirekt über den zweiten Schließkörper von der Schraubenfeder beauf- schlagt und auf den ersten Ventilsitz gedrückt, sofern in einer Ruhestellung der zweite Schließkörper auf dem zweiten Ventilsitz aufs itzt. Der rückwärtige Raum, in dem sich die Schraubenfeder befindet, ist über eine Drossel mit dem Verbrau- cheranschluss verbunden. Außerdem ist an dem ersten Schließkörper eine Ring- fläche ausgebildet, an der der im Verbraucheranschluss anstehende Druck eine Kraft erzeugt, die in Öffnungsrichtung auf den ersten Schließkörper wirkt. Das Vorsehen der Drossel und der Ringfläche bringt es mit sich, dass der erste

Schließkörper einer Bewegung des zweiten Schließkörpers derart folgt, dass die an ihm angreifenden Druckkräfte ausgeglichen sind.

Bei einem aus der US 3 125 120 A bekannten entsperrbaren Sperrventil wird der zweite Schließkörper von einer kegelförmigen Schraubendruckfeder beaufschlagt.

Bei dem aus der DE 196 27 306 A1 bekannten entsperrbaren Sperrventil hat der erste Schließkörper eine zwei Abschnitte von unterschiedlichen Durchmessern aufweisende Stufen bohrung, in deren Abschnitt mit kleinerem Durchmesser der zweite Schließkörper geführt ist. Auf einer radialen Stufe zwischen den beiden Bohrungsabschnitten liegt eine Lochscheibe mit einer zentralen Öffnung auf, de- ren Durchmesser kleiner ist als der kleinere Durchmesser der Stufenbohrung. Zwischen der Lochscheibe und einem in das Gehäuse eingeschraubten Halteele- ment ist eine erste Schraubenfeder eingespannt, die die Lochscheibe auf der radi alen Stufe hält und den ersten Schließkörper direkt in Richtung auf den ersten Ventilsitz zu belastet. Zwischen der Lochscheibe und dem zweiten Schließkörper ist eine zweite Schraubenfeder eingespannt, die entsprechend dem Durchmesser des Bohrungsabschnitts mit dem kleineren Durchmesser einen kleineren mittleren Windungsdurchmesser als die erste Schraubenfeder hat. Bei dem aus der DE 196 27 306 A1 bekannten entsperrbaren Sperrventil ist der rückwärtige, an eine Rück- seite des ersten Schließkörpers angrenzende Raum zum Verbraucheranschluss fluidisch voll geöffnet, so dass in diesem Raum immer derselbe Druck wie im Ver- braucheranschluss herrscht. Beim Entsperren greift der Betätigungsstößel deshalb nach einem gewissen Weg auch an dem ersten Schließkörper an. Außerdem wird nach dem Abheben des zweiten Schließkörpers vom zweiten Ventilsitz und dem Zustrom von Druckflüssigkeit in den Eingang dort ein Druck aufgebaut, so dass zusätzlich zu der über den Betätigungsstößel auf den ersten Schließkörper einge- leiteten mechanischen Kraft auch eine hydraulische Kraft in Öffnungsrichtung auf den ersten Schließkörper wirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein entsperrbares Sperrventil mit den eingangs angeführten Merkmalen derart weiterzuentwickeln, dass es bei guter Funktionalität wenige Bauteile aufweist und auf einfache Weise montiert werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine einzige Schraubenfeder vorhanden ist, die einstückig einen ersten Federabschnitt mit einem ersten mittleren Win- dungsdurchmesser und einen zweiten Federabschnitt mit einem gegenüber dem ersten mittleren Windungsdurchmesser größeren, zweiten mittleren Windungs- durchmesser aufweist, und dass die Schraubenfeder mit dem ersten Federab- schnitt in die Bohrung des ersten Schließkörpers eintaucht und den zweiten Schließkörper beaufschlagt. Unter dem mittleren Windungsdurchmesser wird da- bei der Durchmesser eines Kreises verstanden, den eine bezüglich der Längsach- se spiralförmige Mittelpunktsbahn des Querschnittes des Federdrahts der Schrau- benfeder bei einer Projektion in Richtung der Längsachse erzeugt. Bei einem er- findungsgemäßen entsperrbaren Sperrventil ist also zur Beaufschlagung der bei den Schließkörper nur eine einzige Schraubenfeder vorhanden, so dass eine ein- fache Montage möglich ist. Durch die verschiedenen mittleren Windungsdurch- messer der beiden Federabschnitte kann die Schraubenfeder gut an die funktio- nellen Erfordernisse angepasst werden. Jeder der beiden Federabschnitte er streckt sich dabei über mehrere Windungen, das heißt, dass der erste Federab- schnitt über mehrere Windungen den ersten mittleren Windungsabschnitt und der zweite Federabschnitt über mehrere Windungen den zweiten mittleren Federab- schnitt hat. Ein erfindungsgemäßes entsperrbares Sperrventil kann in vorteilhafter Weise wei- ter ausgebildet werden.

Der erste Schließkörper kann zumindest dann frei von einer direkten Beaufschla- gung durch die Schraubenfeder ist, wenn er auf dem ersten Ventilsitz aufsitzt. Vorzugsweise ist der erste Schließkörper in jeder Position frei von einer direkten Beaufschlagung durch die Schraubenfeder, so dass für den ersten Schließkörper und für den zweiten Schließkörper auf dem gesamten Weg keine Änderung im Hinblick auf die Art der Beaufschlagung durch die Schraubenfeder stattfindet

Vorzugsweise haben der erste Federabschnitt und der zweite Federabschnitt die- selbe Mittelachse.

Die Steifigkeit des ersten Federabschnitts kann höher, vorzugsweise mindestens doppelt so hoch wie die Steifigkeit des zweiten Federabschnitts sein. Im Prinzip können die Windungen des ersten Federabschnitts sogar auf Block liegen. Auf- grund der höheren Steifigkeit des ersten Federabschnitts kann die auf den zweiten Schließkörper wirkende Federkraft im Wesentlichen durch die Gestaltung des zweiten Federabschnitts mit dem größeren mittleren Wirkungsdurchmesser einge- stellt werden.

Vorzugsweise sind die Länge des ersten Federabschnitts und die Länge des zwei- ten Federabschnitts wenigstens annähernd gleich, wenn beide Schließkörper auf den Ventilsitzen aufsitzen.

Ein Übergangsabschnitt der Schraubenfeder, in dem der mittlere Windungs- durchmesser vom ersten mittleren Windungsdurchmesser auf den zweiten mittle- ren Windungsdurchmesser zunimmt, erstreckt sich zweckmäßigerweise über mehr als eine Windung und über weniger als zwei Windungen. Das Sperrventil ist vorzugsweise in eine Bohrung des Gehäuses eingesetzt, die durch eine Verschlussschraube verschlossen ist, wobei sich die Schraubenfeder mit ihrem zweiten Federabschnitt an der Verschlussschraube abstützt. Der zweite Schließkörper kann im ersten Schließkörper in einem ersten Boh- rungsabschnitt einer Stufen bohrung geführt sein, die außerdem einen zweiten Bohrungsabschnitt aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des ersten Bohrungsabschnitts und in dem der zweite Federabschnitt über einen Teil seiner Länge aufgenommen ist.

Eine ringförmige Fläche, die sich zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt und dem zweiten Bohrungsabschnitt befindet, kann zumindest dann von der Schrau- benfeder unbelastet sein, wenn der erste Schließkörper auf dem ersten Ventilsitz aufsitzt.

Vorzugsweise ist die ringförmige Fläche über den gesamten Weg des ersten Schließkörpers von der Schraubenfeder unbelastet.

Das entsperrbare Sperrventil ist vorzugsweise so ausgebildet, dass der rückwärti- ge Raum mit dem Verbraucheranschluss über einen Fluidpfad verbunden ist, in dem sich eine Drossel befindet derart, dass der Druck in dem rückwärtigen Raum unter den Druck im Verbraucheranschluss absinkt, wenn der zweite Schließkörper vom zweiten Ventilsitz abgehoben ist und nur über die Drossel eine Verbindung zwischen dem rückwärtigen Raum und dem Verbraucheranschluss besteht. Die vom Betätigungsstößel auf den ersten Schließkörper auszuübende Kraft für ein Abheben vom ersten Ventilsitz ist dann auch ohne den Aufbau eines Drucks im Zwischenraum relativ klein.

Der rückwärtige Raum ist vorteilhafterweise über eine Ringnut und eine zwischen der Ringnut und dem Ringkanal axial verlaufende Längsnut, die in der Wand der Einbaubohrung ausgebildet sind, sowie über die Drossel, die zwischen der Ring- nut und dem rückwärtigen Raum angeordnet ist, dauernd fluidisch mit dem Ring- kanal und damit mit dem Anschlusskanal verbunden. Im Vergleich zu einem Druckabgriff unmittelbar im Ringkanal, also durch die Anordnung der Drossel un- mittelbar zwischen dem Ringkanal und dem rückwärtigen Raum hat dies den Vor- teil, dass durch die Längsnut der Druckabgriff unabhängig von der Drehposition des Schließkörpers immer an derselben Stelle im Bezug zur Strömung erfolgt.

Ist an dem ersten Schließkörper eine Ringfläche ausgebildet, an der der im Ver- braucheranschluss anstehende Druck den ersten Schließkörper in Richtung Ab- heben vom ersten Ventilsitz beaufschlagt, so kann die vom Betätigungsstößel auf den ersten Schließkörper auszuübende Kraft sogar null sein. Der erste Schließ- körper folgt dann dem vom Betätigungsstößel bewegten zweiten Schließkörper allein aufgrund der an ihm angreifenden Druckkräfte, wobei sich jeweils ein sol- cher Öffnungsquerschnitt des Vorsteuerventils in Bezug zum Öffnungsquerschnitt der Drossel in der Verbindung zwischen dem rückwärtigen Raum und dem Ver- braucheranschluss einstellt, dass die Summe der an dem ersten Schließkörper angreifenden Druckkräfte gleich null ist.

In dem ersten Schließkörper kann ein Druckbegrenzungsventil angeordnet sein, das eingangsseitig an den rückwärtigen Raum und ausgangsseitig an den Ein- gang angeschlossen ist. Das Druckbegrenzungsventil spricht an, wenn zum Bei- spiel durch Erwärmung eines an den Verbraucheranschluss angeschlossenen Lei- tungsrohres die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Verbraucheranschluss und dem Druck im Zwischenraum zu hoch wird. Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen entsperrbaren Sperrventils, das in eine Wegeventilscheibe eines Steuerblocks der Mobilhydraulik eingebaut ist, ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen wird die Erfin- dung nun näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 das Ausführungsbeispiel in einer Schnittebene, in der eine Mittelachse des Sperrventils und die Mittelachse einer Wegeventilbohrung liegen, und Figur 2 das Ausführungsbeispiel im Schnitt nach Figur 1 , wobei jedoch die im Sperrventil verbaute Schraubenfeder in Ansicht dargestellt ist.

Gemäß den Figuren weist ein scheibenförmiges Ventilgehäuse 10 eine Wegeven- tilbohrung 11 mit einer Mittelachse 12 auf, in der ein Steuerkolben 13 in Richtung der Mittelachse verschiebbar ist. Das durch das Ventilgehäuse 10 und den Steu- erkolben 13 gebildete Wegeventil ist für die Betätigung eines nicht gezeigten ein- fachwirkenden hydraulischen Verbrauchers, zum Beispiel eines Hubzylinders am Hubwerk eines Traktors vorgesehen

In der Wegeventilbohrung 11 sind drei voneinander beabstandete Steuerkammern 14, 15 und 16 ausgebildet, wobei der Steuerkammer 14 als Zuflusskammer von einer Pumpe geförderte Druckflüssigkeit zugeführt werden kann, aus der Steuer- kammer 15 als Abflusskammer Druckflüssigkeit zu einem Tank abfließen kann und die fluidischen Verbindungen der sich zwischen den beiden Steuerkammern 14 und 15 befindliche Steuerkammer 16, die als Verbraucherkammer bezeichnet sei, mit der Zuflusskammer 14 und der Abflusskammer 15 durch den Steuerkolben 13 gesteuert werden. Dieser hat dazu einen Steuerbund 17 und einen Steuerbund 18 und zwischen den beiden Steuerbunden einen Kolbenhals 19, in dem der Durchmesser des Steuerkolbens kleiner als der Durchmesser der Wegeventilboh- rung 11 ist.

In den Figuren ist der Steuerkolben 13 in einer Position gezeigt, in der er mit den Steuerbunden 17 und 18 die Verbraucherkammer 16 sowohl zu der Zuflusskam- mer 14 als auch zu der Abflusskammer 15 absperrt. Durch ein Verschieben des Steuerkolbens 13 aus der gezeigten Position nach rechts wird die Verbraucher- kammer 16 über eine umlaufende Steuerkante 20 des Steuerbunds 17 zur Zu- flusskammer 14 geöffnet. Die Verbraucherkammer ist dann über eine nicht näher gezeigte, am Steuerkolben 13 ausgebildet Zumessblende und über eine Druck- waage, die zusammen mit der Zumessblende ein Stromregelventil bildet, mit einer Pumpe verbunden. Das Wegeventil inklusive der Zumessblende und die Druck- waage bilden ein Load-Sensing-Ventil. Durch ein Verschieben des Steuerkolbens 13 aus der gezeigten Position nach links wird die Verbraucherkammer 16 zu- nächst über mehrere über den Umfang des Steuerbundes 18 verteilte Feinsteuer- nuten 21 und mit zunehmendem Weg umlaufend zu der Abflusskammer 15 geöff- net.

Von der Verbraucherkammer 16 führt ein Fluidpfad zu einem an dem Ventilgehäu- se 10 ausgebildeten, nur schematisch dargestellten Verbraucheranschluss 25. Der Fluidpfad wird gebildet durch einen von der Verbraucherkammer 16 ausgehenden L-förmigen Kanal 26 mit einem senkrecht zu der Wegeventilbohrung 11 verlaufen- den Kanalabschnitt 27 und mit einem parallel zu der Wegeventilbohrung 11 ver- laufenden Kanalabschnitt 28, durch eine in das Ventilgehäuse 10 eingebrachte Einbaubohrung 29, die in den Kanalabschnitt 28 des Kanals 26 mündet, und durch einen Anschlusskanal 30, der von einem im Abstand zu dem Kanalabschnitt 28 um die Einbaubohrung 29 umlaufenden Ringkanal 31 ausgeht und zu dem Ver- braucheranschluss 25 führt. Die Einbaubohrung 29 ist durch eine Verschluss- schraube 32 verschlossen.

In der Einbaubohrung 29 ist ein Schließkörper 34 eines entsperrbaren Sperrventils 35 axial geführt, dessen Gehäuse also durch das Ventilgehäuse 10 gebildet ist und als dessen Eingang der Kanal 26 und als dessen Ausgang der Anschlusska- nal 30 angesehen werden können. Der Durchmesser der Einbaubohrung 29 zwi- schen dem Ringkanal 31 und dem Kanalabschnitt 28 ist kleiner als der Durchmes- ser der Einbaubohrung 29 zwischen dem Ringkanal 31 und der Verschluss- schraube 32. Auf dem größeren Durchmesser (Führungsdurchmesser) ist der Schließkörper 34 in der Einbaubohrung 29 derart dicht gleitend geführt, dass ent- lang der Führung keine fluidische Verbindung zwischen dem Ringkanal 31 und dem rückwärtigen Raum 36 zwischen dem Schließkörper 34 und der Verschluss- schraube 32 besteht. Am Übergang von dem Abschnitt der Einbaubohrung 29 mit dem kleineren Durchmesser zu dem Ringkanal 31 befindet sich eine Kegelfläche, die einen gehäusefesten Ventilsitz 37 bildet, auf dem der Schließkörper 34 aufsit- zen kann. Ventilsitz 37 und Schließkörper 34 berühren sich linienförmig auf einer kreisförmigen Linie, deren Durchmesser d1 als Sitzdurchmesser bezeichnet sei. Dieser Sitzdurchmesser ist kleiner als der Führungsdurchmesser, wie deutlich schon an der im Bereich des Ringkanals 31 umlaufenden Ringfläche 38 des Schließkörpers hervorgeht. Somit ist am Schließkörper 34 eine ringförmige Wirk- fläche vorhanden, an der der im Anschlusskanal 30 anstehende Lastdruck am Schließkörper eine in Öffnungsrichtung wirkende Kraft erzeugen kann.

Der rückwärtige Raum 36 ist über eine Ringnut 39 und eine zwischen der Ringnut 39 und dem Ringkanal 31 axial verlaufende Längsnut 40, die in der Wand der Ein- baubohrung 29 ausgebildet sind, sowie über eine Düse 41 , die als radiale Dros- selbohrung im Schließkörper 34 ausgebildet ist, dauernd fluidisch mit dem Ring- kanal 31 und damit mit dem Anschlusskanal 30 verbunden. Im Vergleich zu einem Druckabgriff unmittelbar im Ringkanal 31 hat dies den Vorteil, dass durch die Längsnut 40 der Druckabgriff unabhängig von der Drehposition des Schließkör- pers 34 immer an derselben Stelle im Bezug zur Strömung erfolgt. Würde dage- gen der Druck durch eine Radialbohrung im Schließkörper 34 abgegriffen, die sich auf Höhe des Ringkanals 31 befindet, so könnte die für das gewünschte Verhalten notwendige Abstimmung zwischen der Düse 41 und dem Ablaufquerschnitt am Ventilsitz 56 sowie der Differenz zwischen dem Führungsdurchmesser für den Schließkörper 34 und dem Durchmesser d1 des Ventilsitzes 37 wegen unter- schiedlicher Druckverhältnisse in dem Ringkanal 31 von der Drehposition der Ra- dialbohrung und damit von der Drehposition des Schließkörpers abhängig sein. Eine genaue Abstimmung wäre dann nicht möglich, da mit vertretbarem Aufwand nicht sicherzustellen ist, dass der Schließkörper 34 immer eine bestimmte Dreh- position einnimmt.

Die Drosselbohrung mündet in eine Innenbohrung 45 des Schließkörpers 34, die koaxial zu einer Mittelachse 46 des Schließkörpers 34 und der Einbaubohrung 29 verläuft und als Stufenbohrung ausgebildet ist, die mehrere Abschnitte aufweist, die sich in ihren Durchmessern voneinander unterscheiden. Der Abschnitt 48 der Stufen bohrung mit dem größten Durchmesser öffnet sich an der der Verschluss- schraube 32 zugekehrten Rückseite 47 des Schließkörpers 34 zur Verschluss- schraube 32 hin. In diesen Abschnitt 48 mündet die Drosselbohrung mit der Düse 41.

Dem Abschnitt 48 folgen ein Abschnitt 49 und ein Abschnitt 50 der Stufenbohrung 45, in denen der jeweilige Durchmesser wesentlich kleiner als in dem Abschnitt 48 ist. In dem Abschnitt 50 ist eine Kugel 51 geführt, die den Schließkörper eines Vorsteuerventils 55 bildet und auf einem einen Durchmesser d2 aufweisenden Ventilsitz 56 aufsitzen kann, der zwischen dem Abschnitt 50 und einem weiteren Abschnitt 57 mit einem gegenüber dem Abschnitt 50 noch kleineren Durchmesser ausgebildet ist. In dem Abschnitt 50 befinden sich Längsnuten 58, damit die Kugel 51 von Druckflüssigkeit umströmt werden kann.

Die Kugel 51 wird von einer Schraubendruckfeder 60 in Richtung auf den Ventil- sitz 56 zu belastet. Diese Schraubendruckfeder 60 hat einstückig einen ersten Fe- derabschnitt 61 mit einem ersten mittleren Windungsdurchmesser d3, einen zwei- ten Federabschnitt 62 mit einem gegenüber dem ersten mittleren Windungs- durchmesser größeren, zweiten mittleren Windungsdurchmesser d4 und einen Übergangsabschnitt 63, in dem der mittlere Windungsdurchmesser vom ersten mittleren Windungsdurchmesser d3 auf den zweiten mittleren Windungsdurch- messer d4 zunimmt. Der Übergangsabschnitt 63 erstreckt sich über wenig mehr als eine Windung. Mit ersten Federabschnitt 61 taucht die Schraubenfeder 60 in die Abschnitte 49 und 50 der Stufen bohrung 45 ein und beaufschlagt die Kugel 51. Der Übergangsabschnitt 63 befindet sich immer ganz in dem Abschnitt 48 der Stu- fenbohrung, während sich der zweite Federabschnitt 62, mit dem sich die Schrau- benfeder 60 an der Verschlussschraube 32 abstützt, teilweise in dem Abschnitt 48 befindet. In Anpassung an die Durchmesser des Abschnitts 48 einerseits und der Durchmesser der Abschnitte 49 und 50 der Stufenbohrung 45 andererseits ist der mittlere Windungsdurchmesser d4 etwa 4,5-mal so groß wie der mittlere Win- dungsdurchmesser d3 der Schraubendruckfeder 60. Die Schraubendruckfeder wirkt also nur indirekt auf den Schließkörper 34, und zwar nur dann, wenn die Ku- gel 51 auf dem Ventilsitz 56 aufs itzt. Somit ist auch die ringförmige Fläche 54, in der die Abschnitte 48 und 49 der Stufenbohrung 45 ineinander übergehen über den gesamten Weg des Schließkörpers 34 von der Schraubenfeder 60 unbelastet ist.

Wie man aus den Figuren ohne weiteres erkennt, haben der erste Federabschnitt 61 und der zweite Federabschnitt 62 dieselbe Mittelachse, wobei diese Mittelach- se mit der Mittelachse des Schließkörpers 34 und der Einbaubohrung 29 zusam- menfällt.

Die Steifigkeit des ersten Federabschnitts 61 ist wesentlich höher als die Steifig- keit des zweiten Federabschnitts 62, so dass bei einer Bewegung der Kugel 51 im Wesentlichen nur die Länge des zweiten Federabschnitts 62 ändert.

In den Figuren ist das Sperrventil 35 in einem Zustand gezeigt, in dem der Schließkörper 34 und der Schließkörper 51 auf den Ventilsitzen 37 und 56 aufsit- zen 6. In diesem Zustand ist die Länge des zweiten Federabschnitts 62 etwa und genauso groß wie die Länge des ersten Federabschnitts 61.

Die Kugel 51 kann mechanisch über einen Betätigungsstößel 65 vom Ventilsitz 56 abgehoben werden. Der Betätigungsstößel ist in einer in Verlängerung der Ein- baubohrung 29 koaxial zu dieser in das Ventilgehäuse 10 eingebrachten und in die Wegeventilbohrung 11 mündende Führungsbohrung 66 geführt und durch eine am Steuerkolben 13 vorhandene Steuerfläche 67 verschiebbar. Der Betätigungs- stößel 65 quert den Kanalabschnitt 28 des Kanals 26 und taucht in den Schließ- körper 34 mit einem Zapfen 68 ein, um mit diesem an der Kugel 51 anzugreifen.

In den Schließkörper 34 ist ein Druckbegrenzungsventil 70 eingesetzt, das an- spricht, wenn die Druckdifferenz zwischen dem rückwärtigen Raum 36 und damit zwischen dem Anschlusskanal 30 und dem Kanal 26 einen bestimmten Wert übersteigt.

In den Figuren ist der Steuerkolben 13 in einer Ruheposition gezeigt. Das Sperr- ventil 35 ist geschlossen. In dem rückwärtigen Raum 36 steht über die Düse 41 derselbe Druck an, wie er in dem Anschlusskanal 30 herrscht. Wird nun der Steu- erkolben 13 gemäß Figur 1 nach rechts bewegt, so fließt dem Kanal 26 über die Steuerkante 20 des Steuerbunds 17 Druckflüssigkeit zu. Das Sperrventil öffnet wie ein Rückschlagventil. Die Druckflüssigkeit fließt einem hydraulischen Verbraucher, zum Beispiel einem Hydrozylinder zu, der eine Last anhebt.

Wird der Steuerkolben dagegen gemäß Figur 1 nach links bewegt, so wird die Verbraucherkammer 16 über die Feinsteuernuten 21 des Steuerbunds 18 zu der Ablaufkammer 15 geöffnet. Der Betätigungsstößel 65 wird durch die Steuerfläche 67 bewegt und hebt nach einem vorbestimmten Weg des Steuerkolbens 13 die Kugel 51 von dem Ventilsitz 56 ab. Es fließt nun ein kleiner Volumenstrom an Druckflüssigkeit von dem Anschlusskanal 30, über den Ringkanal 31 , über die Dü- se 41 , über das Vorsteuerventil 45, über den Kanal 26, über die Verbraucher- kammer 16 und über die Feinsteuernuten 21 zu der Ablaufkammer 15 und von dort in einen Tank. In dem rückwärtigen Raum 36, der sich zwischen der Düse 41 und dem Öffnungsquerschnitt des Vorsteuerventils befindet, sinkt der Druck unter den im Anschlusskanal 30 anstehenden Lastdruck ab. In Abhängigkeit von der Größe der Ringfläche, die sich aus der Differenz zwischen dem Führungsdurch- messer des Schließkörpers 34 und dem Sitzdurchmesser d2 ergibt, sowie in Ab- hängigkeit der sich in dem rückwärtigen Raum 36 und in dem Kanal 26 einstellen- den Drücke wird der Schließkörper 34 schließlich von dem Stößel 65 mechanisch mitgenommen oder der Schließkörper folgt der Bewegung der Kugel 51 allein auf- grund der durch die an ihm anstehenden Drücke erzeugten Kräfte. Im letzteren Fall ist dabei der Öffnungsquerschnitt des Vorsteuerventils 45 immer gerade so groß, dass sich im rückwärtigen Raum 36 und in dem Kanal 26 solche Drücke ein- stellen, dass die Summe der am Schließkörper 34 angreifenden Kräfte gleich null ist. Der Lastdruck im Anschlusskanal 30 ist natürlich durch die Last bestimmt. Er ändert sich allein aufgrund einer Änderung des Öffnungsquerschnitts des Vor- steuerventils 45 nicht.

Nach dem Abheben des Schließkörpers 35 von dem Ventilsitz 37 fließt ein Volu- menstrom von dem Anschlusskanal 30 in die Ablaufkammer 15, der im Wesentli- chen durch den Öffnungsgrad der Feinsteuernuten 21 bestimmt ist.

Bezugszeichenliste

10 Ventilgehäuse

1 1 Wegeventilbohrung in 10 12 Mittelachse von 11

13 Steuerkolben

14 Zuflusskammer

15 Abflusskammer

16 Verbraucherkammer

17 Steuerbund an 13

18 Steuerbund an 13

19 Kolbenhals

20 Steuerkante an 17

21 Feinsteuernuten an 18 25 Verbraucheranschluss

26 L-förmiger Kanal

27 Kanalabschnitt von 26

28 Kanalabschnitt von 26 29 Einbaubohrung

30 Anschlusskanal

31 Ringkanal

32 Verschlussschraube

34 Schließkörper

35 Sperrventil

36 rückwärtiger Raum an 34

37 Ventilsitz

38 umlaufende Ringfläche an 34

39 Ringnut in 29

40 Längsnut in 29

41 Düse

45 Stufenbohrung in 34

46 Mittelachse von 34 47 Rückseite von 34

48 Abschnitt von 45

49 zweiter Abschnitt von 45

50 dritter Abschnitt von 45

51 Kugel

54 ringförmige Fläche an in 45

55 Vorsteuerventil

56 Ventilsitz

57 weiterer Abschnitt von 45 58 Längsnuten in 50

60 Schraubendruckfeder

61 erster Federabschnitt von 60 62 zweiter Federabschnitt von 60 63 Übergangsabschnitt von 60 65 Betätigungsstößel

66 Führungsbohrung für 65

67 Steuerfläche an 13

68 Zapfen an 65

70 Druckbegrenzungsventil

d1 Sitzdurchmesser

d2 Sitzdurchmesser

d3 mittlerer Windungsdurchmesser d4 mittlerer Windungsdurchmesser