DE10048600A1

DE10048600A1 - Control unit for hydraulic volume flow e.g. for fork lift truck, has control element which controls valve body and pressure divider via which pressure dependent on position of control element is generated

Info

Publication number: DE10048600A1
Application number: DE2000148600
Authority: DE
Inventors: Georg Winkes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-30
Filing date: 2000-09-30
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2020-10-01
Also published as: DE10048600B4

Abstract

The control unit has at least one non-return valve with a main valve body (14), which cooperates with a main valve face (16) and is controllable by a control element (18). Intermediate pressure between supply or outlet pressure is generated dependent on the position of the control element via a pressure divider and a force can be applied to the control element in closing direction (24).

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Steuerungsvorrichtung für einen hydraulischen Volumenstrom nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a control device for a hydraulic volume flow according to the preamble of the An saying 1.

Aus der DE 41 40 604 A1 ist eine gattungsbildende Steuervor richtung mit einem Sperrventil bekannt, in dem ein Sitzven tilkörper angeordnet ist. Der Sitzventilkörper wirkt mit ei nem gehäusefesten Hauptventilsitz zusammen. Im Sitzventilkör per ist ein Vorsteuerventilkörper angeordnet, welcher mit ei nem Ventilsitz im Sitzventilkörper zusammenwirkt. Der Sitz ventilkörper wird durch die Wirkung des Drucks in einem Druckraum auf eine seiner Stirnflächen in den Hauptventilsitz gedrückt. Der Druckraum ist über eine Drossel mit einem Ar beitszylinder verbunden. Über eine variable Drosselstelle, deren Öffnungsquerschnitt durch den Vorsteuerventilkörper ge steuert wird, kann mit Hilfe eines Proportionalmagneten der Druck im Druckraum und damit die Lage des Sitzventilkörpers im Sperrventil beeinflußt werden. Die Lage des Sitzventilkör pers im Sperrventil bestimmt den Ölstrom vom Arbeitszylinder in einer Rücklaufleitung. Dabei ist der Volumenstrom des Öls von der Druckdifferenz am Sperrventil abhängig. Je höher bei gleicher Einstellung des Proportionalmagneten respektive gleicher Ventilöffnung die Druckdifferenz am Sperrventil ist, desto größer ist der Volumenstrom des Öls, d. h. desto schneller entleert sich der Arbeitszylinder. Muß ein Arbeits zylinder eine große Last aufnehmen, so ist der Druck im Öl hoch und damit die Druckdifferenz am Sperrventil. Dies führt beim Öffnen des Sperrventils zum Entleeren des Arbeitszylin ders zu einem hohen Volumenstrom, so daß sich der Arbeitszy linder rasch entleert und der Arbeitskolben sich schnell in den Zylinder absenkt. Bei einem Arbeitszylinder für die Hub gabel eines Gabelstaplers wird bei gleicher Ventilstellung zum Herabsenken der Hubgabel diese sich bei höherer Gewichts last schneller senken als bei geringem Gewicht auf der Hubga bel.DE 41 40 604 A1 describes a generic tax direction known with a check valve in which a Sitzven tilkörper is arranged. The seat valve body works with egg a main valve seat fixed to the housing. In the seat valve body by a pilot valve body is arranged, which with egg nem valve seat in the seat valve body interacts. The seat valve body is created by the effect of pressure in one Pressure chamber on one of its end faces in the main valve seat pressed. The pressure chamber is a throttle with an Ar connected cylinder. Via a variable throttle point, whose opening cross-section ge through the pilot valve body is controlled with the help of a proportional magnet Pressure in the pressure chamber and thus the position of the seat valve body be influenced in the check valve. The position of the seat valve body pers in the shut-off valve determines the oil flow from the working cylinder in a return line. Here is the volume flow of the oil dependent on the pressure difference at the check valve. The higher at same setting of the proportional magnet respectively same valve opening is the pressure difference at the check valve, the greater the volume flow of the oil, i.e. H. more The working cylinder empties faster. Got a job cylinder absorb a large load, so is the pressure in the oil high and thus the pressure difference at the check valve. this leads to when opening the shut-off valve to empty the working cylinder to a high volume flow, so that the Arbeitszy quickly emptied and the piston quickly in lowers the cylinder. With a working cylinder for the stroke The fork of a forklift is in the same valve position for lowering the lifting fork this with higher weight lower load faster than with a light weight on the Hubga bel.

Advantages of the invention

Die Erfindung geht aus von einer Steuerungsvorrichtung für einen hydraulischen Volumenstrom zumindest eines belasteten Arbeitsmittels mit zumindest einem Sperrventil, das minde stens einen Ventilkörper aufweist, der mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und über ein Stellelement steuerbar ist.The invention relates to a control device for a hydraulic volume flow loaded at least one Work equipment with at least one shut-off valve, the min least has a valve body with a valve seat cooperates and is controllable via an actuator.

Es wird vorgeschlagen, daß die Steuervorrichtung einen Druckteiler aufweist, über den ein von der Position des Stel lelements abhängiger Zwischendruck zwischen einem Zu- und ei nem Ablaufdruck des Sperrventils erzeugbar ist, und das Stellelement in Schließrichtung des Sperrventils mit einer Kraft belastbar ist. Ein derartiger Druckteiler ist das hy draulische Analogon eines elektrischen Brückenhalbglieds oder Spannungsteilers, sozusagen ein hydraulisches Brückenhalb glied oder hydraulischer Spannungsteiler. In einem Drucktei ler oder hydraulischen Spannungsteiler stellt sich zwischen zwei Strömungswiderständen ein Zwischendruck zwischen Zulauf- und Ablaufdruck des Sperrventils ein. Die Differenz von Zwi schendruck und Ablaufdruck ist proportional zur Druckdiffe renz am Sperrventil. Dabei ist mindestens einer der Strö mungswiderstände steuerbar, so daß sich der Zwischendruck einstellen läßt. Regelungstechnisch betrachtet ist die erfin dungsgemäße Steuerungsvorrichtung eine Störgrößenaufschal tung. Dem Stellelement wirkt nicht nur die stellwegabhängige Kraft von vorzugsweise einer Feder entgegen, sondern auch ei ne Kraft, die von der Druckdifferenz am Sperrventil abhängt. Als Stellelement wird in der Regel ein elektrisch- mechanischer Wandler eingesetzt, bevorzugt ein Proportional magnet, aber auch eine Tauchspule oder ein Torquemotor können Anwendung finden. Ohne die erfindungsgemäße Störgrößenauf schaltung durch den auf das Stellelement rückwirkenden Zwi schendruck des Druckteilers wäre die von dem elektrisch- mechanischen Wandler aufgebrachte, stromproportionale Kraft im Kräftegleichgewicht mit der Gegenkraft einer Feder. Bei einer in der Regel linearen Federkennlinie entstünde dadurch ein linearer Zusammenhang zwischen dem Steuerstrom des elek trisch-mechanischen Wandlers und der Verschiebung des mit dem Wandler verbundenen Ventilkörpers als hydraulisches Steuer element. Abhängig von dieser Verschiebung gibt das hydrauli sche Steuerelement einen Durchflußquerschnitt frei. Der Volu menstrom durch ein derartiges Sperrventil ist aber neben dem Durchflußquerschnitt auch von der am Sperrventil anliegenden Druckdifferenz abhängig. Gewünscht ist aber eine Absenkge schwindigkeit des Kolbens des Arbeitszylinders, die weitge hend unabhängig von der Last ist, d. h. nur von dem vorgege benen Steuerstrom abhängig sein soll. Durch die oben beschriebene Störgrößenaufschaltung wird bei der erfindungsge mäßen Steuervorrichtung, indem der Kraft des Stellelements nicht nur die Kraft einer Feder, sondern auch eine von der Druckdifferenz am Sperrventil abhängige Kraft entgegenwirkt, die oben beschriebene Abhängigkeit der Absenkgeschwindigkeit von der Gewichtslast auf den Kolben auf eine lediglich schwach ausgeprägte Abhängigkeit von der Last am Arbeitszy linder reduziert. Der Öffnungsweg des Ventilkörpers kann da bei druckabhängig derart reduziert werden, und zwar insbeson dere durch einen bestimmten Öffnungsflächenverlauf, daß sich unabhängig von der am Sperrventil anliegenden Druckdifferenz immer derselbe Volumenstrom einstellt. Es ist von Vorteil, den Druckteiler derart zu dimensionieren, daß der Öffnungs punkt des Sperrventils nicht verschoben wird. In diesem Fall muß der Zwischendruck im Öffnungspunkt vernachlässigbar sein. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bietet insbesondere den Vorteil, sich in einfacher und kostengünstiger Weise in bestehende Sperrventile integrieren zu lassen. Durch die Lastkompensation wird die Feinsteuerbarkeit des Volumenstroms bei hohen Drücken verbessert. Maßnahmen zur Begrenzung des Maximalstroms werden dabei überflüssig.It is proposed that the control device have a Has pressure divider over which a from the position of the Stel Element-dependent intermediate pressure between a feed and an egg Nem drain pressure of the check valve can be generated, and that Control element in the closing direction of the check valve with a Force is resilient. Such a pressure divider is the hy drastic analogue of an electrical bridge half-link or Voltage divider, a hydraulic half bridge, so to speak link or hydraulic voltage divider. In a printing press ler or hydraulic voltage divider is between two flow resistances an intermediate pressure between inlet and drain pressure of the check valve. The difference of two pressure and discharge pressure is proportional to the pressure difference limit at the shut-off valve. At least one of the streams is mung resistances controllable, so that the intermediate pressure can be adjusted. In terms of control technology, this is invented control device according to the invention a disturbance variable connection tung. The actuating element is not only affected by the travel dependent Force preferably against a spring, but also egg ne force that depends on the pressure difference across the check valve. As a control element, an electrically mechanical converter used, preferably a proportional magnet, but also a moving coil or a torque motor Find application. Without the disturbance variables according to the invention circuit by the back acting on the control element pressure of the pressure divider would be that of the electrical mechanical transducer applied current proportional force in equilibrium with the counterforce of a spring. at This would result in a generally linear spring characteristic a linear relationship between the control current of the elek trisch-mechanical converter and the shift of the with the Transducer connected valve body as a hydraulic control element. Depending on this shift, the hydrauli cal control a flow cross-section free. The Volu Menstrom through such a check valve is next to that Flow cross-section also from that applied to the check valve Pressure difference dependent. However, a lowering is desired speed of the piston of the working cylinder, the is independent of the load, d. H. only from the above control current should be dependent. By the one described above Disturbance feedforward control is used in the invention moderate control device by the force of the actuator not only the power of a spring, but also one of the Counteracts pressure difference at the check valve dependent force, the dependence of the lowering speed described above from the weight load on the piston to just one weak dependence on the load on the work cycle less reduced. The opening path of the valve body can be there be reduced in this way depending on the pressure, in particular due to a certain course of the opening area that regardless of the pressure difference across the check valve always sets the same volume flow. It is an advantage to dimension the pressure divider so that the opening point of the check valve is not moved. In this case the intermediate pressure at the opening point must be negligible. The control device according to the invention offers in particular the advantage of being in a simple and inexpensive way to have existing check valves integrated. Through the Load compensation becomes the fine controllability of the volume flow improved at high pressures. Measures to limit the Maximum currents are superfluous.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Sperrventil einen Hauptventilkörper auf, der mit einem Haupt ventilsitz zusammenwirkt und über einen von einem Stellele ment betätigbaren Vorsteuerventilkörper steuerbar ist. Mit einem derartigen zweistufigen Sperrventil können bei gleicher Dimensionierung des Stellelements wesentlich größere Volumen ströme gesteuert werden. Die Funktionsweise eines zweistufi gen Sperrventils ohne die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit Druckteilers ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 40 604 A1 beschrieben. In an advantageous embodiment of the invention, this Check valve a main valve body on that with a main valve seat cooperates and via one of a Stellele ment actuatable pilot valve body is controllable. With such a two-stage check valve can be the same Dimensioning of the control element much larger volume currents can be controlled. The functioning of a two-stage gene check valve without the control device according to the invention with pressure divider is in the German published application DE 41 40 604 A1 described.

Vorzugsweise wirkt der Zwischendruck in einem Zwischendruck raum auf die Stirnfläche des Ventilkörpers. Es wird dabei von der Hydraulikflüssigkeit eine Kraft in Schließrichtung des Sperrventils ausgeübt, die sich als Produkt der Faktoren Stirnfläche des Sperrventils und Differenzdruck zwischen Zwi schendruck und Ablaufdruck ergibt. Bei einem zweistufigen Sperrventil wirkt der Zwischendruck in einem Zwischendruck raum auf die Stirnfläche des Vorsteuerventilkörpers.The intermediate pressure preferably acts in an intermediate pressure space on the end face of the valve body. It is from the hydraulic fluid a force in the closing direction of the Check valve exerted, which is the product of the factors Face of the check valve and differential pressure between Zwi pressure and discharge pressure results. With a two-stage The intermediate pressure acts as a shut-off valve in one intermediate pressure space on the face of the pilot valve body.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind beide Strömungswi derstände des Druckteilers steuerbar. Mit dieser für die Ge staltung der Strömungswiderstände sehr aufwendigen Variante läßt sich eine sehr feine Steuercharakteristik erzielen.In one embodiment of the invention, both are flow flows the pressure divider can be controlled. With this for the Ge design of the flow resistances very complex variant a very fine control characteristic can be achieved.

Vorzugsweise ist nur der Strömungswiderstand des Druckteilers zwischen dem Zwischen- und Ablaufdruck steuerbar. Aus ferti gungstechnischen Gründen ist diese Realisierung der Erfindung besonders günstig, da mit vergleichsweise einfachem Aufwand eine gute Steuercharakteristik erreicht wird.Only the flow resistance of the pressure divider is preferred controllable between the intermediate and discharge pressure. From ferti For technical reasons, this realization of the invention Particularly inexpensive because it is comparatively simple good tax characteristics are achieved.

Als Variante hierzu kann der Strömungswiderstand des Druckteilers zwischen Zulauf- und Zwischendruck steuerbar sein.As a variant, the flow resistance of the Pressure divider controllable between inlet and intermediate pressure his.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Ventilkörper in seinem Inneren einen unter Zwischendruck ste henden Hohlraum auf. Dabei ist der Strömungswiderstand des Druckteilers zwischen dem Zwischen- und Ablaufdruck in Form von mindestens einer Bohrung ausgebildet, die von dem Hohl raum zur Ablaufseite des Sperrventils führt. Die Austritts fläche der Bohrung bzw. der Bohrungen wird je nach Stellung des Ventilkörpers vollständig, teilweise oder nicht über deckt. Die Überdeckung der Bohrung bzw. der Bohrungen erfolgt vorteilhaft durch eine Hülse. Im geschlossenen Zustand des Sperrventils ist die gesamte Bohrung frei bzw. sind alle Boh rungen freigegeben. Die Hydraulikflüssigkeit kann in diesem Fall ohne nennenswerten Strömungswiderstand abfließen. Der Strömungswiderstand des Druckteilers zwischen Zulauf- und Zwischendruck dominiert den Gesamtwiderstand, so daß dort fast der gesamte Druckabfall erfolgt. In dem Zwischendruck raum herrscht daher nahezu Ablaufdruck vor, so daß auf den Ventilkörper keine nennenswerte Kraftkomponente in Schließ richtung durch die Hydraulikflüssigkeit erzeugt wird. Wird das Sperrventil infolge der zunehmenden Verschiebung des Ven tilkörpers durch das Stellelement geöffnet, so wird sukzessi ve die Austrittsfläche der Bohrung bzw. der Bohrungen abge deckt, so daß der Strömungswiderstand zum Ablauf hin zunimmt. Im Zwischendruckraum baut sich eine Druckdifferenz zum Ab laufdruck auf, die eine Kraft in Schließrichtung zur Folge hat. Dem Stellelement wirkt zunehmend eine Gegenkraft entge gen, so daß man mit zunehmender Stellkraft den Ventilkörper nicht mehr in seinem Stellweg linear zur Stellkraft verschie ben kann. Je höher die Druckdifferenz zwischen Zu- und Ablauf des Sperrventils ist, desto deutlicher zeigt sich dieser Ef fekt. Der Ventilkörper wird bei gleicher Stellkraft des Stellelements mit zunehmender Druckdifferenz zwischen Zu- und Ablauf des Sperrventils weniger weit geöffnet. Dem höheren Druck am Sperrventil steht daher ein höherer Strömungswider stand entgegen, da der Öffnungsquerschnitt bei geringerer Verschiebung des Ventilkörpers kleiner ist. Im Idealfall stellt sich der Strömungswiderstand am Sperrventil durch die Störgrößenaufschaltung gerade so ein, daß der Volumenstrom von der Druckdifferenz am Sperrventil unabhängig ist. Damit ist auch die Absenkgeschwindigkeit des Arbeitskolbens druck unabhängig und eine Last wird ohne Einfluß ihres Gewichts gleich schnell bewegt. In an advantageous embodiment of the invention, the Valve body inside under an intermediate pressure cavity. The flow resistance of the Pressure divider between the intermediate and discharge pressure in the form formed by at least one bore which is from the hollow room leads to the outlet side of the check valve. The exit The area of the hole or holes depends on the position of the valve body completely, partially or not covers. The hole or holes are covered advantageous through a sleeve. In the closed state of the Check valve is the entire hole free or are all Boh cleared. The hydraulic fluid can in this Drain the case without significant flow resistance. The Flow resistance of the pressure divider between the inlet and Intermediate pressure dominates the total resistance, so there almost the entire pressure drop occurs. In the intermediate print space therefore prevails almost discharge pressure, so that on the Valve body no significant force component in closing direction is generated by the hydraulic fluid. Becomes the check valve due to the increasing displacement of the Ven tilkörpers opened by the control element, so successively ve abge the exit surface of the hole or holes covers, so that the flow resistance increases towards the outlet. A pressure difference builds up in the intermediate pressure chamber running pressure, which results in a force in the closing direction Has. A counterforce acts increasingly counter to the control element conditions so that the valve body increases with the actuating force no longer shift linearly in relation to the actuating force can. The higher the pressure difference between the inlet and outlet of the check valve, the more clearly this Ef shows fect. The valve body is at the same actuating force of the Control element with increasing pressure difference between inlet and The shutoff valve drain is opened less widely. The higher Pressure at the check valve is therefore a higher flow resistance opposed because the opening cross-section at smaller Displacement of the valve body is smaller. Ideally the flow resistance at the check valve arises through the Disturbance feedforward just so that the volume flow is independent of the pressure difference at the check valve. In order to the lowering speed of the working piston is also pressure independent and a load becomes unaffected by its weight moved just as quickly.

Vorzugsweise wird der Strömungswiderstand des Druckteilers zwischen dem Zwischen- und Ablaufdruck in Form von einer Vielzahl von Bohrungen ausgebildet. Damit kann sich die durch den Druckteilers bedingte Gegenkraft mit zunehmender Ver schiebung des Stellelements möglichst gleichmäßig und weitge hend ohne Stufungen oder Diskretisierungen aufbauen. Vorteilhaft wird die Hydraulikflüssigkeit durch eine Bohrung zu der Stirnseite des Ventilkörpers zugeführt, die mit dem Hohlraum im Ventilkörper verbunden ist. Dabei wird der Strö mungswiderstand des Druckteilers zwischen Zulauf und Zwi schendruck durch einen Bohrungsabschnitt mit kleinerem Durch messer gebildet.The flow resistance of the pressure divider is preferably between the intermediate and discharge pressure in the form of a Variety of holes formed. So that can by the opposing force due to the pressure divider with increasing Ver displacement of the control element as evenly and widely as possible Build up without gradations or discretizations. The hydraulic fluid through a bore is advantageous fed to the front of the valve body, which with the Cavity in the valve body is connected. The flow mation resistance of the pressure divider between inlet and Zwi pressure through a bore section with a smaller diameter knife formed.

Die Hydraulikflüssigkeit wird bei einem zweistufigen Sperr ventil mit Hauptventilkörper und Vorsteuerventilkörper vor zugsweise hinter dem Hauptventilsitz und vor einer Feinsteu ereinheit des Hauptventilkörpers entnommen. Hier herrscht an nähernd Zulaufdruck, wenn das Sperrventil nicht vollständig geschlossen ist. Der Vorteil, die Hydraulikflüssigkeit hinter dem Hauptventilsitz zu entnehmen, besteht darin, daß bei ge schlossenem Sperrventil keinerlei Leckage auftritt, da der Zulauf abgesperrt ist. Erst wenn der Hauptventilkörper aus seinem Sitz gehoben wird, kommt der Druckteiler und damit die Druckkompensation zur Geltung. Der Öffnungspunkt des Sperr ventils ist damit nur von der Stellgröße und nicht von der Störgröße durch den Druckteiler abhängig.The hydraulic fluid is at a two-stage lock valve with main valve body and pilot valve body preferably behind the main valve seat and before a fine tax unit of the main valve body. It rules here approaching inlet pressure if the check valve is not complete closed is. The advantage of having the hydraulic fluid behind to remove the main valve seat is that at ge no leakage occurs when the shut - off valve is closed because the Inlet is blocked. Only when the main valve body is off the seat is lifted, the pressure divider comes with it Pressure compensation applies. The opening point of the lock valve is therefore only of the manipulated variable and not of the Disturbance variable depending on the pressure divider.

In einer Variante der Erfindung wird die Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Strömungswiderständen eines zusätzlich vorgeschalteten Druckteilers entnommen. Dies hat den Vorteil, daß die Strömungswiderstände des Druckteilers im Sperrventil nicht mit gleicher feinmechanischer Präzision ausgearbeitet werden müssen wie bei der Lösung ohne zusätzlich vorgeschal teten Druckteiler.In a variant of the invention, the hydraulic fluid one additional between the two flow resistances upstream pressure divider removed. This has the advantage that the flow resistances of the pressure divider in the check valve not worked out with the same precision precision must be as with the solution without additional formwork pressure dividers.

drawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammen fassen.Further advantages result from the following drawing scription. In the drawing, an embodiment of the Invention shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently use the features individually consider and put together into meaningful further combinations believe it.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit einem im geschlossenen Zustand befindlichen zweistufigen Sperrventil im Längsschnitt und Fig. 1 shows a control device according to the invention with a two-stage shut-off valve in the closed state in longitudinal section and

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit offenem Sperrventil. Fig. 2 shows the control device according to the invention shown in Fig. 1 with an open check valve.

Description of the embodiment

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Steuerung eines Volumen stroms 10, 22 eines Arbeitszylinders 12, über den mit einer Pumpe 28 und über ein 3/2-Wegeventil 30 eine Last gehoben und über ein Sperrventil gesteuert gesenkt werden kann. Das Sperrventil besitzt einen Hauptventilkörper 14, der mit einem Hauptventilsitz 16 zusammenwirkt und über einen von einem Proportionalmagneten 18 betätigbaren Vorsteuerventilkörper 20 steuerbar ist. Der Vorsteuerventilkörper 20 ist über eine vorgespannte Feder 34 in Schließrichtung 24 in seinen Ventil sitz 36 im Hauptventilkörper 14 gedrückt. Die Feder 34 stützt sich an einem Ende 46 an einer Hülse 48 ab, die wiederum an einem Absatz 54 im Inneren eines Gehäuses 52 anliegt, und wirkt über ein zweites Ende 50 über einen auf dem Vorsteuer ventilkörper 20 befestigten Federteller 56 auf den Vorsteuer ventilkörper 20 in Schließrichtung 24. Fig. 1 shows a device for controlling a volume flow 10 , 22 of a working cylinder 12 , with which a load can be lifted by means of a pump 28 and via a 3/2-way valve 30 and can be lowered in a controlled manner via a check valve. The shut-off valve has a main valve body 14 which interacts with a main valve seat 16 and can be controlled via a pilot valve body 20 which can be actuated by a proportional magnet 18 . The pilot valve body 20 is pressed via a prestressed spring 34 in the closing direction 24 into its valve seat 36 in the main valve body 14 . The spring 34 is supported at one end 46 on a sleeve 48 , which in turn bears against a shoulder 54 inside a housing 52 , and acts on the pilot valve body 20 via a second end 50 via a spring plate 56 fastened on the pilot valve body 20 in the closing direction 24 .

Soll eine Last mit dem Arbeitszylinder 12 abgesenkt werden, wird der Proportionalmagnet 18 aktiviert. Ein mit dem Anker des Proportionalmagneten verbundener Stößel 32 verschiebt den Vorsteuerventilkörper 20 gegen die Feder 34, die dabei weiter vorgespannt wird. Der Vorsteuerventilkörper 20 verschiebt sich aus dem Ventilsitz 36 im Hauptventilkörper 14 in Öff nungsrichtung 26, so daß ein Vorsteuervolumenstrom 22 über eine Drosselstelle 38 und über den Ventilsitz 36 in einen nicht näher dargestellten Rücklauf abfließen kann. Dabei wird der Druck in einem Druckraum 40 reduziert, der mit einer Kraft in Schließrichtung 24 auf eine Fläche 42 des Hauptven tilkörpers 14 wirkt. Übersteigt die auf eine Fläche 44 wir kende Druckkraft in Öffnungsrichtung 26 die in Schließrich tung 24 wirkende Druckkraft, verschiebt sich der Hauptventil körper 14 in Öffnungsrichtung 26 bis eine Gleichgewichtslage erreicht ist. Die Last wird über den Arbeitszylinder 12 mit einer bestimmten Geschwindigkeit gesenkt.If a load is to be lowered with the working cylinder 12 , the proportional magnet 18 is activated. A plunger 32 connected to the armature of the proportional magnet displaces the pilot valve body 20 against the spring 34 , which is further biased in the process. The pilot valve body 20 moves out of the valve seat 36 in the main valve body 14 in the opening direction 26 so that a pilot volume flow 22 can flow via a throttle point 38 and via the valve seat 36 into a return line, not shown. The pressure in a pressure chamber 40 is reduced, which acts with a force in the closing direction 24 on a surface 42 of the main valve body 14 . If the pressure force on a surface 44 in the opening direction 26 exceeds the pressure force acting in the closing direction 24 , the main valve body 14 moves in the opening direction 26 until an equilibrium position is reached. The load is lowered via the working cylinder 12 at a certain speed.

Erfindungsgemäß wirkt bei nicht vollständig geschlossenem Hauptventil neben der Kraft der Feder 34 eine zusätzliche, druckabhängige Kraft in Schließrichtung 24, die von in einem Zwischendruckraum 58 befindlicher Hydraulikflüssigkeit auf die Stirnfläche 60 des Vorsteuerventilkörpers 20 ausgeübt wird. According to the invention, when the main valve is not completely closed, in addition to the force of the spring 34, an additional pressure-dependent force acts in the closing direction 24 , which is exerted on the end face 60 of the pilot valve body 20 by hydraulic fluid located in an intermediate pressure chamber 58 .

Die Hydraulikflüssigkeit, die den Zwischendruckraum 58 durch strömt, wird hinter dem Hauptventilsitz 16 und vor einer Feinsteuereinheit 62 des Hauptventilkörpers 14 entnommen. Wenn der Hauptventilkörper 14 nicht unmittelbar am Hauptven tilsitz 16 zur Anlage kommt, d. h. wenn das Sperrventil nicht vollständig geschlossen ist, herrscht hier annähernd Zulauf druck. Liegt der Hauptventilkörper 14 am Hauptventilsitz 16 an, so sperrt das Sperrventil, und damit ist auch ein Zulauf zum Zwischendruckraum 58 abgesperrt. Im geschlossenen Zustand des Sperrventils tritt damit keinerlei Leckage auf. Erst wenn der Hauptventilkörper 14 aus seinem Sitz 16 gehoben wird, kann Hydraulikflüssigkeit durch eine Bohrung 64 zu der Stirn fläche 60 des Vorsteuerventilkörpers 20 zugeführt werden. Ein Bohrungsabschnitt 66 mit kleinerem Durchmesser bildet einen Strömungswiderstand. Der Vorsteuerventilkörpers 20 weist ei nen Hohlraum 68 in Form einer zentralen Bohrung auf, durch den Hydraulikflüssigkeit von dem Zwischendruckraum 58 an der Stirnfläche 60 des Vorsteuerventilkörpers 20 zum gegenüber liegenden Ende des Vorsteuerventilkörpers 20 durchgeführt werden kann. An diesem Ende des Vorsteuerventilkörpers 20 be finden sich mehrere radiale Bohrungen 70, durch die Hydrau likflüssigkeit aus dem Hohlraum 68 des Vorsteuerventilkörpers 20 austreten kann, wenn die Austrittsfläche der Bohrungen 70 nicht von einer Hülse 48 überdeckt ist. Der Bohrungsabschnitt 66 mit kleinerem Durchmesser am Ende der Bohrung 64 auf der Zulaufseite des Zwischendruckraums 58 und die Bohrungen 70 am Ende des Vorsteuerventilkörpers 20 auf der Ablaufseite des Zwischendruckraums 58 bilden dabei die Strömungswiderstände eines Druckteilers. Zwischen diesen beiden Strömungswider ständen stellt sich im Zwischendruckraum 58 und im Hohlraum 68 ein Druck ein, dessen Wert zwischen Zu- und Ablaufdruck liegt und durch das Verhältnis der beiden Strömungswiderstän de zueinander bestimmt ist. The hydraulic fluid that flows through the intermediate pressure chamber 58 is removed behind the main valve seat 16 and in front of a fine control unit 62 of the main valve body 14 . If the main valve body 14 does not come directly to the Hauptven valve seat 16 , ie if the shut-off valve is not completely closed, there is approximately supply pressure here. If the main valve body 14 rests on the main valve seat 16 , the shut-off valve closes, and thus an inlet to the intermediate pressure chamber 58 is also shut off. When the check valve is closed, there is no leakage. Only when the main valve body 14 is lifted out of its seat 16 can hydraulic fluid be supplied through a bore 64 to the end face 60 of the pilot valve body 20 . A bore section 66 with a smaller diameter forms a flow resistance. The pilot valve body 20 has a cavity 68 in the form of a central bore through which hydraulic fluid can be carried out from the intermediate pressure chamber 58 on the end face 60 of the pilot valve body 20 to the opposite end of the pilot valve body 20 . At this end of the pilot valve body 20 there are several radial bores 70 through which hydraulic fluid can emerge from the cavity 68 of the pilot valve body 20 if the outlet surface of the bores 70 is not covered by a sleeve 48 . The bore section 66 with a smaller diameter at the end of the bore 64 on the inlet side of the intermediate pressure chamber 58 and the bores 70 at the end of the pilot valve body 20 on the outlet side of the intermediate pressure chamber 58 form the flow resistances of a pressure divider. Between these two flow resistances there is a pressure in the intermediate pressure chamber 58 and in the cavity 68 , the value of which lies between the inlet and outlet pressure and is determined by the ratio of the two flow resistors to one another.

Liegt der Hauptventilkörper 14 am Hauptventilsitz 16 an - wie in Fig. 1 dargestellt -, so kommt zu dem Strömungswiderstand des Bohrungsabschnitts 66 der idealisiert unendlich große Strömungswiderstand des Hauptventilsitzes 16 hinzu. Der Strö mungswiderstand der Bohrungen 70 am Ende des Vorsteuerventil körpers 20 auf der Ablaufseite ist damit zu vernachlässigen. Im Zwischendruckraum 58 herrscht dann Ablaufdruck. Erst wenn der Hauptventilkörper 14 aus dem Hauptventilsitz 16 abgehoben ist, wird der Strömungswiderstand des Zulaufs zum Zwischen druckraum 58 durch den Bohrungsabschnitt 66 dominiert und ein vom Ablaufdruck verschiedener Zwischendruck stellt sich ein. Dieser ist bei geringer Ventilöffnung noch sehr nahe am Ab laufdruck, da die Querschnittfläche der Bohrungen 70 am Ende des Vorsteuerventilkörpers 20 wesentlich größer ist und damit der zugehörige Strömungswiderstand wesentlich kleiner. Mit zunehmender Öffnung des Sperrventils, d. h. mit zunehmender Verschiebung des Vorsteuerventilkörpers 20 in Öffnungsrich tung 26 werden die Bohrungen 70 zunehmend von der Hülse 48 überdeckt, so daß die effektive Querschnittfläche der Bohrun gen 70, durch die Hydraulikflüssigkeit hindurchtreten kann, kleiner und damit der Strömungswiderstand größer wird. Auf grund der Verschiebung des Verhältnisses der Strömungswider stände steigt der Druck im Zwischendruckraum 58 und übt eine zunehmend größere Kraft in Schließrichtung 24 auf den Vor steuerventilkörper 20 aus. Diese Kraft ist absolut umso grö ßer, je größer die Druckdifferenz zwischen Zu- und Ablauf ist. Da mit zunehmender Druckdifferenz zwischen Zu- und Ab lauf des Sperrventils eine geringere relative Druckerhöhung in Richtung Zulaufdruck, d. h. eine geringere Verschiebung des Vorsteuerventilkörpers 20 in Öffnungsrichtung 26 zu der selben Absolutkraft auf den Vorsteuerventilkörper 20 in Schließrichtung 24 führt, wird der Vorsteuerventilkörper 20 und damit der Hauptventilkörper 14 bei gleicher Stellkraft des Stellelements 18 mit zunehmender Druckdifferenz zwischen Zu- und Ablauf des Sperrventils weniger weit verschoben und damit das Sperrventil weniger weit geöffnet. Dem höheren Druck am Sperrventil steht daher ein höherer Strömungswider stand entgegen, da der Öffnungsquerschnitt bei geringerer Verschiebung des Hauptventilkörpers 14 kleiner ist. Bei ent sprechender Auslegung der Bohrungen 70 stellt sich im Ideal fall der Strömungswiderstand am Sperrventil gerade so ein, daß der Volumenstrom 10, 22 von der Druckdifferenz am Sperr ventil unabhängig ist. Da die Wirkung des Druckteilers und damit die Druckkompensation nur zur Geltung kommt, wenn der Hauptventilkörper 14 nicht am Hauptventilsitz 16 anliegt, ist der Öffnungspunkt des Sperrventils damit allein von der Stellgröße und nicht von der Störgröße durch den Druckteilers abhängig.If the main valve body 14 bears against the main valve seat 16 , as shown in FIG. 1, the flow resistance of the bore section 66 is supplemented by the idealized, infinitely large flow resistance of the main valve seat 16 . The flow resistance of the bores 70 at the end of the pilot valve body 20 on the outlet side is thus negligible. Drain pressure then prevails in the intermediate pressure space 58 . Only when the main valve body 14 is lifted out of the main valve seat 16 is the flow resistance of the inlet to the intermediate pressure chamber 58 dominated by the bore section 66 and an intermediate pressure that differs from the outlet pressure is established. With a small valve opening, this is still very close to the running pressure, since the cross-sectional area of the bores 70 at the end of the pilot valve body 20 is considerably larger, and thus the associated flow resistance is significantly smaller. With increasing opening of the check valve, that is, with increasing displacement of the pilot valve body 20 in the opening direction 26 , the bores 70 are increasingly covered by the sleeve 48 , so that the effective cross-sectional area of the bores 70 can pass through the hydraulic fluid, smaller and thus the flow resistance greater becomes. Due to the shift in the ratio of the flow resistances, the pressure in the intermediate pressure chamber 58 increases and exerts an increasingly greater force in the closing direction 24 on the control valve body 20 . This force is absolutely greater the greater the pressure difference between the inlet and outlet. Since with increasing pressure difference between the inlet and from running the check valve a lower relative pressure increase in the direction of inlet pressure, that is less displacement of the pilot valve body 20 in opening direction 26 results in the same absolute force on the pilot valve body 20 in the closing direction 24, the pilot valve body 20 and thus is Main valve body 14 shifted less with the same actuating force of the control element 18 with increasing pressure difference between the inlet and outlet of the check valve and thus the check valve is opened less. The higher pressure at the check valve is therefore opposed to a higher flow resistance, since the opening cross-section is smaller with less displacement of the main valve body 14 . With a corresponding design of the bores 70 , the flow resistance at the check valve is ideally adjusted so that the volume flow 10 , 22 is independent of the pressure difference at the check valve. Since the effect of the pressure divider and thus the pressure compensation only comes into play when the main valve body 14 is not in contact with the main valve seat 16 , the opening point of the check valve is therefore dependent solely on the manipulated variable and not on the disturbance variable caused by the pressure divider.

Claims

1. Control device for a hydraulic volume flow ( 10 , 22 ) of at least one loaded working medium ( 12 ) with at least one shut-off valve, which has at least one valve body ( 14 , 20 ), which cooperates with a valve seat ( 16 , 36 ) and via a Control element ( 18 ) is controllable, characterized in that a pressure dependent on the position of the control element ( 18 ) intermediate pressure between an inlet and an outlet pressure of the check valve, and the control element ( 18 ) in the closing direction ( 24 ) of the check valve is resilient with a force.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the check valve has a main valve body ( 14 ) which cooperates with a main valve seat ( 16 ) and via an actuating element ( 18 ) which can be actuated before the control valve body ( 20 ) is controllable.

3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate pressure acts in an intermediate pressure space ( 58 ) on the end face ( 60 ) of the valve body ( 14 , 20 ).

4. Control device according to claim 2, characterized in that the intermediate pressure acts in an intermediate pressure space ( 58 ) on the end face ( 60 ) of the pilot valve body ( 20 ).

5. Control device according to one of the preceding An sayings, characterized in that both flow resistance levels of the pressure divider are controllable.

6. Control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that only the flow resistance of the Pressure divider controllable between the intermediate and discharge pressure is.

7. Control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that only the flow resistance of the Pressure divider between the inlet and intermediate pressure controllable is.

8. Control device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the valve body ( 14 , 20 ) in its interior has an intermediate cavity ( 68 ), and that the flow resistance of the hydraulic pressure divider between the intermediate and discharge pressure in Form of at least one bore ( 70 ) is formed, which leads from the cavity ( 68 ) to the outlet side of the check valve, and that depending on the position of the valve body ( 14 , 20 ) from the tread of the bore ( 70 ) or the bores ( 70th ) is completely, partially or not covered.

9. Control device according to claim 8, characterized in that the flow resistance of the hydraulic pressure divider between the intermediate and discharge pressure is in the form of a plurality of bores ( 70 ).

10. Control device according to one of claims 1 to 6 or 8 to 9, characterized in that hydraulic fluid speed through a bore ( 64 ) to the end face ( 60 ) of the valve body ( 14 , 20 ) can be supplied, which with the cavity ( 68 ) in the valve body ( 14 , 20 ), and that the flow resistance of the pressure divider between the inlet and intermediate pressure is a bore section ( 66 ) with a smaller diameter.

11. Control device according to claim 2 or one of claims 2 to 10, characterized in that the hydraulic fluid behind the Hauptven valve seat ( 16 ) and in front of a fine control unit ( 62 ) of the main valve body ( 14 ) can be removed.

12. Control device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hydraulic fluid between the two flow resistances one additional Teten pressure divider is removable.

13. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate pressure of the pressure divider is controlled by the actuating element ( 18 ) such that the hydraulic volume flow ( 22 ) of the working medium ( 12 ) which is set in the shut-off valve has a largely linear dependence on a manipulated variable of the control element ( 18 ).