ROHRBRUCHSICHERUNGSVENTIL

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rohrbruchsicherungsventil insbesondere ein Brems-Sperrventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Derartige Ventile werden beispielsweise als Senkbrems-Sperrventile zur Regelung des Ablaufstroms eines durch äußere Kräfte belasteten Verbrauchers beispielsweise eines Hubzylinders eingesetzt, um ein Vorauseilen des Verbrauchers bezüglich des Zulaufstroms zu verhindern. Gleichzeitig übernehmen diese Ventile für den Fall, daß sie als Sitzkolben ausgebildet sind, die Funktion eines leckfrei absperrenden, den Verbraucher in der jeweiligen Position fest einspannenden, gesteuerten Rückschlagventils.

[0003] Aus dem Stand der Technik gemäß der DE-OS 32 39 930 ist ein Brems-Sperrventil bekannt, welches in einem besonderen Ausführungsbeispiel mit einem zwangszuöffnenden Rückschlagventil ausgebildet ist. Dieses bekannte Brems-/Sperrventil hat einen ersten hohlen Ventilkolben mit einem inneren Ventilsitz, der mittels eines in Schließstellung vorgespannten Ventilstösels schließbar ist. Der innere Ventilsitz hat dabei über eine im Ventilkolben vorgesehene erste Radialbohrung Verbindung mit einem ersten pumpenseitigen Ventildruckanschluß. Eine hinter dem Ventilsitz angeordnete zweite Radialbohrung ist über einen Ringkanal mit einem weiteren Ventilsitz des Rückschlagventils verbunden, welches einen zweiten verbraucherseitigen Ventildruckanschluß sperrt. In dem Rückschlagventil ist dabei ein Druckbegrenzungsventil integriert. Der vorstehend genannte Ventilkolben weist darüberhinaus zusätzliche kleindurchmessrige Radialbohrungen unmittelbar vor dem inneren Ventilsitz auf und ist dabei mittels einer Feder in eine Stellung vorgespannt, in der eine Verbindung zwischen dem Ringkanal und den kleindurchmessrigen Radialbohrungen unterbrochen ist.

[0004] Für das Heben einer Last strömt ein Hydraulikfluid vom ersten Ventildruckanschluß durch den Ventilkolben, den inneren Ventilsitz, den Ringkanal, den Ventilsitz des Rückschlagventils zum zweiten Ventildruckanschluß und wird von dort zum Verbraucher geleitet. Soll die Last in einer bestimmten Position gehalten werden, wird bei einer Verringerung des Pumpendrucks das Rückschlagventil durch eine Feder auf den Ventilsitz gedrückt, wodurch der Hydraulikdruck am zweiten Ventildruckanschluß und damit im Verbraucher eingespannt wird. Für das Senken der Last, wird in diesem Ausführungsbeispiel der Ventilkolben sowie der Kolben des Rückschlagventils durch den Druck in einer Steuerdruckleitung gegen die jeweiligen Vorspannfedern bewegt, wobei eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Ventildruckanschluß über den nun zwangsgeöffneten Ventilsitz des Rückschlagventils, den Rinkanal sowie den kleindurchmessrigen Radialbohrungen und dem ersten Ventildruckanschluß hergestellt wird, der in diesem Fall über ein externes Wegeventil mit einem Tank verbunden ist.

[0005] Aus der vorstehenden Beschreibung dieses Stands der Technik ist ersichtlich, daß aufgrund der notwendigerweise durch einen Steuerdruck jeweils zu betätigenden beiden Ventilkolben der gesamte Aufbau des Brems-/Sperrventils außerst aufwendig ist, was zu relativ großen baulichen Abmessungen und darüberhinaus zu erhöhten, leckagebedingten Druckverlusten führt.

[0006] Aus der Überlegung heraus, Leckageverluste möglichst gering zu halten, ist auch ein gattungsgemäßes Brems-/Sperrventil entwickelt worden, wie es in der DE-OS 2 352 742 dargestellt ist, welches auch als der dem Erfindungsgegenstand am nächsten kommende Stand der Technik erachtet wird.

[0007] Dieses Ventil hat einen hohlen Ventilkolben, der gegen einen zwei Ventildruckanschlüsse verbindenden Ventilsitz mittels einer Feder vorgespannt ist, die sich in einem Federraum befindet. In dem Ventilkolben befindet sich ferner ein internes Vorsteuersitzventil, welches mittels eines Steuerdruck-betätigbaren Stellkolbens zwangsgeöffnet werden kann. Das Brems-/Sperrventil ist dabei zu einem in einer zum Verbraucher führenden Druckleitung angeordneten Rückschlagventil mit seinen beiden Anschlüssen parallelgeschaltet, wobei der Federaum permanent mit dem Lastdruck beaufschlagt ist.
Beim Heben einer Last wird der stromauf des Rückschlagventils befindliche Druckanschluß von einem Pumpendruck beaufschlagt, der gegenüber dem in dem stromab des Rückschlagventils befindlichen Anschluß herrschenden Lastdruck entsprechend der Kraft der Feder im Rückschlagventil erhöht ist, wobei der Ventilkolben sowohl durch die Kolbenfeder, wie auch durch den im Federraum herrschenden Lastdruck auf den Ventilsitz gepreßt wird. Soll die Last in einer Position gehalten werden, schließt sich das externe Rückschlagventil, während der Ventilkolben des Brems-/Sperrventils weiterhin in Schließstellung gehalten und damit der pumpenseitige Ventilanschluß im wesentlichen drucklos wird. Für das Senken der Last wird der Stellkolben zum Öffnen des internen Vorsteuersitzventils betätigt, wodurch sich der Druck im Federraum entspannt. Bei weiterer Betätigung des Stellkolbens wird der Ventilkolben vom Ventilsitz abgehoben und damit der Verbraucherdruck in einen Tank entlassen.
Es hat sich gezeigt, daß sich bei dieser Ventilausführung die variierende Höhe des Drucks an dem pumpenseitigen Ventilanschluß nachteilig auf die Steuerung des Ventilkolbens auswirkt. Außerdem muß das Gehäuse des Brems-/Sperrventils insbesondere der Federraum massiv und besonders fluiddicht ausgebildet sein, da er permanent dem Lastdruck ausgesetzt ist und demnach diesem standhalten muß.

[0008] Angesichts dieses letztgenannten Stands der Technik ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brems/Sperrventil vorzugsweise als Rohrbruchsicherungsventil zu schaffen, welches einen einfacheren und kostengünstigeren Aufbau aufweist.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Rohrbruchsicherungsventil mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Demzufolge hat das erfindungsgemäße Rohrbruchsicherungsventil ein Servoventil, das zumindest zwei interne Arbeitsanschlüsse sowie einen Ventilkolben aufweist, welcher durch eine Vorspannfeder in eine erste, die Arbeitsanschlüsse trennende Stellung vorgespannt ist. Hierfür ist der Ventilkolben mit einer ersten Steuerkante ausgebildet, mittels der einer der Druckanschlüsse verschließbar ist. In einem Axialabstand zur ersten Steuerkante ist dabei einen Ringbund vorgesehen, welcher die Vorspannfeder gegenüber den Druckanschlüssen abdichtet. Durch diese besondere Maßnahme kann das Gehäuse des Rohrbruchsicherungsventils insbesondere im Bereich der Vorspannfeder sowie die in diesem Gehäusebereich vorgesehenen Dichtungen relativ schwach ausgelegt werden, da diese nicht unmittelbar dem das Ventil beaufschlagenden Arbeitsdruck ausgesetzt sind. Somit können Kosteneinsparungen in Bezug auf Materialwahl und konstruktiver Auslegung erzielt werden. Die erste Steuerkante wird durch einen Ventilteller gebildet, der mit einem den einen Arbeitsanschluß ausbildenden Ventilsitz durch die Federvorspannkraft in Anlage bringbar ist.

[0010] Gemäß Anspruch 2 wird der Ventilsitz durch eine Hülse ausgebildet, die in eine in das Gehäuse des Rohrbruchsicherungsventils gebohrte Aufnahmebohrung eingesetzt ist. Diese Konstruktion ermöglich quasi ein vollständiges und damit kostengünstiges Vormontieren des Servoventils, bevor es in das Rohrbruchsicherungsventil eingesetzt wird.

[0011] Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 3 ist, zwischen dem Ventilteller und dem Ringbund ein weiterer Ringbund unmittelbar an der ersten Steuerkante angrenzend vorgesehen, der ebenfalls zur Gleitführung des Ventilkolbens dient. Somit vereinfacht sich der gesamte Aufbau des Steuerkolbens.

[0012] Die Weiterbildung nach Anspruch 5 sieht desweiteren vor, daß das Rohrbruchsicherungsventil einen wahlweise mit einer Pumpe oder einem Tank verbindbaren Ventilanschluß, sowie einen Verbraucheranschluß hat, die über einen Druckzuführkanal mit einem zwischengeschalteten Druck-/Einspeiseventil miteinander verbunden sind, zu dem ein Rückführkanal parallelgeschaltet ist, in den das Servoventil zwischengeschaltet ist. Die integrale Anordnung des kombinierten Druck-/Einspeiseventils vereinfacht nicht nur die Kanalführung innerhalb des Rohrbruchsicherungsventils sondern auch dessen Zusammenbau, sodaß auch hierdurch Kosten gespart werden.

[0013] In Anspruch 9 ist die weitere Maßnahme angegeben, auf einer der Vorspannfeder gegenüberliegenden Seite des Ventilkolbens einen Hohlraum auszubilden, der von einem am Ventilkolben einstückig angeordneten zusätzlichen Ringbund gegen eine den Arbeitsdruck führende Verbraucherkammer abgetrennt ist. Hierbei ist der Hohlraum nach Anspruch 10 über eine vorzugsweise durch den zusätzlichen Ringbund ausgebildete Drosselstelle mit der Verbraucherkammer verbunden, wobei nach Anspruch 11 der Hohlraum eine Leckageleitung über einen Kanal angeschlossen ist, in dem das Vorsteuersitzventil sitzt. Durch diese Maßnahme kann die Federkraft der Vorspannfeder für das Schließen des ersten Druckanschlusses durch einen im Hohlraum sich aufbauenden Druck erhöht werden. Darüberhinaus wird eine Art Funktionssicherung des Rohrbruchsicherungsventils im Fall eines Zerbrechens der Vorspannfeder geschaffen, da der Druck innerhalb des Hohlraums groß genug ist, den Ventilkolben alleine in seine Schließstellung zu verschieben.

[0014] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

[0015] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Brems-/Sperrventils als Rohrbruchsicherungsventil gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt ein erstes konstruktives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßes Brems-/Sperrventils in einer den Verbraucher druckbeaufschlagenden Stellung, wobei der Ventilkolben sowohl durch eine Vorspannfeder wie auch durch den Lastdruck auf seinen Ventilsitz gedrückt wird,

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 in gleicher Stellung,

Fig. 4 zeigt ein konstruktives Ausführungsbeispiel eines Ventils in einer den Verbraucher druckbeaufschlagenden Stellung, wobei der Ventilkolben ausschließlich durch die Vorspannfeder auf den Ventilsitz gepreßt wird. Dieses Ausführungsbeispiel ist vom Schutzbereich nicht erfaßt.

[0016] Gemäß der Fig. 1 hat das Brems-/Sperrventil als Rohrbruchsicherungsventil in seinem grundsätzlichen Aufbau ein integriertes Servoventil 1 mit zumindest zwei internen Druckanschlüssen 2, 3 sowie einem Ventilkolben 4, welcher durch eine Vorspannfeder 5 in eine erste, die zwei Druckanschlüsse 2, 3 trennende Stellung vorgespannt ist. Wie aus der Fig. 2 entnommen werden kann, ist der Ventilkolben 4 hierfür mit einem als Kegelabschnitt ausgebildeten Ventilteller 6 versehen, der über die Vorspannfeder 5 auf einen Ventilsitz 7 gedrückt wird. Am Ventilkolben 4 ist erfindungsgemäß in einem Axialabstand zum, den ersten Druckanschluß 2 verschließenden Kegelabschnitt 6 eine Dichtung, in diesem Fall in Form eines Ringbunds 8 vorgesehen, der die Vorspannfeder 5 gegenüber den beiden Druckanschlüssen 2, 3 abdichtet. Ein die Vorspannfeder 5 aufnehmender und somit druckfreier Federraum 9 ist dabei über eine zusätzliche Leckölleitung 10 mit einem separaten Tankanschluß L verbunden.

[0017] Wie insbesondere in der Fig. 1 gezeigt wird, ist das Servoventil 1 in einen im Brems-/Sperrventil ausgebildeten Rücklaufkanal 11 zwischengeschaltet, der einen Verbraucherseitigen Ventilanschluß V mit einem weiteren Ventilanschluß A verbindet, der wiederum über ein externes, nicht weiter gezeigtes Wegeventil wahlweise an eine Pumpe oder einen Tank anschließbar ist. Das Servoventil 1 ist erfindungsgemäß für eine Betätigung mittels eines Steuerdrucks ausgelegt, der über einen externen Steueranschluß P_st an das Brems-/Sperrventil anlegbar ist. Parallel zum Rücklaufkanal 11 ist desweiteren ein das Servoventil 1 insbesondere dessen Druckanschluß 2 umgehender, bzw. überbrückender Zuführkanal 12 ausgebildet, in dem erfindungsgemäß ein kombiniertes, vorgesteuertes Druck-/Einspeisungsventil 13 zwischengeschaltet ist, wie es beispielsweise von der Anmelderin unter der Bezeichnung "MHDBN 22K" vertrieben wird und damit zum Stand der Technik zählt. Zur Überwachung der aktuellen Druckverhältnisse am Verbraucheranschluß V ist darüberhinaus ein Meßanschluß M für einen Drucksensor vorgesehen, der direkt mit dem Anschluß V verbunden oder als Anschluß für eine Ausgleichsleitung bei Doppelzylindern verwendbar ist.

[0018] Hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus des erfindungsgemäßen Brems-/Sperrventils insbesondere dessen Servoventils 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel wird nunmehr auf die Fig. 2 Bezug genommen.

[0019] Demzufolge ist der Meßanschluß M über einen ersten Kanal 14 mit einer in einem Ventilgehäuse ausgebildeten Verbraucherkammer 15 verbunden, von der aus gemäß Fig. 2 eine Bohrung 16 zu dem Verbraucheranschluß V führt. Die Verbraucherkammer 15 bzw. die Bohrung 16 wird dabei von einer weiteren Ventilgehäusebohrung für die Aufnahme des Servoventils 1 im wesentlichen rechtwinklig durchdrungen, die durch das gesamte Ventilgehäuse verläuft und dabei von der Verbraucherkammer 15 quasi zweigeteilt wird. In den gemäß Fig. 2 rechten Bohrungsteil ist eine Hülse 17 fluiddicht eingepaßt, die zur Gleitlagerung des Ventilkolbens 4 dient und die an ihrem in die Verbraucherkammer 15 mündenden Ende den Ventilsitz 7 ausbildet. Diese Hülse 17 wird, wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, mittels einer in das Ventilgehäuse eingeschraubten Büchse 18 mit einem bezüglich der Hülse 17 größeren Innenbohrungsdurchmesser gegen einen Absatz in der Ventilgehäusebohrung angepreßt, wodurch die Hülse 17 axial fixiert wird. Die Büchse 18 bildet dabei den eingangs erwähnten Federraum 9, der durch eine Stirnwand der Büchse 18 nach außen abgeschlossen ist. In der Stirnwand ist der Steuerdruckanschluß P_st für eine Steuerdruckleitung ausgebildet, über den ein in der Büchse 18 gleitgelagerter Stellkolben 19 über den Steuerdruck betätigbar ist.

[0020] In den gemäß Fig. 2 linken Bohrungsteil ist ebenfalls eine Hülse 20 mit einem zur rechten Hülse 17 gleichen Innendurchmesser eingeschraubt und durch eine hohle Schraube 21 gekontert, wobei der linksseitige Bohrungsteil mittels eines als Justierschraube ausgebildeten, in die hohle Schraube eingedrehten Blindstopfens (nicht näher dargestellt) gegenüber der Umgebung verschlossen ist. Der Ventilkolben 4 ist durch die Verbraucherkammer 15 hindurch in die linksseitige Hülse 20 verlängert und wird dort innerhalb der Hülse 20 über einen am Ventilkolben 4 ausgebildeten Ringbund 22 gleitgelagert, wobei sich innerhalb der Hülse 20 ein Hohlraum 23 zwischen dem Blindstopfen und dem linksseitigen Ringbund 22 bildet. An der Mantelfläche des Ringbunds 22 ist ein mit einer Drosselfunktion bedachter Verbindungskanal 24 spiralförmig eingedreht, wodurch gewährleistet wird, daß sich der in der Verbraucherkammer 15 aktuell herrschende Druck über den Verbindungskanal 24 in dem Hohlraum 23 allmählich aufbaut und somit den Ventilkolben 4 und damit den gegenüberliegenden Kegelabschnitt 6 gegen den Ventilsitz 7 andrückt.

[0021] Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, ist der Ventilkolben 4 desweiteren in der gemäß Fig. 2 rechten Hülse 17 ebenfalls gleitgelagert, wobei hier die Auflagerpunkte zum einem durch den als Dichtung dienenden Ringbund 8 sowie einen weiteren, unmittelbar an den Kegelabschnitt 6 angrenzenden Ringbund 25 des Ventilkolbens 4 gebildet werden. Dieser zweite, am Kegelabschnitt 6 angeordnete Ringbund 25 weist dabei an seiner Mantelfläche axiale Einkerbungen 26 auf, die in Richtung zum Dichtungs-Ringbund 8 geöffnet sind und als sogenannte Feinsteuernuten dienen. Zwischen den beiden Ringbunden 8, 25 ist die Hülse 17 mit mehreren, in einer Kreisebene liegenden und durch den Kegelabschnitt 6 von der Verbraucherkammer 15 trennbaren Radialbohrungen 27 versehen, die in einem in die Hülse 17 eingedrehten, äußeren Ringkanal 28 münden, der mit dem zum Ventilanschluß A führenden, schematisch dargestellten Rückführkanal 11 fluidverbunden ist. An einem gemäß Fig. 2 rechten Endabschnitt der Hülse 17, zwischen dem die Dichtung bildenden Ringbund 8 und der Büchse 18, ist eine weitere radiale Ablaßbohrung 29 in der Hülse 17 vorgesehen, die in die Leckölleitung 10 führt und somit den Federraum 9 mit der Leckölleitung 10 bzw. dem Leckölanschluß L verbindet. Die Position der Ablaßbohrung 29 ist dabei derart gewählt, daß in jeder Stellung des Ventilkolbens 4 eine Trennung der Ablaßbohrung 29 von dem zum Ventilanschluß A führenden Rückführkanal 11 durch den Dichtungs-Ringbund 8 sowie gleichzeitig eine permanente Verbindung der Ablaßbohrung 29 zum Federraum 9 gewährleistet ist.

[0022] Der gemäß Fig. 2 rechte Endabschnitt des Ventilkolbens 4 ist durch einen in den Ventilkolben axial ein- oder aufgeschraubten Fortsatz 30 in den Federraum 9 der Büchse 18 verlängert, der am rechten äußeren Fortsatzende zu einem ringbundförmigen Federsitz 31 radial erweitert ist, an dem sich die um den Ventilkolbenfortsatz 30 angeordnete Vorspannfeder 5 an ihrem einen Ende abstützt. Das andere Ende der Feder 5 ist dabei an der rechten Stirnseite der Hülse 17 selbst abgestützt, wodurch der Ventilkolben 4 bezüglich der Hülse 17 gemäß Fig. 2 nach rechts vorgespannt und damit der Kegelabschnitt 6 unter Unterstützung des in dem linksseitigen Hohlraum 23 herrschenden Drucks auf den Ventilsitz 7 angepreßt wird. Der Ventilkolben 4 sowie der Fortsatz 30 ist dabei mit einer inneren, axialen Durchgangsbohrung 32 versehen, die den linksseitigen Hohlraum 23 mit dem Federraum 9 verbindet. In dieser Durchgangsbohrung 32 ist am linken Endabschnitt des Ventilkolbenfortsatzes 30, d.h. zwischen Ventilkolben 4 und Fortsatz 30 ein Vorsteuerventil 33 in Sitzbauweise mit einem Schließelement 34 angeordnet, das mittels einer Feder, unterstützt durch den Druck im linksseitigen Hohlraum 23, auf einen inneren Ventilsitz gedrückt wird und mittels des Stellkolbens 19 über zwei in der Durchgangsbohrung 32 des Ventilkolbenfortsatzes 30 zusätzlich gelagerter Distanzstifte 35 in eine Offenstellung bringbar ist. Der Ventilsitz des Vorsteuerventils 33 ist dabei über eine im Ventilkolbenfortsatz 30 angebrachte Radialbohrung mit dem Federraum 9 verbunden.

[0023] In dem Ventilgehäuse ist darüberhinaus eine weitere in Fig. 2 nicht gezeigte Aufnahmebohrung für das handelsübliche kombinierte Druck-/Einspeisungsventil 13 ausgebildet, welches aus Gründen der besseren Verständlichkeit lediglich als Schaltsymbol dargestellt ist.

[0024] Wie eingangs bereits beschrieben wurde, ist das vorgesteuerte Druck-/Einspeisungsventil 13 gemäß Fig. 2 in den Druckzuführkanal 12 zwischengeschaltet, der zwischen dem Ventilanschluß A und dem Servoventil 1 vom Rückführkanal 11 abzweigt und unter Umgehung des Druckanschlusses 2 des Servoventils 1 in die Verbraucherkammer 15 mündet. Das vorgesteuerte Druck-/Einspeisungsventil 13 bildet demnach ein zur Verbraucherkammer 15 sich öffnendes Rückschlagventil, welches an einer Steuerseite durch eine Vorspannfeder in Schließstellung gehalten und durch einen über den Ventilanschluß A eingeleiteten Pumpendruck in Offenstellung bringbar ist. Gleichzeitig ist dieses Rückschlagventil mit einem vorgesteuerten Druckbegrezungungsventil kombiniert, das über eine interne Steuerleitung vom Druck in der Verbraucherkammer angesteuert wird und bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts den Durck in der Verbraucherkammer 15 in die Rückführleitung 11 entspannt.

[0025] Die Funktionsweise des Brems-/Sperrventils gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel kann wie folgt umschrieben werden:

[0026] Bei einer Druckzufuhr zu einem nicht gezeigten Verbraucher beispielsweise einem Hubzylinder zum Anheben einer Last durch entsprechende Betätigung eines dem Brems-/Sperrventil vorgeschalteten konventionellen Wegeventils (nicht gezeigt) strömt Hydraulikfluid durch den Druckanschluß A, öffnet das Rückschlagventil des kombinierten Druck-/Einspeisungsventils 13 gegen die Kraft der Vorspannfeder und gelangt über den Druckzuführkanal 12 und die innere Verbraucherkammer 15 des Brems-/Sperrventils zum Verbraucheranschluß V, an dem eine nicht gezeigte Verbraucherleitung angeschlossen ist. Wie eingangs beschrieben wurde, sitzt der Kegelabschnitt 6 des Ventilkolbens 4 durch die Vorpannkraft seiner Vorspannfeder 5 fest auf seinem Ventilsitz 7, wobei der als Dichtung wirkende Ringbund 8 am Ventilkolben 4 die Federkammer 9 vom nunmehr ebenfalls unter Pumpendruck stehenden Rückführkanal 11 trennt, sodaß kein Hydraulikfluid durch den Federraum 9 und den nachfolgenden Leckölanschluß L entweichen kann.

[0027] Es liegt auf der Hand, daß aufgrund dieser baulichen Maßnahme, d.h. die Anordnung des als Dichtung wirkenden Ringbunds 8, die den Federraum 9 ausbildende Büchse 18 sowie die an der Büchse 18 vorgesehenen Dichtungen schwach ausgelegt werden können, da diese Bauteile dem Pumpendruck nicht ausgesetzt werden.

[0028] Für das Halten einer Last in einer vorbestimmten Position, d.h. für den Fall, daß der Druck im Verbraucher auf einem vorbestimmten Wert eingespannt werden soll, wird der Pumpendruck einfach verringert, wodurch sich das Rückschlagventil des kombinierten Druck-Einspeiseventils 13 in Schließstellung bewegt. Bereits während der Durckbeaufschlagung des Verbrauchers hat sich in dem gemäß Fig. 2 linken Hohlraum 23 über den als Drossel wirkenden Verbindungskanal 24 der Verbraucherdruck aus de Verbraucherkammer 15 aufgebaut, der nunmehr aufgrund des Druckabfalls am Ventilanschluß A und damit im Rückführkanal 11 auf den Ventilkolben 4 einwirkt und dessen Kegelabschnitt 6 aufgrund des nunmehr herrschenden Kräfteungleichgewichts zusätzlich zur Federkraft auf seinen Ventilsitz 7 drückt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Verbraucher leckölfrei in seiner Position verbleibt. Für den Fall, daß in diesem Schaltzustand Druckspitzen im Verbraucher auftreten, beispielsweise durch Schwingungen oder Vibrationen, welche eine Überbelastung des Brems-/Sperrventils oder der nachfolgenden Leitungen bedeuten würden, öffnet sich das nunmehr als vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil funktionierende Druck-/Einspeiseventil 13, um eine bestimmte Menge an Hydraulikfluid aus der Verbraucherkammer 15 in den nunmehr drucklosen Rückführkanal 11 zu entlassen.

[0029] Soll nunmehr der Hydraulikdruck im Verbraucher beispielsweise für das Absenken einer Last verringert werden, wird über den Steuerdruckanschluß P_st in der gemäß Fig. 2 rechtsseitig angeordneten Büchse 18 ein Steuerdruck angelegt, wodurch sich der in der Büchse 18 gelagerte Stellkolben 19 gemäß Fig. 2 nach links bewegt und über die beiden, axial hintereinander angeordneten Distanzstifte 35 das im Ventilkolben 4 befindliche Vorsteuersitzventil 33 zwangsöffnet. Hierdurch wird der Druck im linksseitigen Hohlraum 23 in die Leckölleitung 10 entspannt (nachfließendes Hydraulikfluid durch den Verbindungskanal 24 ist geringer als abströmendes Hydraulikfluid durch das Vorsteuersitzventil 33), wodurch die Anpreßkraft zwischen dem Kegelabschnitt 6 des Ventilkolbens 4 und seinem Ventilsitz 7 auf die durch die Vorspannfeder 5 erzeugte Vorspannkraft reduziert wird.

[0030] An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Druckbeaufschlagungsfläche am Kegelabschnitt 6 im wesentlichen identischen ist zum linksseitigen Ringbund 22, sodaß sich die darauf jeweils einwirkenden Druckkräfte aus der Verbraucherkammer 15 gegenseitig nahezu aufheben.

[0031] Bewegt sich nunmehr der Stellkolben weiter nach links, legt er sich an die rechtsseitige Stirnfläche des Ventilkolbens 4 bzw. des Fortsatzes 30 an und verschiebt den Ventilkolben 4 gegen die nunmehr alleine wirkende Vorspannkraft der Vorspannfeder 5. Hierdurch wird der Kegelabschnitt 6 von seinem Ventilsitz 7 abgehoben, sodaß der im Verbraucher und damit in der Verbraucherkammer 15 herrschende Druck über den Rückführkanal 11 zum Ventilanschluß A und von dort zum nicht gezeigten Tank entspannt werden kann.

[0032] Hierbei wird darauf hingewiesen, daß der maximale Verschiebeweg des Ventilkolbens 4 in die linkswärtige Richtung durch den als Justierschraube ausgebildeten Blindstopfen begrenzt wird. Desweiteren läßt sich die Dosierung des abfließenden Hydraulikfluids exakt bestimmen bzw. einstellen, da die Kraft zur Verschiebung des Ventilkolbens 4 gemäß vorstehender Beschreibung Verbraucherdruck-unabhängig ausschließlich proportional zur Federkraft der Vorspannfeder 9 ist. Diese Dosiergenauigkeit wird zusätzlich noch durch die Anordnung der Feinsteuernuten 26 verbessert, die eine größere Verschiebewegtoleranz zulassen. Die Ausbildung des Hohlraums 23 auf der gemäß Fig. 2 linken Stirnseite des Ventilkolbens 4 (auf der dem Federraum gegenüberliegenden Ventilkolbenseite) bietet darüberhinaus die Gewähr der Funktionsaufrechterhaltung des Brems-/Sperrventils auch für den Fall, daß die Vorspannfeder 5 des Ventilkolbens 4 gebrochen ist.

[0033] Wird unter einer derartigen Bedingung der Steuerdruck reduziert, wird das Schließelement 34 des im Ventilkolben 4 angeordneten Vorsteuersitzventils 33 aufgrund der Vorspannkraft der Sitzventil internen Vorspannfeder geschlossen, wodurch sich in dem in Rede stehenden Hohlraum 23 allmählich ein Druck entsprechend dem Druck in der Verbraucherkammer 15 aufbaut. Dieser Druck wirkt auf die linksseitige Stirnfäche des Ventilkolbens 4 und verschiebt diesen aufgrund des noch immer herrschenden Kräfteungleichgewichts am Kegelabschnitt 6 in die rechtswärtige Richtung. Auf diese Weise kann der Kegelabschnitt 6 wieder in Schließstellung überführt und somit die Verbindung des Verbraucheranschlusses V zum Ventilanschluß A unterbrochen werden. Auch kann durch die besondere Anordnung des Hohlraums 23 gegenüber dem Federraum 9 der Ventilkolbenfortsatz 30, weil nicht mit einem Hydraulikdruck belastet, aus einem schwächer belastbaren und damit kostengünstigerem Material gefertigt werden.

[0034] Es ist abschließend zur Beschreibung des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels noch darauf hinzuweisen, daß zahlreiche konstruktive Änderungen bei gleichbleibender Funktion vorgenommen werden können. So könnte das Druck-/Einspeiseventil 13 extern angeordent oder durch ein separates Rückschlagventil in Verbindung mit einem Druckbegrenzungsventil ersetzt werden. Auch könnte anstelle des Verbindungskanals 24 der Ringbund 22 einfach mit größerem Spiel in die Hülse 20 eingesetzt werden, wodurch sich zwischen beiden Bauteilen ein Spalt mit vergleichbarer Wirkung ausbilden würde. Ähnliche Veränderungsmöglichkeiten bieten sich auch bei den nachfolgend noch beschiebenen Ausführungsbeispielen an, sodaß im folgenden hierzu nicht mehr näher eingegangen wird.

[0035] In der Fig. 3 ist nunmehr eine alternative Ausgestaltung des Brems-/Sperrventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei nachfolgend lediglich die hierzu konstruktiven Unterschiede beschrieben werden sollen.

[0036] Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, befindet sich das innere Vorsteuersitzventil 33 in dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung am linken Endabschnitt des Ventilkolbens 4 innerhalb der Verbraucherkammer 15, wobei zur Betätigung des Ventils 33 durch den Stellkolben 18 eine Druckstange 36 in der inneren Durchgangsbohrung 32 des Ventilkolbens 4 eingezogen und gemäß Fig. 3 nach rechts federvorgespannt ist. Das Vorsteuersitzventil 33 besteht hierbei aus dem auf einen Ventilsitz vorgespannten Schließelement 34, das durch die Druckstange 36 über einen zwischengefügten Distanzstift 37 in Öffnungsrichtung verschiebbar ist. Das Schließelement 34 lagert dabei in einer äußeren, den Ventilsitz ausbildenden Hülse 38, die wiederum axial verschiebbar im Ventilkolben 4 gelagert ist und unmittelbar von der Druckstange 36 betätigt werden kann. Die Hülse 38 weist dabei einen äußeren Absatz auf, der mit einem entsprechenden Absatz in der Durchgangsbohrung 32 des Ventilkolbens 4 für eine axiale Verschiebebegrenzung in Federvorspannrichtung in Eingriff kommt. Mit anderen Worten ausgedrückt wird die Hülse 38 durch eine Vorspannfeder des Schließelements 34 über den Ventilsitz gegen den Absatz in der Durchgangsbohrung 32 gepreßt und kann von diesem durch eine Axialverschiebung der Druckstange 36 abgehoben werden.

[0037] Im Bereich der äußeren Hülse 38 ist der Ventilkolben 4 dabei mit radialen Bohrungen 39 versehen, die eine Verbindung zwischen der Verbraucherkammer 15 und der inneren Durchgangsbohrung 32 des Ventilkolbens 4 herstellen. In der in Fig. 3 gezeigten Stellung des Ventilkolbens 4, in welcher der Kegelabschnitt 6 auf dem Ventilsitz 7 anliegt, wird auch das Schließelement 34 des Vorsteuersitzventils 33 in Schließstellung gehalten, in der die Verbindung zwischen dem linken Hohlraum 23 und dem Federraum 9 unterbrochen ist. Durch die auf das Schließelement 34 einwirkende Vorspannkraft wird auch die äußere Hülse 38 auf den Absatz in der inneren Durchgangsbohrung 32 angedrückt, wobei die Radialbohrungen 39 von der Hülsenwand verschlossen werden.

[0038] Wie aus der Fig. 3 weiter zu entnehmen ist, wurde in diesem Ausführungsbeispiel der Ventilsitz 7 des Kegelabschnitts 6, d.h. dessen Innendurchmesser gegenüber den, die drei Ringbunde 8, 22, 25 führenden, jeweils gleichen Innendurchmessern der rechten und linken Hülse 17, 20 zur Lagerung des Ventilkolbens 4 durch eine großdurchmessrige Ausdrehung radial aufgeweitet, wobei sich in geschlossenem Zustand des Ventilsitzes 7 zwischen dem Kegelabschnitt 6 und der den Ventilkolben 4 lagernden rechten Hülse 25 ein Ringraum 40 ausbildet. In diesen Ringraum 40 führen eine Anzahl von schräg nach außen verlaufenden Bohrungen 41, welche in die innere Durchgangsbohrung 32 des Ventilkolbens 4 münden und in geschlossenem Zustand des Kegelabschnitts 6 bzw. des Vorsteuersitzventils 33 von der äußeren Hülse 38 des Vorsteuersitzventils 33 ebenfalls verschlossen werden. Diese äußere Hülse 38 weist dabei an ihrer Mantelfläche eine Eindrehung 42 von einer Breite entsprechend dem Axialabstand der radialen und schrägen Bohrungen 39, 41 des Ventilkolben 4 auf, wobei jedoch die Eindrehung 42 derart angeordnet ist, daß in vorstehend bezeichneter geschlossener Stellung des Vorsteuersitzventils 33 zwischen den radialen Bohrungen 39 und den schrägen Bohrungen 41 keine Fluidverbindung besteht.

[0039] Die Funktionen für das Druckbeaufschlagen und Einspannen eines Verbrauchers entsprechen im wesentlichen jenen des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 2, sodaß an dieser Stelle auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.

[0040] Bei einer geregelten Druckenspannung wird indessen bei dem Beispiel nach Fig. 3 über den Steuerdruckanschluß P_st ein Steuersruck an den Stellkolben 18 angelegt, wodurch die Druckstange 36 innerhalb des Ventilkolbens 4 gemäß Fig. 3 nach links verschoben wird. Hierdurch wird zuerst das Schließelement 34 des Vorsteuersitzventils 33 von dessen Ventilsitz abgehoben, wodurch sich der Hydraulikdruck im linksseitigen Hohraum 23 über den Ventilsitz, die innere Durchgangsbohrung 32 des Ventilkolbens 4 sowie den Federraum 9 in die Leckölleitung 10 entspannt. Da jedoch wie vorstehend beschrieben der Ventilsitz 7 des Ventilkolbens 4 radial aufgeweitet wurde, ist auch die maßgebliche, zur Verbraucherkammer 15 hinweisende Druckangriffsfläche des Kegelabschnitts 6 größer als die entsprechende Angriffsfläche des linksseitigen, am Ventilkolben 4 ausgebildeten Ringbunds 22, sodaß eine hieraus resultierende Restdruckkraft verbraucherdruckabhängig auf den Kegelabschnitt 6 in Schließrichtung einwirkt.

[0041] Wird nunmehr jedoch die Druckstange 36 gemäß Fig. 3 weiter nach links verschoben, nimmt diese die äußere Hülse 38 des Vorsteuersitzventils 33 mit, wodurch die radialen Bohrungen 39 über die Eindrehung 42 mit den schrägen Bohrungen 41 im Ventilkolben 4 verbunden werden und sich ein Druck entsprechend dem Verbraucherdruck in dem Ringraum 40 aufbauen kann. In diesem Moment herrscht am Kegelabschnitt 6 des Ventilkolbens 4 nahezu Kräftegleichgewicht, wodurch sich die Andrückkraft zwischen dem Kegelabschnitt 6 und dessen Ventilsitz 7 ausschließlich aus der Kraft der Vorspannfeder 5 des Ventilkolbens 4 bestimmt und somit verbraucherdruckunabhängig ist. Erst jetzt kommt der Stellkolben 18 mit der rechten Stirnseite des Ventilkolbens 4 bzw. dessen Vortsatz 30 in Anlage, um diesen ausschließlich gegen die Kraft der Vorspannfeder 5 gemäß Fig. 3 nach links zu verschieben und den Ventilsitz 7 am Ventilkolben 4 proportional zum Vorsteuerdruck zu öffnen.

[0042] Der Grund für diese besondere Ausgestaltung des Servoventils insbesondere hinsichtlich der radialen Aufweitung des Ventilsitzes 7 besteht darin, daß bei besonders hohen Verbraucherdrücken der Kegelabschnitt 6 mit einer entsprechend hohen Anpreßkraft gegen seinen Ventilsitz 7 angedrückt wird. Hierdurch kann es zu Materialaufwürfen insbesondere am Innendurchmesser der rechtsseitigen Hülse 17 kommen, was zu einem Verklemmen des Ventilkolbens 4 führt. Diese Gefahr wurde durch die radiale Aufweitung des Ventilsitzes 7 mit nachfolgendem Ringraum 40, der quasi als Puffer für plastische Deformierungen des Ventilsitzes 7 dient, eliminiert.

[0043] In Fig. 4 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei im folgenden lediglich die zum ersten Ausführungsbeispiel bestehenden Unterschiede näher beschrieben werden.

[0044] Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, weist der Ventilkolben 4 kein inneres Vorsteuersitzventil auf, wohingegen der linksseitige Hohlraum 23 über die Durchgangsbohrung 32 im Ventilkolben 4 permanet mit dem rechtsseitigen Federraum 9 Verbindung hat. Der Grund hierfür besteht darin, daß der linksseitige Hohlraum 23 drucklos gehalten wird, wobei sich die Anpreßkraft zwischen dem Kegelabschnitt 6 und dem Ventilsitz 7 ausschließlich aus der Federkraft der Vorspannfeder 5 des Ventilkolbens 4 bestimmt.

[0045] Um dies zu erreichen, weist der Ventilkolben 4 an seinem gemäß Fig. 4 linken Endabschnitt einen ersten Ringbund 43 mit einer äußeren spiralförmigen Nut 44 auf, der in einer im Ventilgehäuse fixierten Hülse 45 gleitgelagert ist. Diese Hülse 45 ist an ihrem zur Verbraucherkammer 15 abgewandten Ende durch einen hohlen Kegelstumpf 46 verschlossen, der von einer in das Ventilgehäuse eingeschraubten Büchse 47 fluiddicht umschlossen ist und der vom Ventilkolben 4 durchdrungen wird. Um den Kegelstumpf 46 an der Hülse 45 in Anlage zu halten, ist am linken Ende des Ventilkolbens 4 eine Wellenmutter 48 aufgedreht, die einen im Kegelstumpf 46 gelagerten, gegen dieses mittels einer Dichtung 56 abgedichteten Wellenring 49 an einem enstprechenden Absatz 50 am Ventilkolben 4 fixiert, wobei der Wellenring 49 als Auflager einer den Kegelstumpf 46 gegen die Hülse 45 vorspannenden Feder 51 dient. Ein zwischen dem Kegelstumpf 46 und dem Ventilkolben 4 ausgebildete Ringraum 52 zur Aufnahme der Vorspannfeder 51 ist gegenüber der Verbraucherkammer 15 durch einen zweiten, dem vorstehend erwähnten ersten Ringbund 43 nachgeschalteten zweiten Ringbund 53 des Ventilkolbens 4 getrennt, welcher im hohlen Kegelstumpf 46 gleitgelagert ist und an seiner Mantelfläche eine spiralförmige Verbindungsnut 54 aufweist.

[0046] Die Funktionsweise dieser Ausbildung kann wie folgt beschrieben werden:

[0047] Wird der Kegelabschnitt 6 des Ventilkolbens 4 durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder 5 auf seinem Ventilsitz 7 gehalten (in diesem Zustand heben sich die verbraucherabhängigen Druckkräfte auf den Kegelabschnitt 6 sowie die verbraucherabhängigen Druckkräfte auf den linksseitigen ersten Ringbund 43 im wesentlichen auf) gelangt Hydraulikfluid durch die Verbindungsnut 44 im ersten Ringbund 43 über einen zwischen den Ringbunden 43, 53 sich ausbildenen Zwischenraum 55 und durch die Verbindungsnut 54 im zweiten linksseitigen Ringbund 53 in den die Vorspannfeder 51 aufnehmenden Ringraum 52 innerhalb des Kegelstumpfs 46.

[0048] Wird der Ventilkolben 4 für ein Öffnen des Ventilsitzes 7 nunmehr gemäß Fig. 4 nach links verschoben, stößt der linksseitige erste Ringbund 43 bereits nach einem geringen Verschiebeweg gegen den Kegelstumpf 46 an und hebt diesen von der linksseitigen Hülse 45 ab. Hierdurch kann Hydraulikfluid durch die Ringnut 44 an der Mantelfläche des ersten Ringbunds 43 direkt in die den Kegelstumpf 46 umgebende Büchse 47 strömen, wodurch sich die Leckage geringfügig vergrößert. Bewegt sich indessen der Ventilkolben 4 gemäß Fig. 4 wieder nach rechts in Schließstellung kommt der Kegelstumpf 46 allmählich wieder in Anlage mit der linksseitigen Hülse 45, um diese abzuschließen und somit die Leckageverluste wieder zu verringern.

[0049] Der Grund für diese konstruktiv aufwendigen Maßnahmen besteht darin, daß infolge der relativ großen Stell- bzw. Verschiebewege des Ventilkolbens 4 sowie des hohen Verbraucherdrucks eine Wellendichtung, beispielsweise ein Simmerring, zwischen der Hülse 45 und dem Ventilkolben 4 als ausschließliche Abdichtung schnell versagen würde. Um dies zu verhindern wurde der Kegelstumpf 46 angeordnet, der bei Durckbeaufschlagung und Druckeinspannung des Verbrauchers auf der Hülse 45 anliegt und somit die Wellendichtung 56 aufgrund der vorgeschalteten Ringbunde 43, 53 nur gering belastet wird. Im übrigen wird diese Dichtung 56 bei Verschieben des Ventilkolbens 4 zur Druckentspannung des Verbrauchers nur wenig bewegt, sodaß keine reibungsbedingten Abnutzungen auftreten können und somit die Dichtwirkung aufrechterhalten bleibt.

Ansprüche

1. Rohrbruchsicherungsventil zur Absicherung eines hydraulischen Verbrauchers mit einem integrierten Servoventil (1), das zumindest zwei interne Arbeitsanschlüsse (2, 3), von denen ein erster (2) zu einem Verbraucheranschluß (V) offen ist, sowie einen Ventilkolben (4) hat, der durch eine Vorspannfeder (5) in eine die Arbeitsanschlüsse (2, 3) trennende Schließstellung vorgespannt ist und in dieser Schließstellung mit einem Ventilteller (6) auf einem Ventilsitz (7) aufsitzt, der in Richtung Schließstellung außerdem vom Verbraucherdruck beaufschlagbar ist, wobei der Verbraucherdruck in einem Steuerraum (23) ansteht, der über eine Drosselstelle (24) mit dem ersten Arbeitsanschluß (2) fluidisch verbunden und über einen axial durch den Ventilkolben (4) führenden Kanal (32) und über ein als Sitzventil ausgebildetes Vorsteuerventil (33) von Druck entlastbar ist, und wobei der Ventilkolben (4) für seine axiale Verschiebung in Öffnungsrichtung mit einem Stellkolben (19) in Eingriff bringbar ist, der zeitlich vor dem Ineingriffkommen mit dem Ventilkolben (4) das im Ventilkolben (4) angeordnete Vorsteuerventil (33) öffnet, um den Steuerraum (23) vom Verbraucherdruck zu entlasten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (5) in einem dem Steuerraum (23) bezüglich des Ventilkolbens (4) gegenüberliegenden Federraum (9) untergebracht ist, der druckfrei ist, daß am Ventilkolben (4) in einem Axialabstand zu dem Ventilteller (6) ein Ringbund (8) ausgebildet ist, durch den ein zwischen ihm und dem Ventilteller befindlicher und zum zweiten Arbeitsanschluß (3) hin offener Ringraum gebildet ist und der (8) den Federraum (9) gegen den zweiten Arbeitsanschluß (3) abdichtet und als ein Gleitlager des Ventilkolbens (4) dient, und daß der Steuerraum (23) in den Federraum (9) hinein von Druck entlastbar ist.

2. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (7) durch eine Hülse (17) ausgebildet wird, die in eine in ein Gehäuse des Rohrbruchsicherungsventils gebohrte Aufnahmebohrung eingesetzt ist.

3. Rohrbruchsicherungsventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilteller (6) und dem Gleitlager ein weiterer Ringbund (25) unmittelbar an den Ventilteller (6) angrenzend vorgesehen ist, der ebenfalls zur Gleitführung des Ventilkolbens (4) dient.

4. Rohrbruchsicherungsventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federraum (9) permanent mit einem Leckageanschluß (L) des Rohrbruchsicherungsventils Verbindung hat.

5. Rohrbruchsicherungsventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
einen wahlweise mit einer Pumpe oder einem Tank verbindbaren Ventilanschluß (A), der mit dem Verbraucheranschluß (V) über einen Druckzuführkanal (12) mit einem zwischengeschalteten Druck-/Einspeiseventil (13) verbunden ist, zu dem ein Rückführkanal (11) parallelgeschaltet ist, in den das Servoventil (1) zwischengeschaltet ist.

6. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (4) auf einem dem Ventilteller (6) gegenüberliegenden Endabschnitt mit einem zusätzlichen Ringbund (22) versehen ist, dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem des Ventiltellers (6) entspricht und der in der Aufnahmebohrung des Rohbruchsicherungsventilgehäuses gleitgelagert ist.

7. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Gleithülse (20), die zwischen dem zusätzlichen Ringbund (22) und dem Gehäuse angeordnet und in der Aufnahmebohrung im Ventilgehäuse fixiert ist.

8. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (4) eine einen Verbraucherdruck führende Verbraucherkammer (15) innerhalb des Rohrbruchsicherungsventils durchdringt, wobei eine Eintrittsstelle durch den Ventilteller (6) und eine Austrittsstelle durch den zusätzlichen Ringbund (22) verschließbar ist.

9. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
innerhalb der Aufnahmebohrung auf einer der Vorspannfeder (5) gegenüberliegenden Seits des Ventilkolbens (4) ein Hohlraum ausgebildet ist, der vom zusätzlichen Ringbund (22) gegen die Verbraucherkammer (15) abgetrennt ist und den Steuerraum (23) bildet.

10. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle durch den zusätzlichen Ringbund (22) ausgebildet und direkt mit der Verbraucherkammer (15) verbunden ist, in welche der erste Arbeitsanschluß (2) mündet.

11. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (23) mit einer Leckageleitung (10) über den Kanal (32) verbunden ist, in dem das Vorsteuersitzventil (33) angeordnet ist.

12. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (6) durch einen Kegelstumpf gebildet wird, an dessen kleindurchmessriger Stirnseite der zylinderförmige Ringbund (25) anschließt, wobei der Ventilsitz (7) in seinem Durchmesser bezüglich dem Ringbund (25) radial aufgeweitet ist, sodaß zwischen dem Ventilteller (6), dem Ventilsitz (7) und dem Ringbund (25) in geschlossenem Zustand des Druckanschlusses (2) der abgeschlossene Ringraum (40) entsteht.

13. Rohrbruchsicherungsventil nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuersitzventil (33) einen durch ein Schließelement (34) verschließbaren Ventilsitz hat, der in einer in dem Kanal (32) axial verschiebbaren Hülse (38) ausgebildet ist.

14. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Hülse (38) durch den Stellkolben (18) über eine Druckstange (36) betätigbar ist und zeitlich nach dem Schließen des Ventilsitzes (7) durch den Ventilteller (6) einen Verbindungskanal (39, 41) zwischen der Verbraucherkammer (15) und dem Ringraum (40) sperrt.

Claims

1. Pipe burst safety valve for securing a hydraulic consumer comprising an integrated servo-valve (1) with at least two internal operational connections (2, 3) of which a first (2) is open towards a consumer connection (V), and a valve piston (4), which is by means of a pre-tensional spring (5) pretensioned into a shut position which separates the operational connections (2, 3) and which is in this shut position seated with a valve plate (6) on a valve seat (7) which is in the direction of the shut position additionally loadable by consumer pressure, and the consumer pressure is applied in a control chamber (23) which is fluid linked via a throttle point (24) to the first operational connection (2) and relieved from pressure via a channel (32) which leads axially through the valve piston (4) and via a pre-control valve (33) which is designed as a seat valve, and the valve piston (4) is for the purpose of its axial displacement engagable in the opening direction to a control piston (19) which opens the pre-control valve (33), which is configured in the valve piston (4), temporally prior to engagement with the valve piston (4) in order to relieve the control chamber (23) from consumer pressure, characterised in that the pre-tensional spring (5) is accommodated in a pressure-free spring chamber (9), which is relative to the valve piston (4) located opposite the control chamber (23), and on the valve body (4) at an axial distance from the valve plate (6) is configured an annular collar (8) by means of which is established an annular space, which is located between the latter and the valve plate and open towards the annular space and which (8) seals the spring chamber (9) against the second operational connection (3) and which serves as a glide mount of the valve piston (4), and pressure in the control chamber (23) is unloaded into the spring chamber (9).

2. Pipe burst safety valve according to Claim 1, characterised in that the valve seat (7) is formed by a sleeve (17) which is inserted into a receiving bore which has been drilled into a housing of the pipe burst safety valve.

3. Pipe burst safety valve according to one of the above claims, characterised in that between the valve plate (6) and the glide mount is provided a further annular collar (25) directly adjacent the valve plate (6) which also serves as glide guide of the valve piston (4).

4. Pipe burst safety valve according to one of the above claims, characterised in that the spring chamber (9) is permanently connected to a leak socket (I) of the pipe burst safety valve.

5. Pipe burst safety valve according to one of the above claims, characterised by a valve connection (A), which is selectively connectible to a pump or a tank and which is connected via a pressure delivery channel (12) with a pressure/feed valve (13) thereinbetween to the consumer connection (V) to which a return channel (11) is connected in parallel which includes the servo-valve (1).

6. Pipe burst safety valve according to Claim 1 or 2, characterised in that the valve body (4) is on the end section opposite the valve plate (6) provided with an additional annular collar (22) the outside diameter of which corresponds essentially with that of the valve plate (6) and which is slidingly mounted in the receiving bore of the pipe burst safety valve housing.

7. Pipe burst safety valve according to Claim 6, characterised by a sliding sleeve (2) arranged between the additional annular collar (22) and the housing and fixed in the receiving bore in the valve housing.

8. Pipe burst safety valve according to Claim 6 or 7, characterised in that the valve piston (4) passes through a consumer chamber (15), which conveys consumer pressure, within the pipe burst safety valve, and an entry point is closable by a valve plate (6) and an exit point is closable by the additional annular collar (22).

9. Pipe burst safety valve according to Claim 8, characterised in that within the receiving bore on a side of the valve body (4) opposite the pre-tensional spring (5) is established a cavity which is separated from the consumer chamber (15) by the additional annular collar (22) and establishes the control chamber (23).

10. Pipe burst safety valve according to Claim 9, characterised in that the throttle point is formed by the additional annular collar (22) and connected directly to the consumer chamber (15) into which merges the first operational connection (2).

11. Pipe burst safety valve according to Claim 9 or 10, characterised in that the cavity (23) is connected via a leakage pipe (10) to a channel (32) in which is accommodated the pre-control seat valve (33).

12. Pipe burst safety valve according to Claim 11, characterised in that the valve plate (6) is formed by a truncated cone to the end surface of small diameter is joined the cylindrical annular collar (25), and the valve seat (7) is in its diameter radially expanded relative to the annular collar (25), so that between the valve plate (6), the valve seat (7) and the annular collar (25) is established in the shut state of the pressure connection (2) a sealed off annular chamber (40).

13. Pipe burst safety valve according to one of Claims 11 and 12, characterised in that the pre-control seat valve (33) comprises a valve seat which is closable by a closing element (34) and which is established in a sleeve (38) which is axially displaceable in the channel (32).

14. Pipe burst safety valve according to Claim 13, characterised in that the displaceable sleeve (38) is operable by the control piston (18) via a pressure rod (36) and temporally shuts a connecting channel (39, 41) between the consumer chamber (15) and the annular chamber (40) after closure of the valve seat (7) by the valve plate (6).

Revendications

1. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie, destiné à la protection d'un utilisateur hydraulique, comprenant une servo-valve (1), qui possède au moins deux raccords de travail internes (2, 3), dont un premier (2) est ouvert en direction d'un raccord d'utilisateur (V), ainsi qu'un piston de valve (4), lequel est précontraint par un ressort de précontrainte (5) dans une position de fermeture qui isole les raccords de travail (2, 3) et qui repose dans cette position de fermeture par un opercule de valve (6) sur un siège de valve (7), et susceptible d'être sollicité en outre par la pression de l'utilisateur dans la direction de la position de fermeture, ladite pression d'utilisateur apparaissant dans une chambre de commande (23), laquelle est raccordée sur le plan hydraulique au premier raccord de travail (2) via un étranglement (24), et susceptible d'être déchargée de la pression via un canal (32) qui mène axialement à travers le piston de valve (4) et via une valve pilote (33) réalisée sous forme de valve à siège, et dans lequel le piston de valve (4) est susceptible d'être amené en engagement, pour son déplacement axial en direction d'ouverture, avec un piston de positionnement (19), lequel ouvre la valve pilote (33) agencée dans le piston de valve (4) un instant avant venue en engagement avec le piston de valve (4) afin de décharger la chambre de commande (23) de la pression d'utilisateur,
caractérisé en ce que le ressort de précontrainte (5) est logé dans une chambre à ressort (9) située à l'opposé de la chambre de commande (23) par rapport au piston de valve (4), ladite chambre à ressort étant sans pression,
en ce que sur le piston de valve (4) et à distance axiale de l'opercule de valve (6) est réalisée une collerette annulaire (8), au moyen de laquelle est formée une chambre annulaire située entre la collerette et l'opercule de valve et ouverte en direction du deuxième raccord de travail (3), et laquelle (8) étanche la chambre à ressort (9) vis-à-vis du deuxième raccord de travail (3) et fait office de portée coulissante pour le piston de valve (4),
et en ce que la chambre de commande (23) est susceptible d'être déchargée de la pression vers la chambre à ressort (9).

2. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège de valve (7) est réalisé par une douille (17), laquelle est mise en place dans un perçage de réception percé dans le boîtier du clapet d'arrêt automatique.

3. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre l'opercule de valve (6) et la portée coulissante, une autre collerette annulaire (25) immédiatement adjacente à l'opercule de valve (6), qui fait également office de guidage coulissant pour le piston de valve (4).

4. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre à ressort (9) est en permanence en communication avec un raccord de fuite (L) du clapet d'arrêt automatique.

5. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un raccord de valve (A) susceptible d'être relié au choix avec une pompe ou un réservoir, ledit raccord de valve étant relié au raccord d'utilisateur (V) via un canal d'admission de pression (12) avec interposition d'une valve de pression/admission (13), avec un canal de retour (11) branché en parallèle et dans lequel est interposée la servo-valve (1).

6. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston de valve (4) est pourvu, sur un tronçon terminal opposé au clapet de valve (6), d'une collerette annulaire additionnelle (22), dont le diamètre extérieur correspond sensiblement à celui de l'opercule de valve (6), et qui est montée en coulissement dans le perçage de réception du boîtier du clapet d'arrêt automatique.

7. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon la revendication 6, caractérisé par une douille coulissante (20), agencée entre la collerette annulaire additionnelle (22) et le boîtier, et fixée dans le perçage de réception dans le boîtier de valve.

8. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon l'une ou l'autre des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le piston de valve (4) traverse une chambre d'utilisateur (15) qui mène une pression d'utilisateur, à l'intérieur du clapet d'arrêt automatique, et en ce qu'un emplacement d'entrée à travers l'opercule de valve (6) et un emplacement de sortie à travers la collerette annulaire additionnelle (22) sont susceptibles d'être obturés.

9. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon la revendication 8, caractérisé en ce que, à l'intérieur du perçage de réception et sur un côté du piston de valve (4) opposé au ressort de précontrainte (5), est réalisée une cavité, qui est séparée de la chambre d'utilisateur (15) par la collerette annulaire additionnelle (22) et qui forme la chambre de commande (23).

10. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étranglement est réalisé par la collerette additionnelle annulaire additionnelle (22), et en ce qu'il est relié directement avec la chambre d'utilisateur (15) dans laquelle débouche le premier raccord de travail (2).

11. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon l'une ou l'autre des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la cavité (23) est reliée à une conduite de fuite (10) par l'intermédiaire du canal (32) dans lequel est agencée la valve pilote (33).

12. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'opercule de valve (6) est réalisé par un tronc de cône, tel que la collerette annulaire (25) de forme cylindrique se raccorde à sa face frontale de petit diamètre, et en ce que le siège de valve (7) va en s'élargissant radialement quant à son diamètre par rapport à la collerette annulaire (25), de sorte que se forme la chambre annulaire fermée (40) entre l'opercule de valve (6), le siège de valve (7), et la collerette annulaire (25) dans l'état fermé du raccord de pression (2).

13. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon l'une ou l'autre des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que la valve pilote (33) comporte un siège de valve susceptible d'être fermé par un élément de fermeture (34), lequel est réalisé dans une douille (38) susceptible de se déplacer axialement dans le canal (32).

14. Clapet d'arrêt automatique pour tuyauterie selon la revendication 13, caractérisé en ce que la douille (38) susceptible de se déplacer est actionnée par le piston de positionnement (18) au moyen d'une barre de poussée (36), et en ce qu'elle ferme, un instant après la fermeture du siège de valve (7) par l'opercule de valve (6), un canal de liaison (39, 41) entre la chambre utilisateur (15) et la chambre annulaire (40).

Zeichnung