Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere für den Einsatz als Druckwaage bei hydraulisch betätigbaren Hubeinrichtungen, mit einem Ventilgehäuse, das einen Steueranschluss sowie einen Fluideingang und einen Fluidausgang aufweist, und mit einem im Ventilgehäuse längsverfahrbar angeordneten Regelkolben, der entgegen der Wirkung eines Energiespeichers, insbesondere in Form einer Druckfeder, mittels eines am Steueranschluss herrschenden Steuerdrucks den Regelkolben in mindestens eine eine fluidführende Verbindung zwischen dem Fluideingang und dem Fluidausgang bildende Stellung bringt oder diese Verbindung sperrt.

Der Einsatz von Druckwaagen bei hydraulisch arbeitenden Hubeinrichtungen ist Stand der Technik. Das Dokument DE 10202607 C1 zeigt beispielhaft die Anordnung einer Druckwaage bei einer Hubeinrichtung zum Anheben und Absenken von Lasten zur Beeinflussung des Senkverhaltens, wobei die Druckwaage in einer Rücklaufleitung eines betreffenden Hubzylinders angeordnet ist. Eine weitere bevorzugte Anwendung ist der Einsatz bei Hubeinrichtungen, die mit einer aktivierbaren oder deaktivierbaren Hubwerksdämpfung ausgerüstet sind. Mittels einer Druckwaage wird hierbei sichergestellt, dass der Speicherdruck an einem zugeordneten Dämp- fungsspeicher sowohl bei aktivierter als auch bei deaktivierter Hubwerksdämpfung selbsttätig dem Lastdruck des betreffenden Hubwerkzylinders folgt. Dadurch ist gewährleistet, dass im Falle des Aktivierens der Hub- werksdämpfung, nach vorausgehendem deaktiviertem Betrieb, kein unkontrolliertes Heben oder Senken des Hubwerks stattfinden kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Auf- gäbe, ein Ventil zur Verfügung zu stellen, das sich als Druckwaage für den Einsatz bei hydraulisch betätigten Hubeinrichtungen, die mit Hubwerksdämpfung versehen sind, durch ein besonders günstiges Betriebsverhalten auszeichnet. Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Ventil gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentl iche Besonderheit der Erfindung darin, dass in dem Regelkolben eine erste Blende angeordnet ist, die den Steueranschluss mit einem Aufnahmeraum für den Energiespeicher fluidführend verbindet, und dass eine zweite Blende in einem Zwischenteil im Ventilgehäuse angeordnet ist, mittels deren der Aufnahmeraum mit einem Ausgleichsraum verbindbar ist, der in fluid- führender Verbindung mit dem Fluidausgang steht. Durch die Anordnung zweier Blenden, die einerseits vom Steueranschluss her zu dem Aufnahmeraum mit der den Regelkolben belastenden Feder führen und andererseits von dem den Druck des Fluidausgangs führenden Ausgleichsraum her zum Aufnahmeraum führen, stellt das Ventil eine Art vorgesteuerte Druckwaage dar. Durch die Kombination aus den beiden Blenden mit der dazwischen angeordneten Feder wird der von der Feder erzeugte Regeldruck der

Druckwaage verstärkt. Dies begünstigt eine kompakte Bauweise mit kleindimensionierter Druckfeder in der Art eines sog. Cartridge-Ventils, das sich besonders für den Einsatz bei Hubeinrichtungen mobiler Einheiten, wie Staplern, Autokrane oder dergleichen, eignet, bei denen für die Hydraulik- komponenten ein begrenzter Einbauraum zur Verfügung steht. Da aufgrund der Funktion der Druckwaage der Druck am Dämpfungsspeicher dem Lastdruck am Hubzylinder folgt, entlädt sich der Dämpfungsspeicher bei Senkvorgängen des Hubzylinders automatisch und wird bei erneuten Hubvorgängen neu geladen. Der ständige Ladeprozess, der auch im deaktivierten Dämpfungsmodus, also bei funktionslosem Dämpfungsspeicher, stattfindet, erfordert Pumpenleistung, was Energie kostet und wodurch sich die Hubgeschwindigkeit reduziert. Beim Stand der Technik wird zur Verhinderung dieses Effektes ein zusätzliches Schaltventil zwischen Pumpenseite und Druckwaage eingesetzt, das diese Verbindung im deaktivier- ten Dämpfungsmodus sperrt und den Ladeprozess des Speichers in diesem Modus verhindert.

Im Hinblick auf diese Problematik ist bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils die zweite Blende mit- tels einer Vorsteuereinrichtung verschließbar, die von einem Betätigungsmagneten ansteuerbar ist. Bei Einsatz eines Betätigungsmagneten, dessen Schließkraft größer ist als die auf den Regelkolben wirkende hydraulische Kraft, bleibt bei Betätigung des Magneten der Vorsteuerö Istrom unterbunden und somit der Regelkolben der Druckwaage in der Schließstellung, so dass die Druckwaage gesperrt ist. Dies ermöglicht die Integration der übl icherweise vom zusätzlichen Schaltventil zur Verfügung gestellten Sperrfunktion in die Patrone der Druckwaage und ermöglicht eine entsprechende Einsparung an Bauaufwand und Bauraum der Dämpfungseinrichtung. Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die Vorsteuereinrichtung einen Vorsteuerkegel auf, der mit einem Ventilsitz am Zwischenteil zusammenwirkt und an dem in und entgegen der Wirkrichtung des Betätigungsmagneten zwei Energiespeicher, insbesondere in Form von Druckfedern, angreifen. Mit Vorteil kann die Anordnung in der Art getroffen sein, dass der Ausgleichsraum, zumindest teilweise, im Zwischenteil aufgenommen ist, das eine fluidführende Verbindung zu einem Sammelraum als einem weiteren Teil des Ausgleichsraums herstel lt, der über mindestens eine fluidführende Verbindungsstrecke permanent fluidführend mit dem Fluidausgang im Ventilgehäuse in Verbindung steht.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist das Betätigungsteil des Betätigungsmagneten in einem für die Verbindung des Betätigungsmagneten mit dem Ventilgehäuse vorgesehenen Anschlussteil des Betätigungsmagneten geführt, das, zumindest teilweise, den einen Energiespeicher der Vorsteuereinrichtung aufnimmt und sich an das Zwischenteil anschl ießt, wobei Letzteres und das Anschlussteil stationär am Ventilgehäuse angeordnet sind. Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der Regelkolben, zumindest im Bereich des Steueranschlusses und zumindest im Bereich, in dem, zumindest teilweise, der eine Energiespeicher aufgenommen ist, als Hohlkolben ausgeführt, wobei die eine Blende, als Einschraubstück ausgeführt, in den Regelkolben eingesetzt, dessen beide Hohlräume permanent fluidführend miteinander verbindet. Bei der Ausbildung der Blende als Einschraubstück können baugleiche Regelkolben für die gewünschte Funktionsanpassung mit unterschiedl ichen Blenden bestückt werden.

Mit Vorteil kann der Regelkolben auf der Seite des Zwischenteils mit einem Anschlagteil versehen sein, das in der einen und in der anderen Anschlagstel lung in Anlage mit dem Ventilgehäuse bzw. mit dem Zwischenteil bringbar ist.

Für die Ausbildung des Ventils in sog. Cartridge-Bauweise kann die Anord- nung so getroffen sein, dass der Steueranschluss in axialer Richtung in das Ventilgehäuse eingebracht ist und der Fluideingang und der Fluidausgang in radialer Richtung das Ventilgehäuse durchgreifen, wobei der Hohlkolben außenumfangsseitig mit dem Ventilgehäuse einen Ringraum begrenzt, der in der anderen Anschlagstellung des Regelkolbens den Fluidausgang vollständig überfährt.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Hubwerksdämpfung für mindestens einen hydraulischen Verbraucher, insbesondere in Form eines hydraulischen Arbeitszylinders, wobei die Vorrichtung die Merkmale des Patentanspruchs 10 aufweist.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 in Symboldarstellung die Schaltung einer hydraulisch betätigbaren, mit einer Hubwerksdämpfung versehenen Hubeinrichtung;

Fig. 2 einen gegenüber einer praktischen Ausführungsform etwa

3 ¹ /2-fach vergrößert gezeichneten Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ventils, das als Druckwaage bei der Hubeinrichtung von Fig. 1 eingesetzt ist;

Fig. 3 in Symboldarstellung die Schaltung einer hydraulisch betätig- baren, mit einer Hubwerksdämpfung versehenen Hubeinrichtung, die als Druckwaage ein Ventil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist; und

Fig. 4 einen Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ventils. In Fig. 1 ist ein hydraulisch betätigbarer Hubzylinder mit 2 bezeichnet, mittels dessen Arbeitskolben 4 eine Last 6 anhebbar und absenkbar ist. Zur Steuerung des Hubzylinders 2 sind dessen vom Arbeitskolben 4 getrennte Arbeitsräume 8 und 10 mit einem durch einen betreffenden Bediener an- steuerbaren 4/3-Wege-Schieberventil 12 in Verbindung, das einen Druck- versorgungsanschluss P und einen zur Tankseite führenden Tankanschluss T aufweist. Die Hubeinrichtung ist mit einer Hubwerksdämpfung 14 versehen, die über eine Anschlussstelle 1 6 mit dem kolbenseitigen Arbeitsraum 8 und über eine Anschlussstelle 18 mit dem stangenseitigen Arbeitsraum 10 des Hubzylinders 2 verbunden ist. Die Hubwerksdämpfung 14 weist entsprechend dem Stand der Technik einen hydropneumatischen Dämpfungsspeicher 20 auf, dessen Ölseite 22 an einer Anschlussstelle 24 mit einer Speicherleitung 26 verbunden ist. Um die Hubeinrichtung in einen Betriebszustand mit deaktivierter Hubwerksdämpfung 14 oder einen Betriebszustand mit aktivierter Hubwerksdämpfung 14 zu bringen, sind zwei elektrisch betätigbare Schaltventile 28 und 30 vorgesehen, die gegen eine mechanische Rückstell kraft in eine Durchlassstellung zur Aktivierung der Hubwerksdämpfung 14 schaltbar sind. In der Durchlassstellung verbindet das Schaltventil 28 den kolbenseitigen Arbeitsraum 8 des Hubzylinders 2 über die Anschlussstelle 16 mit der Speicherleitung 26. Das andere Schaltventil 30 verbindet in der Durchlassstellung den stangenseitigen Arbeitsraum 10 des Hubzylinders 2 mit einer zur Tankseite T führenden Rücklaufleitung 32. In Fig. 1 , bei der der Zustand der deaktivierten Hubwerksdämpfung 14 dargestellt ist, befinden sich die Schaltventile 28 und 30 bei fehlender elektrischer Betätigung in einer Schaltstellung, bei der das Schaltventil 28 mit einem Rückschlagventil 34 den Fluidstrom vom Arbeitsraum 8 zur Speicherleitung 26 sperrt, den Flu- idstrom jedoch in umgekehrter Richtung ermöglicht. Das andere Schaltven- til 30 sperrt bei dieser Schaltstellung mit einem Rückschlagventil 36 den Fluidstrom vom stangenseitigen Arbeitsraum 10 des Hubzylinders 2 zur Rücklaufleitung 32, ermöglicht jedoch den Fluidstrom in umgekehrter Richtung.

In der bei Hubwerksdämpfungen üblichen Weise ist zwischen der Speicher- leitung 26 und dem Druckversorgungsanschluss P eine Druckwaage 38 eingefügt, deren Steueranschluss 40 über eine Steuerleitung 42 mit der Anschlussstelle 1 6 in Verbindung ist, die mit dem kolbenseitigen Arbeitsraum 8 des Hubzylinders 2 verbunden ist. Über die Steuerleitung 42 liegt daher am Steueranschluss 40 der Lastdruck des Arbeitsraums 8 des Hubzylinders 2 an. Da die Druckwaage 38 mit ihrem Eingang 44 über eine Ladeleitung 48 mit dem Druckversorgungsanschluss P und mit ihrem Ausgang 46 mit der Speicherleitung 26 in Verbindung ist, folgt der Speicherdruck des Dämpfungsspeichers 20 dem Lastdruck des Arbeitsraums 8 des Hubzylinders 2.

Beim Betrieb der Hubeinrichtung mit deaktivierter Hubwerksdämpfung 14 ist bei Senkvorgängen der kolbenseitige Arbeitsraum 8 des Hubzylinders 2 über das 4/3-Wege-Ventil 12 mit der Tankseite T in Verbindung. Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung des Schaltventils 28 findet daher über dessen Rückschlagventil 34 ein Entladevorgang des Dämpfungsspeichers 20 bei jedem Senkvorgang statt. Da durch die Funktion der Druckwaage 38 der Druck des Dämpfungsspeichers 20 dem Lastdruck im Arbeitsraum 8 des Druckzylinders 2 folgt, findet bei jedem neuen Hubvorgang über die Ladeleitung 48 ein erneuter Ladevorgang des Dämpfungsspeichers 20 statt. Um bei aufeinanderfolgenden Senk- und Hubvorgängen des Hubzylinders 2 bei deaktivierter Hubwerksdämpfung 14 die aufeinanderfolgenden Ladevorgänge des Dämpfungsspeichers 20 zu vermeiden, ist beim Stand der Technik in der Ladeleitung 48 zwischen Druckwaage 38 und Druckversorgungsanschluss P ein Schaltventil 50 eingefügt, das bei deaktivierter Hub- werksdämpfung 14 einen Ladestrom in Richtung auf den Dämpfungsspeicher 20 unterbindet und lediglich bei aktivierter Hubwerksdämpfung 14 die Ladeleitung 48 freigibt. Zusätzl ich ist die Ladeleitung 48 durch ein Rückschlagventil 52 gegen einen Rückstrom in Richtung auf den Druckversor- gungsanschluss P abgesichert. Die in der Fig. 1 gezeigte Blende oder Drossel in der Steuerleitung 42 sowie die Blende oder Drossel in der Ladelei- tung 48 (jeweils ohne Bezugszeichen) dienen der verbesserten Ansteuerung sowie der Abstimmung des Hydraul ikkreises (ebenso Fig. 3).

Die Fig. 2 zeigt in gesonderter Darstel lung die Ausbildung der Druckwaage 38 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das in sog. Cartridge-Bauweise ausgeführte Ventil weist ein Ventilgehäuse 54 mit einem offenen Ende 56 und einem durch ein eingeschraubtes Endstück 58 druckdicht abgeschlossenes Ende auf. Mit seinem in Fig. 2 l inksseitigen Gehäuseabschnitt ist das Ventilgehäuse 54 in bei Cartridge-Patronen üblicher weise in einen nicht gezeigten Ventilblock einbaubar. Vom offenen Ende 56 her erstreckt sich im Ventilgehäuse 54 ein Führungszyl inder 60 bis zu einem im Innendurchmesser erweiterten Feder-Aufnahmeraum 62. Im Bereich des Führungszyl inders 60 weist das Ventilgehäuse 54 axial zueinander versetzte Bohrungen 64 und 66 auf, die den Zugang zum Führungszyl inder 60 bilden und von denen die dem offenen Ende 56 nächstgelege- nen Bohrungen 64 den Fluideingang 44 (Fig. 1 ) und die anderen Bohrungen 66 den Fluidausgang 46 (Fig. 1 ) bilden. Das offene Gehäuseende 56 bildet den Steueranschluss 40 des Ventils.

Im Führungszyl inder 60 ist ein Regelkolben 68 längsverfahrbar geführt, der als Hohlkolben ausgebildet ist und an seinem innenl iegenden Ende durch eine als Energiespeicher vorgesehene Druckfeder 70 belastet ist. Das vom Regel kolben 68 abgewandte Ende der Druckfeder 70 stützt sich dabei an einem Zwischenteil 72 ab, das einerseits durch Anlage an einer Stufe 74 des Ventilgehäuses 54 und andererseits durch Anlage am Endstück 58 in Axialrichtung festgelegt ist und den Feder-Aufnahmeraum 62 mittels einer Dichteinrichtung 76 abdichtet. Bei dem in Fig. 2 gezeigten, drucklosen Zustand ist der Regelkolben 68 durch die Druckfeder 70 in eine Endstellung bewegt, in der der Regelkolben 68 mit einem endseitigen Anschlagteil 78 an einer am Ende des Feder- Aufnahmeraums 62 befindlichen Gehäusestufe anliegt. In der gegen die Kraft der Druckfeder 70 verschobenen anderen Endstellung liegt der Regelkolben 68 mit dem Anschlagteil 78 am Zwischenteil 72 an. Der Regelkolben 68 weist einen äußeren Ringraum 80 auf, in den der durch die Bohrungen 64 gebildete Fluideingang 44 einmündet und dessen axial innenliegen- des Ende eine Steuerkante 82 bildet. Bei dem in Fig. 2 gezeigten, drucklosen Zustand befindet sich bei der dargestellten Endstellung des Regelkolbens 68 die Steuerkante 82 vor den Bohrungen 66, so dass der Fluidaus- gang 46 geschlossen ist. Bei gegen die Kraft der Druckfeder 70 verschobenen Regelpositionen des Regelkolbens 68 legt die Steuerkante 82 die Ver- bindung zum Ringraum 80 frei, wobei bei der in die rechte Endstellung verfahrenen Stellung des Regelkolbens 68 die Steuerkante 82 die Bohrungen 66 des Fluidausgangs 46 vollständig überfährt.

Der als Hohlkolben ausgeführte Regelkolben 68 weist in dem an den Feder- Aufnahmeraum 62 angrenzenden Bereich einen im Innendurchmesser verjüngten Bereich mit einem Innengewinde 84 auf, in das ein Einschraubstück 86 eingeschraubt ist, in dem sich eine erste Blende 88 befindet, die den Steuereingang 40 mit dem Feder-Aufnahmeraum 62 verbindet. In dem an den Feder-Aufnahmeraum 62 angrenzenden Zwischenteil 72 ist eine zweite Blende 90 ausgebildet, die den Feder-Aufnahmeraum 62 mit einem im Zwischenteil 72 befindlichen Ausgleichsraum 92 verbindet, der wiederum über Radialbohrungen 94 mit einem Sammelraum 96 in Verbindung ist, der sich als Ringraum zwischen dem Außenumfang des Zwischenteils 72 und der Innenseite des Ventilgehäuses 54 befindet. Über schräg verlaufende Ver- bindungsstrecken 98 im Ventilgehäuse 54 ist der Sammelraum 96 über Fluidführungen im nicht gezeigten Ventilblock mit dem durch die Bohrungen 66 gebildeten Fluidausgang 46 in Verbindung, so dass der Druck des Dämpfungsspeichers 20 über die Verbindungsstrecken 98, den Sammelraum 96 und den Ausgleichsraum 92 an der zweiten Blende 90 wirksam ist. Die Kombination aus den beiden Blenden 88 und 90 mit der dazwischenl iegenden Druckfeder 70 bildet für die Druckwaage eine Art Vorsteuerung, wobei der über die zweite Blende 90 fl ießende Vorsteuerö Istrom den von der Druckfeder 70 erzeugten Regeldruck verstärkt. Die Fig. 3 zeigt, wie die Fig. 1 , die Schaltung einer hydraulisch betätigbaren Hubeinrichtung, wobei die Hubwerksdämpfung 14 mit einer Druckwaage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils arbeitet, das in Fig. 4 gesondert im Längsschnitt dargestellt ist. Das Venti lgehäuse 54 des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht in der Bauweise dem ersten Ausführungsbeispiel, ebenso wie die inneren Komponenten, wie Regelkolben 54 mit erster Blende 88, Druckfeder 70, Zwischenteil 72 als Abschluss des Feder-Aufnahmeraums 62 und zweite Blende 90. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der im Zwischenteil 72 gebildete Ausgleichsraum 92 nicht durch ein geschlossenes Endstück 58 abge- schlössen, sondern ist durch ein in das Ventilgehäuse 54 eingeschraubtes Anschlussteil 1 02 für einen Betätigungsmagneten 1 04 ersetzt. Wie das Endstück 58 des ersten Ausführungsbeispiels l iegt das Anschlussteil 1 02 am Zwischenteil 72 für dessen axiale Festlegung an. Der Betätigungsmagnet 104 weist ein axial verfahrbares Betätigungsteil 106 auf, das bei Bestromung des Magneten 104 in Fig. 4 nach l inks verfährt. Das im Anschlussteil 1 02 verschiebbar geführte Betätigungsteil 106 erstreckt sich in eine im Anschlussteil 1 02 gebildete Kammer 108, die eine Fortsetzung des sich anschl ießenden Ausgleichsraums 92 im Zwischenteil 72 bildet. Das Betätigungsteil 1 06 dient zur Steuerung eines Vorsteuerkegels 1 1 0, für den am Zwischenteil 72 ein Ventilsitz 1 1 2 gebildet ist. Dieser befindet sich am Zwischenteil 72 vor dem Zugang zur zweiten Blende 90, so dass diese durch den Vorsteuerkegel 1 10 verschließbar ist. Das Betätigungsteil 106 liegt mit seinem freien Ende an einem in der Kammer 108 befindlichen Druckstück 1 14 an, an dem sich eine zweite Druckfeder 1 1 6 mit ihrem einen Ende abstützt, die mit ihrem anderen Ende an einem

Druckteller 1 18 anliegt, der einen im Durchmesser erweiterten, rückwärtigen Teil des Ventilkegels 1 10 bildet. Für die Rückstellung des Vorsteuerkegels 1 10, d.h. das Abheben vom Ventilsitz 1 12 bei nicht bestromtem Betätigungsmagneten 104, ist zwischen dem Druckteller 1 18 und dem Zwi- schenteil 72 eine dritte Druckfeder 120 eingesetzt, deren Federkraft geringer ist als diejenige der anderen, am Druckteller 1 18 anliegenden Druckfeder 1 1 6.

Bei dieser Anordnung ist die zweite Blende 90 bei betätigtem Magneten 104 mittels des Vorsteuerkegels 1 10 verschließbar oder bei nicht betätigtem Elektromagneten 104 mittels der Rückstellkraft der dritten Druckfeder 120 freigebbar. Bei durch den Betätigungsmagneten 104 geschlossener zweiter Blende 90 ist der Vorsteuerölstrom unterbunden, so dass der Regelkolben 68 die Verbindung zwischen Fluideingang 44 und Fluidausgang 46 schließt. Bei Einsatz als Druckwaage 38 bei der Hubwerksdämpfung 14, wie in Fig. 3 gezeigt, übernimmt das Ventil nicht nur bei aktivierter Hubwerksdämpfung 14 die Funktion der Druckwaage 38, sondern bei deaktivierter Hubwerksdämpfung 14 zusätzlich die Funktion des die Ladeleitung 48 sperrenden Schaltventils 50 von Fig. 1 und ersetzt dieses.