专利摘要:
Es wird eine Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung zur Verwendung mit einem hydraulischen Stromteilungssystem bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung ist im Dosierschieber eines Stromteilungsventils angebracht und enthält ein an einem Federhalter befestigtes Kegelventil. Der Federhalter umschließt eine Druckfeder, die gegen einen Stopfen drückt, und weist ein Ablassloch auf, das in Abhängigkeit von der Stellung der Federhalter-/Kegelventilkombination überschüssigen Druck in der vorliegenden Erfindung zu einem hydraulischen Pumpenbehälter entlüften kann. Wenn ein hydraulisches Stromteilungssystem gestartet oder angehalten wird, erfolgt ein Fluidstromstoß, der eine Spitze des Systemdrucks verursachen kann. Die vorliegende Erfindung nimmt diese Druckspitze auf, wodurch gestattet wird, dass sich der Fluidstrom beim Starten oder Anhalten des Systems allmählich erhöht oder verringert.
公开号:DE102004019327A1
申请号:DE200410019327
申请日:2004-04-21
公开日:2004-12-09
发明作者:Nianzhu Luo
申请人:Danfoss Power Solutions Inc;
IPC主号:E02F9-22
专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung betrifft allgemein ein hydraulisches Stromteilungssystemund insbesondere einen Schwinggeschwindigkeitsausgleich für ein solchesSystem.
[0002] HydraulischeStromteilungssysteme sind seit jüngererZeit in der Technik bekannt. In der Regel werden diese Systeme zurSteuerung der Bewegung großerSchwenkausleger, wie zum Beispiel einer Löffelbaggervorrichtung, verwendet.Diese Systeme verwenden einen Steuerschieber, der in einem Stromteilungsventilverschiebbar in Eingriff gebracht werden kann, um den Weg des Hydraulikfluidsund folglich die Bewegung des Schwenkauslegers zu ändern.
[0003] Inder Technik ist es weithin üblich,einen Steuerschieber zur Steuerung der Funktion eines Schwenkauslegerszu verwenden. Bei einem hydraulischen Stromteilungssystem weistder Steuerschieber ein massives Zentrum und mehrere Segmente mitunterschiedlichen Querschnittsflächenauf. Je nach Stellung des Steuerschiebers im Stromteilungsventilwird dem System Hydraulikfluidstrom proportional gemäß der Querschnittsfläche desim Eingriff stehenden Segments des Steuerschiebers geliefert.
[0004] EinNachteil des hydraulischen Stromteilungssystems besteht darin, dasses unabhängigvon dem Winkel und der Stellung des Schwenkauslegers einen konstantenFluidstrom bereitstellt. Aufgrund dieses konstanten Fluidstromsist die Geschwindigkeit des Schwenkauslegers nicht gleichmäßig, insbesonderebeim Starten und Anhalten der Schwingbewegung des Auslegers. Der Auslegerneigt bei seinem Starten und Anhalten zu einer ruckartigen Schwingbewegung.
[0005] Umdiesen Nachteil zu überwinden,ist es in der Technik üblichgeworden, dem hydraulischen Stromteilungssystem ein Schwingungsdämpfungsventilhinzuzufügen.Ein Schwingungsdämpfungsventil ändert denFluidstrom in Abhängigkeitvon dem Winkel und der Stellung des Schwenkauslegers. Solch einVentil ist jedoch eine sehr teure Vorrichtung, die an das Systemangebaut werden muss.
[0006] Deshalbbesteht eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellungeines hydraulischen Stromteilungssystems, das einen variablen Fluidstromin Abhängigkeitvon dem Winkel und der Stellung des Schwenkauslegers gestattet.
[0007] Eineweitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der kostengünstigenBereitstellung eines Systems ohne Bedarf an Schwingungsdämpfungsventilen.
[0008] Dieseund andere Aufgabe gehen fürFachleute hervor.
[0009] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsvorrichtungfür einhydraulisches Stromteilungssystem.
[0010] Dievorliegende Erfindung ist im Dosierschieber eines Stromteilungsventilsangebracht. Sie enthältein an einem Federhalter angebrachtes Kegelventil. Der Federhalterumschließteine Druckfeder, die gegen einen Stopfen drückt und zum Halten des Kegelventilsin einer geschlossenen Stellung wirkt. Des Weiteren weist der Federhalterein Ablassloch auf, das in Abhängigkeitvon der Stellung der Federhalter-/Kegelventilkombination überschüssigen Druckin der Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsvorrichtung zu einem hydraulischenPumpenbehälter entlüften kann.
[0011] Wennein hydraulisches Stromteilungssystem gestartet oder angehaltenwird, erfolgt ein Fluidstromstoß,der eine Spitze des Systemdrucks verursachen kann. Die vorliegendeErfindung nimmt diese Druckspitze auf, wodurch gestattet wird, dasssich der Fluidstrom beim Starten oder Anhalten des Systems allmählich erhöht oderverringert. Infolgedessen arbeitet eine durch ein hydraulischesStromteilungssystem, das mit der vorliegenden Erfindung ausgestattetist, wie zum Beispiel ein Schwenkausleger, betriebene Vorrichtunggleichmäßig undohne ruckartige Bewegung.
[0012] 1 ist eine Querschnittsansichtder vorliegenden Erfindung;
[0013] 2 ist eine Querschnittsansichteines hydraulischen Stromteilungssystems mit dem Dosierschieberin der neutralen Stellung;
[0014] 3 ist ein Schema eines hydraulischen Stromteilungssystemsmit dem Dosierschieber in der neutralen Stellung;
[0015] 4 ist eine Querschnittsansichteines hydraulischen Stromteilungssystems mit dem Dosierschieberin der Einwärtsstellung;
[0016] 5 ist ein Schema eines hydraulischen Stromteilungssystemsmit dem Dosierschieber in der Einwärtsstellung;
[0017] 6 ist eine Querschnittsansichteines hydraulischen Stromteilungssystems mit dem Dosierschieberin der Auswärtsstellung;
[0018] 7 ist ein Schema eines hydraulischen Stromteilungssystemsmit dem Dosierschieber in der Auswärtsstellung.
[0019] Auf 1 Bezug nehmend, bezeichnetdie Zahl 10 eine in einem Dosierschieber 12 eingebaute Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10. DerDosierschieber 12 weist eine Innenbohrung 14 auf,die als Einlass fürdie Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 dient.Die Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 enthält ein Kegelventil 16,das einen Sitz 18, eine mit einer Innenbohrung 22 desKegelventils 16 in Strömungsverbindungstehende Einlassöffnung 20 und einenO-Ring 24 enthält.Der O-Ring 24 bildeteine Dichtung zwischen dem Kegelventil 16 und der zweitenInnenbohrung 26 des Dosierschiebers 12. Das Kegelventil 16 istam Federhalter 28 befestigt, welcher eine Schrauben-Druckfeder 30 umschließt. Der Federhalter 28 bewegtsich innerhalb einer dritten Innenbohrung 32 des Dosierschiebers 12.Der Federhalter 28 weist ein Ablassloch 34 auf,das mit einem Schlitz 36 verbunden ist. Je nach Stellungdes Federhalters 28 in der Bohrung 32 kann derSchlitz 36 mit der Auslassöffnung 38 im Dosierschieber 12 inStrömungsverbindungstehen oder nicht in Strömungsverbindungstehen. Die Druckfeder 30 drückt gegen den Stopfen 40,der mit dem Dosierschieber 12 verschraubt und durch einenO-Ring 42 abgedichtet ist.
[0020] DasKegelventil 16 sitzt an der Innenbohrung 14 desDosierschiebers 12. Der Hydraulikfluiddruck in der Bohrung 14 (imFolgenden „P1") drückt gegen dasKegelventil 16 und wirkt zum Antrieb des Kegelventils 16 auseiner geschlossenen Stellung nach der Darstellung in 1 aus der Bohrung 14 ineine Entlastungsstellung, in der das Kegelventil 16 nichtmit der Bohrung 14 in Kontakt steht. Wenn sich das Kegelventil 16 ausder geschlossenen Stellung in die Entlastungsstellung bewegt, gelangtein Teil von P1 von der Bohrung 14 in die zweite Innenbohrung 26 desDosierschiebers 12. Die Innenbohrung 26 des Dosierschiebers 12 dientals Druckkammer, die P1 beim Öffnendes Kegelventils 16 unterstützt. Der Hydraulikfluiddruckin der Bohrung 26 (im Folgenden „P2") wirkt in Kombination mit P1 dahingehend,das Kegelventil 16 schnell aus der geschlossenen Stellungin die Entlastungsstellung anzutreiben. P2 tritt in die Einlassöffnung 20 desKegelventils 16 ein und läuft durch die Innenbohrung 22 desKegelventils 16 zur Innenbohrung 32 des Dosierschiebers 12.
[0021] DerHydraulikfluiddruck in der Bohrung 32 (im Folgenden „P3") wirkt dahingehend,P1 und P2 zu widerstehen. Wenn sich das Kegelventil 16 inder geschlossenen Stellung befindet, kann P3 frei in das Ablassloch 34 eintreten,den Schlitz 36 durchqueren und durch die Austrittsöffnung 38 ausdem Dosierschieber heraustreten. Wenn die durch P1 und P2 erzeugteKraft größer istals die durch P3 und die Druckfeder 30 erzeugte Widerstandskraft,bewegt sich das Kegelventil 16 aus der geschlossenen Stellungin die Entlastungsstellung. Aufgrund des Schlitzes 36 bleibtdas Ablassloch 34 mit der Austrittsöffnung 38 in Strömungsverbindung,währendsich das Kegelventil 16 zwischen der geschlossenen undder Entlastungsstellung befindet. Sobald sich das Kegelventil 16 vollständig inder Entlastungsstellung befindet, steht der Schlitz 36 nichtlängerin Strömungsverbindungmit der Austrittsöffnung 38.Dadurch wird verhindert, dass P3 den Dosierschieber 12 verlässt, undgestattet, dass der Druck von P3 ansteigt, bis die sich aus P3 undder Druckfeder 30 ergebende Kraft die sich aus P1 und P2ergebende Kraft überwinden kannund das Kegelventil 16 wieder in die geschlossene Stellungzurückführt.
[0022] Aufgrundder Unterstützungvon P2 sowie des Schlitzes 36 bewegt sich das Kegelventil 16 schnellaus der geschlossenen Stellung in die Entlastungsstellung und gestattetdas unmittelbare Entlüftenvon Spitzen von P1. Aufgrund der Druckfeder 30 neigt dasKegelventil 16 dazu, sich wesentlich langsamer zu bewegen,wenn es sich aus der Entlastungs- in die geschlossene Stellung bewegt.Die Leistung der Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 hängt vonder besonderen Anwendung ab und kann durch Ändern der Kennwerte der Druckfeder30 zum Erhöhenoder Verringern der Federsteifigkeit nach Wunsch eingestellt werden.
[0023] Derdie Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 aufnehmendeDosierschieber 12 gleitet im Stromteilungsventil 44,wie in 2 gezeigt. DerDosierschieber 12 wird durch das Ende 46 manuelleingestellt und durch die sich in der Endkappe 50 befindendeDruckfeder 48 vorbelastet. Die 2 und 3 zeigenbeide den Stromteilungsventilkreislauf, wenn sich der Dosierschieber 12 inder neutralen Stellung befindet. Wenn sich der Dosierschieber 12 inder neutralen Stellung befindet, blockiert der Schieber den Hydraulikfluidstromaus dem Einlass 52 der Pumpe 54. Somit wird keinStrom durch die Innenbohrung 14 zur Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 umgeleitet,und die Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 bleibtzu jeder Zeit in der geschlossenen Stellung, während sich der Dosierschieber 12 inder neutralen Stellung befindet.
[0024] Wennder Dosierschieber 12 in die Einwärtsstellung geschoben wird,wie in den 4 und 5 gezeigt, kann Hydraulikfluidaus dem Einlass 52 der Pumpe 54 am Dosierschieber 12 vorbeiin den Einlass 56 des Druckausgleichers 58 strömen. Der Druckausgleicher 58 bewegtsich in eine geöffnete Stellungund gestattet, das Fluid in die Brücke 60 strömt. DerDruck in der Brückebaut sich auf, bis er das Lasthalte rückschlagventil 62 überwindenund sich in die Zylinderöffnung 64 bewegenkann. Fluidstrom kehrt durch die Zylinderöffnung 66 aus dem (nichtgezeigten) Zylinder zurück.Es baut sich wieder Druck an der Zylinderöffnung 66 auf, biser das Lasthalterückschlagventil 68 überwindenund sich in den Behälter 70 bewegenkann.
[0025] Wennder Dosierschieber 12 in die Auswärtsstellung gezogen wird, wiein den 6 und 7 gezeigt, kann Hydraulikfluidvom Einlass 52 der Pumpe 54 am Dosierschieber 12 vorbeiin den Einlass 56 des Druckausgleichers 58 strömen. DerDruckausgleicher 58 bewegt sich in eine geöffnete Stellung undgestattet einen Fluidstrom in die Brücke 60. Der Fluidstrombewegt sich ähnlichwie der oben beschriebene, wenn sich der Dosierschieber 12 inder Einwärtsstellungbefindet, außerdass sich der Strom in die umgekehrte Richtung bewegt. Der Druckin der Brückebaut sich auf, bis er das Lasthalterückschlagventil 68 überwindenund sich in die Zylinderöffnung 66 bewegenkann. Fluidstrom kehrt aus dem (nicht gezeigten) Zylinder durchdie Zylinderöffnung 64 zurück. DerDruck baut sich wieder an der Zylinderöffnung 64 auf, biser das Lasthalterückschlagventil 62 überwindenund sich in den Behälter 70 bewegen kann.
[0026] DieSchwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 kann ausgelöst werden,wenn sich der Dosierschieber 12 entweder in der Einwärts- oderin der Auswärtsstellungbefindet. Wenn sich der Dosierschieber 12 entweder in derEinwärts-oder in der Auswärtsstellungbefindet, bewegt sich Fluidstrom am Dosierschieber 12 vorbeiin die Brücke 60.In der Einwärts-oder in der Auswärtsstellungsteht die Brücke 60 über dieInnenbohrung 14 mit der Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 inStrömungsverbindung.Wenn der Druck in der Brückegrößer istals die Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsentlastungseinstellung,wird die Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 ausgelöst, um den überschüssigen Druckaufzunehmen. Insbesondere bewegt sich das Fluid in der Brücke 60 durchdie Innenbohrung 14 und wirkt als P1, wie in 1 gezeigt. Wenn der Druckin der Brücke 60 hochgenug ist, bewirkt er, dass sich das Kegelventil 16 (1) aus der geschlossenenin die Entlastungsstellung bewegt, wodurch der überschüssige Druck von der Brücke durchdie Austrittsöffnung 38 entlüftet werdenkann (1).
[0027] Während desBetriebs eines durch ein Stromteilungsventil 44 unter Verwendungeiner Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 gesteuertenSchwenkauslegers nimmt die Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 Spitzendes Systemdrucks auf, um ruckartige Bewegungen des Schwenkauslegerszu verhindern. Wenn der Dosierschieber 12 entweder in derEinwärts-oder in der Auswärtsstellungin Eingriff steht, tritt insbesondere ein Hydraulikfluidstoß in dieBrücke 60 ein, wodurches zu einer Systemdruckspitze kommen kann. Dieser überschüssige Druckverursacht das Öffnender Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10, wodurchder überschüssige Druckdurch die Austrittsöffnung 38 wiederin den Behälter 70 entlüftet wird.Das Beseitigen dieses überschüssigen Drucksgestattet eine gleichmäßige Strömung des Hydraulikfluidsdurch das System, wodurch letztendlich bewirkt wird, dass sich derSchwenkausleger gleichmäßig, ohneruckartige Bewegungen, bewegt.
[0028] Sollteein Bediener einen mit der Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 ausgestattetenSchwenkausleger abrupt anhalten, öffnet sich das Entlastungsventil 72 imDruckausgleicher 58. Die Pumpe 54 beginnt mitder Reduzierung der Ausgangsströmungdes Hydraulikfluids; jedoch ist die Reaktion der Pumpe 54 wesentlichelangsamer als die Reaktion des Entlastungsventils 72. DieseReaktionszeitverzögerung verursachteine Spitze des Systemdrucks. Dieser überschüssige Druck bewirkt, dass sichdie Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung 10 öffnet, wodurchder überschüssige Druckdurch die Austrittsöffnung 38 inden Behälter 70 zurück entlüftet wird.Das Beseitigen dieses überschüssigen Drucksgestattet, dass sich der Schwenkausleger allmählich verlangsamt, wodurch letztendlichbewirkt wird, dass der Schwenkausleger gleichmäßig ohne ruckartige Bewegungenzum Anhalten kommt.
[0029] Obgleichdie Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen davon gezeigtund beschrieben worden ist, versteht sich, dass viele Modifikationenund Hinzufügungenvorgenommen und Äquivalenteeingesetzt werden können,die innerhalb des beabsichtigten allgemeinen Schutzbereichs der folgendenAnsprücheliegen. Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, dass die vorliegendeErfindung zumindest alle der oben erwähnten Aufgaben löst.
权利要求:
Claims (5)
[1] Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnung, dieFolgendes umfasst: einen Dosierschieber mit einem mit einemEinlassdruck in Strömungsverbindungstehenden Einlass; eine Auslassöffnung im Schieber; einKegelventil im Schieber mit einer gegen den Einlass abgedichtetengeschlossenen Stellung und einer Entlastungsstellung; eineneben dem Einlass und dem Kegelventil angeordnete Kammer, die denEinlassdruck zum Antreiben des Kegelventils aus der geschlossenenStellung in die Entlastungsstellung verwendet; eine Feder imSchieber, die das Kegelventil in Eingriff nimmt und dessen Bewegungentgegenwirkt; und einen am Kegelventil befestigten, die Federaufnehmenden Federhalter, der ein Ablassloch aufweist, das mit derAuslassöffnungin teilweiser Strömungsverbindungsteht, wenn sich das Kegelventil in der Entlastungsstellung befindet.
[2] Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Federhaltereinen mit dem Ablassloch verbundenen Schlitz aufweist, der mit derAuslassöffnungin teilweiser Strömungsverbindungsteht, wenn sich das Kegelventil in der geschlossenen Stellung befindet.
[3] Dosierschieber zur Steuerung von Hydraulikfluid miteiner neutralen Stellung und mindestens einer aktiven Stellung,der Folgendes umfasst: einen Körper mit einer Innenbohrung; einenEinlass im Körper,der mit der Innenbohrung verbunden ist und mit einem Einlassdruckin Strömungsverbindungsteht, wenn sich der Dosierschieber nicht in der neutralen Stellungbefindet; eine mit der Innenbohrung verbundene Auslassöffnung imKörper; einKegelventil in der Innenbohrung, das eine gegen den Einlass abgedichtetegeschlossene Stellung und eine Entlastungsstellung aufweist; eineneben dem Einlass und dem Kegelventil angeordnete Kammer, die denEinlassdruck zur Verwendung zum Antrieb des Kegelventils aus dergeschlossenen Stellung in die Entlastungsstellung speichert; eineFeder in der Innenbohrung, die das Kegelventil in Eingriff nimmtund seiner Bewegung entgegenwirkt; und einen am Kegelventilbefestigten Federhalter, in dem die Feder untergebracht ist, wobeider Federhalter ein Ablassloch aufweist, dass mit der Auslassöffnung inteilweiser Strömungsverbindungsteht, wenn sich das Kegelventil in der Entspannungsstellung befindet.
[4] Verfahren zum Bewegen eines durch ein hydraulischesStromteilungssystems gesteuerten Schwenkauslegers, bei dem man: einenHydraulikzylinder mit dem Schwenkausleger verbindet; ein Stromteilungsventilmit dem Hydraulikzylinder verbindet; einen Dosierschieber mitdem Stromteilungsventil verbindet, wobei der Dosierschieber eineneutrale Stellung und mindestens eine aktive Stellung aufweist; eineHydraulikpumpe mit dem Stromteilungsventil verbindet; die Hydraulikpumpezur Erzeugung von Druck im System betreibt; den Dosierschieberaus der neutralen Stellung in die aktive Stellung in Eingriff bringt,wodurch gestattet wird, dass Hydraulikdruck aus der Pumpe in das Stromteilungsventilgelangt; überschüssigen Hydraulikdruckim hydraulischen Stromteilungssystem durch eine Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnungim Dosierschieber entlüftet,wodurch ein konstanter Hydraulikdruck aufrechterhalten und eineSpitze des Hydraulikdrucks verhindert wird; den Hydraulikdruckin den Zylinder leitet, wodurch der Zylinder angetrieben und diePosition des Auslegers bewegt wird; Geschwindigkeit der Bewegungdes Schwenkauslegers mit einer konstanten Beschleunigung aufbaut, bisder Schwenkausleger eine gewünschteStellung erreicht; und den Dosierschieber aus der aktiven Stellungin die neutrale Stellung in Eingriff bringt, wodurch der Hydraulikfluidstromangehalten und der Schwenkausleger bis zum Anhalten verlangsamtwird.
[5] Verfahren zum Bewegen eines durch ein hydraulischesStromteilungssystem gesteuerten Schwenkauslegers, bei dem man: denSchwenkausleger auf einer Plattform anordnet; einen Hydraulikzylindermit dem Schwenkausleger verbindet; ein Stromteilungsventilmit dem Hydraulikzylinder verbindet; einen Dosierschieber mitdem Stromteilungsventil verbindet, wobei der Dosierschieber eineneutrale Stellung und mindestens eine aktive Stellung aufweist; eineHydraulikpumpe mit dem Stromteilungsventil verbindet; die Hydraulikpumpezur Erzeugung von Druck im System betreibt; den Dosierschieberaus der neutralen Stellung in die aktive Stellung in Eingriff bringt,wodurch gestattet wird, dass Hydraulikdruck aus der Pumpe in das Stromteilungsventilgelangt; überschüssigen Hydraulikdruckim hydraulischen Stromteilungssystem durch eine Schwenkgeschwindigkeitsausgleichsanordnungim Dosierschieber entlüftet,wodurch ein konstanter Hydraulikdruck aufrechterhalten und eineSpitze des Hydraulikdrucks verhindert wird; den Hydraulikdruckin den Zylinder leitet, wodurch der Zylinder angetrieben wird unddie Position des Auslegers bewegt; Geschwindigkeit der Bewegungdes Schwenkauslegers mit einer konstanten Beschleunigung aufbaut, bisder Schwenkausleger eine gewünschteStellung erreicht; ein Rückschlagventilim Stromteilungsventil öffnet, wodurchder Hydraulikdruckstrom in den Zylinder angehalten und die Bewegungdes Schwenkauslegers abrupt angehalten wird; und überschüssigen Hydraulikdruckim hydraulischen Stromteilungssystem durch die Schwingungsgeschwindigkeitsausgleichsvorrichtungim Dosierschieber entlüftet,wodurch ein konstanter Druck aufrechterhalten und eine Spitze des Hydraulikdrucksverhindert wird.
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引用文献:
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