-
Steuereinrichtung für einen nur in einer Richtung durchströmten Druckmittelverbraucher
zu seiner wahlweisen Verbindung mit einer von zwei voneinander getrennten Druckmittelquellen
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen nur in einer Richtung durchströmten
Druckmittelverbraucher zu seiner wahlweisen Verbindung mit einer von zwei voneinander
getrennten Druckmittelquellen mit Rücklaufbehälter.
-
Es ist eine Steuereinrichtung bekannt, die einen Verbraucher mit zwei
Druckerzeugern verbindet, wobei die Funktion darin besteht, .den Anschluß des einen
oder des anderen der beiden zum Verbraucher führenden Kreise an einen Rücklauf-
bzw. Vorratsbehälter zu ermöglichen. Wenn bei dieser bekannten Vorrichtung ein Betätigungshebel
eine Extremposition einnimmt, ist der erste Kreis an den Vorratsbehälter angeschlossen,
während der zweite Kreis mit dem zweiten Druckerzeuger verbunden ist. Wenn der Betätigungshebel
hingegen seine zweite Extremposition einnimmt, befindet sich der zweite Kreis in
Verbindung mit dem Vorratsbehälter, während der erste Kreis an den ersten Druckerzeuger
angeschlossen ist. In der Mittelstellung stellt der Betätigungshebel die Verbindung
des ersten Kreises mit dem ersten Druckerzeuger und des zweiten Kreises mit dem
zweiten Druckerzeuger her. Es ist somit erforderlich, daß das so beschriebene System
zwei gut funktionierende Druckerzeuger hat, um den Verbraucher zu versorgen. Es
ist jedoch in keinem Fall möglich, den einen Druckerzeuger durch den anderen zu
ersetzen, z. B. in dem Fall, in dem der eine Druckerzeuger defekt ist oder für andere
Zwecke benötigt wird.
-
Eine andere Druckschrift zeigt ein System mit zwei Pumpen bzw. Druckerzeugern,
die jedoch nur abhängig von ihrer Einschaltung auf die gesteuerten Vorrichtungen
arbeiten. Nach einer anderen Vorveröffentlichung werden zwar verschiedene Drücke
verwendet, diese aber mehreren gesteuerten Vorrichtungen zugeführt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zu
schaffen, die es möglich macht, einen Verbraucher durch zwei voneinander vollkommen
unabhängige Druckerzeuger zu versorgen. Auf diese Weise soll z. B. die Auswahl zwischen
einem Kreis mit hohem Druck und einem Kreis mit niedrigem Druck möglich sein. Weiterhin
soll der eine Druckerzeuger in einfacher Weise gegen den anderen ausgetauscht werden
können.
-
Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird eine
Steuereinrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch die Vereinigung folgender
Merkmale: a) es werden drei gleichzeitig betätigte Steuerventile mit je drei Stellungen
verwendet; b) von den ersten beiden Steuerventilen führt je eine Druckleitung zum
Verbraucher; c) die beiden Druckleitungen sind durch ein an sich bekanntes Doppelrückschlagventil
gegeneinander abgesichert; d) das erste Steuerventil stellt in der ersten Stellung
keine Verbindung her, verbindet in der zweiten Stellung die erste Druckmittelquelle
mit seiner Druckleitung und in der dritten Stellung diese Druckleitung mit einer
Rücklaufleitung zum Rücklaufbehälter; e) das zweite Steuerventil verbindet in der
ersten und zweiten Stellung seine Druckleitung mit einer Rücklaufleitung zum Rücklaufbehälter
und in der dritten Stellung .die zweite Druckmittelquelle mit seiner Druckleitung;
f) das dritte Steuerventil verbindet in seinen ersten beiden Stellungen die Rücklaufleitung
vom Verbraucher mit der Rücklaufleitung zum Rücklaufbehälter und in der dritten
Stellung die Rücklaufleitung vom Verbraucher mit der Rücklaufleitung zum Rücklaufbehälter
der zweiten Druckmittelquelle.
-
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ermöglicht es, einen Verbraucher
in einfacher und zuverlässiger Weise von der einen oder der anderen von wenigstens
zwei unabhängigen Druckmittelquellen zu versorgen, wodurch die Auswahl zwischen
einem
Kreis mit hohem Druck und einem Kreis mit niedrigem Druck
möglich ist und außerdem die eine Druckmittelquelle gegen die andere ausgetauscht
werden kann.
-
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können
die Steuerventile in einem einzigen Gehäuse angeordnete, ausgeglichene Schieberkolben
aufweisen, die jeweils in Hülsen untergebracht sind und lediglich je zwei Lagerflächen
besitzen. Die völlig ausgeglichenen Schieber sind unempfindlich gegenüber dem herrschenden
Druck, so daß der Durchfluß exakt steuerbar ist. Es ist somit ein völliges Gleichgewicht
gewährleistet, unabhängig von den Hoch- und Niederdrücken in jedem Druckmittelerzeuger,
wobei eine hohe Dauersicherheit auf Grund des Umstandes gewährleistet ist, daß einerseits
die hohen Drücke jedes Kreises in verschiedenen Gehäusen auftreten, so daß der Bruch
des einen Kreises nicht den Verlust des Druckmittels der anderen Kreise nach sich
zieht, und daß andererseits die Anzahl der dynamischen Dichtungen auf ein Mindestmaß
beschränkt ist und ihre Anbringung an einem einzigen der Hochdruckkreise erfolgt,
wobei entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung die einzigen
dynamischen Dichtungen des Systems einer Drehachse zugeordnet sind, über die die
Schieber von einem einzigen Handgriff zu betätigen sind.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung
nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 ein Schema des Leitungsverlaufs
mit der Steuereinrichtung in ihren drei Stellungen, F i g. 2 einen Längsschnitt
in der durch die Achsen der Schieberkolben gehenden Ebene, F i g. 3 einen Längsschnitt
nach der Linie III-III in Fig.2, F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV
in F i g. 3, F i g. 5 eine Endansicht in Richtung des Pfeils V in F i g. 2, F i
g. 6 und 7 Querschnitte nach den Linien VI-VI und VII-VII in F i g. 2.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel .dient die Steuereinrichtung
dazu, einen Verbraucher 1 (F i g. 1) durch die eine oder andere von zwei unabhängigen
hydraulischen Druckmittelquellen 2 und 3 zu speisen oder ihn in einer Wartestellung
von der Speisung abzuschalten.
-
Die Steuereinrichtung ist mit den Druckmittelquellen durch fünf Leitungen
verbunden, nämlich die Hochdruckspeiseleitungen 4 und 5 vom Druckerzeuger 2 bzw.
3, eine Niederdruckrücklaufleitung 6 zum Rücklaufbehälter des Druckerzeugers 2 und
die Niederdruckrücklaufleitungen 7 und 8 zum Rücklaufbehälter des Druckerzeugers
3.
-
Die Steuereinrichtung ist mit dem Verbraucher 1 durch drei Leitungen
verbunden, nämlich zwei Hochdruckleitungen 9 und 10, die den Druckerzeugern 2 und
3 entsprechen, und eine einzige Niederdruckrücklaufleitung 11, die beiden Erzeugern
gemeinsam ist. Die Leitungen 9 und 10 münden in ein Doppelrückschlagventil 12, das
über die Leitung 13 den Verbraucher 1 an diejenige der Leitungen 9 und 10 anschließt,
in der der höhere Druck herrscht und die andere Leitung sperrt. . Die Steuereinrichtung
(F i g. 2 bis 7) enthält im Innern des Gehäuses 14 drei Schieberkolben 15,16 und
17, die in Gehäuseabschnitten 18,19 und 20 beweglich sind, welche völlig unabhängig
und getrennt abnehmbar sind.
-
. Jeder Gehäuseabschnitt ist mit einer Hülse 21, 22 bzw. 23 versehen.
Die Schieberkolben 15 und 16 haben den gleichen Querschnitt, und der Schieberkolben
17 hat den doppelten Querschnitt wie diese. Die Schieberkolben weisen am Ende Ringnuten
24, 25 und 26 auf, in die Rollen 27 und 28 eingreifen, die an den Enden von Armen
29 und 30 befestigt sind. Diese Arme sitzen an einer drehbaren Welle 31, an der
eine äußere Kurbel angreift und die zwei dynamische Dichtungen 32 und 32' trägt.
-
Die Hülse 21 weist zwei Gruppen von Löchern 33 und 34 auf, deren axialer
Abstand etwas kleiner als derjenige der Sitzflächen 35 und 36 des Schieberkolbens
15 ist, und der Gehäuseabschnitt 18 ist mit zwei Anschlüssen 37 und 38 versehen,
an die sich die Leitungen 9 und 4 anschließen und die mit den Löchern 33 und 34
in Verbindung stehen. Die Hülse 22 weist zwei Gruppen von Löchern 39 und 40 auf,
deren axialer Abstand etwas kleiner als derjenige der Gleitflächen 41 und 42 des
Schieberkolbens 16 ist, und der Gehäuseabschnitt 19 ist mit zwei Anschlüssen 43
und 44 versehen, an die sich die Leitungen 5 und 10 anschließen und die mit .den
Löchern 39 und 40 in Verbindung stehen.
-
Die Hülse 23 weist drei Gruppen von Löchern 45, 46 und 47 auf, deren
axialer Abstand kleiner als derjenige der Gleitflächen 48 und 49 des Schieberkolbens
17 ist, und der Gehäuseabschnitt 20 ist mit drei Anschlüssen 50, 51 und 52 für .die
Leitungen 6, 11 und 8 versehen, die mit den Löchern 45, 46 und 47 in Verbindung
stehen.
-
Wenn der Arm 30 nach links gedrückt wird, so daß er mit der Senkrechten
einen Winkel von -30° bildet (wie in F i g. 3 strichpunktiert angedeutet),
So
werden durch die Gleitfläche 36 des Schieberkolbens 15 die Löcher 34 verdeckt.
Die Löcher 33 und damit der Anschluß 37 mit der Leitung 9 sind verschlossen. Die
Sitzfläche 42 des Schieberkolbens 16 läßt die Löcher 40 und damit den Anschluß 44
sowie die Löcher 39 und damit den Anschluß 43 offen. Die Leitung 5 ist verschlossen,
und die Leitung 10 steht mit dem Hohlraum 53 in Verbindung, der den drei Schiebern
gemeinsam ist. In der Stellung, die der Schieberkolben 17 alsdann einnimmt, steht
der Hohlraum 53 über die Löcher 45 mit dem Anschluß 50 und daher mit der Leitung
6 in Verbindung. Die Anschlüsse 50 und 51 und damit die Leitungen 6 und 11 sind
untereinander verbunden, und die Leitung 8 mündet über den Anschluß 52 und die Löcher
47 in einen gebildeten Hohlraum ein.
-
Die vorstehend beschriebene Stellung (in F i g. 1 punktiert) ist die
Wartestellung, in der die Hochdruckleitung 9 des Druckerzeugers 2 geschlossen, die
Hochdruckleitung 10 des Erzeugers 3 an die Leitung 6 und damit an den Behälter des
Erzeugers 2 angeschlossen und die gemeinsame Rücklaufleitung 11 ebenfalls an die
Leitung 6 angeschlossen ist.
-
Wenn man den Arm 30 in die Zwischenstellung bringt, in der er einen
Winkel von -8° mit der Senkrechten bildet (wie in F i g. 2 und 3 dargestellt), so
zeigt sich, daß durch den Schieberkolben 15 die Leitungen 9 und 4 über die Löcher
33 und 34 verbunden sind, daß durch den Schieberkolben 16 die
Leitung
10 mit der Leitung 6 verbunden bleibt, und zwar über die Löcher 40, den Hohlraum
53 und die Löcher 45 des Schieberkolbens 17, und daß durch den Schieberkolben 17
die Leitung 11 mit der Leitung 6 über die Löcher 45 und 46 in Verbindung bleibt.
-
Diese Zwischenstellung (in F i g. 1 stark ausgezogen) entspricht der
Speisung des Empfängers 1 durch den Druckerzeuger 2.
-
Wenn man den Arm 30 im Sinn des Uhrzeigers (in F i g. 3) weiterdreht,
so passiert er eine Zwischenstellung, in der der Schieberkolben 16 die Leitung 10
von der Leitung 6 trennt und mit der Leitung 8 über einen radialen Kanal 54 und
einen axialen Kanal 55 im Kolben 16 und die Ausgleichskammer 56 des Schieberkolbens
16 verbindet. Die Ausgleichskammer 56 und die entsprechende Ausgleichskammer 57
des Schieberkolbens 15 stehen über axiale Kanäle 58, 59 und radiale Kanäle 60, 61
mit einem Längskanal 62 in Verbindung, der an den Löchern 47 in den Schieberkolben
17 mündet und so über den Anschluß 52 mit der Leitung 8 in Verbindung steht.
-
Der Arm 30 passiert alsdann eine andere Zwischenstellung, in der die
Löcher 33 verschlossen sind und somit die Leitung 9 von der Leitung 4 getrennt und
mit der Leitung 6 verbunden ist, nämlich über einen radialen Kanal 63 und
einen axialen Kanal 64 des Kolbens 15 und die gemeinsame Kammer 53. Darauf werden
vom Schieberkolben 17 die Löcher 45 verschlossen, wodurch Leitung 11 von Leitung
6 getrennt wird und anschließend die Löcher 46 und 47 verbunden, wodurch Leitung
11 an die Leitung 8 angeschlossen wird. Wenn der Schieberkolben 16 so weit nach
rechts (in F i g. 2 und 3) geschoben ist, daß der Kanal 54 die Löcher 40 verläßt,
dann ist die Leitung 10 von der Leitung 8 getrennt und mit der Leitung 5 über die
Löcher 39 und 40 verbunden.
-
Sobald schließlich der Arm 30 einen Winkel von + 30° mit der Senkrechten
bildet (wie in F i g. 3 strichpunktiert angedeutet), wird die Leitung 9 von der
Leitung 6 getrennt und an die Leitung 7, die mit der Leitung 8 vereinigt sein kann,
angeschlossen, und zwar über die Löcher 33, die mit der Ausgleichskammer 57 in Verbindung
stehen.
-
Die Steuereinrichtung befindet sich jetzt in einer Stellung (in F
i g. 1 dünn ausgezogen), die der Speisung des Verbrauchers 1 durch den Druckerzeuger
3 entspricht.
-
Die Steuereinrichtung ist mit dem Verbraucher durch nur drei Leitungen
verbunden, von denen zwei Hochdruckleitungen 9 und 10 je einem Druckerzeuger entsprechen,
wodurch Ölverlust in zwei Kreisen im Fall des Bruchs einer Hochdruckleitung vermieden
wird und eine einzige Niederdruckleitung 11 den beiden Erzeugern gemeinsam ist,
weil der Bruch einer Niederdruckleitung viel weniger wahrscheinlich ist. Das Öl
aus beiden Kreisen kann sich nicht mischen, und zwar weder bei Ölaustritt am Ventil
12 (die nicht benutzte Hochdruckleitung 9 oder 10 ist dabei mit dem Behälter
des benutzten Kreises verbunden) noch bei Ölaustritt in der Steuereinrichtung selbst
(die Entspannungsnuten nehmen dieses Öl auf und leiten es in den richtigen Behälter).
-
Auf Grund der Schaltfolge für die verschiedenen Synchronisationsvorgänge
der Schieberkolben 15, 16,
17 durch den einzigen Steuergriff 31 können
weder vorübergehende oder zufällige Überdrücke in der Rücklaufleitung noch bedeutende
Ölaustritte zwischen Hoch- und Niederdruckseite hervorgerufen werden.
-
Die Folge der Vorgänge kann anders gewählt werden, indem beispielsweise
die Vorgänge des Übergangs der Leitung 9 von der Leitung 6 zur Leitung 7 und des
Übergangs der Leitung 10 von der Leitung 8 zur Leitung 5 zeitlich verschoben sind
oder der Steuergriff durch andere Mittel als -von Hand, z. B. hydraulisch, pneumatisch,
elektrisch oder mechanisch, betätigt wird.