DE1550282B1 - Hydraulisches steuerventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuer- der Rastvorrichtung für schnelles und langsames ventil für Hydromotore, insbesondere Steuerschieber Heben und für schnelles und langsames Senken einer für hydraulische Hubzylinder, mit einer den Schieber- Last ausgebildet ist,

kolben in vorbestimmten Stellungen haltenden, druck- Fig. 5 die Rastvorrichtung gemäß Fig. 4 mit in

abhängig arbeitenden Rastvorrichtung. 5 Schnellhubstellung befindlichem Schieberkolben und

Bekannte Rastvorrichtungen für hydraulische F i g. 6 die Rastvorrichtung gemäß F i g. 5 in Sperr-

Steuerventile haben im allgemeinen nur die Aufgabe, stellung zur Verhinderung des Schieberkolbens in die die einmal von Hand eingestellte Ventilstellung so Schnellhub- und Schnellsenkstellung, lange zu halten, bis der Druckanstieg in der Speise- Die Zeichnungen zeigen jeweils einen Abschnitt

leitung des gesteuerten Motors das Ende eines io eines Mehrfachsteuerschiebers, in dem eine Anzahl Arbeitshubes kenntlich macht. Bei Hubende über- gleichartiger Schieberabschnitte zwischen einem Einsteigt die hydraulische Betätigungskraft am Steuer- laß- und einem Auslaßabschnitt angeordnet sind, schieber die normalerweise vorgesehene Feder- Jeder Schieberabschnitt weist ein Gehäuse S auf und verrastung, so daß der Steuerschieber mit Hilfe seiner enthält in einer Bohrung 6 einen von Hand in Längs-Rückstellfedern wieder in die Neutralstellung zurück- 15 richtung verschiebbaren Schieberkolben 7, mit dem kehren kann. Bei einer jederzeit möglichen erneuten ein an die Motoranschlüsse 9 und 10 angeschlossener Betätigung von Hand oder aber auch immer dann, doppeltwirkender hydraulischer Hubzylinder 8 bewenn der Steuerschieber in seiner Arbeitsstellung mit tätigt wird. In der mittigen Neutralstellung des der Hand gehalten wird, können sich unter bestimm- Schieberkolbens 7 sind beide Motoranschlüsse abten Betriebsverhältnissen erhebliche Gefahren für 20 gesperrt.

Mensch und Maschine ergeben, wenn nämlich die In der Lastsenkstellung gemäß F i g. 1 fließt das am

Last zu groß ist oder mit zu großer Geschwindigkeit Einlaß 11 eintretende Druckmittel über die Kanäle bewegt wird. Dies gilt vor allem für Steuerventile, die 12, 13, 14 zum Motoranschluß 9. In dieser Stellung aus einer Neutral- oder Haltestellung in eine Schnell- ist der Schieberkolben 7 gegenüber der Neutralhebstellung, eine Langsamhebstellung, eine Schnell- 25 stellung nach links verschoben, senkstellung und eine Langsamsenkstellung bewegbar Vom Motoranschluß 10 fließt das Druckmittel

sind und zum Anheben und Absenken eines schweren über den rechten Arm eines U-förmigen Rückfluß-Arbeitsgerätes dienen. kanals 17 und den Abflußanschluß 18 zum Sammel-

Es liegt die Aufgabe vor, das Steuerventil der ein- behälter.

leitend genannten Art so auszubilden, daß es sich 30 In der Lasthubstellung fließt das Druckmittel von unter bestimmten Betriebsbedingungen nicht von Einlaß 11 über den Kanal 12, das lasthaltende Rück-Hand übersteuern läßt, d. h. sein Ventilschieber nicht schlagventil 16 und den Kanal 15 zum Motorvon einer in eine andere Arbeitsstellung, in der un- anschluß 10, so daß die Last gehoben wird. Zur erwünschte Wirkungen auftreten können, verschoben gleichen Zeit kehrt das Druckmittel vom Kolbenwerden kann. 35 Stangenende des Zylinders 8 zum Motoranschluß 9,

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungs- den linken Arm des U-förmigen Rückflußkanals 17 gemäße Steuerventil dadurch gekennzeichnet, daß die zum Abflußanschluß 18 zurück. Rastvorrichtung eine einen Teil des Schieberkolbens Der dargestellte Steuerschieber hat zwei linke und

mit dem Schiebergehäuse formschlüssig verbindbare zwei rechte Arbeitsstellungen, und zwar jeweils bei Raste enthält, welche mittels einer entgegen einer 40 kleinem Schieberverstellweg eine Langsam- und bei voreinstellbaren Rückstellkraft arbeitenden Kolben- großen Verstellweg eine Schnellstellung. Die Fig. 1 Zylinderanordnung, die einen in einem Ventükanal zeigt den Schieber in der Langsamsenkstellung, in der vorhandenen, von der Motorbelastung abhängigen zwischen Motoranschluß 10 und Rückflußkanal 17 Strömungsmitteldruck empfängt, in Verriegelungs- die Drosselbohrung 20 liegt. In der Schnellsenkrichtung beaufschlagt ist. In Ausgestaltung der Er- 45 stellung gemäß F i g. 2, bei der der Schieberkolben 7 findung sperrt die Rastvorrichtung nur in einer sich sich rechts von der in Fig. 1 dargestellten Lage beaus der Neutralstellung entfernenden Richtung. findet, ist die Drosselbohrung 20 unwirksam.

Handelt es sich um doppeltwirkende Arbeits- Die Rastvorrichtung 21 spricht auf den Strö-

zylinder mit je zwei Arbeitsgeschwindigkeiten für mungsmitteldruck in dem mit dem Kopf des Hubbeide Arbeitsrichtungen, kann in weiterer Aus- 50 Zylinders 8 verbundenen Motoranschluß 10 an und gestaltung der Erfindung die Rastvorrichtung in bei- arbeitet somit lastabhängig. Die Rastvorrichtung 21 den Arbeitsrichtungen das Erreichen der hohen Ar- verhindert eine Bewegung des Schieberkolbens 7 in beitsgeschwindigkeit verhindern, wenn die Last zu die in F i g. 2 dargestellte Schnellsenkstellung, wenn groß ist. der Strömungsmitteldruck in dem mit dem Zylinder-

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungs- 55 kopf verbundenen Motoranschluß 10 auf einen zuvor formen des erfindungsgemäßen Steuerventils bei- festgelegten Wert ansteigt oder diesen Wert überspielsweise veranschaulicht. In den Zeichnungen schreitet. Dieser Wert wird erreicht, wenn der Zyzeigt under schwer belastet ist, d. h. immer dann, wenn die

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Steuerventil Last nicht schneller abgesenkt werden darf, als es der für verschiedene Arbeitsgeschwindigkeiten mit einer 60 durch die Drosselbohrung 20 des Schieberkolbens 7 Rastvorrichtung, in der Langsamsenkstellung der Fig. 1 festgelegten

F i g. 2 die Rastvorrichtung gemäß F i g. 1 mit in Begrenzung entspricht. Dies gilt vor allem, wenn der Schnellsenkstellung befindlichem Schieberkolben, Zylinder 8 beispielsweise in einem Gabelstapler in-

Fig. 3 die Rastvorrichtung in Sperrstellung zur staffiert ist und mit dem Schieberkolben die Gabel Verhinderung der Verstellung des Schieberkolbens in 65 auf und ab gesteuert wird, die Schnellsenkstellung, Wenn die Gabel schwach oder nur mäßig beladen

F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Aus- ist, wird der Schieberkolben 7 über die Langsamführungsform des Steuerventils, das zusammen mit senkstellung hinaus in die Schnellsenkstellung gemäß

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F i g. 2 bewegt. Dies bedeutet zwar eine Zeitersparnis sehen den Kugeln liegt. Die Kugeln 22 und das Widerbeim Absenken von Gabel und Gabelladegut, jedoch lager 25 verhindern jetzt eine Bewegung des Schieberkann der Gabelstapler durch große Trägheitskräfte kolbens 7 in die Schnellsenkstellung,
umgeworfen werden, sobald die Bedienungsperson In der Sperrstellung des Kolbens 26 ist der den Schieberkolben 7 in die Neutralstellung zurück- 5 Schieberkolben 7 zwischen Neutralstellung und bewegt, um das Absenken zu unterbrechen. Langsamsenkstellung mehr oder weniger frei beweg-

Die Rastvorrichtung 21 enthält eine oder mehrere lieh.

als Raste wirkende Sperrkugeln 22, die lose in Radial- Die Konusfläche eines ringförmigen Nockenbohrungen 23 eines rohrförmigen Schieberkolben- körpers 37, der auf dem Kolbenabschnitt 31 längsansatzes 24 gelagert sind. Der Ansatz 24 befindet sich io verschieblich angeordnet ist, steht der Konusfläche an dem der Drosselbohrung 20 benachbarten 32 des Kolbens 26 gegenüber. Bei normalen Last-Schieberende. Die Sperrkugeln 22 werden mit dem bedingungen kann dann der Nockenkörper 37 die Schieberkolben 7 hin- und herbewegt und können aus Sperrkugeln 22 leicht axial nach außen bewegen, den Radialbohrungen 23 heraus nach außen in eine wenn von der Langsamsenkstellung zur Schnellsenk-Sperrstellung gedrückt werden, in der sie auf ein be- 15 stellung übergegangen wird. Die von einer Feder 38 züglich des Ventilgehäuses festes Widerlager 25 auf- ' behinderte Einwärtsbewegung der Sperrkugeln forlaufen. Eine druckabhängig arbeitende Betätigungs- dert zusätzliche Kraft, die von der Bedienungsperson Vorrichtung für die Sperrkugeln 22 der Rastvorrich- am Schieberkolben gefühlt wird,
tung besteht aus einem Kolben 26, der in einem Zy- Die Rastvorrichtung 21 der F i g. 4 verhindert bei linder 27 im Inneren des Ansatzes 24 zwischen 20 einem Geschwindigkeits- und Richtungssteuer-Drosselbohrung 20 und Sperrkugeln 22 axial ver- schieber für doppeltwirkende Hydraulikzylinder eine schiebbar ist. Der Kolben 26 ist von seiner normalen Verschiebung des Schieberkolbens 7 sowohl in die Ruhestellung gemäß F i g. 1 in die in F i g. 3 dar- Schnellsenk- als auch in die Schnellhubstellung, wenn gestellte Sperrstellung verschiebbar, in der die Sperr- die Last am gesteuerten Hubzylinder einen zuvor kugeln 22 am Widerlager 25 verriegelt sind, um eine 25 festgelegten normalen oder mäßig hohen Wert überVerschiebung des Schieberkolbens 7 über die steigt.

Langsamsenkstellung hinaus zur Schnellsenkstellung F i g. 4 zeigt den Schieberkolben in der Langsamzu verhindern. Der Kolben 26 ist in Richtung auf hubstellung, in der er gegenüber der Neutralstellung seine normale Ruhestellung mit einer Rückstellfeder um einen ersten Betrag nach rechts verschoben ist. 28 vorgespannt. Die Federkraft läßt sich mit einer 30 In dieser Lage fließt das Druckmittel zum Motor-Einstellschraube 29 auf einen Wert einstellen, der anschluß 10. Das vom Kolbenstangenende des Zyeiner normalen oder mäßigen Last am Zylinder 8 linders 8 abfließende Druckmittel gelangt vom Motorentspricht. Die Federkraft wird immer dann über- anschluß 9 zum Abfluß.

wunden, wenn am Zylinder 8 eine schwere Last an- In der Langsamsenkstellung unmittelbar links

greift, die nicht mit großer Geschwindigkeit sicher 35 neben der Neutralstellung strömt das Druckmittel

abgesenkt werden kann. über den Kanal 12, das Rückschlagventil 16 und den

Wenn mehrere Sperrkugeln 22 vorgesehen sind, Motoranschluß 9 zum Kolbenstangenende des Zykönnen die Radialbohrungen 23, in denen die linders 8. Das am Zylinderkopf verdrängte Druck-Kugeln 22 gelagert sind, über den Umfang des KoI- mittel strömt zum Motoranschluß 10 und von dort bens 26 verteilt werden. In ihrer Ruhestellung liegen 40 über die nur in der Langsamsenkstellung wirksame die Kugeln dann auf dem mit geringerem Durch- Drosselbohrung 20 des Schieberkolbens zum linken messer ausgebildeten Ende 31 des Kolbens 26 etwas Arm des Rückflußkanals 17.

außerhalb einer Konusfläche 32, die zum zylindri- Wenn der Schieberkolben 7 aus der Neutraischen Hauptabschnitt des Kolbens 26 überleitet. Ein stellung um einen größeren Betrag nach links in die Axialkanal 33 im Schieberkolben verbindet den Zy- 45 Schnellsenkstellung bewegt wird, erfolgt der Rücklinder 27 mit der Drosselbohrung 20, so daß in der fluß parallel zur Drosselbohrung 20 frei zum Neutral- und der Langsamsenkstellung im Zylinder Kanal 17.

27 der gleiche Druck herrscht wie im Motor- In der bezüglich der Fig. 4 rechts außen liegen-

anschluß 10. den Schnellhubstellung des Schieberkolbens 7 fließt

Das Widerlager 25 befindet sich hier in einer 50 das Druckmittel vom Einlaß 11 über den Speisekanal Hülse 34, die den Schieberkolbenansatz 24 konzen- zu beiden Motoranschlüssen 9 und 10. Die gegenirisch umgibt. Die Bohrung 36 der Hülse mündet in überliegenden Enden des Hydraulikzylinders 8 sind die zum Ventilgehäuse geöffnete Bohrung 35. Die also miteinander und mit der Druckmittelquelle verHülse 34 bewegt sich beim Verstellen des Schieber- bunden. Da die Wirkfläche am Zylinderkopfende kolbens 7 axial nur geringfügig auf das Ventilgehäuse 55 größer als am Kolbenstangenende ist, wird die Last zu, so daß das Widerlager als festes Lager betrachtet gehoben. Das am Kolbenstangenende über den werden kann. Motoranschluß 9 abströmende Druckmittel gelangt

Die Sperrkugeln 22 liegen, wie gesagt, normaler- über den Kanal 14 und das Rückschlagventil 16 zum

weise auf dem mit geringerem Durchmesser aus- Kanal 15 und ergänzt das von der Druckmittelquelle

gebildeten Ende 31 des Kolbens 36, so daß sie in die 60 kommende Druckmittel, so daß die Last sehr schnell

Hülsenbohrung 36 eintreten können, wenn der Schie- angehoben wird.

ber in die Schnellsenkstellung der F i g. 2 bewegt Die Rastvorrichtung 21 verhindert eine Bewegung wird. Sobald aber eine schwerere Last am Hub- des Schieberkolbens 7 in beide Schnellarbeitsstellunzylinder 8 angreift, spricht der Kolben 26 auf den gen, wenn der Druck am Motoranschluß 10 einen von der Last erzeugten Druck im Motoranschluß 10 65 zuvor festgelegten, einer großen Last am Zylinder an und drückt die Sperrkugeln 22 radial nach außen entsprechenden Wert erreicht oder überschreitet,
und in die Bohrung 35, sobald der mit großem Es ist nicht nur gefährlich, wenn ein Hydraulik-Durchmesser ausgebildete Teil des Kolbens 26 zwi- zylinder eines Gabelstaplers bei starker Last in die

Schnellsenkstellung gebracht wird, sondern es ist auch von Nachteil, wenn die Bedienungsperson bei stark belasteter Gabel, also stark belastetem Hubzylinder, den Schieber in die Schnellhubstellung bewegt, da hierbei der Systemdruck praktisch äugenblicklich einen Wert erreicht, bei dem Überdruckventile öffnen. In diesem Fall wird der Förderfluß der Pumpe über das Überdruckventil geleitet, so daß nicht alle Energie im System ausgenutzt wird, da die relativ starke Feder des Überdruckventils überwunden werden muß.

Die Rastvorrichtung21 gemäß Fig. 4 bis 6 ist der Anordnung gemäß F i g. 1 bis 3 sehr ähnlich, so daß für gleiche oder einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet wurden. Die hier mit dem Ventilgehäuse fest verbundene Hülse 34' ist mit einer flachen inneren Ausnehmung 39 versehen, deren Enden die gegenüberliegenden Widerlager 40 und 41 für die Sperrkugeln 22 bilden.

In ihrer in F i g. 4 dargestellten Lage befinden sich die Sperrkugeln 22 frei beweglich in den Radialbohrungen 23, um die Schnellhub- und Schnellsenltstellung zu erreichen.

In der Neutralstellung des Schieberkolbens 7 liegen die Kugeln 22 mitten zwischen den Widerlagern 40 und 41. Solange die Last am Zylinder den zuvor festgelegten Sicherheitswert nicht überschreitet, wird der Kolben 24 federnd in seiner Ruhestellung gehalten, so daß der Schieberkolben 7 alle vier Arbeitsstellungen erreichen kann.

Der Kolben 16 spricht auf die Belastung des Hubzylinders in der Neutralstellung, der Langsamhubstellung und der Langsamsenkstellung an. Bei Überlast drückt der Kolben 26 die Sperrkugeln 22 radial nach außen vor die Widerlager 40 und 41, so daß übergroße Lasten sich nur mit langsamerer Geschwindigkeit anheben oder absenken lassen.

Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen liegt die Rückstellf eder 28 in einer Hülse 44, die in das offene Außenende des Steuerschieberansatzes eingeschraubt ist. Die Kraftübertragung zum Kolben 26 erfolgt über einen Kopfbolzen 45, dessen dünner ausgebildetes Ende über eine Führungsbohrung in den Schieberansatz hineinragt und gegen den Abschnitt 31 des Kolbens 26 drückt.

Gemäß den Fig. 1 bis 6 ist die Rastvorrichtung zusammen mit den üblichen Zentrier- oder Rückstellf edern 47 in einem Gehäuse 46 untergebracht. Eine mit einem Stopfen 48 verschließbare Öffnung 49 am Außenende des Gehäuses 46 ermöglicht einen Zugang zur Einstellschraube 29.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Steuerventil für Hydromotore, insbesondere Steuerschieber für hydraulische Hubzylinder, mit einer den Schieberkolben in vorbestimmten Stellungen haltenden, druckabhängig arbeitenden Rastvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (21) eine einen Teil des Schieberkolbens (7) mit dem Schiebergehäuse formschlüssig verbindbare Raste (22) enthält, welche mittels einer entgegen einer voreinstellbaren Rückstellkraft arbeitenden Kolben-Zylinderanordnung (26, 27), die einen in einem Ventilkanal vorhandenen, von der Motorbelastung abhängigen Strömungsmitteldruck empfängt, in Verriegelungsrichtung beaufschlagt ist.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (21) nur in einer sich aus der Neutralstellung entfernenden Richtung sperrt.

3. Steuerventil nach den Ansprüchen 1 und 2

für doppeltwirkende Arbeitszylinder mit je zwei Λ Arbeitsgeschwindigkeiten für beide Arbeite- ™ richtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (21) in beiden Arbeitsrichtungen das Erreichen der hohen Arbeitsgeschwindigkeit verhindert.

4. Steuerventil nach den Ansprüchen! bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (21) eine mit dem Ventilgehäuse (5) verbundene Widerlagerhülse (34) und in Radialbohrungen (23) eines Schieberkolbenansatzes (24) gelagerte Sperrkugeln (22) enthält, die von einer mit der Kolben-Zylinderanordnung (26, 27) verbundenen Konusfläche (32) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (28) radial nach außen in Ausnehmungen (35) der Widerlagerhülse (34) gedrückt werden.

5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkugeln (22) zusätzlich mit einer schwachen Feder (38) in Sperrstellung vorgespannt sind.

6. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch ge- * kennzeichnet, daß die Rückstellfeder (28) sich an \ einem von außen zugänglichen und in einer Axialbohrung des Schieberkolbens (7) liegenden Schraubstopfen (29) abstützt.

7. Steuerventil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinderanordnung (26, 27) über eine Axialbohrung (33) des Schieberkolbens (7) gespeist ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen