DE1650308C - Schieberventil zur Steuerung einer Arbeitsvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schieberventil zur Steuerung einer Arbeitsvorrichtung, die von einem ein- oder doppelseitig beaufschlagbaren hydraulischen Motor angetrieben wird, mit jeweils in der Zu- und Abflußleitung zum hydraulischen Motor angeordnetem Entlastungsventil zum Abbau von durch die Trägheit der angreifenden Last verursachten Druckstößen durch öffnen eines normalerweise geschlossenen Entlastungskanals, wobei das Entlastungsventil einen in einem zugehörigen Ventilgehäuse gleitenden Hohlkolben umfaßt und ferner ein von einer Feder in Schließrichtung beaufschlagtes bewegbares Ventilglied aufweist, das im Hohlkolben angeordnet ist und dessen zugehörige Sitzfläche von einem im Hohlkolben angeordneten gegenüber diesem verstellbaren Verschlußstück für den Hohlkolben getragen ist, wobei auf die beiden Stirnflächen des Hohlkolbens sowie auf die eine Seite des Verschlußsiiicks der in der betreffenden Motorleitung herrschende Druck einwirkt, die Verbindung zur das Verschlußstück aufweisenden Seite des Hohlkolbens aber über eine Drosselstelle gebildet ist

Für ein Schieberventil zugsteuerung einer Arbeitsvorrichtung, die von einem doppelseitig beaufschlag· baren hydraulischen Motor angetrieben wird, ist ein Entlastungsventil mit einem in einem zugehörigen Ventilgehäuse gleitenden Hohlkolben bekanntgeworden, das jeweils in der Zu- und Abflußleitung zum hydraulischen Motor angeordnet ist und bei Druckstößen die betreffende Motorleitung über einen Entlastungskanal mit dem Sumpf der hydraulischen Pumpe verbindet Im Ventilgehäuse ist ein zweiter Hohlkolben angeordnet, der koaxial zum ersten Hohlkolben ebenfalls im Ventilgehäuse gleitend bewegbar ist. Zwischen beiden Hohlkolben ist eine Feder angeordnet, die den zweiten Hohlkolben vom ersten fort gegen einen Anschlag des Gehäuses zu drücken sucht In einer Bohrung des ersten das Ventilglied aufweisenden Hohlkolbens ist ein Stößel frei beweglich geführt, der mit einem Ventilsitz des zweiten Hohlkolbens zusammenwirkt, um einen in den Raum zwischen den beiden Hohlkolben gehenden Durchgang im zweiten Hohlkolben abzusperren. Die andere Seite des Durchgangs mündet an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Hohlkolbens in einen von dem Gehäuse und der Stirnfläche des Hohlkolbens gebildeten Raum, der über eine Drossel mit der betreffenden Motorleitung verbunden ist. Die im ersten Hohlkolben den Stößel aufnehmende Bohrung ist ebenfalls über öffnungen im ersten Hohlkolben mit der betreffenden Motorleitung verbunden. Bei Auftreten einer Druckspitze wird der zweite Kolben gegen einen festen Anschlag des Ventilgehäuses getrieben und drückt dabei eine verhältnismäßig schwächt; Feder um ein bestimmtes Maß zusammen. Die Vorspannung der zusammengedrückten Feder bestimmt somit die Ansprechschwelle, bei der sich der erste Kolben bei Wirksamwerden einer Druckspitze bewegt. Da die Ansprechschwelle bei der bekannten Vorrichtung immer gleich hoch ist, ist eine Anpassung an unterschiedliche statische Drücke eines hydraulischen Systems nicht möglich. Für ein und denselben hydraulischen Motor können jedoch abhängig von der betriebenen Arbeitsvorrichtung und der Betriebsweise der Arbeitsvorrichtung unterschiedliche statische Drücke vorliegen, so daß bei einem derartigen Entlastungsventil Gefahr besteht, daß es entweder zu früh oder gar nicht anspricht

Es ist ferner ein Schieberventil zur Steuerung einer Arbeitsvorrichtung bekanntgeworden, bei dem ein Entlastungsventil, das die durch die Trägheit von angreifenden Lasten verursachten Druckstöße durch öffnen eines normalerweise geschlossenen Entlastungskanals abbaut, ebenfalls einen gleitenden Hohlkolben umfaßt Im Hohlkolben ist ein von einer Feder in Schließrichtung beaufschlagtes bewegbares Ventilglied angeordnet dessen zugehörige Sitzfläche von einem im Hohlkolben angeordneten Verschlußstück für den Hohlkolben getragen ist Das Verschlußstück ist ein in den Hohlkolben einschraubbarer Stopfen. Bei Auftreten einer Druckspitze öffnet

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zuerst das bewegliche VentUglied gegen den Druck Ein Ausfühningsbeispiel der Erfindung wird nach-

der Feder, um die das Verschlußstück aufweisende folgend an Hand einer Zeichnung naher criaureru

Stirnseite des Hohlkolbens mit dem Inneren des Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch das en«n- Hohlkolbens zu verbinden. Dadurch ändern sich die dungsgemäße Schiebeventil. Druckverhältnisse am Hohlkolben, dessen dem Ver- 5 Es wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug geaom-

schlußstück entgegengesetzte Seite ebenfalls mit dem. men. Das Schiebeventil ist mit 10 bamcbnet una

Druck der betreffenden Motorleitung beaufschlagt weist ein Ventilgehäuse 12 mit einer Einlauorrnung

ist, und der Hohlkolben öffnet das Entlastungsventil. 14 auf, der Druckflüssigkeit aus einem ««?»

Die Ansprechschwelle, bei der der öffnungsvorgang mittels einer Pumpe 18 zugeführt wird. Das venu^T

des Entlastungsventils beginnt, ist auch hier unab- io häuse 12 weist ferner Endplatten 19 und ii sowie

hängig vom statischen Druck des hydraulischen Sy- Ein- und Auslaßöffnungen 20 bzw. 22 aut. uas ven-

stems konstant und wird durch die Vorspannung der til ist mit einem doppeltwirkenden "J™™?*"?;

auf das bewegliche Ventilelement wirkenden Feder Motor gezeigt, der einen Kolben 26 autweisi, aer wc

bestimmt. Diese Vorspannung kann durch Verdrehen Bohrung des zugehörigen Zylinders 24 in_A ^me*j?™'

des Stopfens im Hohlkolben von Hand verändert 15 mer 28 und eine Kammer 30 unterteilt. /"* *oi™"

werden. Eine automatische Anpassung der An- 26 ist eäne Kolbenstange 32 befestigt, die oei o* «j

sprechschwelle an unterschiedliche hydraulische einen Auslegerarm 36 angelenkt ist, der ein. ieu

Drücke ist auch bei diesem Ventil nicht möglich. einer Hackschare ist Eine Bewegung ™™η£&ν

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Schieber- arms 36 im Gegeauhrzeigersmne wird heroogau ω. ventil zur Steuerung einer Arbeitsvorrichtung mit so indem Druckflüssigkeit über eine if¹™** ~ ™ "

einem Entlastungsventil zum Abbau von Druckstö- Zylinderkammer 30 eingeführt und flussψϋηιjw»

ßen zu schaffen, dessen AnsprechschweUe sich selbst- der Kammer 28 über eine Leitung 40 abgerunn wu.

tätig an unterschiedüche statische Drücke anpaßt. Die Bewegung des Auslegerarms 36 im V^eigcn.

Bei einem Schiebeventil der eingangs genannten ne wird erzielt, !«^ Dr^ueagtot »J" «J ^ Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ver- .5 tung 40 in die Zyjjndejanm« » «mgijrt und

schlußstück ein im Hohlkolben gleitender Differen- Flüssigkeit aus der Zyunderkammer 30 über die Lei

tialkolben ist, dessen rohrförmig ausgebildet KoI- tung 38 abgeführt wird. ,v.„*flii«i«ket wird

benstange in der Bohrung einer im Hohlkolben vor- Die Strömungsrichtung da-,⁰^SSSSeTS

gesehenen Zwischenwand geführt ist, daß der Diffe- durch einen von Hand betätigten Kolbensemeoeτ * rentialkolben mindestens eine Drosselöffnung auf- 30 bestimmt, der gleitend in einer langen öonnmg ·**

weist, die den von der Zwischenwand, vom Innen- des Ventilgehäuses 12 ^Benommeo irt. U« ΐωι

mantel des Hohlkolbens, vom Außenmantel der schieber 42 ist mit Umfangsnuten 46 48 und 50

rohrförmigen Kolbenstange und vom Differentialkol- sehen, während das Gehäuse mit ««^"g"

ben umschlossenen Raum mit dem die Drosselstelle 52, Rücklaufkanalen 54 und 56, die ubei^Jg* aufweisenden Zweig der betreffenden Motorleitung 35 gestellte Leitungen ™» ^d^/umpf 16m vermnau^g

verbindet, und daß die Sitzfläche für das bewegbare stehen, und Kanälen 58 und ^J^^^^bei

VentUglied am von der Zwischenwand aufgenomme- wähnten Kanäle munden in die jBJ'JJJiJJ⁰^ _n

nen Ende der rohrförmigen Kolbenstange des Diffe- die Flüssigkeit, *je ersichtlich^ m Abhangigkeit -n

rentialkolbens gebildet ist. der Stellung des Kolbenschieber*42. dermde^neu Bei dem erfindungsgemäßen Schiebeventil ist der 40 tralen Stellung ^%^\^ι^^^^Ζ-

Ventilsitz für das bewegbare VentUglied also nicht den Kanäle strömt. E'n Entlastangskana^ 6Z vero

fest, sondern wird von einem Differentialkolben in det die Kanäle 58 und 6Oiund^™2 ^einaivStil-

seiner Lage verändert, dessen Stellung innerhalb des auf, die an einemι Ende> einen Site 66 f^ur «^ηε"^νεη^.

Hohlkolbens sich mit unterschiedlichen statischen körner 68 eines ^^^^^S^™ 74 Drücken ändert und somit eine geänderte Vorspan 45 ren Ende einen Sitz Tl ₇?^r _d^_deS_h S ^dem

nung der das bewegliche Ventilglied beaufschlagen- eines Entlastungsventil 76, das identisch

den Feder bewirkt. Auf diese Weise erfolgt eine An- Ventil 70 ist, aufweist. Gecenuhr-

passung der Ansprechschwelle des bewegbaren Ven- Zur Bewegung des Auslegerann⁸ 36 JjOJg¹Jj.

tilglieds und damit des Entlastungsventils an den je- zeigersmn wird der K^olbenschieber 42 nacn^?^KS weils herrschenden statischen Druck. Bei einer plötz- 50 wegt so daß P™«^^"¹"^^ Ba a den

liehen Druckänderung verhält sich der Differential- 14 überjnn Ruckschlagvenül 78 ubbcher Bman,

kolben hingegen so, als ob er mit dem Hohlkolben Kanal*^ d,e Umfangsnu 48,^n Kanal JJ. d

^mfA^rzugtenAusgestaUungderErfin- A=*^J^J^S^^^

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verbindender Kanal ist. Diese Maßnahme ist insofern Umfangsnut^«£^d» »"<*£"^^!^ 36 im

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und gefährliche Pendelungen verursachen können, ^ϋ^*Λ£^ ._q ^ ^_{n oda def} „„.

vermieden.

ken Stellung des Kolbenschiebers 42 ist ein starres Zwischenwand 127 und vom Kolben 124 begrenzt Hochdruckflüssigkeitssystem und ein starres Nieder- wird, ein bestimmter statischer Druckzustand. Vom druckflüssigkeitssystem vorhanden. Kavitation ist je- Innenmantel des Kolbens 108 und von der Wand 127 doch möglich, wenn äußere Kräfte auf den Ausleger- wird ein Raum gebildet, der normalerweise über arm 36 einwirken, beispielsweise derart, daß eine äu- 5 einen radialen Durchgang 137, der mit einer äußeren ßere auf den Auslegerarm 36 in der gezeigten Stel- Ringnut 139 in Verbindung steht," und die über die lung im Gegenuhrzeigersinn einwirkende Kraft die Rücklaufleitung 54 mit dem Sumpf verbunden ist. Flüssigkeit in der Zylinderkammer 28 unter Druck Wenn vom Kanal 58 eine Druckwelle aufgenomsetzt und den Flüssigkeitsdruck in der Zylinderkam- men wird, wie dies der Fall ist, wenn der Kolbenmer 30 verringert, wobei zusätzliche Flüssigkeit für io schieber 42 plötzlich nach einer Bewegung des Ausdie Zylinderkammer 30 erforderlich wird. Zu diesem legerarms 36 im Gegenuhrzeigersinn in die neutrale Zweck ist ein Kavitation verhütendes Pendelventil 80 Stellung zurückbewegt wird, wird die Druckwelle vorgesehen, das der Niederdruckseite Druckflüssig- über die Kanäle 128 und 130 und die Drosselstelle keit zuführt. Das Pendelventil 80 weist einen Kolben 132 zur linken Stirnseite des Kolbens 110 übertra-82 mit zwei im Abstand voneinander angeordneten 15 gen. Die linke Stirnseite des Kolbens 110 weist einen Steuerflächen 84 und 86 und eine dazwischenliegen- Abschnitt mit kleinerem Durchmesser auf. Der Ko!- de, langgestreckte Umfangsnut 88 auf. Der Kolben ben 124 wird normalerweise durch ein Armkreuz 82 ist gleitend in einer axialen Bohrung 90 angeord- 138 auf Abstand zur Endplatte 119 gehalten und ist net, die im linken Ende des Kolbenschiebers 42 vor- mit einer Drosselöffnung 140 versehen, durch die der gesehen ist, wobei der Kolben 82 durch Federn 92 ao Raum 134 gefüllt wird. Wenn die Druckwelle auf die und 94 in seiner neutralen, dargestellten Stellung ge- linke Stirnseite des Kolbens 110 auftrifft, wandert sie halten wird. Die Feder 92 ist in einer Kammer 98 durch den Armstern 138 und dann durch die zentrale eingeschlossen, die vom Stopfen 96 und der Steuer- Bohrung 142 der Kolbenstange 122. Dadurch wird fläche 84 begrenzt ist, während die Feder 94 in einer das Ventilglied 114 gegen den Druck der Feder 116 Kammer 100 eingeschlossen ist, die durch die Steuer- 35 von seiner Sitzfläche abgehoben, und Flüssigkeit fläche 86 und das rechte Ende der Bohrung 90 be- strömt in den Raum 136 ein und weiterhin über den grenzt ist. Durch radiale Öffnungen 102 ist eine Flüs- radialen Durchgang 137 zum Sumpf zurück. An der sigkeitsverbindung zwischen der Kammer 98 und der linken Stirnseite des Kolbens 110 wird auf diese Wei-Umfangsnut 46 geschaffen. In gleicher Weise ist eine se eine Niederdruckzone (verglichen mit dem Kanal Flüssigkeitsverbindung zwischen der Kammer 100 30 58) geschaffen, so daß die Kolben 108 und 110 sich und dem Kanal 60 durch radiale Öffnungen 104 ge- nach links bewegen, da der Druck auf der rechten schaffen. Stirnseite des Kolbens 108 den Druck auf der linken Wenn der Kolbenschieber 42 in die neutrale Stel- Stirnseite des Kolbens 110 übersteigt Hierdurch lung bewegt wird, versuchen Trägheitskräfte, den wird der Ventilkörper 68 von seinem Sitz abgehoben, ' Auslegerarm in Bewegung zu halten, wodurch 35 und die Druckwelle gelangt in den Entlastungskanal Druckstöße entstehen, die für den hydraulischen 62, so daß auch der Ventilkörper 74 von seinem Sitz Kreis schädlich sind. Eine Dämpfung der Druckstöße 72 abgehoben wird, um die Druckwelle in den Kanal kann mit Hilfe der beiden Entlastungsventile 70, 76 60, in dem der Niederdruck herrscht, und in den überzielt werden. Im folgenden soll nur das Entla- rigen Niederdruckteil des Kreises abzuführen. Natürstungsventil 70 im einzelnen beschrieben werden. 40 lieh wird der Ventilkörper 68 nur momentan geöff-Das Ventil 76 arbeitet in genau derselben Weise. net, da das Ventilglied 114 nur für einen kurzen Das Entlastungsventil 70 weist einen Hohlkolben Augenblick offen ist und da ein Niederdruckzustand 108 und einen zweiten Hohlkolben 110 auf, die glei- an der "linken Stirnseite des Kolbens 110 nur wähtend in Anlage aneinander in einer im Gehäuse 12 rend eines Augenblicks besteht vorgesehenen Bohrung 112 angeordnet sind. Der 45 Wenn das Ventilglied 114 sich an seine Sitzfläche Kolben 108 ist einstückig mit dem Ventilkörper 68 120 anlegt, wie das der Fall ist, wenn der Druck im ausgebildet Ein bewegbares Ventilglied 114 ist im Kanal 58 nachläßt und der Druck auf der anderen Hohlkolben 108 angeordnet, das mittels einer Stirnseite des Kolbens 110 an den Druck im Kanal Feder 116 normalerweise in die dargestellte ge- 58 angeglichen wird, bewegen sich die Kolben 108 schlossene Stellung gedruckt wird. Das Ventilglied 50 und 110 wieder nach rechts, um den Ventilkörper 68 114 hat an der linken Seite einen Vorsprung 118, der in Schließstellung zu bringen. Der Kolben 124 beauf einer Sitzfläche 120 ruht, die am rechten Ende wegt sich nach rechts, da die Gesamtfläche auf seiner einer rohrförmigen Kolbenstange 122 eines Differen- linken Seite, die dem Druck ausgesetzt ist, die Fläche tialkolbens 124 vorgesehen ist Kolbenstange 122 auf der dem Druck ausgesetzten rechten Seite über- und Kolben 124 sind einstückig ausgebildet Der 55 steigt Die Bewegungsgeschwindigkeit nach rechts Kolben 124 ist gleitend innerhalb des Hohlkolbens wird durch die aus dem Raum 134 über die Drossel-100 angeordnet, während die Kolbenstange 122 glei- Öffnung 140 zur linken Seite des Kolbens 124 vertend in einer mittleren Bohrung 126 in einer Wand drängte Flüssigkeit bestimmt

127 des Kolbens 110 zwischen den Kolben 108, 110 Wenn sich die Kolbenstange 122 unter Einwirkung

gelagert ist Mittels gebohrter Kanäle 128, 130 und 60 des statischen Druckes bei Normalbetrieb nach

einer Drosselstelle 132 ist eine Flüssigkeitsverbin- rechts bewegt, wird das Ventilglied 114 ebenfalls

dung zwischen dem Kanal 58 und der Bohrung 112 nach rechts bewegt und somit die Feder 116 auf ein

geschaffen. In der neutralen Stellung des Kolben- bestimmtes Maß zusammengedrückt, das von der

Schiebers 42 besteht im Kanal 58, in den Kanälen Höhe des statischen Drucks abhängt Die Bewe-

128, 130, der Drossdstcllc 132 und im Inneren der 65 gungsgeschwindigkeit der Kolbenstangc 122 nach

Bohrung 112 einschließlich in einem Raum 134 in- rechts kann verändert werden, indem die Größe der

ncrhalb des Kolbens 110, der außerdem vom Außen- Drosscloffnung 140 oder die Größe des Raumes 134

mantel der rohrförmigen Kolbenstange 122, von der verändert wird. Das Ventilglicd 114 wird jedoch un-

abhängig von dem Ausmaß der Zusammendrückung der Feder 116 unter Einwirkung von Druckslößen öffnen.

Das die Kavitation verhindernde Pendelventil ist weiterhin wirksam, um überschüssige Flüssigkeit abzuführen, die in der Kammer 58 vorhanden sein kann, wenn der von Hand betätigte Kolbenschieber 42 nach einer Bewegung des Auslegerarms 36 im Uhrzeigersinn in die neutrale Stellung zurückbewegt wird. Unter diesen Bedingungen entsteht ein hoher Druck in dem Kanal 60, der das Entlastungsventil 76 und dann das Ventil 70 öffnet. Die aus der Zylinderkammer 30 verdrängte Flüssigkeitsmenge ist größer als diejenige, die die Zylinderkammer 28 wegen der Kolbenstange 32 aufnehmen kann. Ein Teil dieser Überschußflüssigkeil wird durch den Kreis des Entlastungsventils 76 zum Sumpf geleitet. Jede zusätzliche überschüssige Flüssigkeit wird durch das Pendelvcn-IiI 80 entfernt. Bei einem Druckstoß in dem Kanal

60, der durch die öffnung 104 gelangt, bewegt sich das Pendelventil 80 nach links und verbindet dabei die öffnung 106 mit der öffnung 102. Überschuß-, flüssigkeit im Kanal 58 kann dann durch die öffnung 102, die Nut 88 und die öffnung 106 in den Rück-. lauikanal 52 fließen. Die Überschußflüssigkeit kann dann im Nebenschluß das Ruckschlagventil 78 passieren, indem sie durch eine kleine öffnung (nicht dargestellt) am rechten Stirnende des Rückschlagven-

le tils 78 strömt.

An Stelle von zwei Ventilen wird ein einziges Druckenllaslungsventil verwendet, wenn ein einfach wirkender hydraulischer Motor gesteuert werden soll. In diesem Fall ist die Last z. B. ein vertikal angeordneter Behälter, der durch Schwerkraft zurückkehrt. Dabei kann eine Dämpfung von Sloßbelastungen erzielt werden, indem ein Entlastungskanal zwischen dem Kanal 58 und dem Sumpf, beispielsweise über die Rücklaufleilung 56, vorgesehen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209648/180

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schieberventil zur Steuerung einer Arbeitevorrichtung, die von einem ein- oder doppelseitig beaufschlagbaren hydraulischen Motor angetrieben wird, mit* jeweils in der Zu- und Abflußleitung zum hydraulischen Motor angeordnetem Entlastungsventil zum Abbau von durch die Trägheit der angreifenden Last verursachten Druckstößen durch öffnen eines normalerweise geschlossenen Entladungskanals, wobei das Entlastungsventil einen in einem zugehörigen Ventilgehäuse gleitenden Hohlkolben umfaßt und ferner ein von einer Feder in Schließrichtung beaufschlagtes bewegbares Ventilglied aufweist, das im Hohlkolben angeordnet ist und dessen zugehörige Sitzfläche von einem im Hohlkolben angeordneten gegenüber diesem verstellbaren Verschluß- so stück für den Hohlkolben getragen ist, wobei auf die beiden Stirnflächen des Hohlkolbens sowie auf die eine Seite des Verschlußstücks der in der betreffenden Motorleitung herrschende Druck einwirkt, die Verbindung zur das Verschlußstück aufweisenden Seite des Hohlkolbens aber über eine Drosselstelle gebildet ist, dadurch gekennzeichnet/ daß das Verschlußstück (124) ein im Hohlkolben (108, 110) gleitender Differentialkolben ist, dessen rohrförmig ausgebildete Kolbenstange (122) in der Bohrung (126) einer im Hohlkolben (108, 110) vorgesehenen Zwischenwand (217) geführt ist, daß der Differentialkolben mindestens eine Drosselöffnung (140) aufweist, die den von der Zwischenwand (127), vom Innenmantel des Hohlkolbens (108, 110), vom Außenmantel der rohrförmigen Kolbenstange (122) und vom Differentialkolben umschlossenen Raum (134) mit dem die Drosselstelle (132) aufweisenden Zweig der betreffenden Motorleitung (58) verbindet, und daß die Sitzfläche (120) für das bewegbare Ventilglied (114) am von der Zwischenwand (127) aufgenommenen Ende der rohrförmigen Kolbenstange (122) des Differentialkolbens gebildet ist.

2. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (62) ein die beiden Motorleitungen (58, 60) verbindender Kanal ist.