-
Vorrichtung gegen das Einfahren eines hydraulischen
-
Zylinders bei Druckabfall Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
gegen das Einfahren eines hydraulischen Arbeitszylinders bei Druckabfall, insbesondere
bei Rohrbruch der das Arbeitsmittel zuführenden Arbeitsleitung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches. Diese bekannten Vorrichtungen sprechen nur an, wenn der Druck
in der betreffenden Arbeitsleitung bis zum Atmosphärendruck zusammenbricht. In vielen
Anwendungsfällen ist es erwünscht, daß die Vorrichtung bereits bei Absinken des
Druckes um einen bestimmten Betrag in der betreffenden Arbeitsleitung anspricht.
Außerdem soll bis zu diesem Betrag das Rückschlagventil auch in dessen Sperrichtung
durchströmbar sein, wenn beispielsweise eine äußere Kraft entsprechender Größe auf
den Zylinder wirkt. Diese Funktionserweiterung ist Aufgabe vorliegender Erfindung.
Erreicht wird diese Funktionserweiterung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches
1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
-
Es zeigen: Figur 1 den schaltungstechnischen Aufbau der Erfindung
und Figur 2 einen Längsschnitt durch das 3-Wegeventil.
-
In Figur 1 ist mit 1 der hydraulische Arbeitszylinder bezeichnet,
dessen Arbeitsleitung 2 vom kolbenstangenseitigen Zylinderraum la unmittelbar zum
Steuerschieber 3 führt. Die Arbeitsleitung 4 führt über das entsperrbare Rückschlagventil
5 vom kolbenseitigen Zylinderraum lb zum Steuerschieber 3. Zur Sicherung des Arbeitszylinders
ist in der Arbeitsleitung 4 zwischen kolbenseitigem Zylinderraum lb und dem entsperrbaren
Rückschlagventil 5 ein Druckbegrenzungsventil 6 angeordnet. Die Steuerleitung 7
des entsperrbaren Rückschlagventils 5 führt zu dem Wechselventil: 8.
-
Von dem einen Anschluß des Wechselventils 8 führt eine Leitung 9 zu
der Arbeitsleitung 2 und vom anderen Anschluß eine Leitung lo zum 3-Wege-Steuerventil
11. Der eine Anschluß des 3-Wege-Steuerventils steht über die Leitung 12 mit dem
Tank T und der andere Anschluß über den Leitungsabschnitt 13 mit der Arbeitsleitung
4 in Verbindung. Vom Steuerventil 3, das die Bewegungsrichtung des Arbeitszylinders
1 steuert, führt eine Leitung 14 zum Tank T und eine Leitung 15 mit zwischengeschaltetem
Rückschlagventil 16 zur Pumpe 17, die über die Leitung 18 ebenfalls mit dem Tank
in Verbindung steht. Zur Absicherung der Anlage ist mit der Leitung 15 zwischen
Pumpe 17 und Rückschlagventil 16 ein Druckbegrenzungsventil 19 verbunden, das bei
Überschreiten des eingestellten Druckes öffnet und damit über die Leitung 20 die
Verbindung von der Pumpe 17 zum Tank freigibt. Mit der Leitung 15 zwischen Rückschlagventil
16 und Steuerventil 3 ist ein Speicher 21 verbunden, dessen Aufgabe unten näher
erläutert wird.
-
In der gezeigten Schaltstellung c des Steuerventils 3 ist die Verbindung
der Arbeitsleitungen 2, 4 mit dem Tank und der Pumpe 17
unterbrochen
und damit der Kolben lc mit Kolbenstange id des Arbeitszylinders hydraulisch blockiert.
Wird das Steuerventil 3 aus der Schaltstellung c in die Schaltstellung a verschoben,
ist die Arbeitsleitung 4 mit der Leitung 15 und damit mit der Pumpe verbunden und
die Arbeitsleitung 2 mit der Leitung 14 und damit mit dem Tank. Der kolbenseitige
Zylinderraum 1b wird somit über das entsperrbare Rückschlagventil 5 vom Pumpendruck
beaufschlagt, während der kolbenstangenseitige Zylinderraum unter Tankdruck steht.
Durch die hierbei am Kolben lc wirkende Druckkraft verschiebt sich der Kolben in
Richtung des Zylinderraumes la und schiebt damit die Kolbenstange ld aus. Gleichzeitig
wirkt der Pumpendruck über die Leitung 13 und Steuerleitung llc auf den Schaltkolben
11b des 3-Wege-Steuerventils 11. Ist die Druckbeaufschlagung des Schaltkolbens llb
größer als die in Gegenrichtung wirkende Kraft der einstellbaren Druckfeder lla,
verschiebt sich das 3-Wege-Steuerventil 11 aus der gezeigten Schaltstellung a in
die Schaltstellung b, in der die zum Wechselventil 8 führende Leitung lo mit der
Leitung 13 und damit mit der Pumpe verbunden wird. Der Verschlußkörper 8a des Wechselventils
8 stellt hierbei die Verbindung der Leitung lo mit der Steuerleitung 7 her und trennt
die Verbindung zwischen Leitung 9 und Steuerleitung 7.
-
Damit ist das entsperrbare Rückschlagventil 5 vom Pumpendruck aufgesteuert,
so daß die Arbeitsflüssigkeit aus dem Zylinderraum 1b über das entsperrte Rückschlagventil
und das Steuerventil in den als Puffer wirkenden Speicher 21 strömt. Dieser Betriebszustand
tritt ein, wenn eine äußere Kraft auf die Kolbenstange 1d in Richtung des Pfeiles
23 wirkt, die größer ist als die in Gegenrichtung vom Pumpendruck bewirkte Kraft.
Sinkt der Druck in
der Arbeitsleitung 4 auf einen Wert, der unter
dem an der Druckfeder lla des 3-Wege-Steuerventilsll eingestellten Wert liegt, verschiebt
slch das 3-Wege-Steuerventilil aus der Schaltstellung b wieder zurück in die gezeigte
Ausgangs-Schaltstellung a, in der die zum Wechselventil 8 führende Leitung lo mit
der zum Tank führenden Leitung 12 verbunden ist. Da auch die Leitung 9 über die
Arbeitsleitung 2 mit dem Tank in Verbindung steht, steht somit auch die Steuerleitung
7 mit dem Tank in Verbindung, so daß das entsperrbare Rückschlagventil durch Verdrängen
von Steuerflüssigaus keit/dessen Steuereinrichtung über das Steuerventil 11 zusteuert
und damit ein Durchfluß durch das Rückschlagventil 5 aus Richtung des Zylinderraumes
lb unterbrochen ist. Ein Einziehen der Kolbenstange ld infolge einer an dieser angreifenden
äußeren Last ist damit wirkungsvoll unterbunden. Ein Durchströmen des Arbeitsmittels
durch das Rückschlagventil von dessen Eingang 5a in Richtung des Zylinderraumes
Ib ist von der Stellung dessen Entsperrvorrichtung unabhängig.
-
Wird das Steuerventil 3 aus der Schaltstellung a in die Schaltstellung
b verschoben, ist die Arbeitsleitung 2 mit der Pumpe 17 und damit auch der kolbenstangenseitige
Zylinderraum la des Arbeitszylinders 1 mit der Pumpe verbunden. Die Arbeitsleitung
4 steht bei dieser Schaltstellung b des Steuerventils 3 mit dem Tank in Verbindung.
Gleichzeitig steht auch die Entsperrvorrichtung des Rückschlagventils 5 über die
Steuerleitung 7, das Wechselventil 8 sowie über die Leitung 9 unter Pumpendruck,
so daß das Rückschlagventil auf steuert und die Verbindung des Zylinderraumes lb
mit dem Tank freigibt, so daß sich der Kolben lc mit Kolbenstange ld in Richtung
des Zylinderraumes lb bewegt.
-
Bei dieser durch die Schaltstellung b des Steuerventils 3 bedingten
Arbeitsbewegung des Arbeitszylinders 1 ist das 3-Wege-Steuerventil 11 ohne Bedeutung,
nachdem der Steuerdruck für die Entsperrvorrichtung des Rückschlagventils unmittelbar
von der Arbeitsleitung 2 abgenommen ist.
-
Das 3-Wege-Steuerventil 11 ist in einem Steuerblock 30 angeordnet,
der gleichzeitig das Wechselventil 8, das entsperrbare Rückschlagventil 5 sowie
das Druckbegrenzungsventil 6 aufnimmt.
-
Das 3-Wege-Steuerventil 11 besteht aus dem Einsatzkörper 31, der von
dem Einschraubdeckel 32 im Steuerblock befestigt ist.
-
In einer Stufenbohrung 33 des Einsatzkörpers 31 sind Ventilsitzkörper
34, 35 sowie eine Distanzhülse 36 eingepreßt.
-
Die Distanzhülse dient gleichzeitig zur Führung des Betätigungsstiftes
37 für die als Kugeln ausgebildeten Schließkörper 38, 39.
-
Der Schließkörper 38 in Verbindung mit dem Ventilsitzkörper 34 steuert
die Verbindung des mit der Arbeitsleitung 4 verbundenen Leitungskanals 13a mit dem
mit dem Wechselventil 8 verbundenen Leitungskanal loa. Der Schließkörper 39 in Verbindung
mit dem Ventilsitzkörper 35 steuert die Verbindung des mit dem Tank in Verbindung
stehenden Leitungskanals 12a mit dem Leitungskanal loa. Der Schließkörper 38 steht
mit dem Betätigungsbolzen 40 in kraftschlüssiger Verbindung, der über den Federteller
41 von der mittels der Anstellschraube 42 einstellbaren Druckfeder lla belastet
ist. Der Schließkörper 39 liegt am Schaltkolben ilb kraftschlüssig an, der über
den Leitungskanal llc vom im Leitungskanal 13a herrschenden Druck beaufschlagt ist.
-
In der gezeigten Schaltstellung ist der Leitungskanal loa mit dem
mit dem Tank verbundenen Leitungskanal 12a verbunden,
während die
Verbindung zwischen Leitungskanal loa und dem Leitungskanal 13a unterbrochen ist.
Diese Schaltstellung ergibt sich, wenn die auf den Betätigungskolben 40 wirkende
Federkraft größer ist als die auf den Schaltkolben llb wirkende Druckkraft, infolge
dessen Druckbeaufschlagung durch das in der Arbeitsleitung 4 strömende Arbeitsmittel.
Übersteigt die am Schaltkolben wirkende Druckkraft die Federkraft, verschiebt der
Schaltkolben 11b den Schließkörper 39 in seine SchlieB-stellung und über den Betätigungsstift
35 den Schließkörper 38 in seine Offenstellung, so daß nunmehr der Leitungskanal
loa mit dem Leitungskanal 13a verbunden ist, während die Verbindung des Leitungskanals
loa mit dem Leitungskanal 12 getrennt ist.