DE3229217A1

DE3229217A1 - Mehrfachsteuerabsperrorgan

Info

Publication number: DE3229217A1
Application number: DE19823229217
Authority: DE
Inventors: Yutaka Ayase Kanagawa Hashimoto; Chiharu Matsunaga; Toshiaki Zama Kanagawa Tsukimoto
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1981-08-06
Filing date: 1982-08-05
Publication date: 1983-02-24
Also published as: DE3229217C2; US4489644A; FR2511111A1; FR2511111B1; GB2107434B; GB2107434A

Description

TOSHIBA KIKAI KABUSHIKI KAISHA, Tokio, Japan . Mehrfachsteuerabsperrorgan

Die Erfindung betrifft ein Mehrfachsteuerabsperrorgan gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere ein Steuerabsperrorgan zur Steuerung des Arbeitsvorganges beispielsweise eines hydraulischen Schaufelantriebs einer Baumaschine oder eines Baufahrzeuges.

Ein hydraulischer Schaufel- oder Löffelbagger besteht im allgemeinen aus einem fahrbaren Abschnitt und einem oberen drehbaren Abschnitt, einschließlich einer Kabine für die Bedienungsperson, einem Arm und einer Schaufel. Ein Mehrfachsteuerabsperrorgan des Löffelbaggers enthält mehrere parallel angeordnete Kolben, die . hydraulisch die jeweiligen Bereiche des Löffelbaggers steuern. Mit dem Mehrfachsteuerabsperrorgan dieser Bauart, das mindestens zwei Kolben, d.h. Richtungswechselabsperrorgane benötigt, kann ein ausreichender Pumpdruck nicht erreicht werden, wenn der Kolben zur Drehung des drehbaren Bereiches und der Kolben zur Betätigung des Schaufelantriebs so geschaltet werden, daß sie gleichzeitig jeweils den drehbaren Bereich und den Arm betätigen, und wenn ferner eine Last, die auf den Arm wirkt, klein_ ist. Aus diesem Grund kann ein Druck zur Drehung des dreh baren Bereiches nicht auf einem ausreichenden Wert aufrechterhalten werden, und manchmal ergibt sich eine Situa tion, in der die Drehbetätigung nicht durchgeführt werden kann. Bei einem bekannten Steuerabsperrorgan wurde, um diesen Fehler zu beseitigen, ein Mehrfachsteuerabsperrorgan mit einem Absperrorgan angeordnet, das eine Drosselfunktion zwischen parallelen Kreisläufen aufweist, und das die Kolben zur Drehung des drehbaren Bereichs und des Schaufelarms verbindet, so daß ein erforderlicher Druck zur Drehung in dem Fall aufrechterhalten wird, wenn eine

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—5-leichte Last auf den Schaufelarm wirkt.

Ein solches Absperrorgan zwischen den parallelen Kreisläufen beansprucht jedoch einen Raum in dem Mehrfachsteuerabsperrorgan, der das Absperrorgan unerwünscht vergrößert. Wenn nur der Kolben zur Betätigung des Schaufelarms betätigt wird, wird ein unnötiger Druckverlust erzeugt, da das Fluid in dem Kolben, der die Drehbewegung steuert, über ein Drosselventil in den Kolben für den Arm eingespeist wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten Fehler des Standes der Technik zu beseitigen und ein verbessertes Mehrfachsteuerabsperrorgan vorzusehen, das aus einem kompakten Absperrorgangehäuse besteht und das den Druckverlust des Steuerungsfluids verringern kann und das immer einen Fluiddruck sicherstellt, der eine Betätigungseinrichtung, beispielsweise einer Baumaschine, betätigen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes nach dem Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

F I G . 1 einen senkrechten Querschnitt eines zum Teil vereinfachten erfindungsgemäßen Mehrfachsteuerabsperrorgans; und

F I G . 2 einen Teil einer Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrfachsteuerabsperrorgans von Fig.· 1.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßen Mehrfachsteuerabsperrorgan 1, das ein Absperrorgangehäuse 2 mit mehreren Kolbenöffnungen 3, 4, 5 und 6 enthält, in denen Kolben 3a, 4a, 5a und 6a angeordnet sind, die jeweils einen Fahrantriebsmotor für ein unteres fahrbares Teil eines Schaufel- oder Löffelbaggers, einen Auslegerzylinder zum Betätigen eines Auslegers, und einen sich drehenden Motor zum Drehen des oberen drehbaren Teils des Löffelbaggers steuern und die ein Armteil des Löffelbaggers betätigen. Ein Ablauf- oder Druckbegrenzungsventil 7 ist im Absperrorgangehäuse 2 zum Schutz des Steuerventils angeordnet, so daß der Fluiddruck einen vorbestimmten Druckwert nicht überschreitet. Eine Fluideinlaßkammer 8 und eine Fluidauslaßkammer 10 sind im Absperrorgange-häuse 2 an seiner stromaufwärts und an seiner stromabwärts gerichteten Seite angeordnet. Die Einlaßkammer 8 steht über eine Pumpe 9 mit einem Flüssigkeitsbehälter 11 in Verbindung, und die Auslaßkammer 10 ist ebenfalls mit dem Behälter 11 verbunden. Diese Kammern sind betriebsfähig miteinander durch einen in der Mitte gelegenen Bypaßkanal 12 verbunden, der senkrecht zu den Kolbenöffnungen steht, wenn die Kolben 3a bis 6a in ihren neutralen Positionen gehalten werden, wie dies in Fig.1 gezeigt ist. Die Kolben 4a und 5a und die Kolben 5a und

6a sind jeweils durch Bypaßkanäle 12a und 12b miteinander verbunden. Ein Rückflußkanal 13 verbindet den Behälter 11 und eine außerhalb gelegene, nicht abgebildete Betätigungseinrichtung, die die Schaufel be-■ tätigt. Fluidzuflußkanäle 14 und 15 sind im Absperrorgangehäuse 2 auf beiden Seiten des in der Mitte gelegenen Bypaßkanals 12 ausgebildet, um den Kolben ein Fluid zuzuführen. Der Kolben 5a ist mit Fluidsteueröffnungen 16, 18 und 17, 19 versehen, die jeweils miteinander durch nicht abgebildete Kanäle verbunden sind. Der Kolben 5a ist außerdem mit Kanälen 20 und 21 versehen, so daß unter Druck stehendes Fluid durchfließen kann, um den sich drehenden Motor zu betätigen.

Der Bypaßkanal 12b ist mit ringförmigen Kammern 22a und 22b um die Kolbenöffnung 6 herum versehen. Die ringförmigen Kammern 22a und 22b sind um einen kleinen Betrag in bezug auf die Mittellinie des Bypaßkanals 12 nach links versetzt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Der Zuflußkanal 15 weist eine Kammer 23 an seinem obersten Abschnitt auf, die in Verbindung mit der Kolbenöffnung 6 steht. Der Zuflußkanal 14 hat keine entsprechende Kammer. Das Absperrorgangehäuse 2 weist Kanäle 24 und 25 auf, die in Verbindung mit der Kolbenöffnung 6 stehen, um ein unter Druck stehendes Fluid einer hydraulischen Zylindervorrichtung zuzuführen, d.h. einer Betätigungseinrichtung, um den Arm des Löffelbaggers zu betätigen. Der Kolben 6a ist an beiden Seiten mit inneren abgestuften Kanälen 26 und 27 ausgebildet, die nach beiden Seiten hin offen sind. Ventilkegel 28 und 29, die in die Kanäle 26 und 27 eingefügt sind, werden durch Federn 30 und 31 nach innen gedrückt, die zwischen den rückwärtigen Enden der Ventilkegel und der nicht abgebildeten Absperrorgane angeordnet sind, um jeweils ein Ende der Kanäle 26 und 27 zu verschließen. Der Kolben 6a ist mit axialen Öffnungen 32, 33

und 34, 35 versehen, die in Richtung der inneren Kanäle 26 und 27 und in Richtung des Außenumfangs des Kolbens 6a geöffnet sind. Der Kolben 6a ist ferner mit einem axialen Kanal 37 versehen, dessen eines Ende mit dem Kanal 26 in Verbindung steht und dessen anderes Ende verschlossen ist. Eine seitliche oder querverlaufende Durchgangs- oder Steueröffnung 38, die in Richtung des Außenumfangs des Kolbens 6a geöffnet ist, ist für den Kanal 26 an einem Abschnitt nahe der Ausgangs-Öffnung des Kanals 37 angeordnet. Ein Kanal 36, der Ausgänge aufweist, die in Richtung des Außenumfangs des Kolbens 6a geöffnet sind, um den Durchfluß des Fluids zu drosseln, ist in der Nähe des verschlossenen Endes des Kanals 37 angeordnet, so daß die Öffnung 38 mit der ringförmigen Kammer 22a des Bypaßkanals 12b verbunden ist und der Drosselkanal 36 in Verbindung mit der ringförmigen Kammer 23 des Zuflußkanals 15 steht, wenn der Kolben 6a nach rechts verschoben wird, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, d.h. in einer Richtung zur Betätigung der äußeren Betätigungseinrichtung in einer vorbestimmten Richtung, aus der in der Fig. 1 gezeigten Lage.

Das erfindungsgemäße Mehrfachsteuerabsperrorgan arbeitet wie folgt.

Wenn der Kolben 6a zur Betätigung des Löffelbaggerarmteils nach rechts aus der abgebildeten Position verschoben wird, dann wird die Öffnung 38 und der Kanal 36 des Kolbens 6a jeweils mit den ringförmigen Kammern 22a und 23 verbunden. Somit fließt unter Druck stehendes Fluid, das in den Zuflußkanal 15 eingespeist ist, in den inneren Kanal 26 durch den Drosselkanal 36 und den axialen Kanal 37. Unter Druck stehendes Fluid, das in den Bypaßkanal 12 (12a, 12b) eingespeist wurde, fließt

ebenso in den Kanal 26 durch die öffnung 38. Das Fluid, das in den Kanal 26 eingespeist wird, öffnet den Ventilkegel 28 gegen die Vorspannkraft der Feder 30 und fließt dann in die äußere Betätigungseinrichtung, um das Armteil über die Öffnung 32 und den Kanal 24 zu betätigen. Bei diesem Vorgang fließt Fluid aus der Betätigungseinrichtung in den inneren Kanal 27 des Kolbens 6a durch den Kanal 25 und die öffnung 35 zurück, um den Ventilkegel 29 gegen die Vorspannkraft der Feder zu öffnen und kehrt schließlich in den Rückflußkanal 13 zurück.

Wie schon oben beschrieben ist, kann das unter Druck stehende Fluid in den inneren Kanal 26 des Kolbens 6a durch zwei Kanäle gefördert werden,zum einen vom Zuflußkanal 15 durch den axialen Kanal 37 und zum anderen vom Bypaßkanal 12 über die Öffnung 38. Somit ergibt sich, daß der Druckverlust in dem Fall auf einen sehr kleinen Wert verringert werden kann, wenn nur der Kolben 6a nach rechts verschoben wird und das unter Druck stehende Fluid vom Kolben 5a zum Kolben 6a gefördert wird.

Andererseits führt der Kolben 6a die gleichen Funktionen aus, wie die Kolben 3a, 4a und 5a, wenn der Kolben 6a aus seiner neutralen Lage nach links verschoben wird, d.h., daß das unter Druck stehende Fluid im Zuflußkanal 15 durch die Öffnung 35 und den Kanal 25 fließt und das zurückfließende Fluid fließt im Rücklaufkanal durch den Kanal 24, die Öffnung 34 und den Ventilkegel

Wenn die Kolben 6a und 5a gleichzeitig nach rechts aus der in Fig. 1 abgebildeten neutralen Lage verschoben werden, wird die Verbindung zwischen den Bypaßkanalen 12a und 12b durch einen Absatz oder eine Schulter 5b und einen Wellenabschnitt 5c des Kolbens 5a abgeschnitten. Der Fluidweg vom Bypaßkanal 12 wird auch abgesperrt, wobei die Fluidmenge, die in den Kanal 24 eingespeist werden

-Λ7-

FIG. 2

I4 I2a

27b Ί5

"* — ' Nummer:	3229217
ΛΧ - ^{lnt C\|3:}	E02F9/22
^ Anmeldetag:	5. August 1982
Offenlegungstag:	24. Februar 1983

FIG. I

Claims

10238 Patentanwälte : ;'*"-- :.■...■ . - Parkstrafe 13 6000 Frankfurt G. M. 1 TOSHIBA KIKAI KABUSHIKI KAISHA, Tokio, Japan Patentansprüche

1. Mehrfachsteuerabsperrorgan zur Betätigung eines Baufahrzeuges oder anderer Fahrzeuge mit einem Absperrorgangehäuse, mit mindestens zwei parallelen Öffnungen zur Aufnahme von Richtungsumschaltkolben, mit Bypaßkanaleinrichtungen, die in einem mittleren Bereich des Absperrorgangehäuses in einer Richtung senkrecht zu den Öffnungen angeordnet sind und betriebsfähig mit den Kolben verbunden sind, um ein Fluid von einer äußeren Quelle zu den Kolben zu fördern, ferner mit einer Zuflußkanaleinrichtung für das Fluid, die parallel zu den Bypaßkanaleinrichtungen angeordnet ist, um das Fluid von der Quelle zu den Kolben zu fördern, wobei die Zuflußkanaleinrichtung mit einer ringförmigen Kammer am äußersten Abschnitt versehen ist, die mit einem der Kolben in Verbindung steht, der in Abflußrichtung an der äußersten Stelle des Mehrfachsteuerabsperrorgans angeordnet ist, mit einer Rückflußkanaleinrichtung, die die Fluidquelle mi L der äußeren Betätigungseinrichtung des Baufahrzeuges verbindet und mit zylinderförmigen Öffnungen, die entsprechende Kolbenöffnungen mit entsprechenden Betätigungseinrichtungen verbinden, wobei jeder der Kolben mit inneren Kanälen versehen ist, die an beiden Seiten des Kolbens angeordnet sind, so daß diese inneren Kanäle mit entsprechenden Kanälen der zylinderförmigen Öffnungen durch axiale Öffnungen verbunden sind, die im Kolben vorgesehen sind,

dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kolben (3a, 4a, 5a, 6a), der in Abflußrichtung an der äußersten Stelle des Mehrfachsteuerabsperrorgangs (1) angeordnet ist, mit einem Kanal (36) versehen

ist, der quer zum Kolben (6a) verläuft und offene Enden aufweist, ferner einen axialen Kanal (37) enthält, dessen einer Ausgang geschlossen ist und dessen anderer Ausgang in Richtung eines Kanals (26) der inneren Kanäle (26, 27) geöffnet ist, und ferner mit einer seitlichen Öffnung (38) versehen ist, die in Verbindung mit dem einen inneren Kanal (26) steht, daß der querverlaufende Kanal (36) mit dem axialen Kanal (37) in einem Bereich nahe dem abgeschlossenen Ende verbunden ist, und daß der querverlaufende Kanal (36) mit der ringförmigen Kammer (23) des Zuflußkanals (15) in Verbindung steht und die seitliche öffnung (38) mit dem in der Mitte des Mehrfachsteuerabsperrorgangs befindlichen Bypaßkanal (12b) verbunden ist, wenn nur der-Kolben (6a), der in Abflußrichtung an der äußersten Stelle des Mehrfachsteuerabsperrorgangs angeordnet ist, aus seiner neutralen Lage in eine Richtung verschoben wird, um eine entsprechende Betätigungseinrichtung in eine vorbestimmte Richtung zu betätigen, und daß nur dann die Verbindung zwischen dem querverlaufenden Kanal (36) und der ringförmigen Kammer (23) hergestellt wird, wenn der in Abflußrichtung an der äußersten Stelle angeordnete Kolben (6a) und ein weiterer Kolben (5a), der in Stromaufwärtsrichtung zu dem zuerstgenannten Kolben (6a) angeordnet ist, gleichzeitig in die oben genannte Richtung verschoben werden.

2. Mehrfachsteuerabsperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der querverlaufende Kanal (36) als ein Drosselkanal ausgebildet ist.

3. Mehrfachsteuerabsperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verlaufende Kanal (37) mit einem weiteren inneren Kanal (27a) der beiden innengelegenen Kanäle (26, 27a) des stromabwärts liegenden Kolben (6a) über eine axial verlaufende innere Öffnung in Verbindung steht, und daß ein Druckbegrenzungsventil (39) in die innere Öffnung in einer solchen Weise eingebaut ist, daß ein Ende des Druckbegrenzungsventils (39) an einem offenen Ende des axial verlaufenden Kanals (27a) infolge von federnden Einrichtungen (41) anliegt, die zwischen einem Ende des Druckbegrenzungsventils (39) und einer Absperrvorrichtung (42) angeordnet sind, die in der inneren Öffnung so vorgesehen ist, daß sie die Verbindung des einen inneren Kanals (27a) und des anderen inneren Kanals (27b) unterbricht, so daß das Druckbegrenzungsventil (39) mit dem axial verlaufenden Kanal (37a) und dem querverlaufenden Kanal (36a) verbunden ist.