DE936130C - Einrichtung zur druckabhaengigen Steuerung eines hydraulischen Systems - Google Patents

Description

• Einrichtung zur druckabhängigen Steuerung eines hydraulischen Systems Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur druckabhängigen Steuerung eines hydraulischen Systems, bei dem der Innenraum eines Druckzylinders durch einen Differentialkolben in zwei ungleich große Räume unterteilt ist, derart, daß der eine Raum eine größere wirksame Kolbenfläche aufweist als der andere. Der kleinere Zylinderraum mit der kleineren Kotlbenfläche steht unter hydraulischem Druck, und der größere mit der größeren Kolbenfläche hat eine Abfiußmöglichkeit für die Druckflüssigkeit, damit der Kolben in Richtung auf den größeren Zylinderraum bewegt werden kann. Wenn der Kolben die umgekehrte Richtung einschlagen soll, wird der größere Zylinderraum mit der Druckleitung der die Druckflüssigkeit fördernden. Pumpe verbunden, so d@aß der Druck im größeren Zylinderraum. größer wird ads in dem kleineren. Solche Druckzylinder mit Differentialkolben sind bekannt.
• Die Erfindung verfolgt dien Zweck, durch eine Ventileinrichtung besonderer Art die Kolbenbewegung im Druckzylinder zu steuern. Zu diesem Zweck sind in einem. Ventilgehäuse zwei unter Federwirkung stehende gleichachsige Kolben angeordnet. Der eine schließt mit einem Ende einen der Druckflüssigkeit zugänglichen Ringraum ab. Er ist ferner, mit einem mit der Abflußleitung des Druckzylinders verbundenen Längskanal versehen und liegt mit dem anderen Ende an dem inneren, als Ventilsitz ausgebildeten Ende des anderen Kolbens an, der seinerseits von - einer Druckkammer umgeben; und von außen her steuerbar ist. Düfirch Herausziehen des Kolbens. aus dem Ventilgehäuse wird der Ventilschluß zwischen den aneinanderstoßenden Korlbenenden geöffnet und der Druckflüssigkeit der Weg aus, dem größeren Druckzylinderraum in; die Rückleitung zur Pumpe freigegeb,en mit dem Ergebnis, daß der Differenrtialkollben des Druckzylinderst entsperrt wird und vom. Flüssigkeitsdruck in den größeren Zylinderraum bewegt werden kann.
• Eine besondere Ausgestaltung des steuerbaren Ventilkolbens: hat zur Folge, daß die unter Druck stehenden Flächenft, die den Ventilschluß bewirken, im wesentlichen in demselben Verhältnis zueinander stehen, wie die ungleich, großen Kolbenflächen der beiden Druckzylinderräume. Dadurch wird. das Steuerventil in seiner Ausgangsstellung im Gleichgewicht gehalten,.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der- nachstehenden Beschreibung und aus der Zeichnung, in dienen ein Ausführungsbeispiel beschrieben und dargestellt isst.
• Das hydraulische System besteht aus einem Flüssigkeitsbehälter io, der durch Leitung i i mit dem Zulauf einer ständig arbeitenden Pumpe 12 verbunden ist, durch welche die Druckflüssigkeit in einen Speicher 9 befördert wird, der wiederum mit Druckleitung 13 verbunden ist. Der unter 14 dargestellte Arbeitszylinder-15 hat einen zweiseitig wirkenden Kolben 16, der auf einer Kolbenstange 17 von verhältnismäßig großem Durchmesser sitzt. Der Ringraum 18, in dem sich die Kolbenstange 17 befindet, ist mit der Druckleitung 13 verbunden, während der Arbeitsraum i9 durch Leitung 2o mit dem Anschluß 2i eines Ventils 22 in Verbindung steht. Leitung 13 steht mit den Anschlüssen 23 und 24 des Ventils 22 in Verbindung. Eine Abzweigung von Leitung i i führt zu Rücklauf 25.
• Das Ventil 22 besteht aus einem Gehäuse 26 mit einer Bohrung 27. In dieser sitzt eine Muffe 28, in die eine Stellschraube 29 hineinragt. Ein rohrförmiger Ventilkörper 30 ist axial verschiebbar in der Muffe 28 angeordnet. Am linken Ende des Ventilkörpers 3o befindet sich ein stumpfkegeliger Kopf 31, der gegen den ringförmigen Sitz 32 abdichtet, der an der Muffe 28 angeordnet ist. Hinfiter dem Kopf 31 des rohrförmigen Ventilkörpers 30 befindet sich eine ringförmige Nut 33; welche durch Bohrung 34 mit der Druckleitung 23 in Verbindung, steht. Am rechten Ende des Ventilkörpers 3o befindet sich eine Ringdichtung 35, um das Austreten von Flüssigkeit aus der Muffe 28 zu verhindern. Der Ventilkörper 30 wird durch eine Spiralfeder 36 im Raum 37 in seiner Verschlußstellung gehalten. Beim öffnen des Ventils wird die Verschiebung des Ventilkörpers 3o durch den Anschlag 38 begrenzt, der - in das Ventilgehäuse 26 eingeschraubt ist. Raum 37 ist durch eine Bohrung 39 mit Anschlußleitung 21 verbunden.
• Ein Ventilstößel 4o ragt durch eine Dichtungsbüchse 41 in das Ventilgehäuse 26 hinein. Das innere Ende 42 ist verschiebbar in Bohrung 27 und mit einer Ringdichtung 43 versehen. In diesem Tei des- Stößels 4o befindet sich eine Bohrung 44, derer Mundstück die Form eines stumpfen Kegels hai und als Sitz 45 für den Rand 46 des rohrförmiger Ventilkörpers 3o dient. Der Durchmesser de: Zwischenstückes 47 des Ventilstößels 40 ist etwa: geringer als der an dem Ventilkörper 3o anliegende Teil des Stößels 40, wodurch eine Schulter 48 gebildet wird zur Aufnahme der Dichtungsscheibe 49. Zwischen dieser Dichtungsscheibe und der Dichtungsbüchse 41 befindet sich eine Spiralfeder 5o, die so eingerichtet ist, daß sie, wenn sich das Ventil in seiner normalen Stellung befindet (wie in der Zeichnung dargestellt), einen Druck nach links ausübt; der im wesentlichen dem von der gegenüberliegenden Feder 36 ausgeübten Druck entspricht. Das Austreten der Flüssigkeit aus Dichtungsbüchse 41 wird durch Ringdichtung 51 verhindert.
• Das äußere Ende des Ventilstößels 40 ist zur Aufnahme von Hebel 52 gegabelt, welcher durch Bolzen 53 mit dem Ventilstößel verbunden ist.
• Bohrung 25, ist durch Bohrung 54 mit dem Ringraum 55 verbunden, der die Sitzfläche 45 umgibt, während in ähnlicher Weise das Anschlußstück 24 durch Bohrung 56 mit Raum 57 verbunden ist. Raum 57 ist von Bohrung 25 völlig abgeschlossen und umgibt Schulter 48 und Feder 5o. Bohrung 44 ist normalerweise mit dem Anschluß 2i verbunden, und zwar über die Längsbohrung 58, die sich voneinem Ende des Ventilkörpers 30 zum anderen Ende erstreckt.
• Das Ventil arbeitet folgendermaßen: Die dargestellten Teile befinden sich in ihrer normalen Lösestellung,. wobei die Druckflüssigkeit, die von der Pumpe 12 gefördert wird, durch Anschluß 23 in den Ringraum 33 gelangt. Die Druckflüssigkeit von der Pumpe 12 wirkt auch auf den ringförmigen Arbeitsraum 18 des Druckzylinders, -sie übt dort einen Druck auf den Kolben 16 in der Zeichnung nach rechts aus. Eine Bewegung des Kolbens 16 nach rechts kann jedoch nur dann stattfinden, wenn die Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum 19 austreten kann. Wenn sich das Ventil in der dargestellten Lage befindet, kann die Flüssigkeit nicht austreten, so daß also der Arbeitskolben 16 in dieser Stellung festgehalten ist. Man kann hierbei leicht erkennen, daß der einzige Weg, durch welchen die Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum i9 entweichen könnte, durch Bohrung 58 zur Bohrung 44 verläuft und von hier über Sitzfläche 45 zum Behälter io. Die Flüssigkeit kann jedoch diesen Verlauf nicht nehmen, weil Sitzfläche 45 durch den Rand 46 des Ventilkörpers 30 verschlossen ist. Dieses Verschließen der Sitzfläche wird durch den von Feder 5o ausgeübten Druck erreicht und durch den im Raum 57 wirkenden Flüssigkeitsdruck noch erhöht. Die Druckflüssigkeit wirkt auf eine Fläche, die der Oberfläche der ringförmigen Schulter 48 entspricht.
• Der im Arbeitsraum 18 des Arbeitszylinders 14 herrschende und von der Pumpe 12 herrührende Druck erzeugt im Arbeitsraum 19 einen Druck, der durch Leitung 2o und Bohrung 58 zur Bohrung 44 weitergeleitet wird. Dieser Druck wirkt daher auf Ventilstößel 40, und zwar auf eine Fläche, die derjenigen entspricht, die von dem Rand der Sitzfläche 46 umschlossen wird. Die Druckflüssigkeit wird dem Raum 57 zugeführt, um diesem Druck zu widerstehen. Die Teile sind so konstruiert, daß die Fläche der Schulter 48 in einem bestimmten Verhältnis zu der von Rand 46 begrenzten Fläche steht, und zwar im wesentlichen im gleichen Verhältnis, wie zwischen den wirksamen Flächen der Arbeitsräume 18 und ig des Arbeitszylinders. Wenn also die Fläche der ringförmigen Schulter 48 gleich A, die Fläche des. Ventilsitzes 46 gleich B, die wi,rksam@e Fläche des. Arbeitsraumes. 18 gleich C und die wirksame Fläche des Arbeitsraumes ig gleich D gesetzt wird, dann ist AIB = CID.
• Das Ventil22 befindet sich also in seiner Ausgangsstellung im Gleichgewicht.
• Um den Kolben des Arbeitszylinders nach rechts zu verschieben, wird der Hebel 52 nach rechts bewegt, wodurch Sitzfläche 45 von der Kante 46 abgehoben wird und so die Flüssigkeit aus dem größeren Arbeitsraum ig des Arbeitszylinders 14 austreten läßt. Diese Flüssigkeit fließt alsdann durch Bohrung 54, Anschluß 25 und Leitung i i zurück zum Behälter io, während Kolben 16 durch die Druckflüssigkeit bewegt wird, die so in den Arbeitsraum 18 fließen kann.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i: Einrichtung zur druckabhängigen Steuerung eines hydraulischen Systems, bei dem der Innenraum eines Druckzylinders durch einen Differentialkolben in zwei ungleich große Räume unterteilt ist, von denen der kleinere mit kleinerer Kolbenfläche unter hydraulischem Druck steht und der größere mit größerer Kolbenfläche eine Abflußmögl.ichkeit für die Druckflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ventilgehäuse (22) zwei unter der Einwirkung von Federn (36,5o) stehende gleichachsige Kolben (30, 47) angeordnet sind, von denen der eine (30) mit einem Ende (31) einen der Druckflüssigkeit zugänglichen Ringraum (33) abschließt, einen mit der Abflußleitung (2o) des Druckzylinders (14) verbundenen Längskanal (58) hat- und mit dem anderen Ende (46) an dem als Ventilsitz (45) ausgebildeten inneren Ende des anderen Kolbens (47) anliegt, der seinerseits von einer Druckkammer (57) umschlossen und von außen her steuerbar ist, derart, daß durch Herausziehen des Kolbens (47) aus dem Ventilgehäuse (26) und, die dadurch verursachte Öffnung des Ventilschlusses (45, 46) zwischen den beiden Kolben (30, 47) die Druckflüssigkeit aus dem größeren Raum (ig) des Druckzylinders (14) in eine Rückleitung (i i) abfließen kann.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der von außen her steuerbare Ventilkolben (47) mit einer mit dem Längskanal (58) des inneren Kolbens (3ö) in Verbindung stehenden Aushöhlung (44) und innerhalb der Druckkammer (57) an seinem Außendurchmesser mit einer Schulterfläche (48) versehen ist, deren Größe (A) zu der die Aushöhlung (44) abdeckenden Fläche (B) des Ventilschlusses (45, 46) zwischen den Kolben (30, 47) im wesentlichen im gleichen Verhältnis steht, wie es zwischen den Flächen (C, D) der Druckzylinderräume (18, i g) besteht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (36, 5o) der beiden Ventilkolben (30, 47) derart ausgebildet sind, daß sie dem in der Mittelstellung der Kolben (30, 47) auf diese einwirkenden Flüssigkeitsdruck die Waage halten.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des inneren Ventilkolbens (3o) nach einwärts durch einen Anschlag (38) begrenzt ist.