DE102006034864A1 - Control system for e.g. locking pin, has locking and unlocking type pressure chambers connected to main conduit, where pressure control valve is attached to unlocking type chamber to avoid reverse flow of fluid from unblocking type chamber - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein hydraulisches Element, welches unter dem Druck von Druckfluid in einem Verriegelungsdruckraum einerseits des hydraulischen Elements in einen Entriegelungsruckraum andererseits des hydraulischen Elements einfährt, wobei beide Druckräume über je eine Leitung an die gleiche Hauptleitung angeschlossen sind.The The invention relates to a control system for a hydraulic element, which under the pressure of pressurized fluid in a locking pressure chamber on the one hand of the hydraulic element in a Entriegelungsruckraum on the other hand, the hydraulic element enters, wherein both pressure chambers via one Line are connected to the same main line.
Stand der TechnikState of the art
Steuerungssysteme
für hydraulische
Elemente gibt es eine Vielzahl. Nur beispielsweise wird auf Arbeitszylinder
verwiesen, die in einer bestimmten Position verriegelbar sein sollen.
Beispielsweise wird in der
Bei
all diesen Arbeitszylindern stellt sich das Problem, dass, sollte
der Druck in dem eigentlichen Hauptdruckraum, in dem der Kolben
mit Druck beaufschlagt wird, zusammenbrechen, beispielsweise durch Brechen
von Dichtmanschetten, der Kolben unter dem Druck der Last oder auch
unter einem Zug selbstständig in
Bewegung gesetzt wird, wobei die Spindel mit ihrem Aussengewinde
das Innengewinde des Kolbenstangenrohrs abläuft. Um dies zu verhindern,
wird daran gedacht, den Arbeitszylinder zu verriegeln, d. h., die
Bewegung des Kolbens zu stoppen. Nach der
Diese Probleme gelten aber nicht nur für verriegelbare Arbeitszylinder sondern für alle hydraulischen Systeme, in denen ein hydraulisches Element zwischen zwei Druckräumen bewegt werden kann, aber bei einer Störung od.dgl. gesichert in einen der Druckräume eintaucht, wobei beide Druckräume mit der gleichen Hauptleitung verbunden sind.These But problems do not just apply to lockable power cylinder but for all hydraulic systems, in which a hydraulic element moves between two pressure chambers can be, but in case of a failure or the like. secured immersed in one of the pressure chambers, both pressure chambers connected to the same main line.
Aufgabetask
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerung der o. g. Art zu entwickeln, die „mitdenkend" die Entriegelung und Verriegelung des hydraulischen Elements vornimmt.task It is the object of the present invention to provide a controller of the above-mentioned. kind to develop the "thinking" the unlocking and locking the hydraulic element makes.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Zur Lösung der Aufgabe führt einmal, dass in die Leitung zum Entriegelungsdruckraum ein Druckregelventil eingeschaltet ist, das ein Rückströmen des Fluid aus dem Entriegelungsdruckraum verhindert.to solution the task leads once, that in the line to Entriegelungsdruckraum a pressure control valve is turned on, which is a backflow of the Fluid from the Entriegelungsdruckraum prevented.
Das Druckregelventil garantiert, dass bei einem geschlossenem Hauptventil der Druck in der Leitung zum Entriegelungsdruckraum immer um ein gewünschtes Mass (beispielsweise 2 bar) niedriger ist, als der Druck in der Leitung zum VerriegelungsdruckraumThe Pressure control valve guarantees that with a closed main valve the pressure in the line to the Entriegelungsdruckraum always one desired Mass (for example, 2 bar) is lower than the pressure in the Line to lock pressure chamber
Wenn in der vorliegenden Anmeldung von Druckregelventil gesprochen wird, so ist damit jedes Element umfasst, welches ein Rückströmen des Fluids unterbindet. Ebenso kann das oben erwähnte hydraulische Element eine beliebige Form und Ausgestaltung aufweisen.If in the present application of pressure control valve is spoken, so it is included with each element, which is a backflow of the Fluids prevents. Likewise, the above-mentioned hydraulic element a have any shape and design.
Die zweite Ausgestaltung des erfindungsgemässen Steuerungssystems, für die auch separat Schutz begehrt wird, sieht vor, dass in die Leitung zu dem Verriegelungsdruckraum ein Druckausgleichsventil eingeschaltet ist. Dieses Druckausgleichsventil wirkt vor allem Störungen entgegen. Zu diesem Zweck ist es besonders ausgestaltet. In einer axialen Stufenbohrung des Druckausgleichsventils befindet sich einmal ein Gleitkolben, der mit dem Fluidzufuhrsystem in Verbindung steht. Hierzu ist in den Gleitkolben eine T-Leitung eingeformt, die radial gegen die Innenfläche der Stufenbohrung hin ausmündet und zwar bevorzugt in einen Ringkanal. Im Anschluss an den Ringkanal liegt der Gleitkolben nicht mehr eng an der Innenfläche der Stufenbohrung an, sondern es ist dort ein Ringspalt ausgebildet, durch den Druckfluid in eine Durchflusskammer und weiter in eine Leitung zum Verriegelungsdruckraum hinter dem hydraulischen Element fliessen kann.The second embodiment of the control system according to the invention, for which protection is also sought separately, provides that a pressure compensation valve is switched on in the line to the locking pressure chamber. This pressure compensation valve counteracts disturbances. It is specially designed for this purpose. In an axial stepped bore of the pressure compensation valve is once a sliding piston, which is in communication with the fluid supply system. For this purpose, a T-line is formed in the sliding piston, which opens radially towards the inner surface of the stepped bore, preferably in an annular channel. Following the annular channel of the sliding piston is no longer close to the inner surface of the stepped bore, but there is an annular gap formed by the pressurized fluid in a flow chamber and white ter in a line to the locking pressure chamber behind the hydraulic element can flow.
Des Weiteren drückt der Gleitkolben auf eine Kugel, die unter dem Druck einer Feder steht. Der Gleitkolben kann die Kugel in einen Kugelsitz eindrücken, in dem die Kugel automatisch nivelliert wird. Hierdurch wird der Fluss von Druckmedium durch die Leitung zum Verriegelungsdruckraum hinter dem hydraulischen Element hin unterbrochen bzw. der Druck in dem Verriegelungsdruckraum wird gehalten, so dass eine Entriegelung des hydraulischen Elements gesichert verhindert wird.Of Further presses the sliding piston on a ball, which is under the pressure of a spring stands. The sliding piston can push the ball into a ball seat in which the ball is automatically leveled. This will make the river from pressure medium through the line to the locking pressure chamber behind the hydraulic element interrupted or the pressure in the Locking pressure chamber is held, allowing a release the hydraulic element is prevented secured.
Das erfindungsgemässe Druckregelventil vor dem Entriegelungsdruckraum des hydraulischen Elements ist so ausgelegt, dass es bei einem Aufbau eines Fluiddruckes in dem Fluidsystem Druckmedium zum Entriegelungsdruckraum durchlässt, bevor weitere Druckräume, die aus der Hauptleitung gespeist werden, mit Druck beaufschlagt werden. Hierzu hat es sich als günstig erwiesen, dass das Druckregelventil einstellbar ist. Ferner wird vor den weiteren Druckraum ein Lasthalteventil eingeschaltet und diesem in einem Bypass ein Rückschlagventil zugeordnet, welches in jedem Fall höher ausgelegt ist, als das Druckregelventil vor dem Entriegelungsdruckraum. Das bedeutet, dass bis zu einer gewissen Höhe des Druckes im Fluidzufuhrsystem nur Druckfluid zum Entriegelungsdruckraum strömt, was bewirkt, dass das hydraulische Element zuerst bewegt wird. Erst wenn ein bestimmter Wert an Druck im Fluidsystem überschritten wird, erfolgt auch ein Einströmen von Druckfluid über das Rückschlagventil im Bypass des Lasthalteventils in den Druckraum.The invention Pressure control valve in front of the unlocking pressure chamber of the hydraulic Elements is designed to withstand a build up of fluid pressure in the fluid system passes pressure medium to Entriegelungsdruckraum before additional pressure chambers, which are fed from the main line, pressurized become. For this it has to be favorable proved that the pressure control valve is adjustable. Furthermore, will before the other pressure chamber a load-holding valve turned on and this in a bypass a check valve assigned, which is designed in any case higher than that Pressure control valve in front of the unlocking pressure chamber. It means that up to a certain height the pressure in the fluid supply system only pressurized fluid to the Entriegelungsdruckraum flows, which causes the hydraulic element to be moved first. First when a certain level of pressure in the fluid system has been exceeded is also an influx of Pressurized fluid over the check valve in the bypass of the load-holding valve in the pressure chamber.
Fliesst bei einer Leckage des Lasthalteventils oder des dem Lasthalteventil im Bypass zugeordneten Rückschlagventils Druckmedium zurück aus der Druckkammer, so kann es zum Einen, sofern sonst das System gesperrt ist, durch das Druckregelventil in den Entriegelungsdruckraum vor dem hydraulischen Element fliessen, zum Anderen aber auch durch das Druckausgleichsventil und den Ringraum in den Verriegelungsdruckraum hinter dem hydraulischen Element. Der Druck im Verriegelungsdruckraum hinter dem hydraulischen Element ist bei geschlossenem Hauptventil mindestens um 2 bar höher als der Druck im Entriegelungsdruckraum vor dem hydraulischen Element. Da sich in dem Verriegelungsdruckraum zusätzlich eine Feder befindet, die sich gegen das hydraulische Element abstützt, wird das hydraulische Element immer in Verriegelungslage gehalten.flows at a leakage of the load-holding valve or the load-holding valve in the bypass associated check valve Print medium back from the pressure chamber, so it can on the one hand, if otherwise the system is locked, through the pressure control valve in the Entriegelungsdruckraum flow in front of the hydraulic element, but also through the pressure compensation valve and the annulus in the lock pressure chamber behind the hydraulic element. The pressure in the lock pressure chamber behind the hydraulic element is with the main valve closed at least 2 bars higher as the pressure in the unlocking pressure space in front of the hydraulic element. Since there is additionally a spring in the locking pressure chamber, which is supported against the hydraulic element, the hydraulic Element always held in locking position.
Fällt dagegen beispielsweise das Lasthalteventil oder auch das ihm zugeordnete Rückschlagventil gänzlich aus, so kann es vorkommen, dass ein Druckanstieg in der Rückflussleitung schlagartig erfolgt. Dabei schliesst das Druckausgleichsventil ebenfalls schlagartig, da die Menge des Druckfluids durch die T-Leitung den Gleitkolben infolge des sehr geringen Ringspalts nach unten drückt und die Kugel in ihren Kugelsitz einpresst. Dies hat eine Pumpwirkung von Druckfluid in den Verriegelungsdruckraum hinter dem hydraulischen Element zur Folge, so dass auch ein Anstieg eines Druckes im Entriegelungsdruckraum vor dem hydraulischen Element nicht dazu führt, dass das hydraulische Element aus seiner Riegellage geführt wird. Der Druck im Verriegelungsdruckraum hinter dem hydraulischen Element ist bei geschlossenem Hauptventil um mindestens 2 bar höher als der Druck im Entriegelungsdruckraum vor dem hydraulischen Element.Falls against it For example, the load-holding valve or its associated Check valve completely off, so it can happen that a pressure increase in the return line abruptly. The pressure equalization valve also closes abruptly, since the amount of pressurized fluid through the T-line the As a result of the very small annular gap, the sliding piston pushes down and press the ball into its ball seat. This has a pumping effect of pressurized fluid into the interlock pressure space behind the hydraulic element as a consequence, so that also an increase of a pressure in Entriegelungsdruckraum before the hydraulic element does not cause the hydraulic Element is guided out of its locking position. The pressure in the lock pressure chamber behind the hydraulic element is with the main valve closed at least 2 bars higher as the pressure in the unlocking pressure space in front of the hydraulic element.
Sollten mehrere Druckräume vorgesehen sein, ist bevorzugt selbstverständlich für jeden Druckraum ein eigenes Lasthalteventil mit einem Rückschlagventil im Bypass vorgesehen, wobei die Systeme durch Wechselventile miteinander verbunden sind, von dem auch die Leitung zum Entriegelungsdruckraum vor dem hydraulischen Element abzweigt, in die das einstellbare Druckregelventil eingesetzt ist. In diesem Fall sind natürlich die Steuerungen der Lasthalteventile immer auch mit der jeweiligen Hauptleitung verbunden, die zu dem jeweils anderen Lasthalteventil führt, damit das jeweils andere Lasthalteventil geöffnet wird, um einen Rückfluss von Druckmedium aus dem nicht mit Druckmedium beaufschlagten Druckraum zu ermöglichen.Should several pressure chambers be provided, is of course preferred for each pressure chamber own Load-holding valve with a check valve provided in the bypass, the systems by means of shuttle valves with each other are connected, of which also the line to the Entriegelungsdruckraum branches off in front of the hydraulic element, in which the adjustable Pressure control valve is used. In this case, of course, the Control of the load-holding valves always with the respective main line connected, which leads to the respective other load-holding valve, so the other load-holding valve is opened to a reflux of pressure medium from the pressure medium not acted upon pressure chamber to enable.
Das Druckausgleichsventil bietet sich vor allem dann an, wenn als Hauptventil für die Versorgung des gesamten Fluidzufuhrsystems ein sperrbares Ventil vorgesehen ist. Denkbar ist aber auch die Anordnung eines den Rückfluss von Druckmedium gleichzeitig aus beiden Leitungen zulassendes Ventil, so dass ein Druckausgleich durch dieses Ventil bei leichten Leckagen stattfinden kann, ohne dass das oben erwähnte Druckausgleichsventil betätigt wird. In jedem Fall sollte dennoch auch dort das Druckausgleichsventil vorgesehen werden, da es bei einem schlagartigen Ansteigen des Druckes im System in jedem Fall den Verriegelungsdruckraum hinter dem hydraulischen Element bei geschlossenem Hauptventil mit dem um 2 bar höheren Druck versorgt als den Entriegelungsraum vor dem hydraulischen Element, so dass in jedem Fall ein Entriegeln des hydraulischen Elements unmöglich wird.The Pressure compensation valve is especially useful when as the main valve for the Supplying the entire fluid supply system a lockable valve is provided. It is also conceivable, however, the arrangement of a reflux of pressure medium simultaneously from both lines permitting valve, allowing pressure equalization through this valve for light leaks can take place without the above-mentioned pressure compensation valve actuated becomes. In any case, there should still be the pressure compensation valve be provided, as it is at a sudden increase in pressure in the system in each case the locking pressure chamber behind the hydraulic Element with closed main valve with the pressure higher by 2 bar supplied as the unlocking space in front of the hydraulic element, so that in any case unlocking the hydraulic element impossible becomes.
Figurenbeschreibungfigure description
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention will become apparent from the following Be spelling of preferred embodiments and with reference to the drawing; this shows in
Gem.
Zur
näheren
Erläuterung
des verriegelbaren Arbeitszylinders wird insbesondere auf die
Die
oben erwähnte
Hauptleitung
Des
Weiteren stehen beide Hauptleitungen
Der
Verriegelungsdruckraum
Sowohl
in die Hauptleitung
Ein derartiges Steuerungssystem lässt folgende Möglichkeiten und Funktionen zu, wobei das Zusammenspiel von Arbeitszylinder und Steuerungssystem als „denkender Zylinder" bezeichnet werden kann: One such control system leaves the following possibilities and functions too, with the interaction of working cylinder and Control system as "thinking Cylinder " can be:
Normalbetriebnormal operation
Verständlich ist,
dass vor einer Bewegung des Kolbens
Zu
diesem Zweck sind die Rückschlagventile
Soll
dagegen der Druckraum
Auch
jetzt fliesst zuerst Druckfluid über
das einstellbare Druckregelventil
Zum
Verriegeln wird das Hauptventil
Störungendisorders
Störungen sind
nur dann beachtlich, wenn sie zu einem unbeabsichtigten Entriegeln
des Sperrbolzens
In
vielen Fällen
ist es jedoch wünschenswert,
das auch anderweitig einzusetzende Hauptventil
Andererseits
drückt
auf die Kugel
Fällt nun
das Lasthalteventil
Sollte
das Lasthalteventil
Als
weitere Störung
wäre denkbar,
dass die Schraubenfeder
Es
ist natürlich
auch denkbar, dass ein zweites Druckausgleichsventil dem Lasthalteventil
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