DE102012020935A1

DE102012020935A1 - Hydraulische Schaltung

Info

Publication number: DE102012020935A1
Application number: DE201210020935
Authority: DE
Inventors: Richard Kasler; Georg Hadersdorfer
Original assignee: Weber Hydraulik GmbH Germany
Current assignee: Weber Hydraulik GmbH Germany
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-02-13

Abstract

Eine hydraulisch gesteuerte Schaltung mit zwei doppeltwirkenden Hydraulikzylindern und mit je einem in deren hydraulischen Hinleitung sowie Rückleitung angeordneten, elektrisch gesteuerten Wegeventil, das auf seiner der Hin- und Rückleitung zu dem angeschlossenen Hydraulikzylinder abgewandten Seite über eine Zuleitung mit einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe und über eine Ableitung mit einem Tank für die Hydraulikflüssigkeit verbunden kennzeichnet sich dadurch aus, dass die Wegeventile gerastet und damit bei Stromausfall in ihren zuvorigen Schaltstellungen. verbleibend ausgebildet sind, dass ein gesonderter Druckspeicher für die Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist, und dass zwischen diesem und den Wegeventilen ein elektromagnetisch gesteuertes Magnetventil angeordnet ist, das in seiner Betriebsstellung bei eingeschaltetem elektrischem Strom den Druckspeicher von den beiden Hydraulikzylindern trennt und mit diesen im stromlosen Notbetrieb verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine gattungsgemässe hydraulisch gesteuerte Schaltung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, nämlich eine solche hydraulisch gesteuerte Schaltung mit zwei doppeltwirkenden Hydraulikzylindern und mit je einem in deren hydraulischen Hin- sowie Rückleitung angeordneten, elektrisch gesteuerten Wegeventil, das auf seiner der Hin- und Rückleitung zu dem angeschlossenen Hydraulikzylinder abgewandten Seite über eine Zuleitung mit einer elektrisch angetriebenen Pumpe und über eine Ableitung mit einem Tank für die Hydraulikflüssigkeit verbunden ist.
Solche Schaltungen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Als Beispiel sei eine hydraulisch betätigte Nachführungvorrichtung für Sonneneinstrahlung genannt, welche Strahlungswärme in ihrem Fokus oder Spiegel an Sonnenkollektoren abgibt. Die Strahlungswärme wird mittels elektrisch betriebener Pumpen kontinuierlich an ein flüssiges Transportmittel abgegeben. Das Nachführen auf den jeweils optimalen Sonnestand bzw. die Steuerung der Wärmeaufnahme wird von zwei doppeltwirkenden Hydraulikzylindern, nämlich einer für die Himmelsrichtung und der andere für Höhe der Sonne, mit in deren hydraulischen Hin- sowie Rückleitung angeordneten, elektrisch gesteuerten Wegeventilen gesteuert.
Bei Stromausfall kann es aber zu Notfall durch Überhitzung und einer dadurch bedingten Beschädigung der Sonnenkollektoren kommen, was auch noch zu teueren Betriebsunterbrechungen führen kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässe hydraulische Schaltung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs für solche Notfälle so weiterzubilden, dass die Schaltung die Hydraulikzylinder in eine sichere Endlage bringt.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemässen hydraulischen Schaltung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäss durch dessen kennzeichnende Merkmale also dadurch gelöst, dass die Wegeventile gerastet und damit in einem Notfall bei Stromausfall in ihren zuvorigen Schaltstellungen verbleibend ausgebildet sind, dass ein gesonderter Druckspeicher für die Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist und dass zwischen diesem und den Wegeventilen ein elektromagnetisch gesteuertes Magnetventil angeordnet ist, das in seiner Betriebsstellung bei eingeschaltetem elektrischem Strom den Druckspeicher von den beiden Hydraulikzylindern trennt und mit einer der beiden Kammern derselben im stromlosen Notbetrieb durch seine geöffnete Stellung verbindet.
Nach dem erfindungsgemässen Prinzip wird also vor dem Notfall Energie in Form der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit in dem Speicher gespeichert, die für den Notbetrieb gebraucht wird. Durch die gerastete Ausbildung der Wegeventile wird erreicht, dass diese im Notfall bei Stromausfall in ihren Schaltstellungen davor verbleiben. Durch das zwischen dem Druckspeicher und den Wegeventilen angeordnete Magnetventil ist in seiner bestromten Betriebsstellung der Druckspeicher von den beiden Hydraulikzylindern getrennt. Erst im stromlosen Notbetrieb öffnet es. Dadurch werden die beiden Hydraulikzylinder in ihre sichere Endlage gebracht. Das kann der vollständig eingefahrene oder der ausgefahrene Zustand sein, je nachdem was als sichere Endlage konzipiert worden ist.
Diese Konzeption kann darin liegen, dass das Magnetventil entweder in der Zuleitung zu der Pumpe oder der Ableitung zu dem Tank angeordnet ist. So kann das in der Ableitung zu dem Tank angeordnete Magnetventil in seiner bestromten Betriebsstellung diese Ableitung von den Wegeventilen zu dem Tank öffnen und in seiner den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung schliessen, oder aber das in der Zuleitung zu der Pumpe angeordnete Magnetventil in seiner bestromten Betriebsstellung diese Zuleitung zu den Wegeventilen von der Pumpe öffnen und in seiner den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung schliessen.
Über einen weiteren Anschluss des entweder in der Zuleitung zu der Pumpe oder in der Ableitung zu dem Tank angeordneten Magnetventils erfolgt die Zu- bzw. Abschaltung des Speichers. So kann das in der Ableitung zu dem Tank angeordnetet Magnetventil in seiner bestromten Betriebsstellung diese Ableitung von den Wegeventilen zu dem Speicher schliessen und in seiner den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung öffnen, oder aber das in der Zuleitung zu der Pumpe angeordnete Magnetventil in seiner bestromten Betriebsstellung diese Zuleitung zu den Wegeventilen von dem Speicher schliessen und in seiner den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung öffnen.
Je nachdem ist bei dem in der Ableitung zu dem Tank angeordneten Magnetventil oder bei dem in der Zuleitung zu der Pumpe angeordneten Magnetventil jeweils zwischen diesem und der Pumpe ein Magnet-Wegeventil angeordnet, wobei dieses in seiner einen Betriebslage, der Ein-/Ausfahrlage, die Zuleitung mit der Pumpe sowie ggf. die Ableitung mit dem Tank und in seiner anderen Betriebslage die Pumpe mit dem Speicher verbindet und dazu dient, den Speicher aufzuladen.
Weitere zweckmässige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnung nachfolgend erläutert. In dieser zeigt:
1 die erste Ausführungsform der Schaltung und
2 eine zweite Ausführungsform der Schaltung.
Beide Ausführungsformen der 1 und 2 weisen gleiche und daher mit demselben Bezugszeichen versehene Bestandteile auf. So weist die hydraulisch gesteuerte Schaltung zwei zueinander parallel geschaltete, doppeltwirkende Hydraulikzylinder 10, 11, die beide mit zwei Kammern 12, 13 bildenden Kolben 14 und je einer Kolbenstange 15 versehen sind, mit je einem in deren hydraulischen Hin- sowie Rückleitung 20, 21 angeordneten, elektrisch gesteuerten Wegeventil 30 auf, die gerastet und damit bei Stromausfall in ihren zuvorigen Schaltstellungen verbleibend ausgebildet sind.
Das Wegeventil 30 ist auf seiner der Hin- und Rückleitung 20, 21 zu dem angeschlossenen Hydraulikzylinder 10, 11 abgewandten Seite über eine Zuleitung 40 über ein Rückschlagventil 51, das zu dem Wegeventil 30 hin öffnet, mit einer elektromorisch (M) angetriebenen Pumpe 50 und über eine Ableitung 41 mit einem Tank 60 für die Hydraulikflüssigkeit verbunden.
Ferner ist ein gesonderter Druckspeicher 70 für die Hydraulikflüssigkeit vorgesehen. Zwischen diesem und den Wegeventilen 30 ist ein elektromagnetisch gesteuertes als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Magnetventil 80 angeordnet, das in seiner bestromten Betriebsstellung den Druckspeicher 70 von den beiden Hydraulikzylindern 10, 11 trennt. Eine der beiden Kammern 12, 13 der beiden Hydraulikzylinder 10, 11 wird mit dem Druckspeicher 70 im stromlosen Notbetrieb des Magnetventils 80 verbunden, bei welchem Notbetrieb es aufgrund der Kraft einer Feder 81 in seine Ruhestellung bewegt wird.
Die beiden Ausführungsformen der Erfindung unterscheiden sich dadurch, dass das Magnetventil entweder in der Ableitung zu dem Tank (1) oder der Zuleitung zu der Pumpe (2) angeordnet ist.
Bei der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung öffnet das in der Ableitung 41 zu dem Tank 60 angeordnete Magnetventil 80 in seiner bestromten Betriebsstellung diese Ableitung 41 von den Wegeventilen 30 zu dem Tank 60. Die Ableitung 41 wird in der den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung geschlossen. Bei dem in der Ableitung 41 zu dem Tank 60 angeordneten Magnetventil 80 ist ferner zwischen diesem und der Pumpe 50 ein Magnet-Wegeventil 90 angeordnet.
Bei der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung öffnet das in der Zuleitung 40 zu der Pumpe 50 angeordnete Magnetventil 80 in seiner bestromten Betriebsstellung diese Zuleitung 40 zu den Wegeventilen 30 von der Pumpe 50. Hingegen schliesst es (80) in seiner den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung. Bei dem in der Zuleitung 40 zu der Pumpe 50 angeordneten Magnetventil 80 ist zwischen diesem und der Pumpe 50 das Magnet-Wegeventil 90 angeordnet.
Bei beiden Ausführungsformen verbindet das als 4/3-Wegeventil ausgebildete Magnet-Wegeventil 90 in seiner einen Betriebslage, der (in den Figuren jeweils die rechte Lage) Ein-/Ausfahrlage, die Zuleitung 40 mit der Pumpe 50 und in seiner anderen Betriebslage, (in den Figuren jeweils die linke Lage) der Speicherladelage, die Pumpe 50 mit dem Speicher 70. In seiner aufgrund der Kraft zweier entgegengesetzt wirkenden Federn 91, 92 bewirkten Neutralstellung sind die Zuleitung 40 und die Ableitung 41, ggf. über eine Zweigleitung 42 miteinander verbunden. In der anderen Betriebslage, der Speicherladelage, ist die Pumpe 50 über das Magnet-Wegeventil 90 mit dem Speicher 70 über ein zu dem Speicher hin öffnendes Rückschlagventil 100 in der Leitung 43 verbunden ist. Zwischen dem Speicher 70 und dem Magnetventil 80 ist ferner eine Blende 71 ausserhalb der Leitung 43 in der abzweigleitung 44 angeordnet.
Im Normalbetrieb befindet sich das Magnet-Wegeventil 90 in seiner einen Betriebslage, der Ein-/Ausfahrlage. Zur Änderung der Bewegungsrichtung der Kolben der Hydraulikzylinder 10, 11 werden die Wegeventile 30 entsprechend betätigt. Zum Aufladen des Speichers wir das Magnet-Wegeventil 90 in seine andere Betriebslage, der Speicherladelage, gebracht, in der die Pumpe 50 mit dem Speicher 70 verbunden ist. Im Notfall bei Notbetrieb geht das Magnet-Wegeventil 90 in seine Neutrallage und zugleich wird das Magnetventil 80 aufgrund der Kraft der Feder 81 in seine Ruhestellung bewegt, in der der Druckspeicher 70 mit einer der beiden Kammern 12, 13 der Hydraulikzylindern 10, 11 verbunden ist, während die Wegeventile in ihrer Stellung davor verbleiben, so dass von den Hydraulikzylindern 10, 11 eine sichere Endlage angefahren wird. Bei der ersten Ausführungsform werden die Hydraulikzylinder aus- und bei der zweiten Ausführungsform eingefahren.

Claims

Hydraulisch gesteuerte Schaltung mit zwei doppeltwirkenden Hydraulikzylindern (10, 11) und mit je einem in deren hydraulischen Hinleitung (20) sowie Rückleitung (21) angeordneten, elektrisch gesteuerten Wegeventil (30), das auf seiner der Hin- und Rückleitung (20, 21) zu dem angeschlossenen Hydraulikzylinder (10, 11) abgewandten Seite über eine Zuleitung (40) mit einer elektromotorisch (M) angetriebenen Pumpe (50) und über eine Ableitung (41) mit einem Tank (60) für die Hydraulikflüssigkeit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Wegeventile (30) gerastet und damit bei Stromausfall in ihren zuvorigen Schaltstellungen verbleibend ausgebildet sind, – dass ein gesonderter Druckspeicher (70) für die Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist, – und dass zwischen diesem (70) und den Wegeventilen (30) ein elektromagnetisch gesteuertes Magnetventil (80) angeordnet ist, das in seiner Betriebsstellung bei eingeschaltetem elektrischem Strom den Druckspeicher (70) von den beiden Hydraulikzylindern (10, 11) trennt und mit diesen im stromlosen Notbetrieb verbindet.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (80) entweder in der Ableitung (41) zu dem Tank (60) (1) oder der Zuleitung (40) zu der Pumpe (50) (2) angeordnet ist.
Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Ableitung (41) zu dem Tank (60) angeordnete Magnetventil (80) in seiner bestromten Betriebsstellung diese Ableitung (41) von den Wegeventilen (30) zu dem Tank (60) öffnet (1).
Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Ableitung (41) zu dem Tank (60) angeordnete Magnetventil (80) in seiner den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung diese Ableitung (41) von den Wegeventilen (30) zu dem Tank (60) schliesst.
Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Ableitung (41) zu dem Tank (60) angeordnete Magnetventil (80) in seiner den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung diese Ableitung (41) von den Wegeventilen (30) zu dem Speicher (70) öffnet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Ableitung (41) zu dem Tank (60) angeordnete Magnetventil (80) in seiner bestromten Betriebsstellung diese Ableitung (41) von den Wegeventilen (30) zu dem Speicher (70) schliesst.
Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Zuleitung (40) zu der Pumpe (50) angeordnete Magnetventil (80) in seiner bestromten Betriebsstellung diese Zuleitung (40) zu den Wegeventilen (30) von der Pumpe (50) öffnet (2).
Schaltung nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Zuleitung (40) zu der Pumpe (50) angeordnete Magnetventil (80) in seiner den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung diese Zuleitung (40) zu den Wegeventilen (30) von der Pumpe (50) schliesst.
Schaltung nach Anspruch 2, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Zuleitung (40) zu der Pumpe (50) angeordnete Magnetventil (80) in seiner den Notbetrieb der Schaltung bewirkenden Ruhestellung diese Zuleitung (40) von den Wegeventilen (30) zu dem Speicher (70) öffnet.
Schaltung nach Anspruch 2, 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Zuleitung (40) zu der Pumpe (50) angeordnete Magnetventil (80) in seiner bestromten Betriebsstellung diese Zuleitung (40) von den Wegeventilen (30) von dem Speicher (70) schliesst.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (80) als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist, das aufgrund der Kraft einer Feder (81) in seine Ruhestellung bewegt wird.
Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem in der Ableitung (41) zu dem Tank (60) angeordneten Magnetventil (80) zwischen diesem und der Pumpe (50) ein Magnet-Wegeventil (90) angeordnet ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem in der Zuleitung (40) zu der Pumpe (50) angeordneten Magnetventil (80) zwischen diesem und der Pumpe (50) ein Magnet-Wegeventil (90) angeordnet ist.
Schaltung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnet-Wegeventil (90) in seiner einen Betriebslage, der Ein-/Ausfahrlage, die Zuleitung (40) mit der Pumpe (50) und in seiner anderen Betriebslage, der Speicherladelage, die Pumpe (50) mit dem Speicher (70) verbindet.
Schaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der anderen Betriebslage, der Speicherladelage, die Pumpe (50) über das Magnet-Wegeventil (90) mit dem Speicher (70) über ein zu dem Speicher (70) hin öffnendes Rückschlagventil (100) verbunden ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnet-Wegeventil (90) als 4/3-Wegeventil ausgebildet ist, in dessen aufgrund der Kraft zweier entgegengesetzt wirkenden Federn (91, 92) bewirkten Neutralstellung die Zu- und die Ableitung (40 bzw. 41) miteinander verbunden sind.
Schaltung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Speicher (70) und dem Magnetventil (80) eine Blende (71) angeordnet ist.