DE1082469B

DE1082469B - Selbsttaetiger Schieber fuer Hub- bzw. Presszylinder

Info

Publication number: DE1082469B
Application number: DET13859A
Authority: DE
Inventors: Ullrich Baumgarten; Alfred Bender
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1957-07-11
Filing date: 1957-07-11
Publication date: 1960-05-25

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttätigen Schidber zur druckabhängigen Umschaltung von Stellung »Eilgang« auf Stellung »Druckgang« bei Hub- und Preßzylindern mit einem unter Wirkung einer einstellbaren Feder stehenden, mit Steuernuten versehenen Kolben, der die Verbindung der beiden Zylinderseiten sowie die Verbindung mit dem Zu- und Rücklauf steuert und dessen wirksamer, druckbeaufschlagter Fläche eine Gegendruckfläche zugeordnet ist.

Es ist bekannt, die Verstellbewegung eines Schiebers, die unter der Einwirkung einer Federkraft geschehen soll, dadurch zu erleichtern, daß man einen hydraulischen Druck, der zunächst den Kolben entgegen der Richtung der Federkraft einseitig beaufschlagt, wegnimmt und den Kolben so auf beiden Seiten druckausgeglichen macht. Dann kann die Federkraft mit Springwirkung den Kolben verschieben. Es ist bei solchen Anordnungen häufig zu beobachten, daß der Schieber je nach dem herrschenden Arbeitsdruck nicht ganz in die Schließstellung gelangt und halb geöffnet in Schwebestellung verharrt.

Zur Behebung dieses Nachteiles wird bei dem Kolben nach der Erfindung, der, wie eingangs bemerkt, auf beiden Seiten mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt ist, nach der Steigerung des Druckes auf eine durch die Vorspannung der Feder bestimmte Höhe eine sprunghafte Vergrößerung der wirksamen druckbeaufschlagten Fläche in an sich bekannter Weise durch Entlastung der Gegendruokfläche vorgenommen. Auf diese Weise legt der Kolben nach der Erfindung sprungartig unter dem gleichbleibenden hydraulischen Höchstdruck den Weg bis in die Schließstellung, beispielsweise gegen einen Anschlag, zurück und wird dort festgehalten, bis der Arbeitsdruck wieder abgesunken ist. Erfindungsgemäß wird der Kolben als Stufenkolben mit Steuernuten ausgebildet, wobei ein zwischen Kolben und Gehäuse gebildeter Ringraum in Stellung »Eilgang« mit dem Pumpenzulauf verbunden ist, während nach der Steigerung des Druckes diese Verbindung unterbrochen wird und der Ringraum in Verbindung mit dem Rücklaufbehälter gebracht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie ihrer schematischen Anordnung sind in den Abbildungen aufgezeigt. Dabei zeigt

Abb. 1 einen Schaltplan des Schiebers, Abb. 2 einen Schnitt durch den Schieber.

Von der Steuervorrichtung 1, die zur Einschaltung des Hub- bzw. Preßzylinders 2 auf Stellung »Heben« oder »Senken« dient, führen Leitungen 3 und 4 zu dem .erfindungsgemäßen Schieber 5, der über die Leitungen 6 und 7 mit den Zylinderkammern 8 und 9 des HubzyMnders 2 verbunden ist. Der Kolben des Hubzylinders 2 ist in der Abbildung mit 10, die Kolbenstange mit 11 bezeichnet.

Selbsttätiger Schieber für Hubbzw. Preßzylinder

Anmelder:

Alfred Teves
Maschinen- und Armaturenfabrik

Kommandit-Gesellschaft,
Frankfurt/M., Rebstöckerstr. 41 - 53

Ullrich Baumgarten, Frankfurt/M.,

und Alfred Bender, Hofheim (Taunus),

sind als Erfinder genannt worden

In einer Längsbohrung des Gehäuses 12 des Schiebers 5 ist ein Stufenkolben 13 angeordnet, der sich über die Feder 14 an dem eingeschraubten Gehäuseverschluß 15 abstützt. Die Feder 14 ist über die Schraube 16 beliebig vorspannbar. Zwischen dem Stufenkolben 13 und der Gehäusewand ist auf der anderen Seite noch eine schwache Feder 18 angeordnet, die lediglich die Aufgabe hat, den Stufenkolben 13 in Anlage an den Federteller 34 im Raum 32 und damit an die Feder 14 zu halten.

Der Raum 19 ist über die Bohrung 20, an die sich die Leitung 3 anschließt, mit der Steuervorrichtung 1 verbunden, die ihrerseits die Leitung 3 mit dem Pumpenzulauf oder -rücklauf verbindet. Über die Bohrung 22, den Ringraum 21 und die Öffnungen des Federtellers 34 steht auch der Raum 32 mit der Leitung 3 in Verbindung. .Die Bohrung 23, die ebenfalls je nach Stellung der Steuervorrichtung 1 mit dem Pumpenzu- oder -rücklauf über Leitung 4 verbunden ist, mündet in den Raum 24. In Eilgangstellung des Stufenkolbens 13 steht der Raum 24 mit den beiden Zylinderräumen 8 und 9 über die Ringnut 27 und die Gehäusebohrungen 25, 26 in Verbindung. Desgleichen besteht in dieser Stellung eine Verbindung zwischen dem Raum 24 und dem Ringraum 39, der die kleine Stufe 37 des Stufenkolbens 13 umgibt, so daß gleicher Druck in den Räumen 39 und 24 herrscht. Die Schulter 28 steuert dessen Verbindung

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mit dem Raum 24 sowie die Nut 29 dessen Verbindung mit dem Ringraum 21. Die weiter links von der Ringnut 27 angeordnete Steuernut 36 dient zur Steuerung des Durchflusses von der Gehäusebohrung 26 zu dem Raum 19. Der Raum 24 ist über radial verlaufende Bohrungen 35 mit der Längsbohrung 31 im Stufenkolben 13 und dem Raum 38 verbunden. Mit dem Bezugszeichen 30 ist in der Abbildung ein Überdruckventil bezeichnet.

Die Wirkungsweise des Ventils ist folgende: In der in der Abbildung gezeigten Lage ist der Zylinder 2 auf »Heben« geschaltet, also die große Stufe des Stufenkolbens 13 mit der in dieser Stellung als Pumpenzulauf dienenden Bohrung 23 verbunden. Der Stufenkolben 13 befindet sich jetzt in Eilgangstellung. In dieser stehen die beiden Zylinderräume 8 und 9 über die Nut 27 miteinander in Verbindung sowie der Ringraum 39 mit dem Raum 24 und dieser wiederum über die Radialbohrungen 35 mit der Bohrung 31 und dem Raum 38. Nach Anlaufen der Pumpe wird eine Druckerhöhung in beiden Zylinderräumen 8 und 9 erzeugt, und es wird der Arbeitskolben 10 in Richtung »Ausfahren« verschoben. Das dabei aus dem die Kolbenstange umgebenden Zylinderraum 9 verdrängte Druckmittel wird infolge der Verbindung der beiden Zylinderräume 8 und 9 zur Füllung des anderen Zylinderraumes 8 herangezogen. Zwar wird dabei zum Heben nur die Fläche der Kolbenstange 11 ausgenutzt, da im übrigen ein Ausgleich durch die beidseitige Druckbeaufschlagung herbeigeführt ist, jedoch wird durch die Verbindung der beiden Kolbenseiten 8 und 9 eine schnelle Verschiebung des Kolbens 10 erreicht, da nur wenig Volumen von Seiten der Pumpe aufgebracht werden muß, um den Kolben 10 um eine Längeneinheit anzuheben.

In der vorbeschriebenen, in der Abbildung aufgezeigten Stellung des Schiebers werden die große Stirnfläche sowie die Ringfläche vom Arbeitsdruck beaufschlagt, so daß der Schieber mit einer der Querschnittsflächen der kleinen Stufe des Stufenkolbens 13 proportionalen Kraft nach rechts (s. Zeichnung) gedrückt wird. Der Schieber behält diese Stellung so lange bei, bis der Arbeitsdruck so weit angestiegen ist, daß die Kraft der Feder 14 überwunden wird. Die Umschaltung auf Stellung »Druckgang« ist jeweils abhängig von der Arbeitslast und der Einstellung der Feder 14.

Durch die Verschiebung des Stufenkolbens bei Umschaltung von Stellung »Eilgang« auf Stellung »Druckgang« wird die Verbindung zwischen dem Ringraum 39 und dem Pumpenzulauf 23 unterbrochen, während gleichzeitig der Ringraum 39 über den Ringraum 21 und die Bohrung 22 mit dem Pumpenrücklauf 20 verbunden wird. Infolge der dadurch entstehenden Druckentlastung des Ringraumes 39 wird die druckbeaufschlagte Wirkfläche des Stufenkolbens 13 sprungartig am Umschaltpunkt auf die gesamte Kolbenfläche vergrößert, und gleichzeitig wird außerdem die Verbindung der beiden Zylinderräume 8 und 9 unterbrochen, so daß die Pumpe nur noch in den Zylinderraum 8 fördert, während das aus dem Zylinderraum 9 verdrängte Druckmittel durch die Verbindung der Bohrung 26 mit dem Ringraum 19 über die Ringnut 40 nach dem Pumpenrücklauf 20 abfließt. Der Kolben 10 wird nun mit einer um das Verhältnis Kolbenfläche zu Kolbenstangenfläche vermehrten Kraft verschoben. Die Geschwindigkeit der Kolbenverschiebung ist in der Stellung »Druckgang« gegenüber der Stellung »Eilgang« vermindert, da das von der Pumpe zu beschickende Zylindervolumen im gleichen Verhältnis wie die wirksame Kraft vergrößert ist.

Wie schon ausgeführt, erfolgt nach Erreichen des Schaltpunktes eine sprungartige Vergrößerung der wirksamen, druckbeaufschlagten Fläche des Stufenkolbens 13, Infolgedessen bewirkt der beim Umschalten entstehende Druckabfall im Verhältnis Kolbenstangenfläche zu Kolbenfläche des Kolbens 10 keine Rückstellung des Stufenkolbens 18 in die Eilgangstellung, da die auf ihn wirkende Kraft trotz des Druckabfalles die Gegenkraft der Feder 14 durch die Vergrößerung der wirksamen Fläche überwindet. Das Flächenverhältnis der nach Umschaltung und vor Umschaltung wirksamen Flächen muß dabei allerdings größer bemessen sein als das Verhältnis Kolbenstangenfläche zu Kolbenfläche des Kolbens 10, eine Bedingung, die ohne weiteres eingehalten werden kann.

Ist der Hub- bzw. Preßvorgang beendet und die Steuervorrichtung 1 in Nullstellung gebracht, so bleibt der Stufenkolben 13 im Schieber 5 in der Druckgangstellung stehen, da über die Steuervorrichtung 1 keine Flüssigkeit abströmen kann. Wegen der Möglichkeit der Leckverluste im Sinne eines Druckausgleiches zwischen den beiden Zylinderräumen 8 und 9 im »Druckgang« ist das Überdruckventil 30 angeordnet. Würde ein voller Ausgleich stattfinden, so würde wie auch im »Eilgang« die ganze Hebellast auf der Kolbenstangenfläche ruhen, was durch das Überdruckventil verhindert wird.

Wird die Steuervorrichtung 1 auf Stellung »Senken« geschaltet, so drückt die Feder 14 den Stufenkolben 13 in die Eilgangstellung, da der Raum 24 durch dessen Verbindung mit der Bohrung 23, die jetzt mit der als Pumpenrücklauf dienende Leitung 4 verbunden ist, druckentlastet ist. Die Federkraft der Feder 14 wird durch Arbeitsdruckbeaufschlagung der kleinen Stirnfläche des Stufenkolbens 13 über Bohrung 22 und den Raum 32 unterstützt, da nach Umschaltung der Vorrichtung 1 die Bohrung 20 mit dem Pumpenizulauf verbunden ist. Der Kolben verschiebt sich nach links bis zum Anschlag an das Gehäuse 12, wodurch die Verbindung des Pumpenzulaufes mit dem Zylinderraum 9 hergestellt wird. Eine Verbindung der beiden Zylinderräume 8 und 9 besteht dabei nicht. Der Rückstrom des Druckmittels aus dem Zylinderraum 8 erfolgt in dieser Stellung über die Bohrung 23. Wenn nach Beendigung des Hubes die Steuervorrichtung 1 in Nullstellung geschaltet wird, bleibt der Stufenkolben 13 in seiner linken Endstellung (s.Zeichnung) stehen und geht erst nach Umkehren der Hubseite wieder in Eilgangstellung.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttätiger Schieber zur druckabhängigen Umschaltung von Stellung »Eilgang« auf Stellung »Druckgang« bei Hub- bzw. Preßzylindern mit einem unter Wirkung einer einstellbaren Feder stehenden, mit Steuernuten versehenen Kolben, der die Verbindung der beiden Zylinderseiten sowie deren Verbindung mit dem Zu- und Rücklauf steuert und dessen wirksamer druckbeaufschlagter Fläche eine Gegendrückfläche zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Steigerung des Druckes auf eine durch die Vorspannung der Feder (14) bestimmte Höhe eine sprunghafte Vergrößerung der wirksamen druckbeaufschlagten Fläche des Kolbens (13) in an sich bekannter Weise durch Entlastung der Gegendruckfläche erfolgt.

I 082 469

2. Schieber nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Kolbens (13) als Stufenkolben mit Steuernuten (36, 27, 28, 29), wobei ein zwischen Kolben (13) und Gehäuse (12) gebildeter Ringraum (39) in Stellung »Eilgang« mit dem Pumpenzulauf verbunden ist, während nach der brochen wird und der Ringraum (39) in Verbindung mit dem Rücklaufbehälter gebracht wind.

Steigerung des Druckes diese Verbindung unter- 2 722 234.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 099 748; USA.-Patentschriften Nr. 1449 695, 2 500627,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen