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Steuergerät, vorzugsweise für hydraulische Anlagen Die Erfindung betrifft
ein Steuergerät, vorzugsweise für hydraulische Anlagen, insbesondere Krafthebeanlagen
auf Fahrzeugen, mit einem überdruckventil und einer ein Steuerglied mindestens in
einer seiner Stellungen festhaltenden Rasteinrichtung, welche von das überdruckventil
durchdringendem Druckmittel ausgelöst wird, so daß das Steuerglied - vorzugsweise
unter der Kraft einer Rückführfeder- in seine Ausgangslage zurückkehrt.
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Es ist bekannt, ein solches Steuergerät in einer hydraulischen Hubanlage,
z. B. eines Schleppers, zu verwenden, mit welcher unter anderem an den Schlepper
angehängte Arbeitsgeräte angehoben werden können. Wenn diese in ihrer Endstellung
angelangt sind und das zugehörige Steuerglied in Hubstellung bleibt, steigt der
Arbeitsdruck, und das überdruckventil spricht an; das Steuergerät schaltet darauf
in NeutralsteRung um, so daß der von der Pumpe geförderte Flüssigkeitsstrom drucklos
umfließen kann. Das angehobene Gerät wird in seiner Lage festgehalten, da der Hubzylinder
abgeschlossen ist.
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Wenn mit der Anlage mehrere Arbeitszylinder mit Hilfe mehrerer Steuerglieder
gesteuert werden sollen, ist eine solche hydraulische Endauslösung nicht möglich,
da beim Ansprechen des überströmventils alle Steuerschieber in die neutrale Stellung
geführt würden, was nicht erwünscht oder auch gefährlich ist. Wenn beispielsweise
doppeltwirkende Arbeitskolben verwendet werden und die Rasteinrichtung zur Sicherung
der neutralen Stellung gegen unbeabsichtigtes Umschalten dient, würde diese Rastung
aufgehoben, wenn irgendeiner der Arbeitskolben in einer Endlage angelangt ist.
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Bei Verwendung von nur einfach wirkenden Arbeitskolben ist es gewöhnlich
erforderlich, einen Kolben längere Zeit auf Senken zu schalten und in dieser Lage
zu belassen, unabhängig davon, ob ein anderer Arbeitskolben angehoben wird und das
überdruckventil anspricht. Mit den bekannten Anlagen können diese Aufgaben nicht
gelöst werden.
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Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß das
Steuergerät in an sich bekannter Weise mindestens zwei Steuerglieder enthält, denen
jeweils eine Rasteinrichtung zugeordnet ist, und daß zwischen den überströmauslaß
des überdruckventils und jede der Rasteinrichtungen ein von der Stellung des zugeordneten
Steuerglieds abhängiges Sperrinittel eingeschaltet ist, welches diese Leitungsverbindung
in mindestens einer Stellung des Steuerglieds abschließt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben.
Sie zeigt in Fig. 1 eine Hydraulikanlage mit einem Steuergerät nach der Erfindung
iin Schnitt in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 das Steuergerät bei einer anderen
Stellung der Steuerschieber, Fig. 3 einen Ausschnitt einer Abwandlung dieses
Ausführungsbeispiels in vergrößerter Darstellung ini Querschnitt, Fig. 4 einen Längsschnitt
dazu nach IV-IV der Fig. 3,
Fig. 5 ein Steuergerät mit als Rastsperrmittel
wirkenden Abschnitten der Stenerschieber, Fig. 6 ein Steuergerät mit Hilfsschiebern
als Rastsperrmittel-Das in Fig. 1 dargestellte Steuergerät hat ein Gehäuse
1, das an einem Kraftheberblock 2 befestigt ist. Dieser enthält einen als
ölbehälter dienenden Sammelraum 3; von dem Sammelraum führt eine Saugleitung
4 zu einer Pumpe 5. Sie ist durch eine Förderleitung 6 mit dem Einlaß
7 des Steuergerätes verbunden. Die ganze Anlage ist auf einem nicht dargestellten
Schlepper angebracht.
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Vom Einlaß 7 führt ein Kanal 8 zu einer Ringnut
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in einer Bohrung 10 des Steuergerätes. Von einer daneben liegenden
Ringnut 11 derselben Bohrung 10
führt ein Kanal 12 zu einer Ringnut
13 einer zu der Bohrung 10 parallelen Bohrung 14. Eine neben dieser
Ringnut liegende Ringaut 15 ist über einen Kanal 16 mit einer Kammer
17 des Steuergerätes verbunden; von dieser führt eine Rückflußleitung
18 unmittelbar in den Kraftlieberblock 2 zu einem Filterraum. 19,
der durch ein Filter 20 und ein Fallrohr 21 mit dem Sammelraum 3 verbunden
ist.
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In die Bohrung 10 ist weiterhin eine Ringnut 22 eingearbeitet,
die über eine Leitung 23 mit einem Arbeitszylinder
24 verbunden
ist; neben dieser Ringnut liegt eine Ringnut 25, von der ein Kanal
26 zu den links liegenden Enden der Bohrungen 10 und 14 führ' die
über einen Kanal 27 mit der Rückflußleitung 18
verbunden sind.
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Die Bohrung14 hat eine der Ringaut22 entsprechende Ringnut28, von
der eine Arbeitsleitung29 in den Hubzylinder30 des Kraftheberblocks führt. Der in
diesem Zylinder geführte Kolben31 ist über eine Pleuelstange32 an einen Hubhebe133
angelenkt, der auf einer im Gehäuse des Kraftheberblocks gelagerten Hubwelle34 befestigt
ist. Diese Hubwelle trägt nicht dargestellte Hubarme, die zum Anheben und Senken
eines vom Kraftheberblock aus bewegten, an den Schlepper angehängten Gerätes dienen.
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Die Bohrung14 hat ferner noch eine Ringnut35, welche mit der Ringnut
13 durch einen Kanal 36 verbunden ist.
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An den Kanal 8 ist der Einlaß 37 eines überdruckventils
38 angeschlossen, dessen Auslaß mit 39 bezeichnet ist. Das überdruckventil
besteht im wesentlichen aus einem kegelförmigen Verschlußstück 40, das mit einem
Dämpfungskolben 41 verbunden ist, und einer Ventilfeder 42.
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In der Bohrung 10 ist ein Schieberkolben 43 gleitend geführt.
Er hat ringförmige Eindrehungen 44, 45 und ist über eine Lasche 46 an einen Hebel
47 angelenkt, der auf einer Steuerwelle 48 sitzt. Diese ragt nach außen aus dem
Gehäuse 1 und trägt dort einen Handhebel 49.
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Am Umfang des Hebels 47, der in einer Aussparung des Gehäuses
1 gleitet, sind Rastnuten 50 und eine Aussparung 51 angebracht.
Mit den Rastnuten 50
wirkt ein Rastbolzen 52 zusammen.
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In der Bohrung 14 ist ein Schieberkolben 53 untergebracht,
der ähnlich dem Schieberkolben 43 ausgebildet und auf dieselbe Weise mit einer Steuerwelle
und Rasteinrichtung verbunden ist. Die entsprechenden- Teile tragen die um
10 erhöhten Bezugsziffern 53 bis 62.
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Jeder der Schieberkolben 43 und 53 nimmt an seinem linken Ende
verschiebbar eine becherförmige Hülse 63 auf, die mit ihrem äußeren Rand,
das Ende des Schieberkolbens übergreifend, bis in den Bereich einer Schulter 64
der den Schieberkolben aufnehmenden Bohrung greift. Durch die Hülse 63 und
eine Querwand des Schieberkolbens hindurchgesteckt ist ein Bolzen 65, der
mit einem inneren Bund 66 in einer Bohrung des Schieberkolbens liegt und
mit einem äußeren Bund 67 ein Widerlager für eine Rückführfeder
68 bildet, die zwischen dieses Widerlager und den Boden der Hülse
63 eingespannt ist. Der Weg des Bundes 67 wird nach außen begrenzt
durch einen Stopfen 69, mit dem die den Schieberkolben enthaltende Bohrung
nach außen abgeschlossen ist.
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Vom Auslaß 39 des überdruckventils 38 führt eine Leitung
70 zu einer an den Hebel 47 grenzenden Stelle des Gelfäuses 1; eine
Abzweigung 71 dieser Leitung führt zu einer entsprechenden Stelle an dem
Hebel 57. Der Rastbolzen 52 ist mit einem Kolben 72
verbunden,
der in einem Zylinder 73 gleitet und von einer Rastfeder 74 gegen den Hebel
47 gedrückt wird.
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Von dem Zylinder73 führt ein Kana175 in die Kammer 17; er geht
von einer Stelle des Zylinders 73
aus, die bei geschlossener Rastverbindung
von dem Kolben 72 verschlossen, aber nach Anheben des Kolbens 72 freigegeben
wird. Entsprechend ist mit dem Rastbolzen 67 ein Kolben 76 verbunden,
der in einem Zylinder 77 gleitet und von einer Rastfeder 78 gegen
den Hebel 57 gedrückt wird. Ein Kanal 79 verbindet entsprechend dem
Kanal 75 den Zylinder 77 mit der Kammer 17.
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Wenn die Schieberkolben 43, 53 die in Fig. 1 dargestellte
Lage einnehmen, verbinden ihre Eindrehungen 44, 54 die Ringnuten 9 und
11 sowie 13 und 15.
Die von der Pumpe 5 durch die Förderleitung
6 und den Kanal 8 zugeführte, Flüssigkeit kann daher drucklos durch
diese Ringnuten und die Kanäle 12 und 16
zur Rückflußleitung18 und in den
Sammelraum3 zurückfließen. Die Ringnuten22 und 28 und damit der Arbeitszylinder24
und der Hubzylinder30 sind abgeschlossen. Die Rastbolzen52, 62 greifen in
die Hebe147, 57 und halten dadurch die Handhebe149, 59 und die Schieberkolben
43, 53 in ihren Stellungen fest, unterstützt von den Rückführfedern68.
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Wenn der Schieberkolben 43 in die Stellung » Senken
« nach Fig. 2 gebracht wird, verbindet seine Eindrehung 44 weiterhin die
Ringnuten 9 und 11, so daß die Druckflüssigkeit in die Ringnut13 weiterfHeßen
kann. DieEindrehung45 desSchieberkolbens43 verbindet aber nun die Ringnuten 22 und
25, so daß von dem Arbeitszylinder 24 Flüssigkeit durch die Leitung
23 und diese Nuten, den Kanal 26 und das linke Ende der Bohrung 14
zu dem Kanal 27 und über die Rückflußleitung 18 in den Sammelraum
3 abffießen kann.
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Der nach links verschobene Schieberkolben 43 hat seine Hülse
63 mitgenommen und dadurch die Rückführfeder 68 gespannt. Der Schieberkolben
43 bleibt aber in dieser Lage, da der Rastbolzen 52 den Hebel 47 festhält.
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Wenn der Schieberkolben 53, wie in Fig. 2 gezeigt, in die Hubstellung
bewegt wird, so ist die Ringnut 15
abgetrennt, und das durch den Kanal 12
kommende
Drucköl kann nur durch den Kanal 36 in die Ringnut
35 fließen. Von dort gelangt es durch die Eindrehung 55 des Schieberkolbens
53 in die Ringnut 28
und die Arbeitsleitung 29, so daß der Hubzyhnder
30
unter Druck gesetzt wird, der Kolben 31 sich nach rechts verschiebt,
die Hubwelle 34 gedreht und das damit verbundene Gerät angehoben wird.
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Kommt dieses oder der Hubhebel 33 in seine Endlage, so steigt
der Druck der von der Pumpe 5 geförderten Flüssigkeit an. Er hebt das Verschlußstück
40 des überdruckventils 38 von seinem Sitz ab, so daß Druckflüssigkeit zum
Auslaß 39 des Überdruckventils 38 kommt und in die Leitung
70 und deren Abzweigung 71 dringt. Letztere ist in der Hubstellung des Schieberkolbens
53 durch die Aussparung 61 des Hebels 57 mit dem Inneren des
Zylinders 77 verbunden. Die auf diesem Wege einströmende Flüssigkeit hebt
daher den Kolben 76 gegen die Kraft der Rastfeder 78 an und strömt
durch den Kanal 79 und die Kammer 17 ab.
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Dies hat zur Folge, daß die Rastung des Rastbolzens 62 in einer
der Rastnuten 60 aufgehoben wird und die beim Verschieben des Schieberkolbens
53
gespannte Rückführfeder 68 desselben die zugehörige Hülse
63 samt dem Schieberkolben wieder nach rechts in die Neutralstellung zurückführt,
bei der sich der Rand der Hülse 63 wieder auf die Schulter 64 der Bohrung
14 legt. Die geförderte Flüssigkeit kann daher wieder durch die Eindrehung 54 und
die Ringnut 15 drucklos abströmen.
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Die Stellung des Schieberkolbens 43 wird von dieseil Vorgängen nicht
berührt, da die Leitung 70 keine Verbindung mit dem Zylinder 73 hat.
Wird
der Schieberkolben43 in umgekehrter Richtung, das heißt nach rechts bewegt, so kommt
er in »Heben«-Stellung. Seine Eindrehung 45 verbindet die Ringnuten 9 und
22, und das geförderte Druckmittel strömt in den Arbeitszylinder 24. Steigt am Ende
des Kolbenhubes der Druck an, so öffnet sich wiederum das Überdruckventil38 und
die Leitungen 70 und 71 kommen unter Druck. Da nun die Aussparung
51 des Hebels 47 die Leitung 70 mit dem Zylinder 73 verbindet,
wird die Rastung des Hebels 47 ausgelöst, und die - mit Hilfe des Bolzens
65
und des Bundes 67 - gegen die auf der Schulter 64 abgestützte Hülse
zusammengedrückte Rückführfeder 68 bringt den Schieberkolben 43 wieder in
seine Neutralstellung zurück. Diese Vorgänge bleiben auf die Rastung des Schieberkolbens
53 ohne Einfluß, solange er sich in Neutral- oder Senkstellung befindet.
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Solange der Schieberkolben 43 in Hubstellung ist, erhält die Bohrung
14 kein Drucköl. Der Schieber 53
bleibt daher in Neutralstellung oder kann
nach rechts in seine Senkstellung gebracht werden, in welcher seine Eindrehung
55 die Ringnuten 28 und 13 verbindet, während ein Durchlaß
von der Ringnut 35 zu dem Kanal 27 geöffnet ist, also Flüssigkeit
aus dem Hubzylinder 30 über diese Ringnuten und den Kanal 36 abfließen
kann. Der Kolben 31 kann daher unter dem Gewicht eines mit der Hubwelle 34
verbundenen Gerätes in seine Ausgangslage zurückkehren und das Gerät sich senken
lassen.
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In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse 1
gegeben.
Darin sind die Bohrungen 10 und 14 mit den Schieberkolben 43 und
53 sowie den Laschen 46 und 56 (letztere im Schnitt) zu erkennen.
Auf den Steuerwellen 48, 58 sind Hebel 47' und 57' befestigt, welche
durch Bolzen 80, 81 mit den Laschen verbunden sind, aber keine Rastnuten
und Aussparungen tragen. (Die mit Teilen der Fig. 1 und 2 im wesentlichen
gleichen oder gleichwirkenden Teile sind mit derselben Bezugsziffer und einem Strich
bezeichnet.) Die Rast- und Steuertätigkeit wird vielmehr von anderen Teilen der
Steuerwellen übernommen.
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Die Leitung70 ist mit einer senkrechten Bohrung 70' verbunden,
welche die Bohrungen 82, 83 anschneidet, in denen die Steuerwellen gelagert
sind. Im axialen Bereich der Bohrungen 82 und 83 haben die Steuerwellen
je eine Steuernut 84, 85, welche der Aussparung 51 oder
61 entspricht. Eine Querbohrung 86, 87 jeder Steuerwelle dient zu
ihrer Entlastung.
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Die Bohrungen 82, 83 haben an ihrem nach außen gerichteten
Ende erweiterte Abschnitte 88, 89. In diesen liegt jeweils eine Rastscheibe
90, 91, die auf der zugehörigen Welle befestigt ist und an ihrem Umfang Rastnuten
92, 93, 94 trägt (Fig. 4). Mit diesen arbeitet jeweils ein Rastbolzen
62' zusammen, der an einem Kolben 76' befestigt ist und mit diesem
unter der Einwirkung einer Rastfeder 78' steht. Die Zylinder 77',
in denen diese Kolben gleiten, sind vor den Kolben unmittelbar mit den Abschnitten
88, 89 verbunden, an einer weiter zurückliegenden Stelle durch Kanäle
75, 79' mit einer zum Rücklauf führenden Bohrung 17'.
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Die Abschnitte 88, 89 der Bohrungen 82, 83 sind nach
außen durch Dichtscheiben 95, 96 verschlossen. An den äußeren Enden der Steuerwellen
48, 58 sind im Querschnitt die Handhebe149, 59 zu erkenren.
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Die entlang des Umfangs gesehen äußeren Kanten der Rastnuten
92, 94 verlaufen etwa radial. Sie bilden daher einen Endanschlag für die
Drehbewegung der Handhebel und die Längsbewegung der Schieberkolben. Die mittlere
Rastnut 93 ist flach ausgeführt.
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Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach den Fig.
3 und 4 entspricht der zu den Fig. 1 und 2 beschriebenen. Wenn das
überdruckventil anspricht, kommen die Leitungen 70 und 70' unter Druck.
Solange die Steuernut 84 oder 85 mit der Bohrung 70'
Verbindung hat,
wird dann auch der zugehörige Ab-
schnitt 88, 89 der Steuerwellenbohrung
unter Druck gesetzt, so daß der zugehörige Rastkolben 76' angehoben und die
Rastung ausgelöst wird. Das ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Fall, solange
der zu-
gehörige Schieberkolben nicht in Senkstellung steht.
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Das Steuergerät nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist
im wesentlichen gleich aufgebaut wie das nach Fig. 1; die gleichen Teile
sind gleich bezeichnet. An Stelle der Hebel 47, 57 sind Hebel 47",
57" angebracht, welche zwar Rastnuten 50, 60, aber keine Aussparungen
haben.
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Vom Auslaß 39 des überdruckventils 38 führt eine Leitung
97 zu einer zusätzlichen Ringnut 98 der Bohrung 14 und weiter zu einer
Ringnut 99 der Bohrung 10. Neben der Ringnut98 ist eine Ringnut100
angeordnet, die durch einen Kanal 101 mit dem Zyhnder 77 vor dem Kolben
76 verbunden ist. Neben der Ringnut 99 liegt in der Bohrung
10 eine Ringaut 102, die entsprechend durch einen Kanal 103 mit dem
Zylinder 73 verbunden ist. Der Schieberkolben 53 hat eine zusätzliche,
im Bereich der Ringnuten 98, 100
liegende Eindrehung 104, der Schieberkolben
43 eine entsprechende Eindrehung 105.
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In der gezeichneten Stellung befinden sich beide Schieber in Neutralstellung;
die Ringnuten 98 und 100 sind durch die Eindrehung 104, die Ringnuten
99 und 102 durch die Eindrehung 105 verbunden. Werden die Schieberkolben
in Hubstellung gebracht, d. h. der Schieberkolben 43 nach rechts, der Schieberkolben
53 nach links verschoben, so bleibt diese Verbindung ebenfalls erhalten.
Sobald daher das überströrnventil 38 anspricht und Druckmittel durch die
Leitung 97 strömt, fließt es durch die genannten Ringnuten in die Zylinder
73 und 77 und löst dadurch die Rastung aus. Wenn einer der Schieberkolben
in Senkstellung gebracht wird, so wird die Verbindung zwischen seinem Rastzylinder
und der Leitung 97 durch den Schieberkolben selbst unterbrochen, und überströmendes
Drucköl kann die Rastverbindungen nicht mehr auslösen. Der Schieberkolben bleibt
daher, wie gewünscht, in seiner Senkstellung, in welcher der zugehörige Zylinder
druck-los ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist nur ein Schieberkolben43
des Steuergerätes gezeichnet, das im wesentlichen ebenfalls wie das nach Fig.-1
ausgebildet ist. An Stelle des Hebels 47 ist ein Hebel 47.. mit Rastnuten
50, aber ohne Aussparung 51 angebracht. In eine die Leitung
70 und den Zylinder 73
verbindende Zweigleitung 106 ist ein
Hilfssteuerschieber 107 mit einem Hilfskolben 108 eingeschaltet. Dieser
wird von einer Feder 109 in eine Stellung gedrängt, in welcher er die Zweigleitung
106 absperrt.
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Von der Leitung 23 ist eine Steuerleitung 110 abgezweigt,
welche in die Bohrung 111 für den Hilfsschieber 107 auf der der Feder
109 entgegengesetzten Seite mündet. Durch die Steuerleitung 110 zugeführter
Druck verschiebt den Hilfskolben 108 gegen die Kraft der Feder
109 so weit, daß eine Eindrehung
112 des Hilfskolbens
108 in den Bereich der Zweigleitung 106 kommt, so daß diese Zweigleitung
freigegeben ist.
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Solange der Schieberkolben 43 in der Neutral- oder Senkstellung steht,
d. h. die Leitung 23 drucklos ist, bleibt daher die Zweigleitung106
unterbrochen, und etwa am Auslaß 39 des überdruckventils austretendes Drucköl
kann auf die Rasteinrichtung 52, 72
nicht einwirken. Steht der Schieberkolben
in der dargestellten Hubstellung, so gelangt öl unter Druck von dem Kanal
8 in die Leitung 23 und auch in den Zy-
linder 111, so
daß der Hilfsschieber 107 geöffnet ist und in der Leitung 70 auftretender
Druck auf den Kolben 72 einwirken und die Rasteinrichtung auslösen kann.
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Bei Ausführungsformen des Steuergerätes, bei denen es vorkommen kann,
daß beide Rasteinrichtungen gesperrt sind, ist der Auslaß 39 des Überdruckventils
-über ein nicht dargestelltes Hilfsüberdruckventil, dessen öffnungsdruck größer
als der zum Rastauslösen erforderliche Druck ist, mit dem Rücklauf verbunden.