DE1164624B - Steuerungsvorrichtung fuer motorhydraulische Greifer - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 66 c

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 35 b-6/17

1164 624
N 19094 XI /35 b
26. Oktober 1960
5. März 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung für motorhydraulische Greifer, bei denen die Greiferschalen durch eine oder mehrere hydraulische Einheiten geöffnet und geschlossen werden, die von einer Pumpe mittels Steuerschieber über eine erste Leitung in Öffnungsrichtung und über eine zweite Leitung in Sohließrichtung mit Öl beaufschlagt werden, wobei in der zweiten Leitung ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das bei Druckölzufuhr in Öffnungsrichtung der hydraulischen Einheit durch einen mit Druck beaufschlagten Ventilbetätigungskolben mechanisch geöffnet wird.

Bei motorhydraulischen Greifern, deren Schalen sowohl hydraulisch geschlossen als auch hydraulisch geöffnet werden, ist es häufig aus räumlichen Gründen erforderlich, die hydraulischen Einheiten so anzuordnen, daß beim Schließen die Kolbenstangenseite und beim Öffnen die Kolbenbodenseite beaufschlagt wird. Diese Anordnung führt dazu, daß der auf die Kolben der hydraulischen Einheiten wirkende Druck beim Öffnen der Greiferschalen beträchtlich geringer ist als beim Schließen. Da weiterhin beim Öffnen ein Gegendruck in den Greiferschalen zumeist fehlt, reicht der beim Öffnen in der ersten Leitung auftretende Öldruck häufig nicht aus, um mittels des Ventilbetätigungskolbens das Rückschlagventil in der zweiten Leitung zu öffnen. Dies hat zur Folge, daß sich in der zweiten Leitung ein höherer Druck aufbaut als in der ersten Leitung, wodurch sich das Rückschlagventil entweder gar nicht oder — bei genügend großem Ventilbetätigungskolben — nur stoßweise bzw. flatternd öffnet.

Es ist bereits ein Steuergerät für hydraulische Anlagen mit beidseitig beaufschlagten hydraulischen Kolben bekannt, bei dem ebenfalls in den zum Arbeitskolben führenden Druckleitungen jeweils ein Rückschlagventil eingesetzt ist. Für die Rückleitung des Öls von der hydraulischen Einheit ist eine gesonderte Umgehungsleitung vorgesehen, die in die Bohrung für den Steuerschieber mündet. Bei stillstehendem Arbeitskolben wird diese Umgehungsleitung allein durch den Steuerschieber abgedichtet, was aber für einen Betrieb bei einem auch in Ruhestellung hochbelasteten Greifer nicht ausreicht. Bei einem Greifer ist jeder Druckölverlust mit einer unter Umständen folgenschweren Verminderung der Klemmkraft der Schalen verbunden.

Das Problem, hydraulischen Druck in einer Leitung durch ein Rückschlagventil aufrechtzuerhalten und bei Umkehrung der Druckrichtung dieses Rückschlagventil durch einen Ventilbetätigungskolben zu öffnen, ist auch bereits bei der hydraulischen Steuerungsvorrichtung für motorhydraulische
Greifer

Anmelder:

Norddeutsche

Maschinen- und Schraubenwerke A. G.,

Peine, Woltorfer Str. 74

Als Erfinder benannt:
Jürgen Schrader, Peine

Steuerung eines Hubkarrens behandelt worden. Dieser bekannte Hubkarren ist mit zwei in der Horizontalen verschwenkten, hydraulisch betätigten Zangenarmen ausgerüstet. Es besteht also keine Druckdifferenz infolge äußerer Belastung der Zangenarme, da diese in der Horizontalen geöffnet und geschlossen werden.

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, das infolge der oben beschriebenen Erscheinungen bedingte Flattern beim Schließen der Greiferschalen zu beseitigen. Es wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß für Greifer, bei denen die der Kolbenbodenseite zugeordneten Arbeitskammern zum öffnen und die der Kolbenstangenseite zugeordneten Arbeitskammern zum Schließen mit öl beaufschlagt werden, in der zweiten Leitung zwischen dem Rückschlagventil und den der Kolbenstangenseite zugeordneten Arbeitskammern ein Drosselventil vorgesehen ist, das den Rücklauf in der zweiten Leitung beim Öffnen derart drosselt, daß die auf den Ventilbetätigungskolben ausgeübte Kraft in der ersten Leitung größer ist als die Schließkraft des Rückschlagventils.

Das Drosselventil in der zweiten Leitung ist zweckmäßig mit einem Rückschlagventil versehen, das den Ölzufluß zur zweiten Leitung freigibt, den freien Rückfluß aus dieser Leitung beim öffnen der Greiferschalen jedoch sperrt, wobei ein den Rückschlagventilteil umgehender Drosselkanal vorgesehen ist. Das Rückschlagventil in der zweiten Leitung kann dabei mit einem Vorlaufkegel ausgerüstet sein, der bei der Verschiebung des Ventilbetätigungskolbens geöffnet wird und einen Druckausgleich auf beiden Seiten des Rückschlagventilkegels herstellt, bevor der Rückschlagventflkegel selbst bei der weiteren Verschiebung des Ventilbetätigungskolbens geöffnet wird.

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Da wegen der verschieden großen Kolbenflächen und auch wegen der Drosselung durch das Drosselventil der Öffnungsvorgang der Greiferschalen länger dauern würde als der Schließvorgang, weist zur Beschleunigung des Öffnungsvorganges der die ölzufuhr steuernde Steuerschieber zweckmäßig eine Ringnut auf, die bei Stellung des Steuerschiebers in Öffnungsrichtung der Greiferschalen eine unmittelbare Verbindung zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung und mit der Pumpe herstellt.

Dadurch läßt sich die Öffnungszeit der Greiferschalen auf etwa die Hälfte der Schließzeit verkürzen. Für die Bewegung dieses Steuerschiebers kann ein hydraulisch wirkender, magnetisch betätigter Pilotschieber vorgesehen sein.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung können die Zuflußleitung von der Pumpe zum Steuerschieber und die Rückflußleitung vom Steuerschieber zum öltank über ein Druckbegrenzungsventil miteinander verbunden sein, das bei Überschreiten eines bestimmten Höchstdruckes eine unmittelbare Verbindung zwischen diesen Leitungen herstellt.

Um die gesamte Steuervorrichtung als einheitliches Ganzes auszubilden, wird schließlich noch vorgeschlagen, daß Steuerschieber, Pilotschieber, Rückschlagventil, Ventilbetätigungskolben, Drosselventil und Druckbegrenzungsventil in einem gemeinsamen Steuerungsblock untergebracht sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile einer Steuerungsvorrichtung für motorhydraulische Greifer nach der Erfindung werden in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Schnitt durch eine Steuerungsvorrichtung im Zustand der Schließbewegung des Greifers,

Fig. 2 den Schnitt entsprechend Fig. 1 im geschlossenen Zustand des Greifers,

F i g. 3 den Schnitt entsprechend F i g. 1 im Zustand der Öffnungsbewegung des Greifers.

Bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels wird ausgegangen von einem hydraulischen Greifer, bei dem die der Kolbenbodenseite zugeordnete Arbeitskammer der hydraulischen Einheit oder der hydraulischen Einheiten zum öffnen des Greifers und die der Kolbenstangenseite zugeordnete Arbeitskammer zum Schließen des Greifers mit Öl beaufschlagt werden. Das Öl wird dabei von einer beispielsweise elektrisch angetriebenen Pumpe gefördert, die nicht weiter dargestellt und beschrieben ist. Auch die einzelnen Teile des Greifers selbst finden keine weitere Erörterung. Von den dem Greifer zugeordneten hydraulischen Einheiten ist nur eine einzige Einheit gezeigt, und aus Gründen der Vereinfachung wird nachfolgend auch dann von einer hydraulischen Einheit gesprochen, wenn mehrere hydraulische Einheiten vorhanden sein können.

Die Steuerungsvorrichtung 1 besteht aus einem Steuerungsblock 2, der mit einem System von Leitungen versehen ist und die einzelnen Steuerungsorgane enthält, und zwar im vorliegenden Beispiel ein Druckbegrenzungsventil 3, einen Steuerschieber 4, ein Rückschlagventil 5, einen Ventilbetätigungskolben 6, ein Drosselventil 7 und einen Pilotschieber 8. In der Steuerungsvorrichtung werden eine von der Pumpe kommende Zuflußleitung P und eine zur Pumpe führende Rückflußleitung R nach Maßgabe der Stellung des Steuerschiebers 4 mit einer ersten, die hydraulische Einheit 9 in Öffnungsrichtung des Greifers beaufschlagenden Leitung O oder einer zweiten, diese Einheit in Schließrichtung beaufschlagenden Leitung S verbunden.

Ein Verschlußkörper 10 des Steuerschiebers 4 kann mit verhältnismäßig enger Passung in einer im Steuerungsblock 2 angeordneten Bohrung 11 gleiten. Die Leitungen P und R münden in der Bohrung 11. Hierbei setzt sich die Zuflußleitung P geradlinig über den Bereich der Bohrung 11 hinaus fort in eine Leitung 12, während die Rückflußleitung R in einer Leitung 13 über die Bohrung 11 hinaus weitergeführt wird, deren Mündung in der Bohrung 11 gegenüber der Mündung der Rückflußleitung R so versetzt ist, daß der Abstand der Mündungen der Leitungen 12 und 13 etwa die Hälfte des Abstandes der Mündungen der Leitungen P und R beträgt. In der Höhe der Mündungen der Leitungen P (bzw. 12), 13 sowie R ist in die Innenwandung der Bohrung 11 jeweils eine Ringnut 15, 16 bzw. 17 eingelassen, die sich um den Umfang der Bohrung 11 hinweg erstrecken. Auch im mittleren Teil des Verschlußkörpers 10 des Steuerschiebers 4 befindet sich eine Ringnut 18, so daß in diesem Bereich der Verschlußkörper 10 nicht an der Innenwandung der Bohrung 11 anliegt. Die Lage der Ringnut 18 in bezug auf die Ringnuten 15,16 und 17 ist so gewählt, daß in der einen Endlage des Steuerschiebers 4 sich die Ringnut 18 über den Bereich der Ringnuten 16 und 17 hinweg erstreckt, während in der anderen Endlage des Steuerschiebers 4 die Ringnut 18 den Bereich der Ringnuten 16 und 15 überdeckt. An den Enden ist der Steuerschieber 4 mit Verlängerungen 19 und 20 versehen, die einen geringeren Durchmesser als der Verschlußkörper 10 besitzen. Die Verlängerung 19 gleitet in einer in dem Steuerungsblock 2 eingesetzten Muffe 22 mit verhältnismäßig weiter Passung. Die eine Endlage des Steuerschiebers 4 wird definiert durch die Anlage der um die Verlängerung 19 herum gebildeten ringförmigen Stirnfläche des Verschlußkörpers 10 an der Muffe 22. Die zweite Verlängerung 20 des Steuerschiebers 4 ist von einer Hülse 21 umgeben, deren Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Verschlußkörpers 10 entspricht. Diese Hülse liegt mit ihrem einen Ende gegen die um die Verlängerung 20 herum gebildete ringförmige Stirnfläche des Verschlußkörpers 10 an und trägt an ihrem anderen Ende einen Flansch 21 α, auf dem sich eine Feder 14 abstützt. Die Feder 14 drückt den Steuerschieber 4 nach rechts in die durch Anlage an der Muffe 22 definierte Endlage. In der Ruhestellung, d. h. ohne zusätzliche Einwirkung von hydraulischen Kräften, bleibt der Steuerschieber 4 in dieser Lage. Zur Verschiebung des Steuerschiebers in die andere Endlage muß die Federkraft der Feder 14 überwunden werden. Die zweite Endlage des Steuerschiebers, die aus F i g. 3 ersichtlieh ist, ist definiert durch Anlage des Flansches 21a an der Kante einer Ausnehmung in einer in den Steuerungsblock 2 eingesetzten Führungsmuffe 23. Im Bereich des Steuerschiebers 4 ist der Steuerungsblock 2 von einem Dichtungselement 24, 24 a um- geben, das dem dichten Abschluß sämtlicher Bohrungen nach außen dient und zugleich noch weitere Leitungen für das öl enthält, die zur hydraulischen Verschiebung des Steuerschiebers 4 aus seiner Ruhelage heraus in die zweite Endlage notwendig sind und weiter unten noch erläutert werden sollen.

Von der Bohrung 11 führen die Leitungen 12 und 13 durch den Steuerungsblock 2 hindurch zu einer weiteren, im Steuerungsblock 2 angeordneten Quer-

bohrung, in diie ein Gehäuse 25 für das Rückschlagventil 5 mit Rückschlagventilkegel 30 und ein Gehäuse 26 für den Ventilbetätigungskolben 6 eingedichtet sind. Die Leitung 12 mündet im Bereich des Rückschlagventils 5 und wird durch einen Kanal 27 im Gehäuse 25 zum Ventilsitz 28 geführt. Von diesem Ventilsitz aus läuft ein Kanal 29 zu einem Auslaßstutzen 42. Die Leitung 13 mündet im Bereich des Ventilbetätigungskolbens 6 und wird in dem Gehäuse 26 durch einen Kanal 39 zum Zylinderraum 38 geführt, der seinerseits über einen Kanal 40 mit dem zweiten Auslaßstutzen 44 des Steuerblocks verbunden ist.

Der Rückschlagventilkegel 30 des Rückschlagventils ist mit einem Hohlschaft 31 verbunden, der in einer entsprechenden Bohrung im Gehäuse 25 gleiten kann. Der aus Rückschlagventilkegel 30 und Hohlschaft 31 bestehende Ventilkörper wird durch eine Feder 34 in Ruhelage gegen den Ventilsitz 28 gedrückt. Hierbei wirkt die Feder 34 jedoch nicht direkt auf den Ventilkörper, sondern sie liegt an einem Vorlaufkegel 32 an, dessen Schaft 33 in einer entsprechenden Bohrung im Rückschlagventilkegel 30 geführt wird. Der Sitz des Vorlaufkegels 32 wird durch das dem Ventilsitz 28 abgelegene Ende der Bohrung im Rückschlagventilkegel 30 gebildet. Der Schaft 33 des Vorlaufkegels ist mit einer Längsnut versehen. Man erkennt aus der Darstellung der Fig. 2, daß in der Ruhelage auch der Vorlaufkegel 32 gegen seinen Sitz gepreßt wird. An der Übergangsstelle zwischen Rückschlagventilkegel 30 und Hohlschaft 31 sind Bohrungen 31 α vorgesehen, die einen Druckausgleich zwischen dem Raum, in dem sich die Feder 34 befindet, und dem Kanal 29 bewirken.

In dem zum Gehäuse 26 des Ventilbetätigungskolbens hinweisenden Ende des Gehäuses 25 des Rückschlagventils ist eine Bohrung angeordnet, in der ein Bolzen 36 gleiten kann. Dieser Bolzen ragt mit seinem einen Ende in den Kanal 27 im Gehäuse 25 hinein und kann bei seiner Gleitbewegung gegen den Schaft 33 des Vorlaufkegels 32 bzw. gegen das untere Ende des Rückschlagventilkegels 30 zur Anlage kommen. Mit seinem zweiten Ende ragt der Bolzen

36 in den Zylinderraum 38 des Gehäuses 26 hinein und kann dort gegen die Stirnfläche eines in dem Zylinderraum 38 gleitenden Arbeitskolbens 37 stoßen, wenn sich dieser Kolben in Richtung auf seine linke Endlage verschiebt. Der Arbeitskolben 37 ist an seiner zweiten Stirnfläche mit einem Abstandshalter

37 a verbunden, durch den verhindert wird, daß sich der Arbeitskolben 37 bis an das rechte Ende des Zylinderraumes 38 hin verschieben kann. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Kanal 39 ständig mit dem Kanal 40 verbunden bleibt.

An der Verbindungsstelle zwischen dem Gehäuse 25 und dem Gehäuse 26 ist ein Kanal 41 vorgesehen, der mit einem Auslaßstutzen 43 im Steuerungsblock 2 in Verbindung steht. Der Kanal 41 sammelt irgendwelches um den Bolzen 36 oder den Arbeitskolben 37 herum austretendes Lecköl und leitet es über den Auslaßstutzen 43 und eine Leitung 45 zurück zum Öltank, der nicht weiter dargestellt ist.

Im Bereich des Rückschlagventils 5 und des Ventilbetätigungskolbens 6 ist der Steuerungsblock 2 mit einem Dichtungselement 35 umgeben, das zugleich auch die Abstützung für die Feder 34 bildet.

Der Auslaßstutzen 44 ist direkt mit der ersten zur hydraulischen, mit Kolben 46 und Kolbenstange 47 versehenen Einheit 9 führenden Leitung O verbunden. Die Leitung O mündet in einer dem Boden des Kolbens 46 zugeordneten Arbeitskammer 49, die zum öffnen des Greifers mit Öl beaufschlagt wird. Der Auelaßstutzen 42 führt über die zweite Leitung S zu einer der Kolbenstange 47 zugeordneten Arbeitskammer 48 in der hydraulischen Einheit 9, die zum Schließen des Greifers mit öl beaufschlagt wird. Die zweite Leitung S mündet jedoch nicht direkt im Auslaßstutzen 42, sondern endet in dem Drosselventil 7, das seinerseits an den Auslaßstutzen 42 angeschlossen ist.

Das Drosselventil 7 mit Gehäuse 50 wird durch ein Rückschlagventil gebildet, das durch einen Drosselungskanal überbrückt ist. Ein Durchgangskanal 51 im Gehäuse 50 des Drosselventils führt durch einen Ventilsitz 53 hindurch, auf den eine Ventilkugel 52 durch eine Feder 54 gedrückt wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß bei Zufluß von öl vom Steuerungsblock 2 aus zur hydraulischen Einheit 9 durch die zweite Leitung S hindurch die Kugel 52 von ihrem Sitz abgehoben wird und den Durchgangskanal 51 in dieser Richtung freigibt. Beim Zurückströmen des Öls von der hydraulischen Einheit 9 aus durch die zweite Leitung S hindurch versperrt jedoch die Kugel 52 den Durchgangskanal 51. Der den Ventilsitz 53 umgehende Drosselungskanal wird gebildet durch zwei nach außen aus dem Gehäuse 50 herausführende Bohrungen 55 bzw. 56, die auf je einer Seite des Ventilsitzes 53 im Durchgangskanal 51 münden. Die Bohrungen 55 und 56 stehen durch eine Ringnut 57 miteinander in Verbindung, die in der Innenwandung einer das Gehäuse 50 umgebenden Hülse 58 angeordnet ist. Die Breite der Ringnut 57 ist so bemessen, daß die Mündungsquerschnitte der Bohrungen 55 und 56 gerade freigegeben werden können. Die Hülse 58 ist gegenüber dem Gehäuse 50 abgedichtet, kann jedoch in Axialrichtung auf dem Gehäuse 50 verschoben werden, wobei sich die von der Ringnut 57 freigegebene Mündungsfläche der Bohrungen 55 und 56 vergrößert oder verkleinert. Das Ausmaß der Verschiebung der Hülse 58 wird durch Anschlagnasen 59 bestimmt, die am Gehäuse 50 angeordnet sind und in entsprechende Ausnehmungen in der Hülse 58 eingreifen. Man erkennt, daß der Drosselungskanal während der Zufuhr von Öl zur hydraulischen Einheit 9 praktisch keine Wirkung besitzt, daß er dagegen beim Zurückströmen des Öls aus der hydraulischen Einheit 9 den Druck im ölstrom drosselt, und zwar in einem Ausmaß, das durch die Stellung der Hülse 58 relativ zum Gehäuse 50 bestimmt wird.

Wie bereits erwähnt wurde, wird die Stellung des Steuerschiebers 4 hydraulisch nach Maßgabe der Stellung eines magnetisch betätigten Pilotschiebers 8 gesteuert. Der Pilotschieber 8 ist in einem Gehäuse 60 untergebracht, das an dem Teil 24 a des den Steuerschieber umgebenden Dichtungselements befestigt ist. Oberhalb des Gehäuses 60 und mit diesem fest verbunden ist eine Halterung 61 für eine magnetische Ringspule 62 angebracht. Die Ringspule 62 wirkt auf einen Eisenkern 63, der über eine Verbindungsstange 63 a mit einem Verschlußkörper 64 des Pilotschiebeffs verbunden ist. Der Verschlußkörper 64 bewegt sich in einer Bohrung 66 im Gehäuse 60 mit so weiter Passung, daß ein etwaiges Verklemmen des Verschlußkörpers 64 durch die magnetischen Betätigungskräfte überwunden werden

Einheit 9, wo der Kolben 46 auf der Kolbenstangenseite, d. h. in Schließrichtung des Greifers, beaufschlagt wird.

Während dieses Vorgangs strömt das in der 5 Arbeitskammer 49 der hydraulischen Einheit 9 befindliche öl durch die erste Leitung O über den Auslaßstutzen 44 in den Steuerungsblock 2 hinein. Es gelangt über den Kanal 40, den Zylinderraum 38, den Kanal 39 und die Leitung 13 zum Steuerschieber 4.

kann. In der Bohrung 66 münden zwei Kanäle 70 und 71, von denen der Kanal 70 zur Ringnut 15 und der Kanal 71 zu einem Raum 72 in der Innenbohrung der Muffe 22 führt, in der die Verlängerung 19 des Steuerschiebers 4 Aufnahme findet. Ein Teil des Kanals 70 liegt in der zeichnerischen Darstellung oberhalb der Zeichenebene. Dieser Teil ist strichpunktiert angedeutet. In dem Verschlußkörper 64 ist eine Ringnut 65 in solcher Lage angeordnet, daß in

der einen Endstellung des Verschlußkörpers beide io Da die Ringnut 18 im Steuerschieber 4 die durch die Mündungen der Kanäle 70 und 71 gleichzeitig von Ringnuten 16 und 17 gebildeten Räume miteinander der Ringnut überdeckt und damit miteinander ver- verbindet, kann das Öl vom Steuerschieber aus durch bunden werden, während in der anderen Endstellung die Rücknußleitung R zum öltank zurückströmen, des Verschlußkörpers 64 kerne Verbindung zwischen Die Rückflußleitung R nimmt dabei die bereits erden Kanälen 70 und 71 durch die Bohrung 66 hin- 15 wähnten Leckölanteile aus dem Kanal 73 auf, gleichdurch besteht. An dem der Magnetspule abgelegenen falls aber auch Leckölanteile, die sich in dem Raum, Ende des Verschlußkörpers 64 ist eine Anlageplatte in dem sich die Feder 14 befindet, sammeln und die 67 mit dem Verschlußkörper verbunden. Gegen tliesc über eine Leitung 74 abgeleitet werden.
Anlageplatte drückt eine Feder 68, die sich auf dem Sobald der Kolben 46 in der hydraulischen Einunteren Gehäuseabschluß 60 a abstützt. Ein Raum 69 20 heit 9 seine tiefste Stellung erreicht hat und sich nicht an dem der Magnetspule zugeordneten Ende des mehr weiter bewegen kann, sind die Greiferschalen Verschlußkörpers und ein Raum 69 a, in welchem geschlossen. Da die Pumpe jedoch noch so lange sich die Feder 68 befindet, sind miteinander über weiterfördert, bis sie durch gesonderte Bedienung abeinen kleinen Kanal 69 b, der zur Aufnahme und zum gestellt wird, könnte in diesem Augenblick eine un-Transport von Lecköl dient, verbunden. Vom Raum 25 zulässige Druckerhöhung im System auftreten. Diese 69 a führt ein Kanal 73, der sich ebenso wie die Druckerhöhung wird durch das Druckbegrenzungs-Kanäle 70 und 71 durch das Gehäuse 60, das Dich- ventil 3 abgefangen, dessen Gehäuse 75 in eine die tungselement 24 a und den Steuerungsblock 2 hin- Leitungen P und R schneidende Bohrung im durcherstreckt, zur Rückflußleitung R. Steuerungsblock 2 so eingesetzt ist, daß diese beiden

Nachfolgend soll die Wirkungsweise der Steuerungs^ 3° Leitungen durch einen Kanal 76 miteinander ver-

vorrichtung näher erläutert werden. Zur Erleichterung bunden werden können. Der Kanal 76 bildet an

der Übersicht sind dabei in den Fig. 1 bis 3 die- seinem der Rückflußleitung R zugeordneten Ende

jenigen Räume, die bei dem jeweils dargestellten Zu- einen Ventilsitz, auf den ein Ventilkegel 77 durch die

stand des Systems mit Drucköl gefüllt sind, mit dach- Kraft einer mittels einer Stellschraube 79 und einer

förmigen Pfeilen markiert, wogegen die jeweils mit 35 Anschlagplatte 80 einstellbaren Feder 78 angedrückt

Rücklauföl gefüllten Räume mit kleinen Wellenlinien wird. Sobald der Druck in der Zuflußleitung P den

und die mit Lecköl gefüllten Räume mit einer durch die einstellbare Feder 78 definierten Maximal-

Punktierung hervorgehoben sind. druck übersteigt, wird der Ventilkegel 77 von seinem

In der Darstellung der F i g. 1 befindet sich die Sitz abgehoben, so daß sich eine direkte Verbindung

Steuerungsvorrichtung in einem Zustand, bei welchem 40 zwischen der Zuflußleitung P und der Rückfluß-

die zweite Leitung S mit Drucköl aus der Zufluß- leitung R ergibt und der Druck in dem System nicht

leitung P versorgt wird und demzufolge die hydrau- weiter ansteigen kann.

lische Einheit 9 in Richtung auf ein Schließen der F i g. 2 zeigt das System im geschlossenen Zustand Greiferschalen beaufschlagt wird. Die magnetische der Greiferschalen. Der Kolben 46 befindet sich in Ringspule 62 ist stromlos, und der Verschlußkörper 45 seiner tiefsten Stellung, und die Pumpe ist inzwischen 64 wird durch die Feder 68 in seine obere Endlage abgestellt worden. Der Rückschlagventilkegel 30 des gedruckt, bei der die Kanäle 70 und 71 nicht mitein- Rückschlagventils 5 ist durch die Federkraft der ander verbunden sind. Über den Kanal 73 wird ledig- Feder 34 auf seinen Sitz gedrückt worden und sperrt Hch Lecköl in die Rücklaufleitung R abgeleitet, das den Kanal 29 gegen den Kanal 27 ab. Dadurch bleibt aus den Räumen 72, 69 und 69 σ stammt. Solange der 5° der Öldruck in der hydraulischen Einheit 9 erhalten, Pilotschieber nicht betätigt wird, befindet sich der und der Greifer kann sich nicht öffnen. Dieser Steuerschieber 4 in seiner durch die Feder 14 be- stationäre Zustand kann, da das Rückschlagventil 5 wirkten Ruhelage. In dieser Ruhelage gibt er über die mit einfachen Mitteln sehr präzise und funktions-Ringnut 15 den ölstrom aus der Zuflußleitung P so- sicher gearbeitet werden kann, beliebig lange bei abwohl zu der zum Rückschlagventil 5 führenden Lei- 55 gestellter Pumpe aufrechterhalten werden. Dabei betung 12 als auch zu dem zum Pilotschieber 8 führen- finden sich in diesem Zustand des Systems sämtliche

den Kanal 70 frei. Der Kanal 70 mündet jedoch blind in den durch die Ringnut 65 zwischen der Innenwand der Bohrung 66 und dem Verschlußkörper 64 gebildeten Raum.

Durch den Druck in der Leitung 12 ist der Rückschlagventilkegel 30 des Rückschlagventils von seinem Sitz abgehoben, und das Öl strömt weiter durch die Kanäle 27 und 29 zum Auslaßstutzen 42.

beweglichen Teile in ihrer durch die jeweiligen Federn bestimmten Ruhelage.

Zum Öffnen des Greifers, das in Fig. 3 erläutert ^s° ist, wird die Pumpe wieder eingeschaltet und gleichzeitig die Ringspule 62 des Pilotschiebers 8 mit Strom versorgt. Hierdurch wird der Eisenkern 63 angezogen und der Verschlußkörper 64 des Pilotschiebers bewegt sich in seine untere Endlage, bei der eine Ver-

Von dort aus tritt es in den Durchgangskanal 51 im 65 bindung zwischen dem Kanal 70 und dem Kanal 71 Drosselventil 7 ein, hebt die Ventilkugel 52 von ihrem hergestellt wird. Infolge dieser Verbindung gelangt Sitz ab und strömt weiter durch die zweite Leitung S
hindurch in die Arbeitskammer 48 der hydraulischen

Drucköl in den Raum 72 auf der rechten Seite des Steuerschiebers 4, und der Steuerschieber wird gegen

die Wirkung der Feder 14 nach links verschoben, bis er in seine zweite Endlage gelangt ist. In dieser zweiten Endlage verbindet die Ringnut 18 im Steuerschieber 4 die durch die Ringnuten 15 und 16 gebildeten Räume, so daß das Drucköl sowohl in die Leitung 12 als auch die Leitung 13 gelangen kann. Von der Leitung 13 aus fließt das Öl durch den Zylinderraum 38 des Ventilbetätigungskolbens 6 hindurch zum Auslaßstutzen 44 und weiter durch die erste Leitung O in die Arbeitskammer 49, die deor Kolbenbodenseite zugeordnet ist und bei ihrer Beaufsdhlagung ein Öffnen des Greifers bewirkt.

In dem soweit beschriebenen Zustand des Systems ist jedoch ein Abfließen des Öls aus der Arbeitskammer 48 noch nicht möglich, da das Rückschlagventil 5 noch geschlossen ist. Die Öffnung des Rückschlagventils erfolgt mechanisch durch den Ventilbetätigungskolben. Durch den Druck in dem Zylindearraum 38 wird der Arbeitskolben 37 nach links verschoben und stößt dabei gegen den Bolzen 36, der der Bewegung des Arbeitskolbens 37 folgt. Bei dieser Bewegung kommt die zweite Standfläche des Bolzens

36 gegen den Schaft 33 des in dem Rückschlagventilkegel 30 eingesetzten Vorlaufkegels 32 zur Anlage und hebt den Vorlaufkegel von seinem Sitz ab. Hierdurch ergibt sich ein erster Druckausgleich zwischen dem Kanal 27 und dem Kanal 29, und zwar durch die Bohrungen 31a hinduirch. Bei der weiteren Bewegung des Arbeitskolbens 37 und des Bolzens 36 nach links wird schließlich der Schaft des Vorlaufkegeis 32 so weit in den Rückschlagventilkegel 30 hineingeschoben, daß der Bolzen gegen das untere Ende des Rückschlagventilkegels 30 zur Anlage kommt und diesen selbst von seinem Sitz abheben kann. Hierdurch ist die endgültige Verbindung zwisehen dem Kanal 29 und dem Kanal 27 geschaffen, und das Öl kann ungehindert aus der Arbeitskammer 48 der hydraulischen Einheit 9 abströmen. Da die mit dem Drucköl beaufschlagte Fläche des Arbeitskolbens 37 größer ist als die entsprechenden Flächen auf der Seite des Rückschlagventils, bleibt der Kolben

37 so lange in seiner in Fig. 3 dargestellten Endstellung, wie die Ringspule 62 des Pilotschiebers erregt ist.

Wie bereits erwähnt, ist für die Öffnung des Greifers an sich kein hoher Druck in der Arbeitskammer 49 notwendig, da die hydraulische Einheit 9 während der Öffnung des Greifers praktisch nicht belastet ist. Der Druck auf die Kolbenbodenseite ist daher häufig nur so groß, daß das Öl gerade aus der Arbeitskammer 48 abströmt. Hierdurch könnte es geschehen, daß der Druck in der Arbeitskammer 49 und damit entsprechend auch der Druck in dem Zylinderraum 38 des Ventilbetätigungskolbens nicht hoch genug aufgebaut wird, während sich der Kolben 46 in Öffnungsrichtung bewegt. Hierdurch könnte der hydraulische Druck, der von dem Raum des Rückschlagventils 5 aus über den Bolzen 36 zum Arbeitskolben 37 übertragen wird, unterstützt durch die Kraft der Feder 34, die Oberhand gewinnen und das Rückschlagventil vorübergehend schließen, bis dann wieder ausreichend Druck im Zylinderraum 38 aufgebaut ist. Ein »Flattern« der Anlage wäre die Folge. Dieses »Flattern« vermeidet das Drosselventil 7. Beim Zurückströmen des Öls über die zweite LeitungS wird die Ventilkugel 52 auf ihrem Sitz gedrückt, und das Öl kann nur durch die Drosselkanäle 55, 57, 56 zum Rückschlagventil gelangen. Hierdurch wird erreicht, daß, obwohl zum öffnen des Greifers im allgemeinen kein hoher Öldruck erforderlich ist, der Druck in der Arbeitskammer 49 so genügend ansteigt, daß der Arbeitskolben 37 mit Sicherheit in seiner in F i g. 3 gezeigten Endlage gehalten wird und damit das Rückschlagventil geöffnet bleibt. Durch die Einstellmöglichkeit des Querschnitts des Drosselungskanals durch Verschiebung der Hülse 58 läßt sich die Drosselung den jeweils gegebenen Erfordernissen anpassen.

Wie bereits erwähnt, wird bei dem im Beispiel beschriebenen Greifertyp für den Öffnungsvorgang eine größere ölmenge benötigt als für den Schließvorgang. Es kann deshalb bei diesem Typ geschehen, daß durch die erste Leitung O trotz der Drosselung nicht genug Öl zum Aufbau des benötigten Druckes nachströmen kann, daß andererseits aber die Drosselung nicht noch stärker gemacht werden kann, weil sich sonst die in der Zeiteinheit aus der Arbeitskammer 48 abströmende ölmenge zu stark verringert und als Folge davon eine unerwünschte Verzögerung der Öffnungsbewegung auftritt. Durch die am Steuerschieber 4 durch die Ringnut 18 hergestellte unmittelbare Verbindung zwischen der Leitung 12 und der Leitung 13 wird jedoch erreicht, daß das durch die Leitung 12 abströmende Öl unmittelbar in die Leitung 13 übergeleitet wird und von dort aus zur Arbeitskammer 49 gelangt, so daß die Pumpe nur eine dem Volumenunterschied zwischen der vollständig gefüllten Arbeitskammer 48 und der vollständig gefüllten Arbeitskammer 49 entsprechende Ölmenge zu fördern braucht, d. h. eine dem Volumen der Kolbenstange 47 entsprechende ölmenge. Auf diese Weise läßt sich eine einwandfreie und sichere Funktion der Steuerungsvorrichtung erreichen, ohne daß die Drosselung im Drosselventil 7 so stark zu sein braucht, daß die öffnungsgeschwindigkeit des Greifers beeinträchtigt wird. Im Gegenteil läßt sich durch die zuletzt beschriebene Maßnahme die Öffnungsgeschwindigkeit trotz der Drosselung größer einstellen, als dies bei den bisher bekannten Steuerungsvorrichtungen für Greifer des beschriebenen Typs möglich war.

Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Hauptanspruches Schutz begehrt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Steuerungsvorrichtung für motorhydraulische Greifer, bei denen die Greiferschalen durch eine oder mehrere hydraulische Einheiten geöffnet und geschlossen werden, die von einer Pumpe mittels Steuerschieber über eine erste Leitung in Öffnungsrichtung und über eine zweite Leitung in Schließrichtung mit Öl beaufschlagt werden, wobei in der zweiten Leitung ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das beiDruckölzufuhr in Öffnungsrichtung der hydraulischen Einheit durch einen mit Druck beaufschlagten Ventilbetätigungskolben mechanisch geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß für Greifer, bei denen die der Kolbenbodenseite zugeordneten Arbeitskammem (49) zum öffnen und die der Kolbenstangenseite zugeordneten Arbeitskammern (48) zum Schließen mit öl beaufschlagt werden, in der zweiten Leitung (S) zwischen dem Rückschlagventil (5) und den der Kolbenstangenseite zugeordneten Arbeitskammern (48) ein Drosselventil (7) vorgesehen

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ist, das den Rücklauf in der zweiten Leitung (S) beim Öffnen derart drosselt, daß die auf den Ventilbetätigungskolben (Arbeitskolben 37) ausgeübte Kraft in der ersten Leitung (O) größer ist als die Schließkraft des Rückschlagventils (5).

2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (7) mit einem Rückschlagventilteil (50 bis 54) versehen ist, das den ölzufluß zur zweiten Leitung (S) freigibt, den freien Rückfluß aus dieser Leitung beim öffnen der Greiferschalen jedoch sperrt, wobei ein den Rückschlagventilteil umgehender Drosselkanal (55 bis 57) vorgesehen ist.

3. Steuerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vor dem Drosselventil (7) angeordnete Rückschlagventil (5) mit einem Vorlaufkegel (32) versehen ist, der bei der Verschiebung des Ventilbetätigungskolbens (Arbeitskolben 37) geöffnet wird und einen Druckausgleich auf beiden Seiten so des Rückschlagventilkegels (30) herstellt, bevor der Rückschlagventilkegel selbst bei der weiteren Verschiebung des Ventilbetätigungskolbens geöffnet wird.

4. Steuerungsvorrichtung nach einem der An-Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (4) mit einer Ringnut (18) versehen ist, die bei Stellung des Steuerschiebers in Öffnungsrichtung der Greiferschalen eine unmittelbare Verbindung zwischen der ersten Leirung (O) und der zweiten Leitung (S) und mit der Pumpe herstellt.

5. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Steuerschiebers (4) hydraulisch nach Maßgabe der Stellung eines magnetisch betätigten Pilotschiebers (8) eingestellt wird.

6. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußleitung (F) von der Pumpe zum Steuerschieber (4) und die Rücknußleitung (R) vom Steuerschieber zum öltank über ein Druckbegrenzungsventil (3) miteinander verbunden sind, das bei Überschreiten eines bestimmten Höchstdruckes eine unmittelbare Verbindung zwischen diesen Leitungen herstellt.

7. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerschieber (4), Pilotschieber (8), Rückschlagventil (5), Ventilbetätigungskolben (Arbeitskolben 37), Drosselventil (7) und Druckbegrenzungsventil (3) in einem gemeinsamen Steuerungsblock (2) untergebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 060 720;
deutsche Patentanmeldung D 20305 XI/35 b (bekanntgemacht am 12. 7.1956);
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1748 059;
USA.-Patentschriften Nr. 2 544 972, 2 596 865.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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