DE1166436B

DE1166436B - Steuergeraet fuer hydraulische Hubzylinder zum Heben und Senken eines Geraetes

Info

Publication number: DE1166436B
Application number: DENDAT1166436D
Authority: DE
Inventors: John Arnold Junck; James Edward Scheidt
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Publication date: 1964-03-26

Description

Steuergerät für hydraulische Hubzylinder zum Heben und Senken eines Gerätes Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für hydraulische Hubzylinder zum Heben und Senken eines Gerätes, das ein rasches Senken des Gerätes durch Überführen der Flüssigkeit von der Abflußleitung über eine Verbindungsleitung in die Zuströmleitung ermöglicht, wobei in der Verbindungsleitung ein federbelastetes, durch die Druckverhältnisse selbsttätig arbeitendes Absperrventil vorgesehen ist.
Bekannt ist eine Ventilsteuerung für hydraulische Pressen, bei der die Abwärtsbewegung des Kolbens dadurch beschleunigt wird, daß die Druckflüssigkeit von der Kolbenunterseite der Kolbenoberseite zugeführt wird, wobei die Flüssigkeit über eine Leitung, Bohrungen im Schieber und ein im Schieber eingebautes Absperrventil zu einer zweiten Leitung strömt.
Ferner ist eine hydraulische Anlage mit einem federbelasteten, automatisch arbeitenden Absperrventil bekannt, welches sich öffnet, wenn beim Senken der Druck unterhalb des Kolbens den Druck oberhalb des Kolbens übersteigt, wobei in dieser hydraulischen Anlage ein federbelastetes Ventil vorgesehen ist, durch das die wirksame Kraft zum öffnen des Absperrventils reguliert werden kann und außerdem noch ein Ventil vorhanden ist, das bei übermäßigem Druck im Auslaßkreis geöffnet und durch Entstehen eines Druckes im Ansaugkreis geschlossen wird.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß in der Abflußleitung eine konstant offene Drosselbohrung angeordnet und die Abflußleitung hinter der Drosselbohrung über eine weitere Bohrung mit der Rückseite des Absperrventils verbunden ist, um die Kraft für das Öffnen des Absperrventils einstellen und beispielsweise die Bewegung des Räumschilds einer Planierraupe steuern zu können.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Planierraupe, welche mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ausgerüstet ist, F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung und F i g. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In der Zeichnung ist als Anwendungsbeispiel der Erfindung eine Planierraupe dargestellt, deren Räumschild 10 an Armen 11 befestigt ist, die bei 12 schwenkbar am Rahmen des Gerätes 13 gelagert sind. Zum Heben und Senken des Schildes 10 dient ein doppeltwirkender Hubzylinder 14 mit Kolben 15, dessen Stange 16 mit dem Räumschild 10 verbunden ist. Der Flüssigkeitskreislauf umfaßt eine gebräuchliche Pumpe 17 und ein Vierweg-Ventil 18, mittels dessen in der eingezeichneten Ventilstellung die Druckflüssigkeit über die Leitungen 19 zum Kopfende des Hubzylinders geführt wird, um den Räumschild zu senken. Wird das Ventil 18 umgestellt, so wird die Druckflüssigkeit über die Leitungen 20 zum Stangenende des Hubzylinders geführt, wodurch der Räumschild angehoben wird. In beiden Fällen wird die am anderen Ende des Hubzylinders verdrängte Flüssigkeit über die Leitungen 20 oder 19 in den Vorratsbehälter 21 zurückgedrückt.
Zwischen dem Vierweg-Ventil 18 und dem Hubzylinder 14 ist ein selbsttätig arbeitendes Steuergerät vorgesehen, dessen Einzelteile in einem Gehäuse 22 angeordnet sind. Das Gehäuse 22 ist in den Figuren vergrößert dargestellt. Tatsächlich ist das Gehäuse 22 durchmessermäßig nicht größer als der Hubzylinder selbst und es kann unmittelbar an diesem befestigt sein. Dadurch können die Verbindungsleitungen zwischen dem Steuergerät und dem Hubzylinder so kurz als möglich ausgebildet sein.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 sind die von der Pumpe 17 zum Kopf des Hubzylinders führenden Leitungen 19 durch eine Bohrung 23 unmittelbar miteinander verbunden. Die das Stangenende des Hubzylinders und den Behälter 21 verbindenden Leitungen 20 sind an eine Bohrung 24 angeschlossen, die unter der Steuerung eines federbelasteten Absperrventils 25 steht. Über die Bohrung 24 ist auch eine Verbindung zwischen dem Stangenende und dem Kopf des Hubzylinders möglich, wobei diese Verbindung durch federbelastete Absperrventile 26 und 27 gesteuert wird.
Befindet sich das Ventil 18 in der dargestellten Stellung, so wird die Flüssigkeit durch die Pumpe 17 über die Leitungen 19 zum Kopf des Hubzylinders 14 gepumpt, um den Räumschild zu senken. Infolge seines Gewichtes versucht jedoch der Räumschild 10 sich mit einer Geschwindigkeit zu senken, die größer ist als es der zuströmenden Flüssigkeit entspricht. Ohne besondere Vorkehrungen würde dadurch in den Leitungen 19 Unterdruck erzeugt, der die Abwärtsbewegung des Räumschildes verzögert. Dies wird dadurch verhindert, daß die Flüssigkeit, die aus dem Stangenende des Hubzylinders abströmt, unmittelbar zum Kopf des Hubzylinders überführt wird. Dazu ist in dem Absperrventil 25, welches normalerweise durch eine Feder 30 geschlossen gehalten wird, eine Drosselöffnung 29 vorgesehen. Durch die Drosselung der vom Stangenende des Hubzylinders abströmenden Flüssigkeit wird in der Bohrung 24 ein Druck geschaffen, der ausreicht, um das Absperrventil 26 zu öffnen. Außerdem wird dies durch eine Bohrung 31 unterstützt, .die den Raum hinter dem Ventil 26 mit den Leitungen 20 verbindet. Die abströmende Flüssigkeit drückt dann das Absperrventil 27 auf und vereinigt sich mit dem Flüssigkeitsstrom, der von der Pumpe zum Kopf des Hubzylinders gedrückt wird.
Tritt der Räumschild 10 auf den Boden auf, so entsteht in den Leitungen 19 und am Kopf des Hubzylinders Druck. Dieser Druck wirkt über die Bohrungen 32 auf den Innenraum des Absperrventils 27, wodurch dieses Ventil geschlossen wird. Die vom unteren Ende des Hubzylinders 14 verdrängte Flüssigkeit fließt dann über die Leitungen 20, die Bohrung 29 und das Ventil 18 in den Behälter 21 zurück.
Soll der Räumschild 10 gehoben werden, so wird das Ventil 18 umgestellt und der von der Pumpe 17 erzeugte Druck öffnet das Absperrventil 25 in der gebräuchlichen Weise. Die Druckflüssigkeit fließt dabei durch die Kammer 35 und die Bohrungen 34 zur Bohrung 24 und von dort über die Leitung 20 zum Stangenende des Hubzylinders 14. Das Ventil 26 bleibt infolge des Druckausgleichs über die Bohrung 31 und infolge der Federbelastung geschlossen. Die am Kopfende des Hubzylinders verdrängte Flüssigkeit strömt über die Leitungen 19, die Bohrung 23 und das Ventil 18 drucklos zum Behälter 21 zurück.
Der Vorteil der beschriebenen Konstruktion ist darin zu sehen, daß infolge der Drosselöffnung 29 ein vollkommenes Schließen des Rückführweges für die Druckflüssigkeit verhindert wird und durch die Wahl einer entsprechenden Größe für diese Öffnung die Geschwindigkeit, mit welcher der Schild 10 gesenkt wird, so eingestellt werden kann, daß der Schild nicht zu kräftig auf den Boden schlägt und der Wechsel zwischen dem ziemlich unbehinderten, schnellen Fallen des Schildes 10 und seinem durch Kraft erfolgenden Herunterdrücken nicht zu schroff ist.
Ein etwas einfacheres Steuergerät ist in der F i g. 2 dargestellt. Das Gehäuse 22 a weist eine Bohrung 23 a auf, welche die Leitungen 19 miteinander verbindet. Eine Bohrung 24a, welche der Bohrung 24 der F i g. 1 entspricht, stellt eine Verbindung zwischen den Leitungen 20 her. Die Bohrungen 23a und 24a stehen über eine Bohrung 44 miteinander in Verbindung. Diese Bohrung wird durch ein Absperrventil 38 gesteuert, welches normalerweise durch eine Feder 39 geschlossen gehalten wird. Die die Leitungen 20 verbindende Bohrung 24a ist an einer Stelle zu einer Drosselbohrung 40 verengt. Bewegt sich der Räumschild 10 unter dem Einfluß des Druckes in der Bohrung 23a nach unten, so wird durch die Drosselöffnung 40 in der Bohrung 24 a ein ausreichender Druck zur teilweisen COffnung des Absperrventils 38 hergestellt. Dadurch wird zuerst eine Bohrung 41 zwischen der Absperrventilkammer und der Abfließleitung, in der sich die Drosselbohrung 40 befindet, geschlossen. Hierbei ist eine zweite Bohrung 42, welche die Ventilkammer mit der Bohrung 23 a und damit mit der Zuströmleitung 19 verbindet, noch geschlossen. Bei der weiteren Öffnungsbewegung des Absperrventils 38 gelangt die Bohrung 42 in Übereinstimmung mit einer Bohrung 43 im Ventilkörper 38, wodurch der Druck in der Ventilkammer auf den niedrigen Wert des Druckes in der Bohrung 23 a gesenkt wird. Der Druck in der Bohrung 24a öffnet nun das Ventil 38 ganz, so daß die Druckflüssigkeit vom Stangenende des Hubzylinders über die Bohrung 44 zum Kopf des Hubzylinders strömen kann, wobei der Räumschild 10 schnell abwärts bewegt wird. Erreicht der Schild 10 die Bodenoberfläche, so wird im Kopf des Hubzylinders und in den daran angeschlossenen Leitungen durch die Pumpe 17 ein Druck aufgebaut, der höher ist als der Druck in der Bohrung 24a. Mit Unterstützung dieses über die Bohrungen 42, 43 auf die Rückseite des Ventils 38 wirkenden Druckes wird dabei durch die Feder 39 das Absperrventil 38 geschlossen.
Bei der Ausführungsform der F i g. 2 erhält die Drosselbohrung 40 eine solche Größe, daß die Geschwindigkeit für die Abwärtsbewegung des Räumschildes 10 in der gewünschten Weise gesteuert wird. Ist die genaue Abhängigkeit der Bohrungen 41, 42 und 43 für einen genau ausgeglichenen Vorgang festgelegt, so ist die Steuerung gemäß F i g. 2 im Vergleich zur Ausführungsform der F i g. 1 einfacher und billiger.
Bei der Ausführungsform der F i g. 3 steht die Bohrung 24 mit der Bohrung 23 über ein Absperrventil 46 in Verbindung, in dessen Ventilkörper eine Anzahl von Bohrungen 47 angeordnet sind. Diese stellen sicher, daß die Rückseite des Absperrventils 46 dauernd mit der Druckflüssigkeit in der Bohrung 23 in Verbindung steht. Ein federbelasteter Kolben 48 ist koaxial zum Absperrventil 46 angeordnet. Wenn der Räumschild 10 mit einer Geschwindigkeit abwärts bewegt wird, die größer ist als die Geschwindigkeit, mit der durch die Pumpe 17 die Druckflüssigkeit dem Hubzylinder zugeführt wird, so wird der Druck in der Bohrung 23 auf einen Wert verringert, der kleiner ist als der Wert des Druckes in der Bohrung 24. Dadurch wird das Ventil 46 geöffnet, so daß die Druckflüssigkeit aus der Bohrung 24 in die Bohrung 23 fließen kann. Befindet sich der Räumschild 10 auf dem Boden und wird er durch den Pumpendruck noch weiter abwärts bewegt, so wird das Absperrventil 46 durch die Druckflüssigkeit in der Bohrung 23, die über die Bohrungen 47 auf die Rückseite des Ventils 46 wirkt, geschlossen. Hierbei wird durch den Druck der Druckflüssigkeit der federbelastete Kolben 48 entgegen der Federkraft verschoben.
Wird das Vierwegventil18 zum Hochheben des Räumschildes 10 umgestellt, so gelangt die zum Hubzylinder 14 über die Leitungen 20 strömende Druckflüssigkeit über eine Bohrung 49 auf die obere Seite des Kolbens 48, wodurch sichergestellt wird, daß das Absperrventil 46 geschlossen gehalten wird, um eine Verbindung zwischen den Bohrungen 23 und 24 zu verhindern.

Claims

Patentansprüche: 1. Steuergerät für hydraulische Hubzylinder zum Heben und Senken eines Gerätes, das ein rasches Senken des Gerätes durch Überführen der Flüssigkeit von der Abflußleitung über eine Verbindungsleitung in die Zuströmleitung ermöglicht, wobei in der Verbindungsleitung ein federbelastetes, durch die Druckverhältnisse selbsttätig arbeitendes Absperrventil vorgesehen ist, d adurch gekennzeichnet, daß in der Abflußleitung (20) eine konstant offene Drosselbohrung (29 bzw. 40) angeordnet und die Abflußleitung (20) hinter der Drosselbohrung über eine Bohrung (31 bzw. 41 bzw. 49) mit der Rückseite des Absperrventils (26 bzw. 38 bzw. 46) verbunden ist.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrung (29) im Ventilkörper eines in der Abflußleitung (20) angeordneten, federbelasteten Absperrventils (25) angeordnet ist.
3. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Absperrventils (38) zur Unterstützung der öffnungsbewegung über eine Bohrung (42,43) mit der Zuströmleitung in Verbindung steht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 672 643; französische Patentschrift Nr. 1149 871; USA.-Patentschrift Nr. 2 367 682.