DE1205351B - Selbsttaetige Steuereinrichtung mit Rueckschlagventilen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F06k

Deutsche Kl.: 47 g-29

Nummer: 1205 351

Aktenzeichen: L 44109 XII/47 g

Anmeldetag: 13. Februar 1963

Auslegetag: 18. November 1965

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Steuereinrichtung mit je einem Rückschlagventil in der Zu- und in der Abflußleitung, von denen das in der jeweiligen Zuleitung befindliche selbsttätig unmittelbar durch den Speisedruck, das in der Abflußleitung befindliche dagegen durch den Speisedruck mittelbar über einen Kolben geöffnet wird, für einen in beiden Richtungen wechselseitig belasteten, geschlossenen hydraulischen Kreis, in dem neben den in wechselnder Richtung anstehenden Speise- und Arbeitsdrükken zumindest zeitweise von der Last erzeugte überhöhte Gegendrücke auftreten, insbesondere für hydraulische Ruderanlagen.

Es ist bereits eine Steuereinrichtung für hydraulische Kreisläufe bekannt, bei der sowohl in der Zuflußleitung als auch in der Abflußleitung je ein Rückschlagventil liegt. Steht an einer der Leitungen ein Speisedruck an, so öffnet dieser zunächst unmittelbar das in dieser Leitung liegende Rückschlagventil. Der Speisedruck gelangt aber auch mittelbar über eine Kolbenanordnung auf das andere Rückschlagventil, um dieses zu öffnen und dem hydraulischen Medium den Rückfluß zu ermöglichen.

Es gibt jedoch hydraulische Anlagen, z. B. Ruderanlagen, bei denen innerhalb eines geschlossenen Kraftkreises nicht nur ein von der Last ausgehender Gegendruck wirksam wird, der als normaler Reaktionsdruck zu bezeichnen ist. Bisher bekannte Anlagen weisen bereits unter diesen Voraussetzungen ein unzulässiges Flattern oder Pumpen auf, insbesondere bei größerer Beanspruchung. Gerade bei Ruderanlagen tritt darüber hinaus noch ein wechselnder Druck beliebiger Richtung auf, der z.B. durch den Seegang erzeugt wird und sich in unregelmäßiger Einwirkung auch im geschlossenen Kraftkreis bemerkbar macht, wodurch die genannten Schwierigkeiten beträchtlich vergrößert werden.

Würde man sich bei den bekannten Anlagen mit einer üblichen Anordnung von Rückschlagventilen begnügen, so würde das Ventil, durch daß das Betriebsöl von der Rudermaschine zur Pumpe strömen soll, sich immer von selbst schließen. Versucht man es mit einem Kolben zu öffnen, so muß dieser von der Förderseite der Pumpe in solcher Höhe mit einem Druck beaufschlagt werden, der das federbelastete Rückschlagventil gegen den Druck des Betriebsmittels öffnet. Wäre auf diese Weise das Rückschlagventil nun geöffnet worden, bräche sofort der Druck an der Förderseite der Pumpe zusammen, so daß der Kolben keine Kraft mehr auf das Rückschlagventil ausüben kann und das Rückschlagventil wieder geschlossen würde.

Selbsttätige Steuereinrichtung mit
Rückschlagventilen

Anmelder:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,

Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Als Erfinder benannt:

Wilhelm Gregor, Hamburg-Neugraben;

Bernard Jorgji, Hamburg-Lokstedt

Die Erfindung hat die Aufgabe, die genannten Nachteile und Schwierigkeiten bei einer selbsttätigen Steuereinrichtung der zuvor beschriebenen Art zu

ao vermeiden, bei der in einem in beiden Richtungen wechselseitig belasteten, geschlossenen hydraulischen Kreis neben den in wechselnder Richtung anstehenden Speise- und Arbeitsdrücken zumindest zeitweise auch von der Last erzeugte überhöhte Gegendrücke auftreten.

Es wird hierzu erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jedes der beiden Rückschlagventile einen an sich bekannten Nebenschluß zur jeweiligen Abflußleitung aufweist, jedoch derart, daß der Nebenschluß parallel zu dem in der jeweiligen Abflußleitung befindlichen, dann durch den von der Last erzeugten überhöhten Gegendruck geschlossenen Rückschlagventil über eine an sich bekannte Drossel offen ist. Es wird jetzt in der jeweiligen Ableitung ein druckentlasteter hydraulischer Nebenschluß eingeschaltet, der eine Verbindung zwischen der unter Druck stehenden Abflußseite der Arbeitsmaschine und der Saugseite der Pumpe herstellt, ohne daß das in der Ableitung liegende Rückschlagventil geöffnet werden muß. Zum Einschalten eines solchen Nebenschlusses ist ein wesentlich geringerer Druck ausreichend. In den meisten Fällen reicht eine solche Anordnung aus, um die beschriebenen Nachteile zu beheben. Für besondere Anforderungen ist es jedoch nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorteilhaft, in den Nebenschluß einen an sich bekannten Mengenregler einzubeziehen, der zwangsweise einen Druck an der Förderseite der Pumpe aufrechterhält. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird an Hand des nachfolgenden Ausführungsbeispieles beschrieben. Dabei stellen

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die F i g. 1, 2 und 3 die Steuereinrichtung bei verschiedenen Betriebszuständen dar.

Das Gehäuse 1 mit seinen Deckeln 2 und 3 hat die motorseitigen Ein- und Auslasset und B und die pumpenseitigen Ein- und Auslässe^' und B'. Das Gehäuse 1 enthält zwei gleiche Steueranordnungen, die zum Mittelquerschnitt spiegelbildlich angeordnet sind.

Im Gehäuse 1 liegt der beidseitig offene Zylinder 4 mit den Zylinderräumen 4' und 4" rechts und links des Kolbens 5. Der Kolben 5 hat beidseitig je eine Kolbenstange 6 und 7, die in den hohlen Ventilstangen 8 und 9 der Rückschlagventile 10 und 11 lagern. Die Federn 12 und 13 der Rückschlagventile stützen sich einerseits auf Bunde 14 und 15 am Ende der Ventilstangen 8 und 9 und andererseits auf die Radialwände 16' und 17' der hohlen Steuerschieber 16 und 17. In den Radialwänden 16' und 17' lagern die Ventilstangen 8 und 9.

Die pumpenseitigen Anschlüsse .4' und B' münden in je einen zylindrischen Hohlraum 18 und 19, in dem mittig je ein topfartiger Gehäuseteil 20 und 21 liegt. Ein Teil des zylindrischen Inneren dieser Gehäuseteile 20 und 21 bildet je mit einem der Steuerschieber 16 und 17 je eine Kammer 22 und 23. Von jeder dieser Kammern 22 und 23 führt je eine Bohrung 24 und 25 zu je einem der Zylinderräume 4" und 4'.

Die Steuerschieber 16 und 17 haben nach ihrem äußeren Ende zu je eine breite Ringnut 16" und 17" mit je einer in einen der Zylinderräume 4' und 4" führenden Bohrung 26 und 27. Jeder der Steuerschieber 16 und 17 liegt vor je einer Bohrung 28 und 29, die in je einen Mengenregler 30 und 31 mündet. Die stirnseitige öffnung 32 bzw. 33 dieses Mengenreglers 30 bzw. 31 führt in einen Hohlraum 34 bzw. 35 des Gehäuses 1, in den der Ein- oder Auslaß A bzw. B mündet und der durch das Rückschlagventil

10 bzw. 11 von dem Hohlraum 18 bzw. 19; an dem der Ein- oder Auslaßt' bzw. B' anschließt, getrennt ist.

Die F i g. 1 zeigt die Steuereinrichtung bei druckloser Pumpenseite und unter Druck stehender Motorseite. Dabei kann sich der Öldruck nicht auf die Pumpenseite auswirken, da die Rückschlagventile 10,

11 auf ihre Sitze gepreßt werden und die Steuerschieber 16,17 geschlossen sind. Der Kraftkreis ist unterbrochen.

Bei F i g. 2 ist angenommen, daß eine Pumpe in Betrieb ist und dadurch das bei A' eintretende Öl unter Druck gesetzt wird. Durch diesen Öldruck öffnet sich das Rückschlagventil 10. Außerdem tritt das Öl durch die Bohrung 26 des Steuerschiebers 16 in den Zylinderraum 4' und drückt den Kolben 5 nach rechts, der nun auch das Rückschlagventil 11 öffnet. Das vom Motor kommende Öl fließt nun ■ durch den Einlaß B, den Hohlraum 35, durch das offene Rückschlagventil 11 in den Hohlraum 19 und gelangt durch den Auslaß B' in die Rückleitung zur Pumpe. Der Kraftkreis ist geschlossen.

In F i g. 3 ist einer derjenigen Zustände der Ventileinrichtung dargestellt, die eintreten können, wenn bei arbeitender Pumpe ein zusätzlicher Druck durch den hydraulischen Motor (z. B. beim Lastsenken) entsteht.

Dem bei B zunehmenden Druck entspricht eine Druckminderung bei A', A und — wegen der Verbindung des Hohlraumes 18 über die Bohrung 26 mit dem Zylinderraum 4' — auch eine Druckminderung in diesem Zylinderraum. Das hat eine Verschiebung des Kolbens 5 nach links zur Folge. Dadurch wird Öl aus dem Zylinderraum 4' verdrängt und durch die Bohrung 25 in die rechtsseitige Kammer 23 gedrückt.

Durch den Öldruck in der Kammer 23 verschiebt sich der Steuerschieber 17 nach links, öffnet dabei die Bohrung 29 und gibt außerdem über die Ringnut 17" den Nebendurchlaß frei, durch den das öl nunmehr um den topfartigen Gehäuseteil 21 herum in den Auslaß B' strömen kann. Die durchströmende Ölmenge wird dabei, abhängig vom Öldruck, in bekannter Weise durch den Mengenregler 31 geregelt, der bei zu starkem Öldruck den Öldurchfluß auch vollständig absperren kann.

Bei nachlassendem motorseitigem Druck schließt der Steuerschieber 17 wiederum den Nebendurchlaß und öffnet den Hauptdurchlaß über das Rückschlagventil 11. Die Durchströmquerschnitte der Steuereinrichtung sind so aufeinander abgestimmt, daß in keinem aller möglichen vorkommenden Fälle der Motor oder die Pumpe unerwünschten Beanspruchungen ausgesetzt sind.

Sind an den hydraulischen Kraftkreis zwei oder mehrere parallelgeschaltete, einzeln in Betrieb zu setzende Pumpen angeschlossen, dann ist jeder Pumpe eine Steuereinrichtung nach der Erfindung vorgeschaltet, wodurch verhindert werden kann, daß eine nicht in Betrieb gesetzte Pumpe durch den Öldruck einer in Betrieb befindlichen Pumpe als Motor hochläuft und der die Last bewegende Motor hydraulisch kurzgeschlossen wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Steuereinrichtung mit je einem Rückschlagventil in der Zu- und in der Abflußleitung, von denen das in der jeweiligen Zuleitung befindliche selbsttätig unmittelbar durch den Speisedruck, das in der Abflußleitung befindliche dagegen durch den Speisedruck mittelbar über einen Kolben geöffnet wird, für einen in beiden Richtungen wechselseitig belasteten, geschlossenen hydraulischen Kreis, in dem neben den in wechselnder Richtung anstehenden Speise- und Arbeitsdrücken zumindest zeitweise von der Last erzeugte überhöhte Gegendrücke auftreten, insbesondere für hydraulische Ruderanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Rückschlagventile (10,11) einen an sich bekannten Nebenschluß (A, 32,28,16", 18, A' bzw. B, 33,29,17", 19, B') zur jeweiligen Abflußleitung (A' bzw. B') aufweist, jedoch derart, daß der Nebenschluß parallel zu dem in der jeweiligen Abflußleitung (A' bzw. B') befindlichen, dann durch den von der Last erzeugten überhöhten Gegendruck geschlossenen Rückschlagventil (10 bzw. llj über eine an sich bekannte Drossel (30 bzw. 31) offen ist (F i g. 3).

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine koaxiale Anordnung beider Rückschlagventile (10, 11) in einem einzigen Gehäuseblock (1,2,3) und einen einzigen, auf beide Rückschlagventile wirkenden Kolben (5) zwischen diesen, derart, daß er in Abhängigkeit von dem Differenzdruck zwischen der Zuleitung (A' bzw. B') und der Ableitung (B' bzw. A') die

Einschaltung des jeweils erforderlichen Nebenschlusses freigibt.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß hohle Ventilstangen (8,9) der Rückschlagventile (10,11) zentrische Führungen für je einen gegen eine Federbelastung verschiebbaren Steuerschieber (16,17) darstellen und in ihrem Inneren je eine axial verlaufende Bohrung (24, 25) haben, durch die der jeweilige Speisedruck von der Zuleitungsseite her den jeweils in der Ableitung liegenden Steuerschieber (16,17) betätigt und dadurch den Nebenschluß (A, 32, 28, 16", 18, A' bzw. B, 33, 29,17", 19, B') öffnet.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Radialwand (16', 17') zweigeteilte Steuerschieber (16,17), deren einer äußerer Teil in einem topfartigen, von Druckflüssigkeit umgebenen Gehäuseteil (20,21) gleitet und durch deren Mantel eine Bohrung (26,27) in den anderen zum Kolben (S) hin offenen Teil des Steuerschiebers (16,17) führt, während der nach dem topfartigen Gehäuseteil zu liegende Teil des Steuerschiebers mit diesem Gehäuseteil eine

IO Kammer bildet, die durch eine weitere Bohrung (24,25) mit dem hinter dem Kolben liegenden Raum (4", 4') verbunden ist.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) beidseitig eine Kolbenstange (6,7) hat, die in den beiden hohlen Ventilstangen (8,9) gleitet, und daß die jeweils von einer der Kammern bis in den Raum (4", 4') hinter dem Kolben (5) führende Bohrung (24, 25) durch Ventilstange und Kolben geht (Fig. 1).

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Drossel ein an sich bekannter Mengenregler (28, 32 bzw. 29, 33) dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 812 804;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 568 524,
ao 1093 675;

französische Patentschrift Nr. 1 262 770;
britische Patentschrift Nr. 753 577;
USA.-Patentschriften Nr. 2125 144, 2267 284,
312, 2 610 022, 2835 266, 2 958 339.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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