DE1218288B - Hydraulische Verriegelungseinrichtung an zwei gekuppelten hydraulischen Arbeitszylindern - Google Patents

Hydraulische Verriegelungseinrichtung an zwei gekuppelten hydraulischen Arbeitszylindern

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DE1218288B
DE1218288B DEG21785A DEG0021785A DE1218288B DE 1218288 B DE1218288 B DE 1218288B DE G21785 A DEG21785 A DE G21785A DE G0021785 A DEG0021785 A DE G0021785A DE 1218288 B DE1218288 B DE 1218288B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
'EUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
GOSb
Deutsche KL: 60-30
Nummer: 1218 288
Aktenzeichen: G 217851 a/60
Anmeldetag:_ 26. März 1957
Auslegetag: 2. Juni 1966
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Einrichtung zur automatischen Verriegelung an zwei miteinander gekuppelten hydraulischen Arbeitszylindern mit zwei Zylinderköpfen, zwei Zuflußleitungen, zwei je ein Rückschlagventil aufweisenden Abflußleitungen und zwei je eine Zuflußleitung an einen Zylinderkopf anschließenden und mit Rückschlagventilen versehenen Leitungen.
Die hydraulische Verriegelungseinrichtung dient dazu, zwei hydraulische Zylinder, deren Kolben sich in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen und welche miteinander formschlüssig gekuppelt sind, jederzeit zu verriegeln, wenn die Einrichtung, zu der die hydraulischen Zylinder gehören, außer Betrieb ist. Weiterhin soll die Verriegelungseinrichtung so eingerichtet sein, daß die Zufuhr von Druckflüssigkeit zu einem der Arbeitszylinder notwendigerweise auch ausreichend ist, um ein automatisches Entriegeln der gesamten Anlage herbeizuführen.
Sind diese beiden Forderungen erfüllt, so wird jede unerwünschte Verstellung der beweglichen Teile der Einrichtung, insbesondere aus ihren Tot- bzw. Endlagen heraus, verhindert, was bei gewissen Anwendungsfällen, beispielsweise bei der Steuerung von Trennschaltern, von Bedeutung ist.
Verriegelungseinrichtungen an hydraulischen Arbeitszylindern sind bereits bekanntgeworden, jedoch weisen diese verschiedenste wesentliche Mängel auf. In erster Linie treten durch sie bedingte Schläge bzw. Stöße in dem hydraulischen System auf, die unerwünscht sind, da sie zu Beschädigungen von Teilen der Anlage Anlaß geben. Weiterhin ist bei diesen Einrichtungen von Nachteil, daß eine einwandfreie Verriegelung nicht eintritt und weiterhin, daß die Flüssigkeitszufuhrleitungen zum Teil gleichzeitig als Abflußleitung dienen. Auch ist bei einer vorbekannten Einrichtung von Nachteil, daß die Steuerventile mit einer Phasenverschiebung öffnen, wodurch kurzfristig Überdrücke hervorgerufen werden, die kein stetiges Arbeiten zur Folge haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Verriegelungseinrichtung zu schaffen, bei der das Auftreten von Schädigungen der Einrichtung verursachenden Schlägen bzw. Stößen vermieden ist und welche weiterhin zwecks Vermeidung von Störungsanfälligkeit und zwecks steter Betriebsbereitschaft einen möglichst einfachen Aufbau hat.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine hydraulische Verriegelungseinrichtung gelöst, welche in der Weise ausgebildet ist, daß das in der Abflußleitung eines Zylinderkopfes angeordnete Rückschlagventil durch einen auf den Druck in der Hydraulische Verriegelungseinrichtung an zwei
gekuppelten hydraulischen Arbeitszylindern
Anmelder:
Jean Louis Gratzmuller, Paris
Vertreter:
Dipl.-Ing. R. Müller-Börner
und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, Patentanwälte,
München 22, Widenmayerstr. 49
Als Erfinder benannt:
Jean Louis Gratzmuller, Paris
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 27. März 1956 (711407)
Zuflußleitung des anderen Zylinderkopfes ansprechenden und eine Verbindung zwischen dieser Zuflußleitung und der Anschlußleitung des anderen Zylinderkopfes steuernden Kolben geöffnet wird, bevor dieser Kolben die Verbindung zwischen der entsprechenden Zufluß- und Anschlußleitung freilegt.
Bei dieser Ausbildung wird die in jedem der beiden Arbeitszylinder enthaltene hydraulische Druckflüssigkeit, wenn keiner der Zylinder beaufschlagt wird, eingeschlossen, wodurch die ganze Anlage verriegelt wird. Sobald jedoch einer der Zylinder zwecks Betätigung der hydraulischen Einrichtung mit Druckflüssigkeit gespeist wird, öffnet sich das Abflußventil des anderen Arbeitszylinders automatisch, um die Verriegelung aufzuheben.
Zweckmäßigerweise haben die Steuerventile, die den Abfluß der hydraulischen Flüssigkeit aus einem jeden Arbeitszylinder regeln, die Form eines Schieberventils, deren Kolbenschieber allmählich die Abflußventile der zugeordneten Arbeitszylinder öffnen und die Mündungen der Speiseleitung zu dem anderen Arbeitszylinder freigeben.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird zum Zweck der Verriegelung die hydraulische Flüssigkeit beider Arbeitszylinder in den durch zwei Ventile flüssigkeitsdicht abgeschlossenen Zylindern eingeschlossen. Wenn nun diese Verriegelung über einen längeren Zeitraum erhalten bleiben soll, wie dies
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ζ. B. bei Trennschaltern der Fall ist, so kann die ein- Schalters in einer Zwischenstellung darauf ankommt, geschlossene Flüssigkeitsmenge gegebenenfalls einem daß der bewegliche Kontakt dann keine unerwünschte erheblichen Temperaturanstieg ausgesetzt sein; in- Verstellung mehr erfahren kann,
folge der thermischen Flüssigkeitsausdehnung ent- Weitere Einzelheiten und Vorteile der hydrausteht ein unerwünschter Druckanstieg, der, wie Prü- 5 lischen Verriegelungseinrichtung gemäß der Erfinfungen zu Testzwecken ergaben, bis zum dreifachen dung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der Wert des Arbeitsdruckes betragen kann. Um die Ge- in den F i g. 1 und 2 der Zeichnung dargestellten, fahr der Beschädigung der Einrichtung zu beseitigen, besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen des sind daher die Arbeitszylinder mit je einem Sicher- Gegenstandes der Erfindung hervor. Es zeigt
heitsventil ausgerüstet, die auf einen so hohen Druck io Fi g. 1 eine Verriegelungseinrichtung in einer Auseingestellt sind, daß einerseits die hydraulische Steue- führungsform in schematischer Darstellung,
rung und eine sichere Verriegelung gewährleistet und Fig. 2 eine Verriegelungseinrichtung in einer abandererseits alle Beschädigungen der Anlage durch geänderten, für Handsteuerung geeigneten Ausfühzu hohe Drücke ausgeschlossen sind. rungsform.
Bei bestimmten Anwendungsfällen, so z. B. bei der 15 Die beiden Zylinder 1 und 2 gehören zu zwei ein-
bereits erwähnten Steuerung von Trennschaltern, ist seitig wirkenden Kraftvorrichtungen, deren Kolben 3
es von Interesse, daß man auch über eine Hand- bzw. 4 mit einer gemeinsamen, beweglichen und nur
steuerung verfügt. Die Bedienungsperson muß dann schematisch angedeuteten Einrichtung 31 gekuppelt
davon in Kenntnis gesetzt werden, wann ein Befehl bzw. arbeitsmäßig so verbunden sind, daß beim
ausgeführt worden ist. Mit anderen Worten: Wenn 20 Arbeitshub des Kolbens 3 die Einrichtung 31 aus der
die Bedienungsperson die Handsteuerung betätigt hat, einen Lage in die andere bewegt wird, wobei der
müßte eine so große Druckflüssigkeitsmenge geliefert Kolben 4 in die zweite Totpunktlage zurückgeführt
werden, daß die Kolben der Arbeitszylinder einen wird, bzw. umgekehrt.
vollen Hub ausführen. Diese Bedingung ist dann Der Arbeitszylinder 1 wird über das Rückschlagsicher erfüllt, wenn als Folge der Betätigung der 25 ventil 6 und die Leitung 5 mit Druckflüssigkeit geHandsteuerung die hydraulische Druckflüssigkeits- speist. Das Entleeren des Zylinders 1 erfolgt über quelle eine überreichliche Menge von Druckflüssigkeit das Abflußventil 12 und die mit einem (nicht liefert. dargestellten) Flüssigkeitsbehälter in Verbindung
Es ist deshalb gemäß der Erfindung vorgesehen, stehende Leitung 11.
die Arbeitszylinder über eine Verbindungsleitung mit- 30 In ähnlicher Weise wird der Arbeitszylinder 2 der einander zu verbinden, wobei beide Enden dieser zweiten Kraftvorrichtung über die von dem RückLeitung durch Rückschlagventile gesteuert werden; schlagventil 14 gesteuerte Leitung 13 gespeist und diese verhindern, daß Flüssigkeit aus der Verbin- über das Abflußventil 16 und die mit dem Behälter dungsleitung in die Zylinder strömt. Am Ende eines in Verbindung stehende Leitung 15 entleert,
jeden Hubes wirken die Kolben der Arbeitszylinder 35 Die Leitung 5 wird von dem Schieberventil 7 geauf je einen Stößel ein, die das jeweilige Rückschlag- steuert, dessen Schieber 8 dem Druck in der Speiseventil von seinem Sitz abheben, wenn sich der KoI- leitung 9 ausgesetzt ist. Der Schieber 8 besitzt außerben im unteren Totpunkt im Zylinder befindet. dem einen Stößel 10, der die Ventilkugel 16 von
Da beim Rücklaufhub des einen Kolbens, welcher ihrem Sitz abhebt, bevor sich der Schieber 8 so weit
über die Hebelgetriebeverbindung auf den anderen 40 nach links bewegt hat, daß er die Mündung 5' der
Kolben bzw. umgekehrt übertragen wird, das Ab- Leitung 5 freigibt.
flußventil des beaufschlagten Steuerventils geöffnet In gleicher Weise wird die Speiseleitung 13 für ist, kann nach dem Öffnen des zugeordneten Rück- den zweiten Zylinder 2 durch das Schieberventil 17 schlagventils durch einen Kolbenansatz über den gesteuert, dessen Schieber 18 einen Stößel 19 aufStößel des ersten Arbeitszylinders ein Überschuß an 45 weist, der die Ventilkugel 12 von ihrem Sitz abhebt Druckflüssigkeit aus diesem über die Verbindungs- und danach die Mündung 13' der Leitung 13 freigibt, leitung der Überdruckventile in den zweiten Zylinder Um die Schieber 8 und 18 und auch die Ventile 6, bzw. die offene Abflußleitung geleitet werden. Außer- 12,14 und 16 in ihre Ruhelage zu drücken,. finden dem bleibt die ganze Anlage, wenn keine Flüssigkeit üblicherweise Federn Verwendung,
mehr zugeführt wird, so lange verriegelt, bis eine 50 Fernerhin sind die beiden Zylinder 1 und 2 mit erneute Flüssigkeitszufuhr die Entriegelung bewirkt. Sicherheitsventilen 20 bzw. 21 ausgerüstet, deren
Die vorstehend beschriebene Verbindungsleitung Schließfedern 22 bzw. 23 so stark vorgespannt sind,
hebt also die Entriegelungswirkung nicht auf, gestattet daß sie sich bei einem Druck öffnen, der höher ist
es aber, daß ein Teil der überreichlich zugeführten als der maximale Arbeitsdruck, jedoch noch so nie-
Flüssigkeitsmenge, die in einen der beiden Arbeits- 55 drig, daß die Gefahr der Beschädigung der Anlage
zylinder geleitet wird, dem Flüssigkeitsbehälter zu- durch Überdruck ausgeschaltet ist.
geführt wird, sobald der beaufschlagte Kolben seinen Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet fol-
Totpunkt erreicht hat. gendermaßen: Wenn die Anlage drucklos ist, sind
Ein weiteres und wichtiges Merkmal der erfin- die vier Ventile 6,12,14,16 geschlossen; in den Zydungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die 60 lindern 1 und 2 befindet sich eine bestimmte Flüssighydraulische Verriegelung der Anlage nicht nur dann keitsmenge, die die beiden Kolben 3 und 4 verriegelt, gewährleistet ist, wenn die beiden Kolben ihre Tot- Wenn nun bei dieser Ausgangslage die Kolben 3 punkte erreicht haben, sondern auch in jeder be- und 4 beispielsweise in Richtung der Pfeile in F i g. 1 liebigen Zwischenstellung, sofern z.B. die Anlage bewegt werden sollen, so wird zu diesem Zweck irgendwie schadhaft wird. Diese Eigenschaft ist be- 65 Druckflüssigkeit nur in die Speiseleitung 9 geleitet, sonders bei der Verwendung zur Steuerung von Diese Flüssigkeit verschiebt zunächst den Schieber 8 Trennschaltern wesentlich, wo es im Fall eines un- und öffnet allmählich das Ventil 16, wobei die beiden erwarteten Klemmens des beweglichen Kontaktes des Leitungen 9 und 5 miteinander verbunden werden.

Claims (6)

Nach Öffnen des Einlaßventils 6 strömt Flüssigkeit in den Zylinder 1 und verschiebt den Kolben 3 im Zylinder 1 in Richtung des Pfeiles, der über das Hebelgetriebe 31 od. dgl. den Kolben 4 im zweiten Zylinder 2 in entgegengesetzter Richtung verschiebt. Die Abwärtsbewegung des Kolbens 4 wird durch das zuvor erwähnte Öffnen des Abflußventils 16 ermöglicht; der Kolben 4 entleert den Zylinder 2, indem er die im Zylinder 2 enthaltene Flüssigkeit über die Leitung 15 in den Behälter drückt. Wenn die beiden Kolben ihre Totpunktlage erreicht haben, ist die Flüssigkeit, die die Verschiebung der Kolben bewirkt hat, infolge Schließens des Einlaßventils 6 im Zylinder 1 eingeschlossen usw. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 werden die beiden Rückschlagventile 24 und 25, die an den Enden der Verbindungsleitung 28 zwischen den Zylindern 1 und 2 liegen, durch die Federn 26 und 27 geschlossen gehalten. Die Kolben 3 und 4 sind mit je einem Ansatz bzw. Zapfen 29,30 versehen, die über die Stößel 32 bzw. 33 die Ventilkugeln 24 bzw. 25 von ihrem Sitz abheben, wenn die Kolben das Ende ihres Hubes erreichen. Das Hebelgetriebe 31 ist so ausgebildet, daß wenn einer der Kolben 3 oder 4 seinen oberen Totpunkt erreicht hat, der andere Kolben an seinen unteren Totpunkt bzw. den Anfang seines Arbeitshubes zurückgeführt ist. Wird bei dieser Ausführungsform, beispielsweise infolge Handbetätigung, von einer geeigneten Pumpe eine Flüssigkeitsmenge geliefert, die größer ist als die Flüssigkeitsmenge, die erforderlich wäre, um den Kolben im Zylinder 1 bis zu seinem oberen Totpunkt zu führen, so öffnet der Kolben 4 im Zylinder 2 im unteren Totpunkt das Rückschlagventil 25. Da dem Zylinder 1 weiterhin Flüssigkeit zugeführt wird, hält der Kolben 8 des Schieberventils 7 mittels seines Stößels 10 das Ventil 16 geöffnet und somit den Zylinder 2 mit der Entleerungsleitung 15 in Verbindung. Dadurch wird die überschüssige Flüssigkeitsmenge über die Verbindungsleitung 28 in den Zylinder 2 und von dort über die Entleerungsleitung 15 abgeführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet symmetrisch, so daß, wenn der Zylinder 2 mit Flüssigkeit gespeist wird und das Getriebe 31 den anderen Kolben 3 verschiebt, dieser bei Erreichen seines unteren Totpunktes die Leitung 28 und damit den Zylinder 1 mit der Entleerungsleitung verbindet. Somit hat jede Betätigung der Handsteuerung einen vollständigen Hub der Kolben 3 bzw. 4 in einer der beiden Richtungen zur Folge. Außerdem wird die hydraulische Verriegelung der Einrichtung weder an den Totpunkten der Kolben noch in irgendeiner Zwischenlage beim Versagen der Anlage beeinträchtigt, da in jeder Stellung der gesamten Anlage, außer in den Totpunktlagen, die Rückschlagventile 24 und 25 durch die Federn 26 bzw. 27 geschlossen gehalten werden. Wenn sich die Kolben aus der Totpunktlage in eine andere bewegen, so wird sich das dann offene Rückschlagventil sofort schließen und eine hydraulische Verriegelung der Anlage auf Grund der eingeschlossenen Flüssigkeitsmenge verursachen. Die erfindungsgemäße hydraulische Verriegelungseinrichtung ist selbstverständlich nicht nur in Verbindung mit zwei einfach wirkenden hydraulischen Kraftvorrichtungen, sondern auch bei doppeltwirkenden, mit oder ohne Differential arbeitenden Kraftvorrichtungen verwendbar. Eine solche doppeltwirkende Kraftvorrichtung ist zwei einfach wirkenden Kraftvorrichtungen mit einem gemeinsamen Zylinder gleichwertig, deren Kolben miteinander gekuppelt sind. Die gleiche erfindungsgemäße Verriegelungseinrichtung kann aber auch in Verbindung mit zwei Sätzen einer beliebigen Zahl von einfach oder doppeltwirkenden Kraftvorrichtungen unter der Voraussetzung verwendet werden, daß die Kraftvorrichtungen arbeitsmäßig mit einer gemeinsamen beweglichen Einrichtung so verbunden sind, daß sie die bewegliche Einrichtung in einander entgegengesetzten Richtungen betätigen. • Patentansprüche:
1. Hydraulische Verriegelungseinrichtung an den Köpfen zweier hydraulischer Arbeitszylinder mit zwei Zuflußleitungen, zwei je ein Rückschlagventil aufweisenden Abflußleitungen und zwei je eine Zuflußleitung an einen Zylinderkopf anschließenden und mit Rückschlagventilen versehenen Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Abflußleitung (11 bzw. 15) eines Zylinderkopfes angeordnete Rückschlagventil (12 bzw. 16) durch einen auf den Druck in der Zuflußleitung des anderen Zylinderkopfes ansprechenden und eine Verbindung zwischen dieser Zuflußleitung und der Anschlußleitung (5 bzw. 13) des anderen Zylinderkopfes steuernden Kolben (8 bzw. 18) geöffnet wird, bevor dieser Kolben die Verbindung zwischen der entsprechenden Zufluß- und Anschlußleitung freilegt.
2. Hydraulische Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (6) in der Speiseleitung (5) des ersten Arbeitszylinders (1), durch ein dem zweiten Arbeitszylinder (2) zugeordnetes, normalerweise geschlossenes Abflußventil (16), durch ein in der Speiseleitung (9, 5) liegendes, durch die Druckflüssigkeit beaufschlagbares, das Abflußventil (16) des zweiten Arbeitszylinders (2) bei einem vorbestimmten Druck öffnendes Steuerventil (7) sowie durch ein Rückschlagventil (14) in der Speiseleitung (13) des zweiten Arbeitszylinders (2), durch ein dem ersten Arbeitszylinder (1) zugeordnetes, normalerweise geschlossenes Abflußventil (12), durch ein in der Speiseleitung (13) liegendes, durch die Druckflüssigkeit beaufschlagbares, das Abflußventil (12) des ersten Arbeits-Zylinders (1) bei einem vorbestimmten Druck öffnendes Steuerventil (17).
3. Hydraulische Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (7 bzw. 17) als Schieberventile ausgebildet sind, deren Kolbenschieber (8 bzw. 18) allmählich die Abflußventile (16 bzw. 12) der zugeordneten Arbeitszylinder (2 bzw. 1) öffnen und die Mündung der Speiseleitungen (5 bzw. 13) zum anderen Arbeitszylinder (1 bzw. 2) freigeben.
4. Hydraulische Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile und die Steuerungsteile im Kopf der Zylinder (1, 2) untergebracht sind.
5. Hydraulische Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch je ein Sicherheitsventil (20 bzw. 21) an jedem der beiden Arbeitszylinder (1 bzw. 2), dessen Schließfeder so vorgespannt ist, daß es
sich bei einem Druck öffnet, der wesentlich höher ist als der maximale Arbeitsdruck, jedoch so niedrig, daß Beschädigungen ausgeschlossen sind.
6. Hydraulische Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sicherheitsventile (24 bzw. 25, F i g. 2) der Arbeitszylinder (1 bzw. 2) als Rückschlagventil augebildet und in einer die beiden Zylinder verbindenden Leitung (28) mit einander entgegengesetzten Durchlaßrichtungen eingebaut sind, wobei in jedem Zylinder (1 bzw. 2) zwischen dem Kolben (3 bzw. 4) und dem zugeordneten Sicher-
heitsventil (24 bzw. 25) ein Stößel (32 bzw. 33) vorgesehen ist, welcher das ihm zugeordnete Sicherheitsventil, wenn der betreffende Kolben (3 bzw. 4) jeweils seinen unteren Totpunkt erreicht, öffnet.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 644 545;
britische Patentschrift Nr. 432 390;
USA.-Patentschriften Nr. 2 483 312, 2 648 346, 401 258.
• Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 577/243 5.66 © Bundesdruckerei Berlin
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