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Ventil für einen doppeltwirkenden Verbraucher, insbesondere Arbeitszylinder
einer hydraulischen Presse Die Erfindung betrifft ein Ventil für einen doppeltwirkenden
Verbraucher, insbesondere Arbeitszylinder einer hydraulischen Presse, mit einem
von außen nach Belieben zu steuernden Schließglied, das mittels einer Hilfssteuereinrichtung
zu steuern ist und zwei miteinander verbundene, je einen Durchlaß steuernde Schließabschnitte
aufweist, von denen einer einen Durchlaß für die Abfuhr von Druckmittel auf einer
Seite des Verbrauchers überwacht, dessen auf dieser Seite vorhandene und in Richtung
zur Gegenseite wirkende Druckfläche kleiner ist als die auf der Gegenseite vorhandene
und zu dieser Seite wirkende Druckfläche, wobei für die Zufuhr von Druckmittel zu
dieser Seite des Verbrauchers das Schließglied mit Hilfe eines Umgehungskanals zu
umgehen ist, der ein in Richtung des Verbrauchers öffnendes Rückschlagventil aufweist.
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Eine bekannte Ventileinrichtung, bei der zwischen den beiden Anschlüssen
des doppeltwirkenden Verbrauchers ein druckmittelgesteuertes Schließglied und zwei
in Richtung zur Kolbenstangenseite schließende Rückschlagventile liegen und die
ein zur Druckmittelquelle oder zum Vorratsbehälter öffnendes Rückschlagventil und
ein in Gegenrichtung öffnendes sowie von dem Schließglied überwachtes Rückschlagventil
aufweist, wirkt beim Verschieben des Arbeitskolbens in Richtung der Kolbenstange
als Nebenschluß, so daß das vom Kolben auf der Kolbenstangenseite verdrängte Druckmittel
auf die kolbenstangenfreie Seite des Arbeitszylinders fließt. Hierdurch muß die
Pumpe nur einen Teil der zum Verschieben des Arbeitskolbens erforderlichen Druckmittelmenge
fördern. Nachteilig hierbei ist, daß die vom Arbeitskolben aufbringbare Kraft nur
der Kolbenstangenfläche entspricht. Eine solche Anordnung wird im allgemeinen bei
sogenannten Eilgangschaltungen benutzt, bei denen nur ein geringer Kraftaufwand
für die Verschiebung des Kolbens notwendig ist. In der besonderen Anwendung des
bekannten Ventils soll die Bildung eines Vakuums beim Senken eines Fahrgestelles
eines Flugzeuges verhindert werden, da die Fördermenge der Pumpe zum Auffüllen des
vom Arbeitskolben bestrichenen Raumes nicht ausreicht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil
zu schaffen, das beim Beschicken einer Seite eines doppelseitigen Verbrauchers durch
das dieser Seite zugeführte Druckmittel zu öffnen ist und das die andere Seite im
Verbraucher zur Beschickung erst freigibt, wenn die erste Seite mit dem Abfluß verbunden
ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Schließglied
zugleich einen Antriebsdurchlaß überwacht, der Teil einer Verbindung zwischen einer
Hauptsteuereinrichtung und der Hilfssteuereinrichtung ist, welche mindestens dann
zum Steuern der Hauptsteuereinrichtung dient, wenn durch diese die Druckmittelquelle
mit der Gegenseite des Verbrauchers zu verbinden ist.
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Damit kann eine Seite des Verbrauchers, vorzugsweise dessen die größere
Arbeitsfläche aufweisende Seite, erst dann mit der Druckmittelquelle verbunden werden,
wenn dessen andere Seite mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Hierdurch kann verhindert
werden, daß eine den Verbraucher gefährdende Druckverstärkung auftritt. Außerdem
wird nach dem Ventil das Ausfließen von Druckmittel aus der Kolbenstangenseite des
Verbrauchers verhindert, wenn er in Richtung der Kolbenstange oder gegebenenfalls
unter dem Eigengewicht der Kolbenstange oder eines Stößels einer hydraulischen Presse
belastet und eine Verbindungsleitung schadhaft ist, wobei durch unmittelbares Anbringen
des Ventilgehäuses an der Kolbenstangenseite des Arbeitszylinders hier eine Verbindungsleitung
entfällt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.
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In der Zeichnung ist ein Sicherheitsventil für eine hydraulische Presse
als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt,
F i g. 2 ein Leitungsschema.
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Ein Ventilgehäuse 1 weist einen Durchlaßkanal 2
und einen
in F i g. 1 gestrichelt dargestellten Anschlußkanal 3 auf. Die beiden Kanäle
2 und 3 sind durch eine Bohrung 4 miteinander zu verbinden,
welche von einem Schließglied 5 überwacht wird.
Das Schließglied
5 hat an seinem unteren Ende einen Schieberabschnitt 6, der über einen Verbindungssteg
7 mit einem Sitzabschnitt 8 verbunden ist. Auf diesem ist ein Ansatzabschnitt 9
angebracht, dessen Durchmesser nur geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des
Schieberabschnittes 6. Der Ansatzabschnitt 9 ist hohl ausgebildet und nimmt eine
Schließfeder 10 auf, welche bestrebt ist, den Sitzabschnitt 8 auf einem Sitz
an der oberen Seite einer in die Bohrung 4 eingesetzten Büchse 11 zu halten, welche
zwei dem Durchlaßkanal2 angepaßte Bohrungen aufweist und deren lichte Weite an ihrer
Unterseite dem Durchmesser des Schieberabschnittes 6 des Schließgliedes 5 entspricht.
Die Lage der Büchse 11 ist mit Hilfe einer Schraube 12 zu sichern.
Die Feder 10 ist zwischen dem Grund des Ansatzabschnittes 9 und einem Deckel
13 eingespannt. In diesem ist ein Anzeigestift 14 verschiebbar gelagert, der auf
den Grund des Ansatzabschnittes 9 aufsteht und mit einem Ende nach außen ragt.
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An das Gehäuse 1 ist ein Bodenstück 16 angeschlossen,
das einen Steuerkanal 17 aufweist, der mit der Bohrung 4 in Verbindung steht.
In Höhe des unteren Abschnittes der Büchse 11 ist ein auch durch diese hindurchgeführter
Steuerkanal 18 vorgesehen. Der Schieberabschnitt 6 überwacht die Mündung
des Steuerkanals 8 in der Büchse 11. Die beiden Steuerkanäle 17 und 18 sind durch
einen Querkanal 19 miteinander verbunden, in dem ein in Richtung des Steuerkanals
18 schließendes Rückschlagventil untergebracht ist, das eine Kugel 20 und
eine diese belastende Feder 21 aufweist.
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In einem seitlich am Gehäuse 1 angebrachten Seitenstück 23 ist in
einer parallel zur Bohrung 4 verlaufenden Sacklochbohrung 24 ein hülsenförmig ausgebildetes
Rückschlagventil 25 untergebracht, das mit einem Sitz auf einem Vorsprung der Bohrung
24
zusammenwirkt. Das Rückschlagventil 25 weist zwei ringförmige Führungsabschnitte
26 und 27 sowie in Nähe seines Grundes und zwischen den beiden Führungsabschnitten
26 und 27 mindestens je eine Bohrung 28 und 29 auf. Eine zwischen dem Rückschlagventil
25 und einer Verschlußschraube 30 eingesetzte Feder 31 ist bestrebt, das Rückschlagventil
25 auf seinem Sitz zu halten. Die Sacklochbohrung 24 ist Bestandteil eines
Umgehungskanals, der noch zwei Querbohrungen 32 und 33 aufweist. Die Querbohrung
33 ist mit dem Durchlaßkanal 2 verbunden und die Querbohrung 32 mit dem senkrecht
dazu verlaufenden Anschlußkanal 3.
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Das beschriebene Ventil ist Bestandteil einer Steuervorrichtung für
eine hydraulische Presse, von der in F i g. 2 ein Pressenstößel 41, ein Arbeitszylinder
42, 43 und eine Kolbenstange 44 gezeigt sind. Das hier mit 45 bezeichnete Ventil
ist an die untere Seite des Zylinders 43 angeschlossen und über eine Leitung mit
einer Hauptsteuereinrichtung verbunden, deren andere Leitung an der oberen Seite
des Zylinders 43 angeschlossen ist. Die Hauptsteuereinrichtung 46 ist hydraulisch
zu betätigen und mit einer Hochdruckpumpe 47 sowie einem Vorratsbehälter
48 verbunden. Das Steuerglied der Hauptsteuereinrichtung 46 hat drei
verschiedene, schematisch dargestellte Steuerstellungen. In der dargestellten Mittenlage
seines Steuergliedes fördert die Pumpe 47 in den Vorratsbehälter 48, und die Druckräume
des Zylinders 43 sind voneinander getrennt. Bei einer Verschiebung des Steuergliedes
nach rechts ist die Pumpe mit dem oberen Druckraum und der Vorratsbehälter 48 mit
dem unteren Druckraum verbunden. In der linken Lage des Steuergliedes ist die Verbindung
umgekehrt.
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Zum Steuern der Lage des Steuergliedes in der Hauptsteuereinrichtung
46 dient eine Hilfssteuereinrichtung 49, die mit dem rechten Zylinder der Hauptsteuereinrichtung
46 und mit dem Steuerkanal 17 des Ventils 45 verbunden ist. Der Steuerkanal 18 ist
an den linken Zylinder der Hauptsteuereinrichtung 46 angeschlossen. An der Hilfssteuereinrichtung
49 liegen eine Pumpe 50 sowie ein Vorratsbehälter 51. In der dargestellten
Mittenlage des Steuergliedes der Hilfssteuereinrichtung 49 fördert die Pumpe 50
in den Vorratsbehälter 51, und der rechte Zylinder der Hauptsteuereinrichtung 46
sowie der Steuerkanal 17
sind mit dem Vorratsbehälter 51 verbunden. In der
rechten Lage des Steuergliedes ist die Pumpe mit dem Ventil 45 und in der linken
Lage des Steuergliedes mit dem rechten Zylinder der Hauptsteuereinrichtung 46 verbunden.
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Ist die Pumpe 47 über die Hauptsteuereinrichtung 46 mit dem Durchlaßkanal
2 des Ventils 45 verbunden, so wird Druckmittel über die Kanäle 2, 33, 24, 32 und
3 unter Abheben des Rückschlagventils 25 von seinem Sitz in den unteren Druckraum
des Zylinders 43 gefördert, wodurch der Kolben 42 angehoben und Druckmittel aus
dem oberen Druckraum in den Vorratsbehälter 48 gedrückt wird.
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Soll der Pressenstößel 41 gesenkt werden, so wird die Pumpe
50 über die Hilfssteuereinrichtung 49 mit dem Steuerkanal 17 verbunden.
Das über den Steuerkanal 17 in die Bohrung 4 eingespeiste Druckmittel hebt den Sitzabschnitt
8 des Schließgliedes 5 entgegen der Wirkung der Feder 10 von seinem Sitz ab und
gibt eine Verbindung zwischen dem Anschlußkanal 3 und dem Durchlaßkanal 2 über die
Bohrung 4 frei, so daß aus dem unteren Druckraum des Zylinders 43 Druckmittel
über die Hauptsteuereinrichtung 46 in den Vorratsbehälter 48 fließen kann. Sobald
das Schließglied 5 so weit angehoben ist, daß eine Verbindung zwischen den beiden
Steuerkanälen 17 und 18 über die Bohrung 4 besteht, wird die Hauptsteuereinrichtung
46 so umgeschaltet, daß sie den oberen Druckraum des Zylinders 43 mit der Pumpe
47 verbindet.
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Das zwischen den Steuerkanälen 17 und 18 vorhandene
Rückschlagventil 20, 21 ist vorgesehen, damit beim Verschieben des Steuergliedes
der Hauptsteuereinrichtung 46 von rechts nach links durch unmittelbares Anschließen
der Pumpe über die Hilfssteuereinrichtung 49 an den rechten Zylinder der Hauptsteuereinrichtung
das über das Ventil 45 vom linken Zylinder der Hauptsteuereinrichtung 46 zurückfließende
Druckmittel über das Rückschlagventil 20, 21 in den Vorratsbehälter
51 gelangen kann.
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Wegen des geringen Durchmesserunterschiedes zwischen dem Ansatz 9
und dem im Durchmesser etwas größeren Schieberabschnitt 6 des Schließgliedes 5 ist
nur eine geringe Kraft zum Abheben des Schließgliedes 5 von seinem Ventilsitz notwendig.
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In der dargestellten Lage des Steuergliedes der Hauptsteuereinrichtung
46 ist der untere Druckraum des Zylinders 43 durch das Eigengewicht des Pressenstößels
41, des Kolbens 42 und der Kolbenstange 44 unter Druck gesetzt. Ein Austreten
von Druckmittel aus dem Arbeitszylinder ist jedoch ausgeschlossen, da sich sowohl
das Schließglied 5 als auch
das Rückschlagventilglied 25 in Schließlage
befinden und der im Druckraum herrschende Druck in Schließrichtung der beiden Ventilglieder
wirkt. Das Schließglied 5 ist gegenüber einem Druck im Durchlaßkanal 2 unempfindlich,
da es wegen der gleichen Durchmesser an seinem Schieberabschnitt 6 und an seinem
Sitzabschnitt 8 druckentlastet ist.
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Da das Ventil 45 unmittelbar am Zylinder 43 angebracht
ist, können Leitungsbrüche die Wirkung des Ventils nicht beeinflussen.
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Bei mehreren doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten an einer Presse
kann jeder Einheit ein Ventil 45 zugeordnet werden. Diese Ventile sind mit
ihren Steuerkanälen 17, 18 hintereinander in die Steuerleitung zwischen der Hilfssteuereinrichtung
49 und der Hauptsteuereinrichtung 46 zu schalten, in der sich bei einem Arbeitszylinder
die Steuerkanäle 17,18 des Ventils 45 befinden (F i g. 2). Bei Anwendung hintereinandergeschalteter
Ventile 45 reicht für jeden Arbeitszylinder ein Ventil 45 aus, da beim geschlossenen
Hauptdurchfluß in einem der Ventile auch der Durchfluß durch die Steuerleitung in
diesem Ventil unterbrochen und in der zur Hauptsteuereinrichtung geführten Steuerleitung
kein Druck mehr vorhanden ist, um das Steuerglied der Hauptsteuereinrichtung 46
in seiner rechten Steuerlage zu halten. Dieses Steuerglied kehrt daher unter der
Wirkung von Rückführungsgliedern in seine in F i g. 2 dargestellte Mittenlage zurück.