DE1650306A1 - Hydraulische Druckbegrenzungsvorrichtung - Google Patents

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DIPL-INO. HANS BEGRICH- DIPL.-iNG. ALFONS WASMEIER REGENStURG 3 · LESSINGSTRASSE 10

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B/p6iö7

6,Nov.1967 B/T.

The Bendix Corporation, Fisher Building, Detroit, Michigan

US A

Hydraulische Druckbegrenzungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine DruckbegrenzungsTorrichtung, insbesondere zur Verwendung, bei hydrfulischeii Servoventilmotor-

systemen.

In hydraulischen Steuerkreisen, yro große Belastungsträgheiten vorhanden sind, muß Vorkehrung df für getroffen werden, die nachteiligen und vernichtenden Leitungsdruckwellen bzw. Schwankungen in dem fall j?u begreitäent daß das. Servoventil ausgelastet bzw» zentriert ist, wenit^er Motor bei höhen GeschwiÄdig-

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■ keiten läuft» Diese Situation wü^de die Belastungsträgheit ergeben, welche den Motor als eSite^! Pum|üe antreibt, bis eine Be- .

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wegung abgestoppt wird. Das die Pumpe (den liotor) verlassende Strömungsmedium würde in eine Kammer mit einem konstanten Vo- * lumen mit einem nur minimalen Leckverlust an der Pumpe (Motor) . und dem Servoventil vorbei eintreten und unsichere, .vernichtende Drücke erzeugen. .

Frühere Mittel, um dieses Problem zu mildern, bestanden in Druckreglern in Jeder Hotorleitung, welche den Druck- auf eine vorbestimmte Höhe begrenzen. Auch die Verwendung von Vierwegeventilen . in Verbindung mit einem Druckregler, welcher das Servoventil umgeht, wenn die Motorströmungsmediumzuführung abgeschnitten wird, ist bekannt. Bei-de Ausführungsformen sind massig, kostspielig und unterwerfen das System einer Blasenbildung, und sind im allgemeinen nicht gegenüber Schwankungen in dem Zuflußdruck empfindlich.

Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht-"-darts., eine hydraulische Druckbegrenzungsvorrichtung zur Verwendung in einem hydraulisehen Steuersystem von der Art vorzusehen,..-welche ein Steuerventil zwischen einer hydraul!schienDruckctuelle und eineia Behälter aum Steuern der hydraulischen Betätigung eines, hydraulischen Motors enthält, welcher mit dem Steuerventil durch zwei Strömungsmediumsleitungen verbunden ist. Diese Vorrichtung ist dadurch, gekennzeichnet, daß jede der Strömungsmediumleitungen ^_ mit der anderen durch einen: 3t römungsme&iumkanatl verbunden ist, welcher durch ein auf einen normal abgepehlossenen Druck ansprechendes Absperrventil gesteuert vfizpk+ welches in -nichtung '--■■ auf seine offene Stellung vorgespannt ist, .wenn der Druck in den} Strömüngsmediumleitungsteil stromaufwärts von dem Absperrventil^

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sich oberhalb eines bestimmten Wertes befindet, so daß die Vorrichtung das Strömungsmedium durch einen durch hydraulische

\ Trägheit angetriebenen Motor wieder umlaufen laßt, um eine Kavitation öder Blasenbildung in den Strömungsmediumleitungen

■ zu verhindern.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hydraulische Druckbegrenzungsvorrichtung vorzusehen, bei welcher das druckempfindliche Ventil auf ein Druckdifferential zwischen dem Druclc^; von der hyidriaulisehen DruckC[uelle und dem in dem Striimungsmediumleitungsteii anspricht, welcher stromaufwärts Von dem Absperrventil angeordnet ist*

Auf der einzigen Zeichnung ist die ""Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

10 bezeichnet ein Druckbegrenzungsventil für ein typisches hydraulisches System, welches ein hydraulisches Servoventil 12* einen hydraulischen Motor 14 und eine angetriebene oder Belastungsvorrichtuhg 16 enthält. Zuleitungsdruck P_gt* wird durch j eine Sinlaßleitung 18 dem hydraulischen Servoventil 12 zugeführt und ein im Druck niedrigeres RÜckführungsströmungsmedium ; ^r wird au der <iuelle durch die äückführungsleitung 20 zurückge-

-■ führt.

Das hydraulische Servoventil kann von bekannter Art sein und arbeitet grundsätzlich so,, daß es einen Lief er- oder Zu-führungsdrück für einen von- zwei Ventillief erdrücken für einen von zwei Ventilzuführunrskanlälen 22 und £4 entsprechend einem Kontrolle signal steuert oder auswählt· P₁ bezeichnet den Stroisungsdruck

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in dem Zuführungskanal 22, und Pg den Strömungsdruck in dem Zuführungskanal 24* Das Servoventil kann v/ahlweise die Kanäle 18 und 22 und die Kanäle 20 und 24 miteinander verbinden und eine ■-. Drehrichtung des Kotors 14 erreichen. Für eine entgegengesetzte Drehung werden die Kanäle 18 und 24 und die Kanäle 20 und 22 miteinander verbunden. Das Ventil hat eine zentrierte Stellung, wel-. ehe im wesentlichen die Verbindungen für* einen stabilen Hichtbewegungszustand abschließt. . ' , " .

Der hydraulische Motor 14 kann in gleicher Weise von anderer auf ein hydraulisches Antriebsmedium ansprechender Art sein, welches einen Motor antreibt, welcher eine Welle 26 und damit die Belastung 16 antreibt.

Bei der geschriebenen Art von hydraulischem System kann das System eingestellt werden, um die Last 16 schnell zu verschwenken, und dann zu einem schnellen Anhalten oder einer Umkehr der Bewegung in entgegengesetzter Richtung zu kommen. In einem kurzen Übergangszustand treibt die Trägheit der Belastung 16 den Motor 14 als eine Pumpe an. Da ein kleiner Leckverlust in dem Motor und im Servoventil für eine Genauigkeit während eines normalen Betriebes wünschenswert ist, baut sich, der Strömungsdruck P^ oder P₂ schnell auf einen unsicheren Wert je nach der Drehrichtung auf.

TIm diesen Problemen zu begegnen, enthält die Grenzventilvor- richtung 10 nach der Erfindung ein Gehäuse 28 und zwei End- platten 30 und 32. Das Gehäuse 28 hat eine mittlere zylindrische Bohrung 34, in welcher zwei entgegengesetzt gerichtete Spinaelventile 36 und 38 verschiebbar sind, welche durch eine · ,,^ , 009837/0484

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gemeinsame Feder 40-gegen den Ventilsitze 42und 44 in den End- ■ ■platten 30 und 32 gedrückt werden. Die Spindelventile 36 und •38 und die zylindrische Bohrung 34 bildet somit eine geschlossene Strömungsmediunikammer 46, welche den Zuflußdruck P_a als einen Ventilbezugsdruck durch einen Kanal 48 empfängt, welcher mit einer leitung 50 verbunden werden kann.

Jede Endplatte 30 und 32 hat' eine Strömungsmediumkammer 52 "und 54¹J welche mit der stromaufwärts gerichteten Seite der Ventilsitze 42 und 44 in Verbindung stehen, Das Gehäuse 28 hat Strömungsmediumkammern 56 und 58 _? welche mit den stromabwärts gerichteten Seiten der Ventilsitze 42 und 44 in Verbindung stehen. Die Strom aufwartskammer 52 ist mit der Stroraabwärtskammer 58 durch einen Querkanal 60 querverbunden, wohingegen ein Kanal 62 in gleicher Weise die Kammern 54 und 56 verbindet. Ein Kanal 14 kann mit einem Kanal 66 verbunden werden und somit die Kammern 52 und 58 durch den Querkanal 60 mit dem P₁ Strömungsmedium von der Leitung 22 verbinden. Der Kanal 68 kann an den Kanal 70 zum Zuführen des Pp Strömungsmediums au den Kammern 54 und 56 durch den Querkanal 62 angeschlossen werden»

Die Anordnung sieht zwei normal geschlossene Ventilquerver- ι bindungen zwischen den Motorlieferkanälen 22 und 24 vor, während 'nur eine Verbindung mit jedem Zuführungskanal erforderlich ist«, 5"©des Ventil ist auf seine normal geschlossene Stellung durch den Zuiührungsdsuok P₃ "bezogen^ um umwirksam zu bleiben .ausgenommen, i-iesm die £rägii©it der Belastung 16 veranlaßt ₉ daß der Motor 14 ■uIb eine SUiBpe arbeitete In solch einem lall srhöht sich der

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Drück in der einen der leitungen 22, 24 scharf über den Zuführun^sdruck. Venn sich "beispielsweise die Last schnell ν er schwenkt, v/ird das Servoventil plötzlich in seine zentrierte Lage eingestellt. Die !Trägheit der Last 16 treibt den Motor14 an und es kann für eine gegebene Drehrichtung eine Erhöhung des P₁ Druckes über P angenommen werden. Dieses erzeugt eine Öffnungskraft auf das die Kammern 52 und 56 und somit die Leitungen 22 und 24 verbindende Absperrventil 36. Dieser Vorgang ermöglicht es, daß das Strömungsmedium durch den Motor 14 (jetzt als Pumpe) wieder zirkuliert, den Druck entlastet und eine Blasenbildung durch einen Strömungsmediumbedarf verhindert. Wenn natürlich der Motor 14 in der umgekehrten Richtung angetrieben würde, würde P₀ P übersteigen, das Aosperrventil 38 zu einem öffnen veranlassen und eine entgegengesetzte Zirkulation in ähnlicher v/eise zu-lassen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Feder 40 sehr leicht oder sie kann ausgelassen werden, und die Absperrventile sind so ausgebildet, daß sie gleiche Flächen haben, so daß nur leichte trägheitsveranlaßte Druckerhöhun?en ausgelöst werden. Bei anderen Anwendungen kann es erwünscht sein_s zu ermöglichen, daß P₁ oder P₂ &&&¥- den Zuführungsdruck um einen bekannten Betrag vor einer Yentilöffnung übersteigt, um einen gröSeren, aber sicheren Druck vorzuaehen_s gegen welchen der Motor pumpen muß, _f' wodurch wirksamer die Srägheitsbelastung gebremst w

Sine Bezugnahme auf 2uführuagsdruck sieht eine Vorrichtung Tor_g welche entweder bei einem Zuführungsdruck oder sinem bestimmten Verhältnis oder Prozentsatz äarüber auslöst ₃ und so dem System

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ermöglicht, sich Veränderungen in £ anzupassen.

Es ist eine bevorzugte Ausfülirungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben worden» es sind natürlich Veränderungen in der besonderen Ausbildung möglich, welche im Rahmen des Schutzumfanges der Erfindung liegen. Insbesondere kann die Begrenzungsvorrichtung entweder in dem.Ventil- oder Motorgehäuse ausgebildet werden oder zwischen beiden Teilen liegen. Die Absperrventile sind in entgegengesetzter Sichtung angeordnet worden, um gemeinsam die i*eder 40 zu benutzen, sie können aber in gleicher «eise arbeiten* entweder ohne !Feder oder mit zwei Federn oder in einer vers chi eäsaea Anordnung*

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Claims (2)

6.11.1967 Β/Τ ■ If.uloi ■ ■ - P a t e h t an s ρ r ü ehe : '

1.) Hydraulische Druckbegrenzungsvorrichtung zur Verwendung in einem hydraulischen Steuersystem mit einem zwischen einer hydraulischen Druckquelle und einem- Behälter angeordneten Steuerventil,, um die hydraulische - Betiütigung eines hydraulischen Lotors zu regeln, welcher mit dem Steuerventil durch. zwei Ctröinungsmediuml.eitungen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dali. jede der 3trömun""8mediumleitunp"en (22,24) mit öer anderen durch einen 3tr^: mungsmediurnkanal (64, 60,52 unet 68, 62, 56) verbunden ist, welcher durch ein normal ge-Bchlonsenes_, auf" Druck a-rtsprcrchnnöes Absperrventil (42, 44) getteuert v/ir., v/elched auf das i-riiekdifferential zv/ischen dem Di-uck P_r, von der hydraulischen Druckquelle und dem Druck P. oder- P- in de:n Ströiriurit-ameöiumfährun'steil (52,54) anspricht, v.^r.el^h-er. stromaufv/ärta von aera Absperrventil angeorfixiet ist. ' .■

2., Hyarauli.vche DruckDegrenzuiifiGVorriGhtung nach Anspruch 1, dadurch geken^^elohnet, daß die oeiden Absperrventile (42, 44) Vielehe den hydraulischen:Fluß in den beidisn die Strömungsraediumleitung^n (22,24) miteinander verbindenäen Strömuiigsnediumkanäle (64,68) steuern, entgegangesetet 2ueinanaer in einer gemeinsamen Bohrung (46) angeordnet sind, welche dazwischen eine mit dem Druck P₈ verbundene Bezugsk-'irjner be --/■'· ^i zt, v/ouei eine -'■;&:: ^-ins-- rae ieaer (40) vor;?. ^¹ eh en i;t, um c-\;: i_.„sperrve:.til Ix, ir.re -e-:ciilor--;f.„o Stellunr-νοΓΕ^ορ&ΐ.ί.βι;. ' -

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