DE1775203A1

DE1775203A1 - Vorrichtung zur Steuerung eines in beide Richtungen arbeitenden hydraulischen Antriebes

Info

Publication number: DE1775203A1
Application number: DE19681775203
Authority: DE
Inventors: Hubert Odenthal
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1968-07-16
Filing date: 1968-07-16
Publication date: 1971-06-03
Also published as: DE1775203B2; US3570517A

Description

Vorrichtung zur Steuerung eines in beide Richtungen arbeitenden hydraulischen Antriebes

Die Erfindung betrifft eine aus einem Wege- und einem Druckminderventil bestehende Vorrichtung zur Steuerung eines in beide Richtungen arbeitenden hydraulischen Antriebes insbesondere eines hydraulischen Arbeitszylinders.

Durch die Anordnung eines Druckminderventils in einer der beiden zum hydraulischen Antrieb führenden Arbeitsleitungen kann die Betätißungskraft des hydraulischen Antriebes in dieser Betätigungsrichtung genau eingestellt werden.

Wird der Antrieb in der Gegenrichtung beaufschlagt, muß das Arbeitsmedium in der Arbeitsieitung, in der daa Druckminderventil zwiochengeschaltet ist, zurückströmen. Beim Zurückströmen des Arbeitnmediums durch das Druckminderventil von dessen Niederdruck- zur HochdruckBeite treten am Steuerkolben Staukräfte auf, die sich über die Verbindungskanäle zum jfeaerraum gegenüberliegenden Kolbenraum fortpflanzen und dort den Steuerkolben gemein-

/dem
sam mit am Steuerkolben unmittelbar angreifenden Strömungskräften in Schließstellung bewegen, so daß der Durchfluß des Arbeitsmediums unterbrochen ist. Diese Gefahr ist besonders groß, wenn

nur eine geringe Druckdifferenz zwischen Hoch- und Niederdruckseite des Druckminderventils eingestellt ist. Eb wird deshalb zur Gewährleistung eines unbehinderten Zurückströmens des Arbeitsmediuraa in dieser Arbeitaleitung eine zumindest dem Bereich deo uteueropalteo dorj Druckminderventils überbrückende mit einem Rückschlagventil versehene' Nebenleitung vorgesehen.

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Bei Ausbildung der Steuervorrichtung als Steuersäule sind die einzelnen Steuergeräte unmittelbar zusammengebaut, wobei das Druckminderventil als Zwischenplatte ausgebildet ist. Hierbei bildet die Nebenleitung mit Rückschlagventil einen integrierenden Bestandteil des Druckminderventils.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine insbesondere als Steuersäule ausgebildete Steuervorrichtung zu schaffen, deren Druckminderventil in beiden Richtungen ohne Anordnung einer zusätzlichen Nebenleitung mit Rückschlagventil funktionssicher durchströmbar ist. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Steuerkolben des Druckminderventils von dem in der vom Druckminderventil unbeeinflußten zum hydrauliachen Antrieb führenden Arbeitsleitung herrschenden Druck in Öffnungerichtung beaufschlagt' ist. Diese Druckbeaufschlagung hält den Steuerkolben in Offenstellung, sobald durch Umkehrung der Strömungsrichtung des Arbeitsmediums die vom Druckminderventil unbeeinflußte Arbeitsleitung unter Druck steht.

Bei Verwendung eines Druckminderventils mit in bekannter Weise den Steuerkolben in Öffnungsrichtung belastenden anstellbarer Druckfeder wird der Federraum über Bohrungen mit der vom Druckminderventil unbeeinflußten Arbeitsleitung verbunden. *

Ein Ausi'Uhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren 1 bis 3 zeigen den schematischen Aufbau des als Zwischenplatte ausgebildeten Druckminderventils mit Durchflußschema in den drei Schaltstellurgen des vorgeschalteten Wegeventils.

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In den Figuren ist mit 1 das Ventilgehäuse und mit 2 der Steuer-

kolben bezeichnet. Die in den Ventilraum 3 mündende, mit der Annchlußleitung 41 des schematisch dargestellten 4-Wege-Ventils W mit drei Schaltstellungen a, b und c verbundene Bohrung 4 bildet die Hochdruokseite und die in den Ventilraum 5 mündende mit der Arbeitsleitung B des nicht dargestelllten hydraulischen Antriebes in Verbindung stehende Bohrung 6 bildet die Niederdruckseite des Druckminderventils.

Der Steuerkolben 2 ist im Bereich der Bohrung 7 im Ventilgehäuse mit ninorumlaufenden Nut 8 versehen, so daß durch den hierbei sich ergebenden . Ringraum 9 ein freier Durchgang zwischen den beiden Ventilräumen 3 und 5 gewährleistet ist. Die umlaufende Kante 11 zwischen Bohrung 7 und Ventilraum 5 bildet gemeinsam mit der umlaufenden Kante 12 des Steuerkolbens 2 den Steuerspalt 3 des Druckminderventils. Im Bereich des Niederdruck-Ventilraumes 5 sind im Steuerkolben 2 Radialbohrungen 14 eingelassen, die mit einer Axialbohrung 15 in Verbindung stehen. Die Axialbohrung 15 mündet in den Kolbenraum 16 (Fig. 2) so daß in diesem Raum derselbe Druck wie im Niederdruck-Ventilraum 5 herrscht. Dadurch wird die Stirnr seite 17 des Steuerkolbens 2 vom Niederdruck beaufschlagt. Diese Druckbeaufschlagung wirkt enigpgen der Kraft der im Raum 18 untergebrachten Druckfeder 19, die den Steuerkolben 2 in Öffnungsrichtung, belastet. Die Federspannung ist durch die Anstellschraube 20, an dor nich die Feder 19 über die Pla'tte 21 mit ihrem einen Ende abstützt, einstellbar. Da die Größe des Steuerspaltes ein Maß für die Druckminderung darstellt, wird sich der Steuerkolben soweit in die eine oder andere Richtung verschieben, bis der im Ventilraum

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und damit auch im Kolbenraum 16 herrschende den Steuerkolben 2 in Schließrichtung beaufschlagende Druck der in Öffnungsrichtung wirkenden Federkraft entspricht. Die Größe des Niederdruckes steht somit im direkten Verhältnis zur eingestellten Federspannung.

Die durchgehende Bohrung 22 im Ventilgehäuse 1 ateht mit der Druckmittelquelle P und der Anschlußleitung 221 des 4-Wegeventils W in Verbindung. Die durchgehende Bohrung 23 im Ventilgehäuse 1 verbindet den Tank T mit der Anschlußleitung 231 des Wegeventils W und die im Bereich des Steuerkolbens 2 verlaufende durchgehende Bohrung 24 ist mit der zum nicht dargestellten hydraulischen Antrieb führenden Arbeitsleitung A und der Anschlußleitung 241 des Wegeventils verbunden. Von der Bohrung 24 führt eine Bohrung 27 zu dem Federraum 18, so daß im letzteren in jeder Schaltstellung des Wegeventils Wimmerderselbe Druck herrscht, wie in der Bohrung 24.

In der in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung b des Wegeventils ist die mit dem Tank T in Verbindung stehende Ansehluflleitung 231 abgesperrt und die Anschlußleitungen 241 und 41 Bind mit der mit der Druckmittelquelle P in Verbindung stehenden Zuflußleitung 221 verbunden. Durch die Verbindungsbohrung 27 steht der Federraum 18 ebenfalls unter dem Druck der Druckmittelquelle und beaufschlagt den Steuerkolben 2 gemeinsam mit der Druckfeder 19 in Öffnungsrichtung. Da sich in dieser Schaltstellung des Wegeventils im Kolbenraum 1.6 infolge der Bohrungen 14, 15 derselb^ Druck aufbaut wie im Federraum 18 ist der Steuerkolben hydraulisch ausgeglichen und wird von der Druckfeder 19 in Offenstellung gehalten, so daß in beiden Arbeitsleitungen A, B der gleiche Druck herrscht. Durch die Verbindung de3 Federraumes 18 mittels der Verbindunßsbohrung 27 mit der mit der Ar bei toleitunp, A irr verTb irrauirgstehenden Verbind ungRholi rung

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24 tritt in dieser Schaltstellung keine Leckflüssigkeit im Druckminderventil auf.

In der Schaltstellung a des Wegeventils W gemäß Fig. 2 ist die Durchgangsbohrung 24 und damit auch die Arbeitsleitung A mit dem Tank T und die aus Bohrung 4 und Ventilraum 3 gebildete Hochdruckseite des Druckminderventils mit der Druckmittelquelle P verbunden. Damit baut sich auf der aus Ventilraum 5 und Bohrung 6 gebildeten mit der Arbeitsleitung B in Verbindung stehenden Niederdruckseite ein der Einstellung der Feder 19 entsprechender Niederdruck auf. Da die Durchgangsbohrung 24 mit dem Tank in Verbindung steht, ist infolge der Verbindungsleitung 27 der Federraum 18 ebenfalls drucklos, so daß in Öffnungsrichtung des Steuerkolbens ausschließlich die Feder 19 wirkt, unter der Voraussetzung, daß die Tankleitung T z. B. mittels eines Druckventils nicht vorgespannt ist und die Reibungsverluste im Bereich der Tankleitung keinen nennenswerten Druckaufbau hervorrufen.

In der Schaltstellung c des Wegeventils W nach Figur 3 ist die Arbeitsleitung A über Bohrung 24 mit der Druckmittelquelle P und die von Bohrung 4 und Ventilraum 3 gebildete Hochdruckseite des Druckminderventils mit den Tank T verbunden. Durch diese Umkehrung der Strömungsrichtung gegenüber der Schaltstellung a des Wegeventils W nach Fig. 2 strömt das Arbeitsmittel aus der Arbeitsleitung B von der aus Bohrung 6 und Ventilraum 5 gebildeten Niederdruckseite zur Hochdruckseiteties Druckminderventils zurück zum Tank. Durch die Verbindungsleitung 27 steht der Federraum 18 ebenfalls mit der Druckmittelquelle in Verbindung, so daß der

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Steuerkolben 2 außer der Feder 19 vom Druck der Druckmittelquelle zusätzlich in Offenstellung gehalten wird. Diese in Öffnungsrichtung des Steuerkolbens wirkende Kraft ist um ein vielfaches größer als die in Schließrichtung des Steuerkolbens wirkende Strömungskraft, so daß zum ungehinderten Durchströmen des Arbeitsmittels von der Niederdruck zur Hochdruckseite des Druckminderventils die Offenstellung des Steuerkolbens gewährleistet ist.

Durch die Verlegung der Bohrung 2k in den Bereich des Steuerkolbens 2 wird eine Sicherheitseinrichtung geschaffen für den Fall eines unzulässigen Druckanstieges auf der Niederdruckseite des
•Druckminderventils. Hierbei wird der Steuerkalben 2 durch den
Druckaufbau im Raum 16 soweit in Richtung des Federraumes 18 verschoben, daß die umlaufende Kante 28 des Steuerkolbens 2 in den Niederdruckraum 5 eintaucht. Damit wird eine unmittelbare Verbindung des mit der Arbeitsleitung B verbundenen Niederdruckraumes 5 mit der mit der Arbeitsleitung A einerseits und in Schaltstellung a gemäß Fig. 2 des Wegeventils W mit der Tankleitung T andererseits in Verbindung stehenden Durchgangsbohrung Zk hergestellt.

In den Figuren sind die unter Hochdruck stehenden Kanäle und
Räume mit einem engen und die unter Niederdruck stehenden Kanäle und Räume mit ehern weiten Raster versehen. Die jeweils mit dem
Tank in Verbindung stehenden Leitungen und Räume sind ohne Raster.

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Claims

Patentansprüche1775209

1. Aus einem Wege- und Druckminderventil bestehende Vorrichtung zur Steuerung eines in beide Richtungen arbeitenden hydraulischen Antriebs, wobei in der einen Arbeiterichtung das Druckmittel über das Druckminderventil dem hydraulischen Antrieb zuströmt und in der anderen Arbeitsrichtung das vom hydraulischen Antrieb zurückströmende Druckmittel das Druckminderventil von dessen Niederdruck- zur Hochdruckseite durchströmt, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkolben (2) des Druckminderventils vom in der vom Druckminderventil unbe- M einflußten zum hydraulischen Antrieb führenden Arbeitsleitung

(A) herrschenden Druck in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Druckminderventil dessen Steuerkolben von einer anstellbaren den Niederdruck bestimmenden Druckfeder in Öffnungsrichtung belastet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Federraum (18) des Druckbegrenzung&ventilß über eine Bohrung (27) mit der vom Druckbegrenzungsventil unbeeinflußten zum hydraulischen Antrieb führen- λ den Arbeitsleitung (A,24) in Verbindung steht.

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