DE19511524A1 - Arbeitszylinder mit Rohrbruchsicherungsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder mit Rohrbruch­ sicherungsventil. Das Rohrbruchsicherungsventil hat die Aufgabe im Falle eines Rohr- oder Schlauchbruches eine unkontrollierte Zylinderbewegung zu verhindern. In bekannter Weise ist das Rohr­ bruchsicherungsventil mittels eines Flanschanschlusses am Zylin­ der unmittelbar angebaut. Es handelt sich hierbei um eine sehr platzaufwendige und auch kostenaufwendige Ausbildung des Rohr­ bruchsicherungsventils.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine platz­ sparende Ausbildung des Rohrbruchsicherungsventils zu schaffen, das gleichzeitig niedrige Fertigungskosten gewährleistet. Nach der Erfindung wird dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Dadurch daß das Rohrbruchsicherungsventil als Einbaupatrone ausgebildet ist und in den Bodenteil des Zylinders integriert ist, ist insbesondere auch ein einfacher Einbau des Arbeits­ zylinders in die betreffenden Arbeitsmaschinen möglich.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispieles.

In der Zeichnung veranschaulichen

Fig. 1 eine Draufsicht eines mit einem Befestigungsauge ver­ sehenen Zylinderbodens,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 einen Teilschnitt im Bereich der Verbindungsöffnung zum Zylinderraum nach der Linie III-III der Fig. 2.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 der Zylinderboden mit 2 das Rohrbruchsicherungsventil und mit DB das Druckbegrenzungsventil bezeichnet. Zur Aufnahme des Rohrbruchsicherungsventils 2 weist der Zylinderboden eine Durchgangsbohrung 3 auf, die an den Aus­ trittsenden 3a, 3b mit Gewindeabschnitten versehen ist. Die Durchgangsbohrung weist ferner eine Anschlagfläche 3c für die den Steuerkolben 4 führende Führungsbüchse 5 auf. Durch das eingeschraubte hülsenförmige Einschraubteil 6 in den Gewinde­ abschnitt 3b der Durchgangsbohrung 3 ist die Führungsbüchse 5 axial gesichert.

Das hülsenförmige Einschraubteil 6 weist einen Führungsabschnitt 6a zur Führung eines Stellkolbens 7 auf, der über ein Anschluß­ gewinde 6b des hülsenförmigen Einschraubteiles 6 mit Steuerdruck beaufschlagbar ist und gegen die Kraft der Feder 8 den Steuer­ kolben 4 in eine entsprechende Öffnungslage verschiebt. Die Feder 8 stützt sich mit ihrem einen Ende über ein kalottenför­ miges Anschlagteil 9 an einer Anschlagfläche 10 der Führungs­ hülse 5 und mit ihrem anderen Ende an einem Federteller 11 ab. Der Federteller ist über eine Verlängerung 12 mit dem Steuer­ kolben 4 mittels Schraubgewinde 13 verbunden. Die Verlängerung 12 weist tellerfederseitig eine Axialbohrung 12a zur Aufnahme eines verschiebbaren Betätigungskolbens 60 für einen Ventilkegel 61 mit als Anschlag für den Betätigungskolben dienenden Verlängerungsstift 62 auf. Der Verlängerungsstift 62 ist in einer Axialbohrung 63 der Verlängerung 12 geführt, die die Axialbohrung 12a mit einer Querbohrung 64 in der Verlängerung 12 verbindet. Der Verlängerungsstift 62 ist im Führungsbereich der Axialbohrung 63 als Vierkant ausgebildet, so daß der von dem Betätigungskolben 60 begrenzte Raum 12b der Axialbohrung 12a mit der Querbohrung 64 und damit mit dem Federraum 65 in dauernder Verbindung steht. Der Federraum 65 steht mit dem Tank in Verbindung und zwar über den Ringraum 70 zwischen dem Kolbenhals 4c und der Führungsbüchse 5 sowie über die Radialbohrungen 71 in der Führungsbüchse 5 zwischen dem Ringraum 70 und einen weiteren Ringraum 72 zwischen Führungsbüchse 5 und der die Führungsbüchse aufnehmenden Durchgangsbohrung 3 und einen nach außen zum Tank führenden mit dem Ringraum 72 in Verbindung stehenden Kanal 73. Der Ventilkegel 61, der von einer Feder 66 in Schließrichtung beaufschlagt ist, schließt einen Raum 67 ab, der über eine Längsbohrung 68 im Steuerkolben 4 mit einem von der einen Stirnfläche 4a des Steuerkolbens begrenzten und von der in dem Gewindeabschnitt 3a der Durchgangsbohrung 3 eingeschraubten Haube 20 nach außen abgeschlossenen Raum 78 verbunden ist. Der Raum 78 ist über eine Drosselnut 69 im endseitigen Steuer­ kolbenabschnitt 4b mit dem verbraucherseitigen Anschluß V, der mit einem nicht gezeigten kolbenseitigen Zylinderraum in Ver­ bindung steht, verbunden. Bei geschlossenem Ventilkegel 61 herrscht somit im Raum 78 der Verbraucherdruck der den Ventilkegelansatz 4d des Steuerkolbens 4 auf den von der Füh­ rungsbüchse 5 gebildeten Ventilsitz 5a flüssigkeitsdicht drückt, so daß die Verbraucherseite V leckölfrei abgeschlossen ist.

Wird der Stellkolben 7 mit Steuerdruck beaufschlagt, verschiebt dieser zunächst den Betätigungskolben in Öffnungsrichtung des Ventilkegels 61. Durch die kraftschlüssige Anlage des Verlänge­ rungsstiftes 62 des Ventilkegels 61 an den Betätigungskolben 60 wird mit dem Verschieben des Betätigungskolbens 60 gleichzeitig der Ventilkegel 61 von seinem Sitz 75 abgehoben, so daß über die Verbindungsbohrung 76 der Raum 67 mit der mit dem Tank in Verbindung stehenden Querbohrung 64 verbunden ist. Damit ent­ spannt sich der Raum 67 auf den Tankdruck und ebenso der mit diesem Raum 67 über die Längsbohrung 68 im Steuerkolben 4 ver­ bundene Raum 78, so daß der Steuerkolben 4 auf beiden Endseiten vom Tankdruck beaufschlagt ist. Die über die Anschlußbohrung 6b in den Steuerraum 14 eingeleitete und den Stellkolben 7 beaufschlagende Steuerflüssigkeit muß demnach nur noch einen solchen Druck aufweisen, daß der Stellkolben die Kraft der Feder 8 überwinden muß, um den Steuerkolben 4 aus der gezeigten Schließstellung in eine entsprechende Steuerstellung zu ver­ schieben, in der eine Verbindung des mit dem nicht gezeigten kolbenseitigen Zylinderraum des Arbeitszylinders in Verbindung stehenden Anschlusses V mit dem Anschluß A über die Feinsteuernut 17 im Kolbenabschnitt 18 des Steuerkolbens 4, sowie über die Kolbenausnehmung 16 und die Radialbohrung 15 in der Führungs­ büchse 5, hergestellt ist.

Das Druckbegrenzungsventil DB ist in eine Sackbohrung 21 im Zylinderboden 1 mittels eines Gewindeabschnittes 21a befestigt. Die Sackbohrung 21 zur Aufnahme des Druckbegrenzungsventiles DB verläuft durch den Arbeitsmittelanschluß A und endet am mit dem kolbenseitigen Zylinderraum in Verbindung stehenden Anschluß V. Das hülsenförmige Gehäuseteil 23 des Druckbegrenzungsventiles hat eine Sitzkante 24, die mit einem kegelförmigen Sitzkörper 25 zusammenarbeitet. In der gezeigten Schließstellung des Sitz­ körpers 25 ist der verbraucherseitige Anschluß V vom Arbeits­ mittelanschluß A getrennt. Der Sitzkörper 25 weist ein Führungsteil 25a auf, das in den Führungsbohrungsabschnitt 26 des hülsenförmigen Gehäuseteiles 23 geführt ist. Das hülsen­ förmige Führungsteil 25a schließt gleichzeitig einen Steuerraum 27 ein, der von einem zylindrischen Gehäuseteil 28 eines Vor­ steuerventils 29 begrenzt ist. Dieser Steuerraum 27 ist über einen verschiebbaren Drosselkörper 30 mit dem mit dem verbrau­ cherseitigen Anschluß V in Verbindung stehenden Sackbohrungs­ abschnitt 21c verbunden. Bei geschlossenem Vorsteuerventil 29 herrscht somit im Steuerraum 27 der gleiche Druck wie im Sack­ bohrungsabschnitt 21c, also der im kolbenseitigen Zylinderraum herrschende Arbeitsdruck. Da die vom Vorsteuergehäuseteil 28 begrenzte und vom Arbeitsdruck beaufschlagte Fläche 28a des Steuerraumes 27 größer ist als die von der Sitzkante 24 begrenzte Fläche des Sitzkörpers 25, wird bei geschlossenem Vorsteuerventil 29 der Sitzkörper 25 neben der geringen Kraft der den Drosselkörper 30 in Schließrichtung des Sitzkörpers 25 belastenden Druckfeder 32 zusätzlich vom Steuerdruck ent­ sprechend der Flächendifferenz zwischen der den Steuerraum 27 begrenzenden Fläche 28a des Vorsteuerventilgehäuses 29 und der von der Sitzkante 24 begrenzte Fläche des Sitzkörpers 25 in Schließrichtung beaufschlagt. Sobald der Druck der Arbeitsflüssigkeit den am Vorsteuerventil 29 eingestellten Wert überschreitet, öffnet dieses und verbindet den Steuerraum 27 mit dem Tank und zwar über den Schließkörper 36, den Federraum 38 sowie den Radialbohrungen 40 im Vorsteuerventilgehäuse 28, einer weiteren Radialbohrung 41 im Gehäuse 23 des Druckbegrenzungs­ ventiles DB und eine Verbindungsbohrung 43 im Gehäusedeckel, der seinerseits über einen Ringraum 72 der Führungsbüchse 5 des Rohrbruchsicherungsventiles und einem Kanal 73 mit dem Tankan­ schlußkanal L in Verbindung steht. Damit wird der vom Verbrau­ cherdruck in Öffnungsrichtung beaufschlagte Schließkörper 25 in seine Offenstellung verschoben und der kolbenseitige Arbeits­ zylinderraum über den Anschluß V mit dem Arbeitsmittelanschluß A unmittelbar verbunden. Die Einstellung des Vorsteuerventils 29 erfolgt durch die Druckfeder 45, die sich mit ihrem einen Ende an einem Bund 36a des Schließkörpers 36 und mit ihrem anderen Ende an einer Auflagefläche 46 einer Schraubhülse 47 abstützt. Die Schraubhülse 47 ist mit einem Gewindeteil 47a in einen Gewindeabschnitt 28c des Vorsteuergehäuses 28 axial einstellbar eingeschraubt und durch eine Kontermutter 49 gegen Verdrehen gesichert. Die in Nuten der Führungsbüchse 5 eingelegten Dich­ tungsringe 50 und 51 verhindern, daß bei geschlossenem Rohr­ bruchsicherungsventil Leckflüssigkeit zwischen Führungsbüchse und Durchgangsbohrung 3 vom Anschluß V zum Anschluß A übertritt bzw. vom Anschluß A zum mit dem Tank in Verbindung stehenden Ringraum 72 zwischen Führungsbüchse und Durchgangsbohrung 3. Bei dem Druckbegrenzungsventil DB verhindert der in eine Nut im Gehäuseteil 23 eingelegte Dichtungsring 52 einen Übertritt von Leckflüssigkeit zwischen Gehäuseteil 23 und Bohrung 21 vom Anschluß V zum Anschluß A oder umgekehrt.

Dadurch daß die Achse 21a des Druckbegrenzungsventils DB in Richtung des mit dem kolbenseitigen Zylinderraum in Verbindung stehenden Anschlusses V schräg zur Achse 3d des Rohrbruch­ sicherungsventils 2 verläuft, wird eine besonders kompakte Anordnung von Rohrbruchsicherungsventil und Druckbegrenzungs­ ventil zueinander gewährleistet, ohne daß sich deren Funktion gegenseitig beeinflussen.

Claims (5)

1. Arbeitszylinder mit Rohrbruchsicherungsventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrbruchsicherungsventil (2) als Ein­ baupatrone (4, 5, 6, 20) ausgebildet ist und im Zylinderboden integriert ist.

2. Arbeitszylinder mit Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderboden quer zur Zylinderachse eine mit dem kolbenseitigen Zylinderraum in Verbindung stehende Durchgangsbohrung (3) zur Aufnahme des Rohrbruchsicherungsventils aufweist und der Arbeitsmittel­ anschlußkanal A quer zur Durchgangsbohrung (3) verläuft.

3. Arbeitszylinder mit Rohrbruchsicherungsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Anschluß (V) der Durchgangsbohrung (3) mit dem kolbenseitigen Zylinderraum ausgehend eine den Arbeitsmittelanschlußkanal (A) schneidende als Sackbohrung ausgebildete Aufnahmebohrung (21) für ein Druck­ begrenzungsventil (DB) nach außen des Zylinderbodens (1) ver­ läuft.

4. Arbeitszylinder mit Rohrbruchsicherung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (21a) der Aufnahmebohrung (21) für das Druckbegrenzungsventil (DB) schräg zur Achse (3d) der Durchgangsbohrung (3) zur Aufnahme des Rohrbruchsicherungsventils verläuft.

5. Arbeitszylinder mit Rohrbruchsicherung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druck­ begrenzungsventil (DB) als Einbaupatrone ausgebildet ist und bei Überschreiten des eingestellten Öffnungsdruckes den mit dem kolbenseitigen Zylinderraum in Verbindung stehenden Anschluß (V) unmittelbar mit dem Arbeitsmittelanschlußkanal (A) verbindet.