DE1956821C - Hydraulische Steuereinrichtung für Hydrozylinder von Maschinenarbeitsgeräten - Google Patents

Description

Hauptventils in Schwimmstellung nicht von der Strö-

45 mung der Arbeitsflüssigkeit berührt; diese strömt

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine vielmehr aus dem einen Arbeitsraum des Hydrozylinhydraulische Steuereinrichtung für Hydrozylinder ders über einen relativ kurzen Verbindungskanal in von Maschinenarbeitsgeräten, insbesondere von Stra- den anderen Arbeitsraum. Dabei bleibt die Ausbilßenbau- und Schleppergeräten, mit einem einen Steu- dung der Steuereinrichtung einfach und kompakt, erschieber aufweisenden Hauptventil mit ringförmi- 50 Die Abmessungen und das Gewicht sind trotz größegen Ausdrehungen im Ventilgehäuse zur Ermögli- rer Durchflußmengen in Schwimmstellung gering,
chung des Hydraulikmittelflusses und mit einer Vor- In Ausgestaltung der Erfindung sind die Differen-

richtung zur Einstellung der Schwimmstellung. tialventile über Kanäle mit ringförmigen Ausneh-

Steuereinrichtungen dieser Art, die mittels eines mangen des Steuerschiebers des Hauptventils ver-Vierstellung-Steuerventils die Betriebszustände »He- 55 bunden, die mit Steuerräumen an den Stirnflächen ben«, »Senken«, »Verriegelt« und »Schwimmend« dieses Schiebers in Verbindung stehen,
ermöglichen, sind bekannt. Ein bekanntes Steuerven- Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden

til dieser Art weist ringförmige Ausdrehungen im nachstehend für eine Straßenbaumaschine an Hand Gehäuse des Steuerschiebers auf, die über Kanäle der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
mit den Hydrozylindern und mit der Hydraulik- 60 F i g. 1 das hydraulische Prinzipschema der ersten pumpe bzw. dem Abfluß verbunden sind. Ausführungsform,

Nachteilig wird es bei einer solchen Steuereinrich- F i g. 2 einen Schnitt durch die im Schema nach

tung angesehen, daß das ganze Ventil in seinen Ab- F i g. 1 verwendeten Steuerventileinrichtungen,
messungen und Durchtritlsquerschnitten für den ge- F i g. 3 eine zweite Ausführungsform der erfin-

samten Flüssigkeitsdurchfluß in Schwimmstellung 65 dungsgemäßen hydraulischen Steuereinrichtung und . ausgelegt werden muß, z. B. für 300 bis 500 l/min. F i g. 4 einen Schnitt durch die Steuerventileinrich-

In der Schwimmstellung, in der eine Bewegung des tungen der zweiten Ausführungsform.
Arbeitsorgans nur unter der Einwirkung einer äuße- Die hydraulische Steuereinrichtung der Straßen-

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baumaschine enthält eine Pun.pel, einen ölbehäl- sind, mit dem Vorsteuerventil 9 verbunden. Bei der

ter 2, ein Entlastungsaggrcgat 3 mit einer Wicklung 4 ersten Ausführungsform sind die Differentialventile

des Elektromagneten der Steuerung, einen Hydrozy- 72 und 73, die Rückschlagventile 74 und 75 sowie

linder 5 mit den Zylinderräumen 6 und 7 scwie Steu- das Hilfsventil 76 mit der Hülse 78 der Vorrichtung

erventileir.richtungen. Diese bestehen aus dem 5 10 im Gehäuse 82 eingebaut, das mit dem Gehäuse

Hauptventil 8, 11 als Verteiler, dem Vorsteuerven- 12 des Hauptventils verbunden ist.

til 9 und einer Vorrichtung 10, die die Schwimmstel- Die Differentialventile sind in den im Gehäuse 8-

lung des Hydrozylinders 5 ermöglicht. vorgesehenen Räumen 83 und 84 eingebaut.

Das Hauptventil weist einen Kolbenschieber als Beim Hauptventil der zweiten Ausführungsform

Steuerschieber8; 8a auf, der in der im Ventilgehäuse io (Fig.4) sind die Steuenäume 53 und 54 über im In-

12; 12 α eingebauten Hülse 11; 11 α geführt ist neren des Steuerschiebers 8 α verlaufende Kanäle 89

Der Steuerschieber 8 der ersten Ausführungsform und 90 mit dessen ringförmigen Ausdrehungen 41 (F i g. 1 und 2) besitzt an seiner Außenseite ringför- und 42 verbunden. Die Differentialventile 72 und 73 mige Ausdrehungen 13, 14, 15, 16, 17. Die Ausdre- sowie die Rückschlagventile 74 und 75 der Vorriclihungen 13 und 17 des Schiebers 8 sind miteinander 15 tung 10 sind im Gehäuse 12 a des Hauptventils einüber Kanäle 18, 19, 20 verbunden. An der Innenseite gebaut, wobei die Differential· -ntile 72 und 73 in der Hülse 11 sind ringförmige Ausdrehungen 21, 22, Räumen 83 und 84 untergebracht sind.
23, 24 vorgesehen, die durch die entsprechenden Ka- Der Hydraulikverteiler der ersten Ausführungsnälc 25, 26, 27. 28 mit den an der Außenseite der form wirkt folgendermaßen: In der »neutralen verHülse vorgesehenen Ausdrehungen 29, 30, 31. 32 ao riegelten« Stellung sind die Elcktromagnete 4, 63 und verbunden sind. Die Ausdrehungen 29, 30, 31, 32 79 (Fig. 1 und2) stromlos. Der Steuerschieber8 des sind den Ausdrehungen 33, 34, 35, 36 zugeordnet, Hauptventils wird durch die Feder 57 in der mittledie an der Innenseite des Gehäuses 12 ausgeführt ren, d. h. neutralen Stellung gehalten,
sind. Die Ausdrehungen 30, 31, 32, 33 gehen in Ka- Die Arbeitsflüssigkeit fließt über das Entlastungsnäle 37, 38, 39, 40 über. 25 aggregat 3 in den Behälter 2.

Der Steuerschieber 8 a der zweiten Ausführungs- Die Differentialventile sind durch die Federn 91

form (F i g. } und 4) besitzt an der Außenseite ring- und die Druckdifferenz der Arbeitsflüssigkeit dicht

förmige Ausdrehungen 14, 15,16,41, 42. geschlossen, wobei der Druck über die Drosselboh-

An der Innenseite der Hülse Π α sind ringförmige rungen 77 in die Räume 83 und 84, welche durch

Ausdrehungen 21, 22, 23, 43. 44 über entsprechende 30 diese Ventile geschlossen werden, weitergeleitet wird.

Kanäle 25, 26, 27, 45, 46 mit den Ausdrehungen 29, Der Kolben des Hydrozylinders 5 ist hierbei unbe-

30, 31, 47, 48 an der Außenseite der Hülse 11a ver- weglich,

bunden. Zum Heben des Arbeitsorgans werden die Wick-

Die Ausdrehungen 29, 30, 31, 47, 48 sind den lungen des Elektromagneten 4 des Entlastungsaggre-

Ausdrehungen 33, 34, 35, 49, 50 an der Innenseite 35 gaLs 3 und eine der Wicklungen des Elektromagneten

des Gehäuses 12 a zugeordnet. Die Ausdrehungen 63 eingeschaltet. Die Arbeitsflüssigkeit hört auf,

33. 35,49,50 gehen ir Kanäle 37,38, 51,52 über. durch das Entlastungsaggregat 3 abzufließen und

Die Steuerräume 53 und 54 (F i g. 2 und 4) des wird i.i das Hauptventil geleitet. Das Entlastungsag-

Steuerschiebers 8 bzw. 8a werden durch dessen gregat 3 arbeitet jetzt wie ein Sicherheitsventil.

Stirnflächen und die Innenseite der Hülse 11 bzw. 40 Gleichzeitig verschiebt der Anker 62 des Elektro-

11 α gebildet. Der Raum 53 wird durch einen Deckel magneten 63 mit Hilfe der Verbindungsstange 61 das

55 abgeschlossen, der mittels Schrauben 56 an der Vorsteuerventil 9 beispielsweise nach rechts. Hierbei

Hülse 11 bzw. 11 α befestigt ist. Innerhalb des strömt Arbeitsflüssigkeit aus dem Kanal 26 übet (in

Raums 53 befindet sich eine Feder 57, die zum Ein- der Zeichnung nicht dargestellte) Kanäle in der

stellen des Steuerschiebers 8 bzw. 8 a in die neutrale 45 Hülse 11 und im Gehäuse 59 zu der Ausdrehung 69

Stellung bestimmt ist. in der Hülse 66 des Vorsteuerventils 9 und weiterhin

Der Raum 54 wird durch den Flansch 58 begrenzt. aus dieser Hülse über die Ausdrehung 92 im Hilfs-

Das Gehäuse 59 des Vorsteuervenüls 9 ist mittels ventil 9 zur Ausdrehung 68 und über den Kanal 80

Schrauben 60 am Gehäuse 12 bzw. 12 a des Steuer- in den Steuerraum 53 des Hauptventils 8

Schiebers 8 bzw. 8 α befestigt. 50 Durch den Flüssigkeitsdruck wird der Steuerschie-

Das Vorsteuerventil 9 ist durch eine Stange 61 mit ber 8 des Hauptventils in die äußerste rechte Stellung

dem Anker 62 des Elektromagneten 63 und mit der verschoben und drückt hierbei die Feder 57 zusam-

Scheibe 64 verbunden, auf der eine Feder 65, die men.

zum Einstellen des Ankers 62 in die neutrale Stel- Die Arbeitsflüssigkeit entweicht über den Kanal

lung bestimmt ist, aufliegt. In der Hülse 66 des Vor- 55 81, die Ausdrehungen 70, 93 und 71 des Vorsteuer-

Steuerventils 9 befinden sich ringförmige Ausdrehun- ventils 9 sowie über (in der Zeichnung nicht darge

gen 67, 68, 69, 70 und 71. stellte) Kanäle im Gehäuse 59 und in der Hülse 11

Die Vorrichtung 10 enthält die Differentialventile aus dem Steuerraum 54 und gelangt in den Abfluß

72 und 73, Rückschlagventile 74 und 75 und das kanal 39 des Verteilers.

Hilfsventil 76,79. 60 Aus dem Kanal 37 kommende Arbeitsflüssigkei

Die Differenticiventilc 72 und 73 besitzen je eine wird über die ringförmigen Ausdrehungen 30, 34

Drosselbohrung 77. Das Hilfsventil 76, 79 (F i g. 2) den Kanal 26, die ringförmigen Ausdrehungen 22

ist in einer Hülse 78 eingebaut und mit dem Elektro- 15, 23 und den Kanal 27 in die ringförmigen Ausdre

magnet 79 kraftschlüssig verbunden. hungen 31, 35 geleitet, die mit dem Raum 7 des Hy

Bei den Hauptventilen beider Ausführungsformen 65 drozylinders5 verbunden sind. Die Arbeitsflüssigkei

werden die Steuerräume 53 und 54 über Kanäle 80 gelangt aus dem abflußseitigen Raum 6 des Hydvozy

und 81 (Fig. 2 und 4), die in der Hülse 11 bzw. Ha linders 5 in die ringförmigen Ausdrehungen 33, 2

des Gehäuses 59 dos VorMeuerventils9 vorgesehen über die Kanäle 25, die Aundrehungcn 21, 13 sowi

in den Abflußkanal 39 über die Kanäle 18, 19, 20, die Austlrchungeii 17, 24, die Kanäle 28 und die Ausdreliungcn 36, 32.

Die Stange des Hydrozylinders 5 wird ausgefahren, was dein Heben des Arbeitsorgans entspricht.

Zum Beenden der Hubbewegung werden die Elek-Iromagnete4 und 63 abgeschaltet. Das VorsteuervcnliI9 und das Hauptventil, d.h. dessen Steuerschieber 8 werden durch die Federn 65 und 57 in die neutrale Stellung zurückgeführt. Der Hydrozylindcr5 wird dabei hydraulisch blockiert, während das Entlastungsaggregal für den Abfluß der Flüssigkeit in den Behälter 2 sorgt.

Beim Umschalten der Steuereinrichtung auf die Stellung »Senken« wird die Stange des HydrozylindcrsS eingefahren. Hierzu wird in analoger Weise zum Betrieb »Heben« das Vorsteuer- und Hauptventil in die der Stellung »Heben« entgegengesetzte Richtung verschoben. Hierbei strömt die Arbcitsflüssigkeit in den Raum 6 des Hydrozylinders 5 und wird aus dem Raum 7 verdrängt.

Um die »schwimmende Stellung« des Hydrozylinders 5 einzustellen, wird der Elektromagnet 79 eingeschaltet, während der Elektromagnet 63 des Vorsteucrvcntils 9 und der Elektromagnet 4 des Enllastungsaggregats stromlos bleiben.

Das Vorsieuerventil 9 und das Hauptventil befinden sich somit in ihrer neutralen Stellung. Die von der Pumpe 1 kommende Arbeitsflüssigkeit wird über das Entlastungsaggregat 3 in den Behälter 2 geleitet.

Der Elektromagnet 79 verschiebt das Hilfsventil 76, 79. Hierbei werden die Räume 85 und 86 der Rückschlagventile 74 und 75 über den Kanal 94 und das Hilfsventil 76, 79 mit dem Abflußkanal 39 des Verteilers verbunden.

Wenn nun z. B. durch emc auf das Arbeitsorgan wirkende äußere Kraft die Arbeitsflüssigkeit im Raum 6 des Hydro/ylinders 5 unter Druck gesetzt wird, so setzt sich dieser Druck über den Kanal 95 zu der ringförmigen Ausdrehung 33 im Hauptschiebcrgehäuse fort.

Da der Raum 83 oberhalb des Rückschlagventils 74 ülnri die Kanäle 4i. 94 und über das offene Hilfsventil 76. 79 mit dem Abflußkanal 39 verbunden, also drucklos ist. wird der Druck der Arbeitsflüssigkeit in der Ausdrehung 33. der auch auf die Stirnseite des Diffcrentialventils 72 wirkt, größer als der Druck im Raum 83, welcher Druck auf die Rückseite dieses Differentialventils wirkt. Das Differentialventil 72 wird infolge der Differenz des Drucks vor und hinter ihm geöffnel. wobei es den Widerstand der Feder 91 überwindet. Jetzt strömt Arbeitsflüssigkeit aas dem Raum 6 des Hydrozylinders 5 über den Kanal 95. die Ausdrehung 33 und durch das Differentialventil 72 in den Abflußkanal J9 des Verteilers.

Gleichzeitig ist im Raum 7 des Hydrorylinders 5 ein Unterdruck entstanden, der über die Drossetbohrung 77 des Differentialventils 73 in den Raum 84 auf die Rückseite dieses Differentialventils übertragen wird. Da ein Zuströmen durch den Kanal 42 vom Rückschlagventil 75 verhindert wird, baut sich der Unterdruck im Raum 84 auf und wirkt auf die größere rückseitige Fläche des Differcntialvenüls 73, welches sich somit auf Grund der Druckdifferenz zwischen Stirn- und Rückseite sowie durch einen in Abflußkanal 39 etwa noch vorhandenen Druck öffnet.

Arbeitsflüssigkeit strömt aus dem Abflußkanal 39 . des Verteilers in den unter Unterdruck befindlichen Raum 7 des Hydrozylinders, und zwar über die Ausdrehung 34 und den Kanal 95'.

ίο Wenn die an der Stange des Hydrozylinders 5 angreifende Kraft in umgekehrter Richtung wirkt, so wirken auch die Differcntialventile in umgekehrtem Sinne. Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung der zweiten Ausführungsform (Fig. 3,4) unterscheidet sich von der der ersten Ausführungsform nur bei den Stellungen »Heben« und »Senken«, und zwar dadurch, daß die Arbeitsflüssigkeit aus dem Hydrozylinderraum über die Differentialventile abfließt.
In der Stellung »Heben« strömt die Arbeitsflüssig-

ao kcit ebenso wie bei der ersten Ausführungsform in den Raum 7 des Hydrozylinders 5, während sie aus dem Zylinderraum 6 über das Differentialvenlil auf folgende Weise abfließt:

Beim Verschieben des Steuerschiebers 8 a in die

»5 äußerste rechte Stellung fällt dessen ringförmige Ausdrehung 41 mit der Ausdrehung 43 der Innenseite der Hülse 11a zusammen. Der Raum 83 hinter dem Diffcrentialventil wird über den Kanal 51, die Ausdrehungen 49, 47, die Kanäle 45, die Ausdrehungen 43, 41 und über den Kanal SO mit dem Steuerraum 54 des Schiebers Sa verbunden, der, wie dies bei der ersten Ausfüllt ungsform beschrieben wurde, mit dem Abflußkanal 39 der Einrichtung verbunden ist.

Der Flüssigkeitsdruck vor dem Differentialvcntil

72 wird großer als der Flüssigkeitsdruck im Raum 83. der mit dem Abfluß verbunden ist.

Das Differentialventil 72 wird durch die Differenz des Flüssigkeitsdrucks geöffnet, und die Arbeitsflüssigkeit aus dem Raum 6 des Hydrozylinders 5 fließt in den Kanal 39 des Verteilers ab.

Während dieser Zeit bleibt das Differentialvcntil

73 geschlossen, da der hinter ihm befindliche Raum 84 über den Kanal 52. die Ausdrehungen 48, 50, den Kanal 46 'md die Ausdrehung 44 mit der Ausdrehung 16 des Steuerschiebers 8 a verbunden ist, wo die Arbeitsflüssigkeit unter Druck steht.

Das Differentiarventil 73 wird durch die Differenz der Flüssigkeitsdrücke vor und hinter ihm dicht geschlössen.

Beim »Senken« arbeitet die Einrichtung ebenso «ie beim »Heben«. Der einzige Unterschied besteht darin, daß das Vorsteuerventil 9 und der Steuerschieber 8 α des Hauptventils in der zur Stellung »Heben« entgegengesetzten Richtung verschoben werden.

Hierbei strömt Arbeitsflüssigkeit in den Raum 6 des Hydrozylinders5 and fließt am dem Raum? über das Differentialventil 73 ab.

Bei der zweiten Ausfuhrungsform sind die Drnck-Verluste noch geringer, wodurch die Asgen liei gleichbleibenden Dufchflußmengen vermindert werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ren Kraft erfolgt, sind die dadurch erzwungenen

   Patentansprüche· Strömungen durch wesentlich geringere Druclnuiter-

   schiede und damit durch geringere Strömungsgeschwindigkeitengekennzeichnet.

   ί. Hydraulische Steuereinrichtung für Hydro- 5 Um also ausreichende Bewegungsgeschwindigkeizylinder von Maschinenarbeitsgeräten, insoeson- ten des Arbeitsorgans zu gewährleisten, müssen die dere von Straßenbau- und Schleppergeräten, mit Strömungsquerschnitte entsprechend groß dimensioeinem einen Steuerschieber aufweisenden Haupt- niert werden, was zu voluminösen Ventilen führt
   ventil mit ringförmigen Ausdrehungen im Ventil- Sind solche Ventile für Handbetätigung eingerich-

   gehäuse zur Ermöglichung des Hydraulikmittel- io tet, so wird der Nachteil vor allem darin gesehen, flusses und mit einer Vorrichtung zur Einstellung daß in der Nähe der Bedienungsperson ein voluminöder Schwimmstellung, dadurch gekenn- ses Aggregat montiert werden muß; auch bei Fernbezeichnet, daß die Vorrichtung (10) zur Ein- tätigung, z. B. mittels eines starken Elektromagneten stellung der Schwimmstellung zwei mit je einer oder mittels eines Hilfsventils, sind aber die großen Drosselbohrung (77) versehene Differentialven- 15 Abmessungen und das sich hieraus ergebende hohe tile (72, 73) enthält, deren größere Stirnfläche Gewicht der Steuereinrichtung als Nachteile anzusevon einer Druckfeder (91) beaufschlagt ist, von hen.

   welchen Differentialventilen (72, 73) jedes mit Es sind auch Steuereinrichtungen als Hydraulik -

   dem seiner kleineren Stirnfläche zugeordneten verteiler bekannt, bei denen das Steuerventil nur drei Raum mit je einem der beiden das Hauptventil 20 Arbeitsstellungen zuläßt und die dafür ein zusätzli-(8, 11) mit den beiden Zylinderräumen (6, 7) des ches Absperrventil aufweisen, das wiederum für den Hydrozylinders verbindenden Kanäle (95, 95') gesamten Durchfluß der Arbeitsflüssipkeit ausgelegt strömungsmäßig verbunden ist, daß von jeweils sein muß.

   dem der größeren Stirnfläche der Differentialven- Es liegt die Aufgabe vor, unter Vermeidung der

   tile (72, 73) zugeordneten Raum (83, 84) eine 25 erwähnten Nachteile die eingangs umrissene Steuer-Strömungsverbindung (41, 42) zu je einem Rück- einrichtung kompakt und konstruktiv einfach auszuschlagventil (74, 75) besteht, deren dem zugehö- bilden.

   rigen Differentialventil (72, 73) abgewandte Zur Lösung dieser Aufgabe enthält erfindungsge-

   Kammern (85, 86) gemeinsam über ein Hilfsven- maß die Vorrichtung zur Einstellung der Schwimmtil (76, 79) in der Schwimmstellung entlüftet sind. 30 stellung zwei mit je einer Drosselbohrung versehene 2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch Differential ventile, deren größere Stirnfläche von gekennzeichnet, daß die Differentialventile (72, einer Druckfeder beaufschlagt ist, von welchen Dif-73) über Kanäle (51, 52) reit ringförmigen Aus- ferentialventilen jedes mit dem seiner kleineren Stirndrehungen (41, 42) des Steuerschiebers (8 a) des fläche zugeordneten Raum mit je einem der beiden Hauptventils verbunden sind, die mit Steuerräu- 35 das Hauptventil mit den beiden Zylinderräumen des men (53, 54) an den Stirnflächen dieses Schiebers Hydrozylinders verbindenden Kanäle strömungsmä-(8α) in Verbindung stehen (Fig.4). ßig verbunden ist; ferner besteht von jeweils dem der

   größeren Stirnfläche der Differentialventile zugeordneten Raum eine Strömungsverbindung zu je einem 40 Rückschlagventil, deren dem zugehörigen Differen-

   tialventil abgewandte Kammern gemeinsam über ein

   \ Hilfsventil in der Schwimmstellung entlüftet sind.

   Auf diese Weise wird der Steuerschieber des