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Die
Erfindung betrifft einen Hydraulikgreifer mit Hydraulikzylinder
mit Kolben und Kolbenstange sowie einem Druckbegrenzungsventil.
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Es
ist bekannt, Bagger und Autoladekräne mit verschiedenen Anbaugeräten anzubieten.
Anbaugeräte
sind dabei beispielsweise verschiedene Arten von Greifern, insbesondere
Polypengreifer, Zweischalengreifer oder dergleichen. Bagger und
Ladekräne
stellen dabei vorbestimmte Drücke
zur Verfügung,
die durch Anschluss eines entsprechenden Anbaugerätes auch
in diesem wirken.
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Es
kann dabei wie von J. Martens, „Hydrostatische Antriebe für Hüttenwerkskräne", in: Klepzig Fachberichte
81 (1973), 51–59
erörtert,
vorkommen, dass für
bestimmte Anlagenbereiche höhere
Drücke gewünscht werden
als für
die Anlage insgesamt. Dafür
ist dort ein Druckübersetzer
vorgesehen, der den Druck innerhalb eines Stripperzylinders auf
das Doppelte des Druckes in den Rohrleitungen etc. erhöht. Dies
ist jedoch ein Spezialproblem, das in Großanlagen, Hüttenwerken oder bei Zangenkränen in Hafenanlagen
auftreten kann.
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Bei
Baggern oder anderen auf Baustellen benutzten fahrbaren Vorrichtungen
mit Hydraulikgreifern stellen sich andere Probleme. Oftmals kommt
es vor, dass die von Bagger und Ladekran zur Verfügung gestellten
Drücke
die Drücke überschreiten,
die in einem Anbaugerät
maximal herrschen dürfen.
Um eine diesbezügliche
Zerstörung
des Anbaugerätes durch
zu hohe Drücke
zu vermeiden, werden zwischen Bagger oder Ladekran und dem entsprechenden
Anbaugerät
Druckbegrenzungsventile vorgesehen. Diese werden als separate Geräte zugekauft, beispielsweise
von den Herstellern der Anbaugeräte zusätzlich angeboten.
Die separaten Druckbegrenzungsventile begrenzen als zwischengeschaltetes Element
den von dem Bagger oder Ladekran zur Verfügung gestellten maximalen Druck.
An dem Anbaugerät
wirkt dann also jeweils ein geringerer Maximaldruck als an dem Bagger
oder Ladekran. Die Anbaugeräte
werden dadurch hinsichtlich ihrer Hydraulikzylinder gegen eine Zerstörung durch
zu hohe wirksame Drücke
geschützt.
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Ein
Druckbegrenzungsventil soll den Arbeitsdruck des Hydrauliköls auf einen
maximalen Druck begrenzen. Außerdem
soll es eine kleine Ansprechzeit haben und dennoch schwingungsfrei
arbeiten. Die Hysterese zwischen Öffnungs- und Schließdruck und
der Leckölstrom
sollen möglichst
gering sein. Bekannt sind Druckbegrenzungsventile mit einer Verschluss-
und Federspannschraube, welche mit einem Schlüssel oder Handrad betätigt und
verstellt werden kann. Solche Druckbegrenzungsventile weisen einen
Dämpfungskolben
mit Ventilkegel, eine Spannfeder mit Anschlag und eine Stellschraube,
die von außen
zugänglich
und von einer Schutzkappe abgedeckt ist, auf. Hydrauliköl wird seitlich
dem Druckbegrenzungsventil im Bereich einer Dämpfungskolben und Ventilkegel
verbindenden Stange und quer zu dieser zugeführt. Es stellt sich ein Gleichgewichtszustand
zwischen dem gegen den Ventilkegel wirkenden Öldruck und der Federkraft ein.
Mit zunehmendem Öldruck
steigt zugleich der Druck auf den Ventilkegel. Dieser spricht an
in Abhängigkeit
von der Steifigkeit der Feder. Durch Betätigen der Stellschraube kann
die Feder verstellt werden. Der Ventilkegel öffnet dann bei einem anderen Druck
als zuvor eingestellt war. Dadurch kann ein mit dem Druckbegrenzungsventil
versehener Hydraulikzylinder an verschiedene Anwendungsmöglichkeiten,
also insbesondere verschiedene Typen von Hydraulikgreifern, hinsichtlich
der Maximaldrücke
angepaßt
werden.
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Zumeist
werden die bekannten Druckbegrenzungsventile außerhalb des Greifers zwischen der
Schlauchverbindung von Bagger oder Ladekran und Greifer vorgesehen.
Oftmals werden sie in Form eines rechteckigen Metallblocks, der
voreingestellt und versiegelt wird, dort integriert. Da diese von
außen
zugängliche
Anordnung des Druckbegrenzungsventils manipulierbar ist, können auch
Schäden durch Überschreiten
des ursprünglich
eingestellten Maximaldruckes oder durch falsche Einstellung, nämlich beispielsweise
Einstellung für
ein anderes Anbaugerät
auftreten.
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Eine ähnliche
Anordnung ist beispielsweise auch in der
DE 195 00 606 A1 vorgesehen.
Dort ist im Gehäuse
eines Senkbremsventils zusätzlich
noch ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen. Eine Ventilfeder ist
zwischen das Ventilglied und eine verstellbare Schließschraube
eingespannt. Die Schließschraube
ist über
eine Plombe versiegelt.
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Im
rauen Betrieb auf Baustellen reißen derartige Plomben erfahrungsgemäß nach einigen
Monaten durch Unachtsamkeit ab oder werden auch vorsätzlich entfernt.
Eine nicht nachprüfbare
Manipulation ist ohne weiteres möglich.
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Aus
der
GB 2 031 519 A ist
ein Schneidwerkzeug mit einem Hydraulikzylinder und einem Druckbegrenzungsventil
bekannt, mit dem versucht wird, auch bei rauem Betrieb eine Zerstörung der
Gesamtanlage zu verhindern. Die vorgeschlagene Konzeption ist nicht
direkt auf Hydraulikgreifer anwendbar und lässt auch im Übrigen noch
Optimierungen möglich erscheinen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikgreifer
mit Druckbegrenzungsventil zu schaffen, welcher sich selbst schützt und
welcher nach Inbetriebnahme nicht mehr hinsichtlich seines eingestellten
Maximaldruckes manipulierbar ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch einen Hydraulikgreifer mit einem Hydraulikzylinder, der ein
Zylinderrohr aufweist, einem Kolben, der hydraulisch relativ zum
Hydraulikzylinder ein- und ausfahrbar ist, einer Kolbenstange, die
den Kolben trägt
und eine Kolbenstangen-Durchgangsbohrung aufweist, einem Druckbegrenzungsventil,
das in dem Hydraulikzylinder von außen unzugänglich eingebaut und integriert ist,
und Hydrauliköl,
dessen Weg beim Einfahren des Kolbens in den Hydraulikzylinder durch
die Kolbenstangen-Durchgangsbohrung mittelbar oder unmittelbar durch
das Druckbegrenzungsventil in einen Bereich innerhalb des Zylinderrohrs
führt.
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Das
Druckbegrenzungsventil ist also in dem Hydraulikzylinder von außen unzugänglich eingebaut und
integriert.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Dadurch
wird ein Hydraulikgreifer mit Druckbegrenzungsventil vorgesehen,
durch welches die Kosten für
ein separates Druckbegrenzungsventil zum Schutz eines Anbaugerätes für einen
Bagger oder einen Ladekran eingespart werden. Damit können Kosten
in Höhe
von bis zu 20 % des Greiferpreises eingespart werden. Da nur ein
spezifisch auf den speziellen Greifer abgestimmtes Druckbegrenzungsventil
in diesem eingebaut ist, ist eine Schädigung durch zu großen wirkenden
Druck nicht mehr möglich.
Einbau oder korrektes Einstellen kann nicht, wie bei bekannten separaten
Ventilen, vergessen werden. Da das Druckbegrenzungsventil in den
Hydraulikzylinder integriert ist, ist auch keine Manipulation von
außen
mehr möglich.
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In
dem Moment, in dem ein zu großer
Druck, beispielsweise mehr als 250 bar bzw. 25 MPa, auf den Hydraulikzylinder
wirkt, schaltet das Druckbegrenzungsventil. Es findet dann kein
größerer Druckaufbau
im Zylinder mehr statt, da das einströmende Öl durch das im Kolben/Zylinder
angeordnete Druckbegrenzungsventil hindurch und durch die Kolbenstange
des Hydraulikzylinders hindurch wieder zurück in den Öltank fließt. Es greift dadurch nicht
mehr an dem Kolben an. Ein voreingestellter Öffnungs- oder Schließdruck,
beispielsweise eines Greifers, kann dadurch nicht mehr überschritten
werden. Schäden
durch Überschreiten
eines vorgegebenen Druckes können
an den Hydraulikzylindern dadurch nicht mehr auftreten.
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Durch
den bereits herstellerseitigen Einbau des Ventils in einem Anbaugerät, wie den
Greifern, ist eine gerätespezifische
Druckbegrenzung bereits im Gerät
vorgesehen. Unbewusste oder bewusste Falscheinstellungen, wie bei
bekannten externen Ventilen, werden also vermieden. Der Fertigungsaufwand
der Hydraulikzylinder mit erfindungsgemäßem Druckbegrenzungsventil
ist gegenüber
herkömmlichen
Bauweisen nicht größer, da
Bohrungen an der betreffenden Stelle bereits zum Zusammenstecken und
Anschließen
von Druckleitungen vorhanden sind.
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Im
Prinzip wird ein Druckbegrenzungsventil für Hydraulikgreifer mit Hydraulikzylinder
mit Kolben und Kolbenstange geschaffen, bei dem das Druckbegren zungsventil
einmal voreinstellbar, integriert und gedämpft ist. Die einmalige Voreinstellbarkeit
des Druckbegrenzungsventiles wird durch eine Feder, vorzugsweise
eine Spiralfeder, bewirkt, die einerseits in einem Gehäuse gegen
eine Wandung gelagert, andererseits gegen eine Kolbenplatte gedrückt ist. Von
der entgegengesetzten Seite drückt
gegen diese Kolbenplatte ein Kegelkolben. Der Kegelkolben weist eine
Kegelfläche
auf und lagert in einer vorderen Öffnung eines inneren Gehäuses. An
dem Kegelkolben strömt
im Normalfall das Hydrauliköl
vorbei. Dabei trifft das Hydrauliköl schräg auf die Kegelfläche. Wird der
Druck des Hydrauliköls
auf die Kegelfläche
größer als
die voreingestellte Kraft der Feder, wird der Kegelkolben gegen
die Kolbenplatte gedrückt
und gibt einen Spalt in der vorderen Öffnung des inneren Gehäuses zum
Durchtritt des Hydrauliköles
frei. Das Hydrauliköl
gelangt dadurch in eine Kammer im Inneren der Kolbenstange. Von
dort gelangt es wieder zurück
in den Öltank.
Das Druckbegrenzungsventil ist im Inneren des Hydraulikzylinders
im Bereich von Kolben und Kolbenstange vorgesehen. Es ist also im Hydraulikzylinder
integriert. Durch das Vorsehen der Feder in Durchströmungsrichtung
des Öles
für den Überlastfall
werden Schwingungen und Druckstöße des strömenden Hydrauliköls nicht
mehr unmittelbar wirksam, sondern gedämpft. Anstelle eines Kegelkolbens
kann auch eine Kugel vorgesehen werden.
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Besonders
bevorzugt wird ein einstellbares, direktgesteuertes Kegelsitzventil
in Patronenbauweise verwendet. Dies wirkt gegenüber bekannten Druckbegrenzungsventilen
in Patronenbauweise umgekehrt, weswegen es besonders bevorzugt bei
Hydraulikzylindern verwendet wird. Das Druckbegrenzungsventil ist
nämlich
bevorzugt so aufgebaut, dass ein gehärteter und geschliffener Sitz
des Kegelkolbens vorgesehen ist, der hohe Dichtheit gewährt. Der Kegelkolben
bleibt so lange geschlossen, bis der im Hydraulikölanschluss
wirkende Druck auf der diesem ausgesetzten Ventilkegelfläche eine
Kraft größer als die
eingestellte Federkraft erzeugt. Das Ventil öffnet und gibt den Durchfluss
an dem Kegelkolben vorbei frei in Richtung durch die Feder hindurch
in die Kolbenstange und in das Zylinderrohr des Hydraulikzylinders
hinein.
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Bei
den bekannten Druckbegrenzungsventilen fließt bei einem Druckanstieg das
Hydrauliköl
an dem Ventilkegel vorbei, nicht jedoch durch die Feder hindurch
in die Kolbenstange/Zylinderrohranordnung hinein. Im wesentlichen
behält
das Hydrauliköl
dabei seine eigentliche Fließrichtung
(von rechts nach links), ohne eine Umlenkung und Dämpfung,
durch die Feder bei.
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Patronenbauweise
bedeutet, dass das Ventilgehäuse
als Einschraubpatrone mit einem Außengewinde versehen ist und
als fertiges Bauteil an entsprechender Stelle im Hydraulikzylinder
eingeschraubt werden kann.
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Zur
näheren
Erläuterung
der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel eines Hydraulikgreifers
mit Druckbegrenzungsventil anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese
zeigen in:
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1 eine Schnittansicht eines
Druckbegrenzungsventiles,
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2 eine Schnittansicht eines
Hydraulikzylinders mit eingebautem Druckbegrenzungsventil gemäß 1,
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3 eine Seitenansicht des
Hydraulikzylinders gemäß 2,
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4 eine Seitenansicht eines
Zweischalengreifers mit einem Hydraulikzylinder gemäß 3, in geöffneter und in geschlossener
Position und
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5 eine Seitenansicht des
Zweischalengreifers gemäß 4 in 90°-Drehung.
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In 1 ist eine Schnittansicht
eines Druckbegrenzungsventils 1 dargestellt. Das Druckbegrenzungsventil
weist Patronenbauweise auf. Es ist ein Gehäuse 2 vorgesehen.
In seinem verdickten Bereich 3 weist das Gehäuse eine
senkrecht verlaufende Durchgangsbohrung 4 auf. Im vorderen
schmaleren Bereich 5 ist ebenfalls eine senkrecht verlaufende
Durchgangsbohrung 6 vorgesehen. In den vorderen schmalen
Bereich 5 ist eine Hülse 7 mit
einer Durchgangsöffnung 8 in
einer Abschlussplatte 9 eingefügt.
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In
der Hülse 7 ist
eine Spiralfeder 10 angeordnet. Die Spiralfeder lagert
mit ihrem einen Ende auf der Innenseite 11 der Abschlussplatte 9 an.
Mit ihrem anderen Ende lagert die Spiralfeder an einer Kolbenplatte 12 an.
Die Kolbenplatte ragt mit einem inneren auskragenden Element 13 in
die Spiralfeder 10 hinein.
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Auf
der Rückseite
des auskragenden Elementes 13 der Kolbenplatte 12 ist
eine Ausnehmung 14 vorgesehen. In dieser Ausnehmung lagert
ein Kegelkolben 15 mit seinem nahezu kugelförmigen Kopfteil 16.
Das kugelförmige
Kopfteil geht über
in ein kegelförmiges
Zwischenteil. An das kegelförmige
Zwischenteil 17 schließt
sich ein stangenförmiges
Teil 18 an. Das stangenförmige Teil 18 geht über in ein
mit einer Nut 19 versehenes im Vergleich zum stangenförmigen Teil 18 auskragendes
Endteil 20. Das Endteil 20 ist verschiebbar in
einem inneren Gehäuse 21 gelagert.
Das innere Gehäuse
ist seinerseits in einer Ausnehmung 22 in dem Gehäuse 2 vorgesehen.
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Das
innere Gehäuse 21 weist
im Bereich des kegelförmigen
Zwischenteils 17 und des stangenförmigen Teils 18 des
Kegelkolbens 15 schräg
auf die Kegelfläche
des kegelförmigen
Zwischenteils 17 zulaufende Durchgangsbohrungen 23 auf.
Der Kegelkolben 15 ist in eine vordere Öffnung 24 des inneren Gehäuses 21 als
Sitz so eingefügt,
dass das kugelförmige
Kopfteil 16 das innere Gehäuse 21 zur Kolbenplatte 12 hin
gegenüber
dem Gehäuse 2 verschließt.
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Wird
Hydrauliköl
von einem Hydrosystem in die Durchgangsbohrung 4 hineingepumpt,
tritt dieses normalerweise durch die Durchgangsbohrungen 23 des
inneren Gehäuses 21 hindurch
und auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung 4 wieder
hinaus. Dies ist durch Pfeile in 1 angedeutet.
Die Spiralfeder 10 drückt
den Kegelkolben 15 gegen seinen Sitz und sperrt dadurch
in Ruhestellung die Verbindung des Hydrosystem-Hydrauliköls zum Öltank. Steigt
der Widerstand von außen über ein
Hydrometer im Hydrosystem an, wirkt der entstehende Druck zugleich
allseitig, auch senkrecht auf die Wirkfläche, den Kegel des Kegelkolbens 15,
des Ventils. Wird der Druck des Hydrauliköls so weit erhöht, dass
er größer ist
als der Gegendruck der Spiralfeder 10, wird über die
Kegelfläche
des kegelförmigen
Zwischenteils 17 des Kegelkolbens 15 letzterer
gegen die Spiralfeder 10 gedrückt. Dadurch wird das kugelförmige Kopfteil 16 von
dem Sitz des Kegels im inneren Gehäuse 21 abgehoben und
weg gedrückt.
Es öffnet
dadurch die vordere Öffnung 24 des
inneren Gehäuses 21,
wodurch das Hydrauliköl
an dem kugelförmigen
Kopfteil 16 des Kegelkolbens vorbei in eine in dem Gehäuse 2 gebildete
Kammer 25 eintreten kann. Aus der Kammer 25 gelangt
das Hydrauliköl
dann durch die Durchgangsbohrung 6 und/oder die Durchgangsöffnung 8,
in Richtung der Pfeile aus dem Gehäuse 2 wieder hinaus,
da es vom Verbraucher (Hydraulikzylinder) nicht abgenommen wurde.
Vorzugsweise wird es unter Umwandlung der Druckenergie in thermische
Energie wieder zurückgeleitet
in den Öltank
für das
Hydrauliköl.
Dies ist in 1 durch "T" angedeutet. Der Druck des Hydrauliköles, welches
durch die Durchgangsbohrung 4 in das Gehäuse eintritt,
ist durch "P" angedeutet.
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Mit
steigendem Durchflussstrom wird auch der Durchflussquerschnitt vergrößert. Dies
bedeutet, dass sich der Hub des Kegelkolbens vergrößert und gegen
die Feder drückt.
Die Rückstellkraft
der Feder nimmt dadurch entsprechend ihrer Charakteristik zu.
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Das
in 1 dargestellte Druckbegrenzungsventil
wird als direkt gesteuertes Kegelsitzventil in Patronenbauweise
bezeichnet. Es ist vorzugsweise mit einem gehärteten und geschliffenen Sitz
und Kegel versehen. Dadurch wird eine hohe Dichtheit des Ventils
gewährleistet.
Durch das Zusammenwirken von Kegelkolben 15 und Spiralfeder 10 wird
ein Schwingen des Ventils, welches durch einen Wechsel statischer
und dynamischer Kräfte
am Kegel auftreten könnte,
verhindert. Die Öffnungsweite
des Ventils, also der Grad des Abhebens des kugelförmigen Kopfteiles 16 von
dem inneren Gehäuse 21 ist abhängig vom
Druckanstieg bei "P". Die maximal wirksame
Hydraulikölkraft
vor Ansprechen des Druckbegrenzungsventils wird durch geeignete
Wahl der Charakteristik der Spiralfeder 10 vorgenommen. Beispielsweise
wird der Druck bei Zweischalengreifern auf 250 bar + 10 bar (25
MPa + 1 MPa) begrenzt, wenn diese für einen Maximaldruck von ca.
250 bar entsprechend 25 MPa ausgelegt sind.
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Das
Eindrehen der Nut 19 in den Kolben 15 trägt dazu
bei, dass diese als Entlastungsrille wirkt und durch sie die auf
den Kolben wirkende hydraulische Querkraft wesentlich reduziert
werden kann. Es wird ein Druckausgleich auf den Kolbenumfang erzielt.
Dadurch kann die eventuell mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagte
Umfangsfläche
des Kolbens klein gehalten werden. Durch das Schwimmen des Kegelkolbens
im Hydrauliköl
ist ein sauberer Sitz, eine gute Funktionsfähigkeit und ein verschleißarmes Arbeiten
ermöglicht.
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2 zeigt eine Schnittansicht
eines Hydraulikzylinders 26 mit eingebautem Druckbegrenzungsventil 1.
Der Hydraulikzylinder 26 weist ein Gehäuse 27 auf. An dem
Gehäuse 27 sind
vier Anschlusselemente 28 zum Anschließen von Gelenken eines Anbaugerätes, beispielsweise
eines Polypengreifers oder eines Zweischalengreifers vorgesehen. Die
Anschlusselemente weisen zu diesem Zweck Durchgangsbohrungen 29 und
kleine vorgesetzte Hülsen 30 auf.
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In
seinen beiden stirnseitigen Abschlussplatten 31, 32 sind
Bohrungen 33, 34 für die Ölzu- und -abfuhr vorgesehen.
An den Bohrungen sind jeweils außen auf der Abschlussplatte 31, 32 Gewindestopfen 35 vorgesehen
zum Anschluss von Ölleitungen. Die
dargestellten Bohrungen sind jeweils um 90° gedreht gezeichnet.
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An
der Abschlussplatte 32 ist ein Zylinderrohr 36 angeschweißt. Am Ende
des Zylinderrohres 36 ist eine Führungsbuchse 37 vorgesehen.
In dieser Führungsbuchse
lagert verschiebbar eine Kolbenstange 38. Die Kolbenstange
ist mit der Abschlussplatte 31 verschweißt. Gegenüber der
Führungsbuchse 37 ist
die Kolbenstange 38 durch Dichtungen 39 und einen
Abstreifer 40 abgedichtet.
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Innerhalb
der Kolbenstange 38 ist eine Durchgangsbohrung 41 vorgesehen.
Die Durchgangsbohrung führt
zu einer Kammer 42. In diese Kammer 42 ist das
Druckbegrenzungsventil 1 gemäß 1 eingefügt. Im Übergangsbereich von Kolbenstange 38 zum
Kolben 44 ist senkrecht zu der Durchgangsbohrung 41 der
Kolbenstange 38 eine weitere Durchgangsbohrung 43 vorgesehen.
Die Durchgangsbohrung 43 verbindet die Kammer 42 mit
dem Raum zwischen Zylinderrohr 36 und Kolbenstange 38 zweifach.
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Die
Kolbenstange 38 ist im Bereich des Druckbegrenzungsventils 1 mit
einem Kolben 44 fest verbunden, beispielsweise verschweißt. Der
Kolben 44 ist über
eine Kolbendichtung 45 sowie einen Kolbenführungsring 46 gegenüber dem
Zylinderrohr 36 verschiebbar abgedichtet.
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Bei
Normalbetrieb tritt Öl
durch die Bohrung 33 für
die Ölzufuhr
in eine Kammer 47 in der Abschlussplatte 32 ein.
Der Öldruck
wirkt auf den Kolben 44. Der Kolben 44 wird dadurch
innerhalb des Zylinderrohres 36 in Pfeilrichtung bewegt.
Die Kolbenstange 38 wird in Pfeilrichtung von dem Öl weggedrückt. Der
Hydraulikzylinder wird ausgefahren. Die Durchgangsbohrung 4 des
Druckbegrenzungsventiles, welche mit der Kammer 47 verbunden ist,
wird von dem Öl
ohne Betätigung
des Druckbegrenzungsventiles durchströmt. Zum Einfahren des Hydraulikzylinders
strömt Öl in die
Bohrung 34 ein. Es gelangt in die Kammer 42, von
dort durch die Durchgangsöffnung 8 des
Druckbegrenzungsventils in dieses hinein. Es drückt gegen die Kolbenplatte 12 und
dadurch den Kegel des Kegelkolbens 15 in seinen Sitz. Durch
die Schlitze der Feder 10 strömt das Öl durch die Durchgangsbohrungen 6 aus
dem Ventil wieder heraus, durch die Bohrungen 43 hindurch
in die Kammer zwischen Zylinderrohr 36 und Kolbenstange 38 hinein.
Der Öldruck
des in diese Kammer einströmenden Öls richtet
sich gegen den Kolben 44, wodurch dieser entgegen Pfeilrichtung
wieder zurückbewegt
wird. Der Hydraulikzylinder wird eingefahren.
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Durch
Vorsehen von zwei Durchgangsbohrungen 6 und einer Durchgangsöffnung 8 weisen
die Bohrungen 6 den gleichen Durchlaß auf wie die Öffnung 8.
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Bei
bekannten Hydraulikzylindern ist eine Bohrung 6 ausreichend,
da bei diesen keine Kolbenstangen-Durchgangsbohrung 41 vorgesehen
ist.
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Erst
in dem Augenblick, in dem ein – durch die
Federkraft der Spiralfeder 10 des Druckbegrenzungsventils
vorbestimmter – Öldruck überschritten wird,
wird das Druckbegrenzungsventil betätigt. Das Öl tritt dann, wie in 1 beschrieben, aus dem Druckbegrenzungsventil
aus. Es gelangt dadurch in die Kammer 42 innerhalb der
Kolbenstange 38. Von dort aus gelangt es durch die Durchgangsbohrung 41 zur
Bohrung 34 für
die Ölabfuhr.
Das Öl
strömt
also direkt von der Bohrung für
die Ölzufuhr
zu der Bohrung für
die Ölabfuhr.
Dabei wird der Kolben 44 nicht betätigt. Der Hydraulikzylinder
verbleibt in der zuvor innegehabten Stellung. Erst bei nachlassendem Öldruck kann
wieder eine Betätigung
des Kolbens erfolgen. Diese Wirkweise ist konträr zu der bei herkömmlichen
bekannten Druckbegrenzungsventilen, welche manuell eingestellt und
von außen
zugänglich
an einem Hydraulikzylinder vorgesehen sind und bei denen das Öl quer zum
Ventilkegel an diesem vorbeiströmt,
nicht jedoch durch die Feder hindurch.
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In 3 ist eine Seitenansicht
des Hydraulikzylinders gemäß 2 dargestellt. Die Anschlusselemente 28 mit
ihren Durchgangsbohrungen 29 und den vorgesetzten Hülsen 30 sind
zu erkennen. Mit strichpunktierter Linie ist der ungefähre Verlauf
der Kolbenstange 38 angedeutet.
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4 zeigt als ein Beispiel
für ein
Anbaugerät
mit Druckbegrenzungsventil in einer Seitenansicht einen Zweischalengreifer 48 in
geschlossener Position A und nur bruchstückhaft in geöffneter
Position B. Über
Gelenke 49 sind die Anschlusselemente 28 mit den
beiden Schalen 50, 51 des Zweischalengreifers 48 gelenkig
verbunden.
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Wird
der Hydraulikzylinder ausgefahren, schließen sich die beiden Schalen 50, 51 des
Zweischalengreifers 48. Wird umgekehrt der Hydraulikzylinder
zusammengefahren, öffnen
sich die beiden Schalen 50, 51, wie stilisiert
angedeutet in Position B.
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In 5 ist eine Seitenansicht
des Zweischalengreifers 48 gemäß 4 in der um 90° gedrehten Position dargestellt,
in der Draufsicht auf Schale 50.
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Das
in den 1 und 2 dargestellte Druckbegrenzungsventil
weist einen Kegelkolben mit Kegelfläche auf. Dadurch wird ein optimales
Ansprechen des Druckbegrenzungsventils ermöglicht. Es findet eine gute
Dämpfung
statt. In einer anderen alternativen Ausführungsform kann anstelle des
Kegels auch eine Kugel vorgesehen werden. Die vordere Form eines
solchen Kugelkolbens gleicht der des Kegelkolbens. Anstelle des
kegelförmigen
Zwischenteils ist bei dem Kugelkolben die kugelige Fläche in der
vorderen Öffnung 24 des
inneren Gehäuses 21 als
Sitz eingefügt.
Das Hydrauliköl
trifft auf diese kugelige Fläche.
Durch die Wölbung
findet nicht eine gleichförmige
Weiterleitung der ausgeübten
Kraft statt, sondern durch überall
unterschiedliche Auftreffwinkel eine ungleichförmige Wei terleitung. Dabei
besteht die Gefahr, dass ungedämpfte
Vibrationen oder ein Flattern des Ventiles bei Drucklastschwankungen auftreten
können.
Dies sind unerwünschte
Effekte, da dadurch eine gewisse Unruhe in den Hydraulikzylinder
eingebracht wird. Bevorzugt wird daher ein Kegelkolben für das Druckbegrenzungsventil
verwendet.
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- 1
- Druckbegrenzungsventil
- 2
- Gehäuse
- 3
- verdickter
Bereich
- 4
- Durchgangsbohrung
- 5
- schmaler
Bereich
- 6
- Durchgangsbohrung
- 7
- Hülse
- 8
- Durchgangsöffnung
- 9
- Abschlussplatte
- 10
- Spiralfeder
- 11
- Innenseite
- 12
- Kolbenplatte
- 13
- auskragendes
Element
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Kegelkolben
- 16
- kugelförmiges Kopfteil
- 17
- kegelförmiges Zwischenteil
- 18
- stangenförmiges Teil
- 19
- Nut
- 20
- Endteil
- 21
- inneres
Gehäuse
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Durchgangsbohrung
- 24
- vordere Öffnung
- 25
- Kammer
- 26
- Hydraulikzylinder
- 27
- Gehäuse
- 28
- Anschlusselement
- 29
- Durchgangsbohrung
- 30
- vorgesetzte
Hülse
- 31
- stirnseitige
Abschlussplatte
- 32
- stirnseitige
Abschlussplatte
- 33
- Bohrung
für Ölzufuhr
- 34
- Bohrung
für Ölabfuhr
- 35
- Gewindestopfen
- 36
- Zylinderrohr
- 37
- Führungsbuchse
- 38
- Kolbenstange
- 39
- Dichtungen
- 40
- Abstreifer
- 41
- Durchgangsbohrung
- 42
- Kammer
- 43
- Durchgangsbohrung
- 44
- Kolben
- 45
- Kolbendichtung
- 46
- Kolbenführungsring
- 47
- Kammer
- 48
- Zweischalengreifer
- 49
- Gelenke
- 50
- Schale
- 51
- Schale
- A
- geschlossene
Position
- B
- geöffnete Position