DE2130655C3

DE2130655C3 - Druckmittelnotversorgungseinnchtung für einen hydraulischen Arbeitskreis

Info

Publication number: DE2130655C3
Application number: DE2130655A
Authority: DE
Inventors: Waldo Gerhard Kalamazoo Mich. Fruehauf (V.St.A.)
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1970-07-15
Filing date: 1971-06-21
Publication date: 1973-12-13
Also published as: US3620129A; JPS564762B1; GB1297761A; FR2098423A1; SE371263B; DE2130655A1; DE2130655B2; FR2098423B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelnotvcrsorgungseinrichtung für einen hydraulischen Arbeitskreis mit einem Zylinder zum Anheben einer Last, mit einem Richtungssteuerventil zur Steuerung eines Stromes von einer Arbeitspumpe zu dem Zylinder und von dem Zylinder zu einem Vorratsbehälter, mit einer Fernsieiieranlage für einen niedrigen Druck zur Betätigung des Richtungssteuerventils und mit einer Zuführungsleitung, durch die das Steuerventil der Fernstcueranlage ein Druckmittel für eine Bewegung erhält, sowie mit einer Pumpe /ur Lieferung von Druckmittel in die Zuführungsleitung, wobei eine Hilfsleitung zur Zuführung von Druckmittel, das unter der Wirkung der Last aus dem Zylinder ausgestoßen wird, in die Fernsteueranlage bei Ausfall der

ίο Pumpe vorgesehen ist.

Fine Druckmittelnotversorgungseinrichtung ist für einen hydraulischen Arbeitskreis der vorgenannten Art unbedingt erforderlich, um bei abgeschaltetem Antriebsmotor und damit stillstehender Pumpe· und einer somit fehlenden Druckmittelversorgung für die Fernsteueranlage die Last noch absenken zu können. Bei stillstehenden Pumpen bietet sich nun zur Notversorgung der Fernsteueranlage das Druckmittel in dem Zylinder an, das durch die Last unter Druck steht. Gemäß einem bekannten Vorschlag wird, wie bereits oben erwähnt wurde, das Ende des ,Anhebezylinders, aus dem das durch die Last unter Druck stehende Druckmittel austritt, durch eine Hilfsleitung mit der Zuführungsleitung des Steuerventils der Fernsteueranlage unter Zwischenschaltung eines Druckminderers verbunden. Weiterhin wird bei diesem Vorschlag die Ablaufleitung der motorgetriebenen Pumpe mit einem Rückschlagventil versehen, das so angeordnet ist, daß es einen Strom zu der Pumpe hin vc.hindert. Der Ausgangsdruck des Druckminderers ist vergleichbar mit dem Druck, der durch das der Pumpe zugeordnete Überströmventil aufgebaut wird, das zur Konstanthaltung des niedrigen Druckes für die Fernsteueranlage bei laufender Pumpe dient. Durch diese Schaltung wird die Fernsteueranlage noch mit Druckmittel versorgt, die das für die Fernsteueranlage erforderliche Druckniveau hat. wenn die Pumpe bei abgeschalteter Maschine stillsteht und die Last sich noch in einer angehobenen Stellung befindet. Damit ist der Bedienende in der Lage, die Last in üblicher Weise nur durch die Betätigung des Steuerventils der Fernsteueranlage abzusenken. Unter normalen Bedingungen, d.h. wenn die Pumpe in Betrieb ist, muß der Druckminderer sich schließen und den Zylinder von der Fernsteuerung isolieren, um ein unbeabsichtigtes langsames Anheben der Last zu vermeiden, wenn sich das Steuerventil und das Richtungssteuerventil in der Neutralstellung befinden und um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Arbeitskreises sicherzustellen, wenn diese Ventile sich in ihren Absenk- und Anhehestellungen befinden. Das bedeutet natürlich, daß die Druckeinstellung des Druckminderers niedriger sein muß als die Einstellung des Überströmventils.

Die Ansprechcharakteristiken der Fernsteueranlage hängen von dem Druck des zugeführten Druckmittels ab. so daß, falls ein im wesentlichen gleiches Ansprechen sowohl im Notfall als auch bei Normalzuständen erwünscht ist. die Einstellung des Druckminderers und des Überströmventils ziemlich dicht beieinandcrliegen müssen. Daher muß für eine Korrektur der sich ergebenden Bearbeitungstoleranzen bei der Herstellung und der Unterschiede zwischen verschiedenen Anlagen entweder der Druckminderer oder das Überströmventil bei jeder Anlage individuell eingestellt werden, um sicherzustellen, daß das Überströmventil die höhere Einstellung hat.

Ein weiterer Nachteil tritt bei dem obenerwähnten

Uei Jl'iii in F i g. I gezeigten Schaltkreis wird durch einen Zylinder 12 eine Last 11 angehohen. Dieser Schallkreis hat eine Arbeiispumpe 13 und Vorratsbehälter 14 sowie ein RiclUungssieuer-

einen Vorratsbehälter 14 sowie ein g

ventil 15 mit offener Mitte und verschiebbarem KoI-ben. Zur Vereinfachung ist nur der Anheheuil des Schaltkreises dargestellt. Der Schieber des Ricliumgssieuerventils IS wird durch nicht gezeigte Iedern dü

tils IS w g

in seine Neutral- oder Hallestellung gedrückt, und er wird in die verschiedenen Betäiigungsstellun-

gen durch ein Paar von gegenüberliegenden gesteuerten Druckmotoreii 16 und 17 verschoben, die mit Druckmittel durch ein in der Mitte geschlossenes, von Hand betätigtes, druckahstufendes Steuerventil

18 bei einem ausgewählten veränderbaren Druck versorgt werden. Die Komponenten und die Betriebsweise einer Fernsteueranlage werden als bekannt vorausgesetzt.

Das Steuerventil 18 nimrn das Druckmittel nei einem relativ niedrigen Druck von einer von zwei Quellen auf. Die erste Quelle ist ein Überströmventil

19 und eine kleine Steuerpumpe 21, die ebentalls wie die Arbeitspumpe 13 von der Antriebsmaschine angetrieben wird. Die zweite Quelle ist das Kopfende

Vorschlag dann auf, wenn diese Schaltung in einem Arbeitskreis verwendet wird, in dem die lLiuptpumpi· als Quelle für die Druckmillelversorgung der F-.'rnsteueranlage verwendet wird. Der Normalversorgungskreis für das Steuerventil hai einen Druckminderer, und es ist ebenfalls erwünscht, daß dieser Druckminderer auch für das Absenken bei .-,tillstehender Pumpe verwendet wird. Dies kann jedoch bei dem bekannten Vorschlag nicht erfolgen, so daß hier der Einbau von zwei Druckminderern erforderlich ist, die ebenfalls individuell für die jeweilige Anlage genau eingestellt werden müssen.

Die Aufgabe dci Erfindung ist es, die bekannte Schaltung zum Absenken der Last bei stillstehender Pumpe so zu verbessern, daß cie Notwendigkeit der Einstellung der einzelnen Komponenten bei unterschiedlichen Anlagen entfällt und daß ein gesonderter Druckminderer nicht erforderlich ist.

Erfindungsgemäß besteht die Lösunc dieser Auf
ij.ibe darin, daß ein Schaltventil aul den Abgabe- 20
druck der Pumpe zur Änderung einer Verbindung
der Zuführungsleitung zum Steuerventil der Fernsteueranlage mit der Pumpe oder der Hillsleitung anspricht, abhängig davon, ob der Druck oberhalb oder — -· —

unterhalb eines vorbestimmten Wertes Heut, und daß 25 12« des Zylinders 12, eine als Druckminderer ausgebildete Regelvorrichtung 22 und eine als Überströmventil ausgebildete Regelvorrichtung 23. Die Regelvorrichtungen 22 und 23 können zu einer Einheit zusammengebaut sein. Bei dem dargestellten Ausfuh-

Durch die erfindungsgemäße Schaltung der Druck- 30 rungsbefspiel sind das Überströmventil 19 und die

hat der vorbe- Regelvorrichtung 22 auf einen Druck von etwa 14 kp cm- und die Regelvorrichtung 23 auf einen Druck von etwa 35 kp/cm² eingestellt. Eine Auswahl zwischen den beiden Druckmittelquellen erfolgt automadurch ein Schaltventil 24, das auf den Ausgangsdruck der Steuerpumpe 21 anspricht. Das Schaltventil 24 wird durch eine Feder 24 a in die dargestellte Stellung gedruckt, in der es eine Zuführungsleitung 25 für das Steuerventil 18 mit einer

den die anderen Ventile in dem Schaltkreis einec- 40 Hilfsleitung 27 der Regelvorrichtung 22 verbindet, stellt sind. Damit entfällt die Notwendigkeit einer Das Schaltventil 24 wird durch einsn Betatigungsmo-

tor 24 b in eine zweite Stellung verschoben, in der es die Zuführungsleitung 25 mit einer Abgabeleitung 26 der Steuerpumpe 21 verbindet. Der Beiätigungsmotor 24 b und die Feder 24 α sind so bemessen, daß das Schaltventil 24 immer dann in seiner zweiten Stellung gehalten wird, wenn der Druck in der Abgabeleitung 26 über einem Druckniveau liegt, das für die Tatsache kennzeichnend ist, daß die Sleuerpumpe

Fernsteueranlagc angeordnet sein. Die letztgenannte ?n 21 in Betrieb in. Bei dem in dem Ausführungsbei-Anordnung des Schaltventils ermöglicht es. in einem spiel gewählten Druck von etwa 14 kp/cm- fur die

eine Regelvorrichtung zur Verringerung des Druckes des aus dem Zylinder ausgesloßenen Druckmittels auf ein vorbeslimmtes niedriges Niveau vorgesehen

mittelnotversorgungseinrichtung hat der vorbestimmte Druckwert, der für die Stellung des Schaltventils maßgebend ist, für die Tätigkeit der Fernsteueranlage keine Bedeutung. Dieser Druckwert ist lediglich eine Anzeige dafür, ob die Lieferpumpe des 35 tisch Druckmittels normal arbeitet oder ob durch eine Störung kein Druckmittel mit dem vorgesehenen Druck geliefert wird. Daher kann dieser Druckwert ausreichend niedriger «wählt werden als der Druck, auf "ki i

Einstellung der Ventile in dem Schaltkreis auf die jeweiligen Bedingungen eines Arbeitskreises. Da darüber hinaus das Schaltventil und nicht der Druckminderer dazu dient, den Zylinder von der Fern-Steueranlage während des Normalbctriebes zu trennen, kann der Druckminderer entweder zwischen dem Zylinder und dem Schaltventil oder zwischen dem Schaltventil und der Zuführungsleitung der

Arbeitskreis mit nur einer Lieferpumpe einen einzigen Druckminderer zu verwenden, der für die Versorgung der Fernsteueranlagc mit Druckmittel sowohl im Normalfall als auch im Notfall dient.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem die Druckmittelvcrsor-Fernsteueranlage schiebt der Bctätigungsmotor 24 b das Schaltventil 24 bei einem Druck von etwa ?kp' cm- in die zweite Stellung.

Wenn das Ausführungsbeispiel der F i g. I sich in Betrieb befindet und die Pumpen von der Maschine angetrieben werden, liegt der Druck in der Abgabeleitung 26 ausreichend über dem eingestellten Wert des Schaltventils 24, so daß das Schaltventil sich in

luu.uNpuLupiuj, U^. _Ut... _U1^ ^.U^.....,. des Schaltventils ,

gung durch getrennte Steuer- und Hauptpumpen er- 60 seiner zweiten Stellung befindet. Die Steuerpumpe 21

folgt, liefert demnach das Druckmittel zu dem Steuerventil

F i g. I A eine schematische Darstellung, die eine 18 mit einem. Druck, der durch die Einstellung des

Abwandlung de? in Fig. 1 dargestellten Schaltkreises Überströmventils 19 bestimmt ist. In diesem Zustand

zeigt, und ist die Hilfsleitung 27 sowohl von der Zuführungslei-

Fig.?, eine schematische Darstellung eines Aus- 65 tung 25 als auch von der Abgabeleitung 26 getrennt,

führungsbeispiels, bei dem die Arbeitspumpe auch so daß kein Druckmittel von der Steuerpumpc 21 zu

als Druckmittelquelle für die Druckmittelversorgung dem Kopfende 12 a des Zylinders 12 oder von dem

der Fernsteueranlage dient. Kopfende 12 σ des Zylinders 12 zu der Fernsteueran-

lage strömen kann. Aus diesem (irund kann die F.instellung der als Druckminderer ausgebildeten Regelvorrichtung 22 ohne eine nachteilige Wirkung höher liegen als die F.inslellung des Überströmventils 19.

Hs sei bemerkt, daß die Regelvorrichtung 23 mit dem Kopfende 12« des Zylinders 12 über die Regelvorrichtung 22 in Verbindung steht und daß daher chvas Druckmittel aus dem Zylinder 12 in den Vorratsbehälter 14 dann abfließen kann, wenn der Druck in dem Kopfende 12« höher als der Druck ist. auf den die als Überströmventil ausgebildete Regelvorrichtung 23 eingestellt ist. Da jedoch die Hinstellung des Überströmventils 23 höher liegt als die F.in-Melluni: der als Druckminderer ausgebildeten Regelvorrichtung 22. wird der Druckminderer geschlossen sein, wenn der Bclastungsdruck diese Höhe erreicht, und daher ist die Druekmittelmenge. die au*, dem Zylinder entweicht, auf die geringe Menge begrcnzl. die über den Schieber des Druckminderers 22 aus der Hilfsleitung 28 in die Hilfsleitung 27 durchv.ckcrl.

In der in I'i g. I A gezeigten abgewandelten Ausführunüsform des Auslührungsbcispicls der I' i g. I sind der Druckminderer 22 und das Überströmventil 23 in die Leitung /.wischen dem Schaltventil 24 und der Zuführungsleitung 25 der Fernstcucianlage statt /wischen das Schaltventil und den Zvlinder geschaltet. Obwohl in dieser Ausführungsform das Schaltventil 24 da/u dienen kann, die Finlaßleitiing 29 des Druckminderers entweder mit der Abgabeleitung 26 der Steuerpumpe 21 oder mit der Hilfsleitung 28 zu verbinden, die von dem Kopfende 12« des Zylinders kommt, macht dies erforderlich, daß das gesamte zu der l'einsteueranlatie während des Normalbelriebs »elieferlc Druckmittel durch den Druckminderer 22 sieht. Da der Druckminderer nur während des Notfalles benötigt wird, stellen die beim Strömen durch dieses Gerät auftretenden Druckvcrluste einen Fnergieverlust dar. Daher ist es günstiger, wenn das Schaltventil in der Ausführungsform der F i g. 1 A das Druckmittel von der Steuerpumpe 21 zur Zuführungsleitung 25 durch eine Hilfsleitung 31 leitet, die den Druckminderer 22 umgeht.

Da das Überströmventil 23 in F i g. I A immer dann von dem Zylinder getrennt ist. wenn die Steuerpumpe 21 in Betrieb ist. wird bei dieser Ausführungsform ein Entweichen des Druckmittels aus dem Kopfende des Zylinders durch das Überströmventil in den Vorratsbehälter 14 verhindert. Die Ausführungsform der F i g. 1 A hat auch den Vorteil, daß die Komponenten 22 bis 24 zu einer Einheit zusammengefaßt werden können, die auch mit geringen Abänderungen in einem Arbeitskreis verwendet werden kann, der eine einzige Pumpe verwendet, die auch als Normalquelle des Druckmittels für die Fernsteueranlage dient.

F i g. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Druckmittelnotversorgungseinrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel führt eine Zuführungsleitung 32 von der Arbeitspumpe 13 zu dem Richtungssteuerventil 15, die mit einem einstellbaren Drosselventil 33 versehen ist. Das Steuerventil 18 wird normalerweise mit Druckmittel durch eine Zweigleitung 34 versorgt, die an die Zuführungsleitung 32 an einer Stelle in Strömungsrichtung oberhalb des Drosselventils 33 angeschlossen ist. Das Ventil 33 wird hauptsächlich durch eine Vorrichtung gesteuert, tue eine Feder 33 ei hat. Diese Fuder drückt das Drosselventil in eine Stellung, in der ein großer Strom gedrosselt wird. Weiterhin wird das Ventil 33 durch einen gegenüberliegenden Druckmotor 33/) gesteuert, der über eine Drossel 35 an die Zuführungsleitung 32 uwu über ein Ablaufventil 36. das im Gleichtakt mit dem Steuerventil 18 betätigt wird, an den

ίο Vorratsbehälter angeschlossen ist. Diese Schaltung arbeitet so. daß das Drosselventil 33 eine Stellung einnimmt, in der ein geringer Strom gedrosselt wird und in der auf die Arbeitspumpe 13 ein geringster Gegendruck ausgeübt wird, wenn das Steuerventil 18 sich in der Neutralstellung befindet. Das Drosselventil 33 verschiebt sich in eine Stellung, in der ein großer Strom gedrosselt wird und in der ein Gegendruck erzeugt wird, der ausreicht, um die Fcrnsteueranlaue zu betätigen, wenn das Steuerventil 18 aus der Ncuiralstellunu weggeschoben wird, um eine Betätigung dtfs Zylinders 12 /u bewirken. Das Drosselventil 33 ist auch mit einem i bcrsteucrmotor Mr ausgerüstet, der das Ventil in die Stellung verschiebt, in der ein geringer Strom gedrosselt wird, in der der während der Hi-'ätigung ties Zylinders erzeugte Bclastungsdruck in der Zuführungsleitung 32 selbst hoch genug ist. um eine sichere Betätigung der Fernsteueranhme sicherzustellen.

Der Druck ties in die Zweigleitung 34 gelieferten Druckmittels verändert sich mit dem Belastungstlruck in der Zuführunuslcitung 32 unter hohen l.astzusiäiitlen. so daß er reduziert werden muß. ehe das Druckmittel das Steuerventil 18 erreicht. Diese Tätigkeit erfolgt durch denselben Druckminderer 22.

der für die Notabsenkung bei Pumpenausfall verwendet wird, falls gemäß F i g. 2 diese Komponente in Strömungsrichtung unterhalb des Schaltventils 24 angeordnet ist. Die Schalung ist die gleiche wie sie in F i g. 1 A dargestellt ist. Dies gilt natürlich mit der Ausnahme, daß die Hilfsleitung 31 weggelassen ist und daß das Schaltventil 24 verwendet wird, um entweder die Hilfsleitung 28 oder die Zweigleitung 34 mit dem Druckminderer zu verbinden.

Während der normalen Tätigkeit, d. h. wenn die Arbeitspumpe 13 in Betrieb ist. ist der Druck in der Zuführungsleitung 32 in Strömungsrichtung oberhalb des Drosslventils 33 unabhängig von der Stf'lung des Drosselventils 33 imm-.r höher als die Einstellung des Schaltventil 24. Duher wird das Schaltventil 24

5c die Zweigleitung 34 mit dem Druckminderer 32 verbinden, und die Fernsteueranlage kann in der üblichen Weise betätigt werden, wobei ein Teil der Fördermenge der .Arbeitspumpe 13 als Druckmittel verwendet wird. Auf der anderen Seite wird, wenn die Pumpe stillsteht und sich der Druck in der Zweigleitung 34 abbaut, das Schaltventil 24 sich in die dargestellte Stellung verschieben. In dieser Stellung verbindet das Schaltventil 24 die Hilfsleitung 28 mit dem Druckminderer 22. Daher wird, falls die Last 11 sich noch in einer angehobenen Stellung befindet, das Steuerventil 18 noch Druckmittel mit dem Druck aufnehmen, der für eine sichere Betätigung der Fernsteueranlage erforderlich ist, und es kann ein Notabsenken der Last wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt vverden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Druekmitlelnoiversorgungseiiiriehtung tür einen hydraulischen Arbeitskreis mit einem Zylinder /Lim Anheben einer Last, mit einem Richtungssteuerventil /ur Steuerung eines Stnimes von einer Arheitspumpe /n dem Zylinder und von dem Zs linder zu einem Vorratsbehälter, mit einer Fernsieueranlage für einen niedrigen Druck zur Betätigung des Richtungssteuerventils und mit einer Zuführungsleitung, durch die das Steuerventil der Fernsteueranlage ein Druckmittel für eine Bewegung erhält, sowie mit einer Pumpe /ur Lieferung von Druckmittel in die Zuführungsleitung, wobei eine Hilfsleitung zur Zuführimg von Druckmittel, das unter der Wirkung der Last aus dem Zvliri'er ausgestoßen wird, in die Fernsteueranlagc bei Ausfall der Pumpe vorgesehen ist. dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltventil (24) auf den Angabedruck der Pumpe (13. 21) zur Änderung einer Verbindung der Zuführungsleitung (25) zum Steuerventil (18) der Fernsteueranlage mit der Pumpe (13. 21) oder der Hilfsleitung (27. 28) anspricht, abhängig davon, ob der Druck oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, und daß eine Regelvorrichtung (22. 23) zur Verringerung des Druckes des aus dem Zylinder ausgestoßenen Druckmittels auf ein vorbc-timmtes niedriges Niveau vorgesehen ist.
2. Hydraulischer ΛΗχ tskreis i:ach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (22. 23) zwischen dem Zylinder (12) und dem Schaltventil (24) in die Hilfsleitung (27. 28) eingeschaltet ist.
3. Hydraulischer Arbeitskreis nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Arbcilspumpe (13) an das Richtungssteuerventil (15) über eine Zuführungsleitung (32) angeschlossen ist. die ein Drosselventil (33) enthält, das automatisch bei der Betätigung des Steuerventils (18) in der Fernsteueranlage eingestellt wird, daß das Schaltventil (24) die Zuführungsleitung (25) für das Steuerventil (18) mit der Zuführungsleitung (32) für das Richtungssteuerventil (15) an einer Stelle in Strömungsrichtung oberhalb des Drosselventils (33) verbindet, wenn der Ausgangsdruck der Arbeitspumpe (13) über dem vorbestimmten Wert liegt, und daß die Regelvorrichtung (22. 23) zwischen das Schaltventil (24) und die Zuführungsleitung (25) für das Steuerventil (18) geschaltet ist. wobei die Regelvorrichtung (22. 23) sowohl den Druck des in die Zuführungsleitung (25) durch die Hilfsleitung (28) gelieferten Druckmittels als auch den Druck des durch die Arbeitspumpe (13) gelieferten Druckmittels reduziert.