DE2404339C3 - Druckbegrenzungseinrichtung für hydraulische Anlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckbegrenzungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Druckbegrenzungseinnchtungen sind bekannt. Sie arbeiten in der Weise, daß bei einem Ansteigen des Druckes im Druckraum über den Einstellwert der Feder hinaus das Ventil öffnet. Das Druckmittel fließt durch die Entlastungsöffnung und den Abflußkanal in den Vorratsbehälter zurück. Die Einsatzmöglichkeit dieser Einrichtungen beschränkt sich auf die direkte Begrenzung des maximalen Betriebsdruckes hydraulischer Anlagen. Abschaltfunktionen, beispielsweise für Pumpen, vermögen sie nicht zu übernehmen.

Zum Stand der Technik gehören auch Druckschaltgeräte, die mit elektrischen Kontakten ausgerüstet sind. Bei Erreichen eines bestimmten einstellbaren Druckpotentials werden Kontakte betätigt und damit Hydraulikpumpen o. dgl. abgeschaltet, oder es wird über Magnetventile eine weitere Druckmittelzufuhr unterbunden. Ais nachteilig erweist sich, daß solche Druckschaltgeräte Druckspitzen, wie sie beispielsweise beim Nachlaufen von Pumpen auftreten, nicht abzubauen vermögen.

Auf den ersten Blick gesehen könnte es naheliegend erscheinen, eine Druckbegrenzungseinrichtung zusammen mit einem Druckschaltgerät einzusetzen. Das Zusammenwirken dieser beiden bekannten Geräte stößt jedoch in der Praxis insbesondere dann auf erhebliche Schwierigkeiten, wenn der Betrieb der Hydraulikanlage Änderungen oder Nachstellungen der Druckverhältnisse erfordert. Dabei muß nicht nur der Einstellwert der Feder in der Druckbegrenzungseinrichtung verändert, sondern auch das Druckschaltgerät entsprechend nachgestellt werden. Die Handhabung wird kompliziert, ohne daß eine genaue Übereinstimmung der eingestellten Druckschweilen gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs angegebene Druckbegrenzungseinrichtung dahingehend zu verbessern, daß sie außer der Begrenzung des in hydraulischen Anlagen auftretenden

ίο Druckes auch in der Lage ist. Abschaltfunktionen für Pumpen bzw. Ventile auszuführen, wobei bei einfachem Aufbau sowohl der Baukomponente für diese Abschaltung als auch der Baukomponente für den Abbau der Druckspitzen und dementsprechend bei einfachem

f> Gesamtaufbau die Druckbegrenzungseinrichtung auch einfach zu handhaben sein soll hinsichtlich der Einstellung ihres Ansprechverhaltens.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 vorgeschlagenen Merkmalen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Das Ventilgehäuse 1 ist mit einem Druckanschluß 2 für den zu überwachenden Druckraum sowie mit einem Entlastungskanal 3 zum Abführen übergetretenen Druckmittels ausgestattet. Im Gewinde des Druckanschlusses 2 ist mittels einer Schraubkappe 4 ein Ventilsitz 5 gehalten, der die Entlastungsöffnung 6 aufweist. Im Ausgangszustand ist die Entlastungsöffnung 6 durch einen Ventilkörper 7 geschlossen, der gegen diese mittels einer zwischen seinem rückseitigen Bund und einem am freien Ende einer mit einem Einstellknopf ausgestatteten Schraubspindel 8 vorgesehenen Federteller 9 angeordneten Feder 10 vorgespannt ist.

Der die Feder 10 aufnehmende Raum 11 ist mit einem Abflußkanal 12 ausgestattet. In diesen Abflußkanal mündet eine Zylinderkammer 13, in der ein mittels einer Feder 14 vorgespannter Schaltkolben 15 längsverschiebbar angeordnet ist. Im Hubwege des Schaftes des Schaltkolbens 15 ist der Schaltkontakt 16 angeordnet.
In den Abflußkanal 12 mündet weiterhin der Entlastungskanal 3. In den Entlastungskanal 3 ist ein Ventilsitz 17 eingeschraubt, gegen dessen Durchtrittsöffnung mittels einer Druckfeder 18 eine Kugel 19 derart gepreßt wird, daß das durch Ventilsitz 17, Druckfeder 18 und Kugel 19 gebildete Rückschlagventil erst bei einer vorgegebenen Druckschwelle öffnet.

Zwei Entlüftungsventile werden durch in Ausnehmungen der Schraubkappe 4 geführte Kugeln 20 gebildet, die durch Druckfedern 21 gegen zwei Öffnungen 22 des Ventilsitzes 5 vorgespannt sind.

« Die Feder 10 ist so bemessen, daß mittels der Schraubspindel 8 die Druckschwelle, bei welcher der Ventilkörper 7 sich von der Entlastungsöffnung 6 abzuheben vermag, zwischen 20 und 400 bar einstellbar ist. Die Feder 14 ist so gewählt, daß ein im Abflußkanal 12 aufgebauter Druck von 4 bis 6 bar ausreicht, den Schaltkolben 15 gegen die Vorspannung der Feder 14 zu betätigen. Die Druckfeder 18 ist so bemessen, daß das mit ihrer Hilfe aufgebaute vorgespannte Rückschlagventil bei einem Druck von ca. 10 bar im Abflußkanal 12

⁶^ öffnet; die Druckfedern 2! hingegen sind so schwach bemessen, daß mittels der Kugeln zwei sicher wirkende Entlüftungsventile gebildet werden, die bereits bei sehr geringem, in Durchflußrichtung auftretendem Druck

geöffnet werden.

Zdr Begrenzung des Druckes auf einen vorgegebenen Wert wird die Schraubspindel 8 mittels ihres Betätigungsknopfes derart eingestellt, daß unter Einwirkung des von der Feder 10 ausgeübten Druckes der Ventilkörper 7 bei Beaufschlagung mit dem betreffenden Schwelldruckwert abhebt. Hierbei t. itt Druckmittel aus der Entlastungsöffnung 6 in den die Feder 10 aufnehmenden Raum 11 und damit in den AbfluQkanal 12 über. In diesem wird ein Druck aufgebaut, der durch das Rückschlagventil 17,18,19 begrenzt wird.

Tritt bei schleichender Überschreitung der Druckschwelle des Druckbegrenzungsventiles nur eine geringe Menge des Druckmittels über, so vermag diese die Vorspannkraft des ^ückschlagventiles 17, 18, 19 nicht zu überwinden; das Druckmittel tritt vielmehr in die Zylinderkammer 13 ein und hebt den Schaltkolben 15 gegen die Kraft der Feder 14 bis zu seinem Endanschlag an. Dabei wird der Schaltkontakt 16 betätigt, der beispielsweise eine speisende Pumpe abzuschalten und/oder ein speisendes bzw. entlastendes Ventil umzuschalten vermag. Gelangt im Verlaufe des Abschaltvorganges oder später durch weitere Überschreitungen des Schwelldruckes zusätzliches Druckmittel in den Abflußkanal 12 und wird dort der Schwelldruck des Rückschlagventils 17, 18, 19 im Ausführungsbeispiel 10 bar überschritten, öffnet das Rückschlagventil und das Druckmittel wird über den Entlastungskanal 3 abgeleitet. Die beschriebene Einrichtung vermag damit nicht nur bei Erreichen voreingestellter Werte Pumpen bzw. Ventile ab- bzw. umzuschalten, sondern parallel hierzu auch auftretende Druckspitzen abzubauen.

Beim Betrieb hydraulischer Pressen, von Anlagen mit Folgesteuerungen, bei Eilgang-Vor^chub-Steuerungen u. dgl. folgt oft der eigentlichen Arbeitsphase innerhalb des Arbeitszyklus eine Entlastungsphase. Die beschriebene Einrichtung arbeitet in solchen Fällen wie folgt:

Nach Eintreten der Entlastungsphase werden die Kugel.i 20 der Entlüftungsventil 20, 21, 22 von den ihnen zugeordneten Öffnungen 22 unter Einwirkung des im Abflußkanal 12 noch anstehenden Druckes abgehoben. Das Druckmittel tritt in den Druckanichluß 2 über,

'^:j der Schaltkolben wird entlastet. Die Feder 14 bringt den Schaltkolben 15 in die Ausgangsstellung zurück, dabei schiebt dieser das verdrängte Druckmittel über die öffnungen 22 aus. Gleichzeitig wird der Schaltkontakt 16 wieder freigegeben. Das Arbeitsspiel kann von neuem beginnen.

Die Anwendung der Einrichtung ist jedoch nicht auf Fälle mit willkürlich gesteuerter oder zyklischer Entlastung des überwachten Hydraulikschaltkreises beschränkt. So kann beispielsweise parallel zum Rückschlagventil 17, 18, 19 eine Drosselstrecke und/oder ein steuerbares Ventil vorgesehen sein, so daß der Rückhub des Schaltkolbens 15 entweder steuerbar ist oder sehr langsam erfolgt.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß zur

-'■'» Einstellung des Schaltdruckes der Einrichtung nur ein Element, im Ausführungsbeispiel der Betätigungsknopf, dient, und die Einrichtung einfach sowie in weiten Grenzen einstellbar ist, während der Arbeitsdruck des Schaltkolbens 15 in einem festen Bereich liegt und durch

i« das Rückschlagventil 17, 18, 19 sicher begrenzt ist. Dieses Rückschlagventil sorgt auch dafür, daß unabhängig vom Schaltvorgang in der zu überwachenden Hydraulikanlage auftretende Druckspitzen durch Abfließen von Druckmittel abgebaut werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Druckbegrenzungseinrichtung für hydraulische Anlagen, mit einem in einem Ventilgehäuse durch eine einstellbare Feder gegen eine Entlastungsöffnung vorgespannten Ventilkörper, wobei die Entlastungsöffnung mit dem zu überwachenden Druckraum verbindbar und der die Feder aufnehmende Raum mit einem Abflußkanal verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußkanal (12) mit der Zylinderkammer (13) eines federbelasteten (14) Schaltkolbens (15) verbunden ist, dessen Betätigungsschwelle unterhalb des geringsten einstellbaren Öffnungsdruckes des Ventilkörpers (7) liegt und in dessen Hubweg ein elektrischer Schaltkontakt (16) vorgesehen ist, und daß in Fortsetzung des Abflußkanals (12) ein mit dem Ablaufbehälter verbundene· Entlastungskanal (3) vorgesehen ist, der ein vorgespanntes Rückschlagventil (17, 18, 18) aufweist, dessen öffnungsdruck über dem Betätigungsdruck des Schaltkolbens (15) und unterhalb des geringsten einstellbaren Offnungsdruckes des Ventilkörpers (7) liegt, wobei zur Entlüftung der Druckbegrenzungseinrichtung mindestens ein unterhalb des Betätigungsdrucks des Schaltkolbens (15) ansprechendes Entlüftungsventil (20,21,22) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (20, 21, 22) zwischen dem die Feder (10) des Ventilkörpers (7) aufnehmenden Raum (11) und dem zu überwachenden Druckraum angeordnet ist.