DE2415795C2 - Bruchsicherung für Hydraulikleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Bruchsicherung für Hydraulikleitungen von Kranen, Baggerauslegern oder dergleichen.

Diese Bruchsicherung besteht aus einer, zwischen dem Arbeitszylinder und der abzusichernden Leitung angeordneten Ventileinrichtung mit einem differentialkolbenartigen Verschlußstück, das zusammen mit einer Steuerkante des Ventilgehäuses eine Drossel- und Absperreinrichtung bildet und dessen Wirkflächen von den Drücken vor bzw. hinter dieser Drosseleinrichtung beaufschlagt sind.

Bei hydraulisch betriebenen Arbeitsmaschinen, wie Kranen, Baggerausleger oder dergleichen, sind in den hydraulischen Leitungen, die Hydraulik-Aggregate an bewegten Teilen versorgen, Schläuche eingeschaltet, um den erforderlichen Bewegungsspielraum zu geben. Diese Schläuche und ihre Verbindungen mit der Leitung werden durch die Bewegungen bei jedem Arbeitsspiel beansprucht und sind baher in besonders hohem Maße dem Verschleiß ausgesetzt und gegen Verletzungen empfindlich. Bei einem Schlauchbruch in einer unter Last stehenden hydraulischen Leitung besteht immer die Gefahr, daß das Hydraulik-Aggregat und das dadurch gehobene Arbeitsgerät sinkt oder abfällt. Die Unfailgefahr ist daher stark erhöht. Es ist ein gedämpft schließendes, hydraulisches Rohrbruchventil bekannt, mit einem oder einer Druckfeder offengehaltenen Sperrkolben zwischen einem Verbraucheranschluß und einem zur Pumpe und zum Rücklauf führenden Anschluß. Das Ventil weist einen, die Druckfeder aufnehmenden und mit dem zweiten Anschluß einer Verbindung aufweisenden Raum und wenigstens ein Organ ίο auf, welches den Durchflußquerschnitt wenigstens einer, die genann te Verbindung bildenden Bohrung unter Wirkung eines,, zwischen den beiden Anschlüssen sich aufbauenden, den Sperrkolben gegen die Wirkung der Druckfeder verschiebenden Druckabfalls nach Beginn dieser Verschiebung verringert (CH. 5 44 901).

Die dabei verwendete Steuerfeder stellt jedoch einen gewissen Nachteil dar, als sie das maximale Durchflußvolumen der Sicherung unter allen Betriebsbedingungen, also auch bei intakter Leitung eindeutig festlegt, d. h. das dort vorgesehene Hubzylinderkolbenaggregat kann nicht beliebig schnell entleert werden. Eine zum Beispiel damit verbundene Last kann also nicht beliebig schnell gesenkt werden. Um im Normalbetrieb zu annehmbargn Absenkgeschwindigkeiten zu kommen, müßte bei dem bekannten Rohrbruchventil in Kauf genommen werden, daß bei Leitungsbruch z. B. große Fallhöhen auftreten bevor die Sicherung anspricht.

Bei der Bruchsicherung nach der Erfindung sollen die Nachteile bekannter Vorrichtungen vermieden werden und bei Leitungsbruch der Verschluß sogleich in die Schließstellung übergehen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Bruchsicherung der gattungsgemäßen Art dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Ventileinrichtung abgewandten Ende des abzusichernden Leitungs-J5 abschnitts eine zweite Drosselstelle vorgesehen ist, und daß im Ventilgehäuse ein kolbenartig ausgebildetes, in Bewegungsrichtung des Verschlußstüeks verschiebbares und mit diesem über ein Anschlagteil lediglich kraftschlüssig verbundenes Steuerelement angeordnet ist, dessen Wirkflächen von den Drücken vor bzw. hinter der zweiten Drosselstelle beaufschlagt sind derart, daß es bei intaktem, abzusicherndem Lsitungsabschnitt auf das Verschlußstück eine in dessen Öffnungsrichtung wirkende Krafi auszuüben vermag. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Drosselstelle im Steuerschieber durch eine von außen koaxial auf den Steuerschieber wirkende Stellschraube einstellbar. Der Querschnitt Fl des Steuerkolbens und die Querschnitte F2, F3 des Anschlagteils und des Steuerelementes sollen dabei zweckmäßig ein Verhältnis von Fl + F2 = F3 zueinander haben. Vorteilhaft ist in der Leitung von der zweiten Drosselstelle 5 vor dem Schlauch eine Rückschlagdrossel angeordnet, deren Drossel nur für die Steuerölmenge bemessen ist.

Der Vorteil der Bruchsicherung nach der Erfindung besteht darin, daß an Stelle einer Steuerfeder eine Drosselstelle angeordnet ist und ein Steuerschieber. Dieser Steuerschieber ist im Stande, bei Normalbetrieb auf das Verschlußstück eine in Öffnungsrichtung wirkende Kraft auszuüben, die die Offenstellung des Verschlußstüeks ungeachtet der durchfließenden Strömungsmenge und des hieraus resultierenden Drosseleffekts gewährleistet, während bei Leitungsbruch diese Öffnungskraft sofort verschwindet und der Verschluß aufgrund b5 des von ihm selbst erzeugten Druckunterschieds in die Schließstellung übergehen kann. Bei der Bruchsicherung nach der Erfindung erfolgt also praktisch ein sofortiges Ansprechen der Sicherung bei Leitungsbruch, un-

abhängig davon, welche Absinkgeschwindigkeiten beispielsweise im Normalbetrieb verwendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 die allgemeine Anordnung einer Bruch-Sicherung nach der Erfindung,

F i g. 2 eine vereinfachte Ausbildungsform einer Bruch-Sicherung,

F i g. 3 die Darstellung von Einzelheiten der Bruch-Sicherung, insbesondere in bezug auf den im Schnitt dargestellten Steuerschieber.

Eine Hydraulikleitung 1, beispielsweise an einem Baggerausleger, ist an einem Gelenk des Auslegerarmes mittels eines Schlauches 2 mit der weiterführenden Hydraulikleitung 3 verbunden, die zu dem Hydraulik-Aggregat 4 führt Das Hydraulik-Aggregat 4 ist hier als Hydraulikzylinder dargestellt, der beispielsweise den äußeren Arm des Baggerauslegers oder den Baggerlöffel betätigt. Vor dem Schlauch 2, der die Leitungsteile 1 und 3 miteinander verbindet, ist in dem Leitungsteii 1 eine Drosselstelle 5 angeordnet. In dem Leitungsteil 3 hinter dem Schlauch 2 ist eine Drosselstelle 6 angeordnet. Von der Drosselstelle 5 führt eine Leitung 7 unter Zwischenschaltung eines Schlauches 8 an der Gelenkstelle zu einem Steuerschieber 9, dessen Aufbau und Funktion weiter unten erläutert wird. Von der Drosselstelle 6 hinter dem Schlauch 2 führt eine Leitung 10 ebenfalls zu dem Steuerschieber 9.

Eine Leitung 11, die unmittelbar vor dem Schlauch 2 an die Hauptleitung angeschlossen ist, führt über eine Schlauchverbindung 12 an den gleichen Eingang des Steuerscl iebers wie die Leitung 10, so daß der Druck in der hydraulischen Leitung 1 unmittelbar vor dem Schlauch 2 mit dem Druck in der hydraulischen Leitung 3 unmittelbar hinter dem Schlauch 2 verglichen wird. Weiterhin ist ein Schockventil 13 derart angeordnet, daß es die Drosse'stelle 6 und den Steuerschieber 9 in der Leitung 3 überbrückt. Durch dieses Schockventil 13 werden die mechanischen Teile vor Überlastung geschützt.

Unter der Voraussetzung, daß der Druckabfall längs der Leitung 1, 2,3 klein ist gegenüber dem Druckabfall an der Drossel 6, so kann entsprechend der Darstellung in Fig.2 die Leitung 11, 12 entfallen. Die beiden Drosselstellen 5 und 6 werden zweckmäßig derart dimensioniert, daß damit auch die betriebsmäßige maximale Senkgeschwindigkoit begrenzt wird. Die Leitung 7, 8 wird zweckmäßig in der kleinsten üblichen Nennweite und einer höheren Druckstufe als die Leitung 1, 2, 3 a-jsgeführt. Ein Bruch dieser Leitung 7, 8 führt dann nicht zu einem, mit Gefahr verbundenen Lastabfall, da die nur für die Steuerölmenge bemessene Drossel oder Rückschlagdrossel 14 nur ein sehr langsames Absinken der Last zuläßt. An Stelle der Drossel 14 kann auch in bekannter Weise ein strömungsabhängig schaltendes Ventil eingesetzt werden. Aus der Fig.2 ist weiterhin zu entnehmen, daß an Stelle der Drosselstelle 6 eine der Steuerkanten des Schiebers in dem Steuerschieber 9 eingesetzt werden kann. Ein nur geringfügiges Ansprechen des Schiebers verkleinert dann die Drosselstelle 6, so daß die Schließwirkung zusätzlich unterstützt wird.

In der F i g. 3 ist der Steuerschieber 9 im Schnitt mit den verschiedenen Verbindungsleitungen dargestellt. Es gelten hier die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente wie in den F i g. 1 und 2. Der eigentliche Steuerkolben 15 ist mil seiner Steuerkante 16 gegenüber der Kante 17 der Durchflußkammer 18 verschieblich. Bei Anlage der Steuerkante 16 an die Kante 17 ist die Zuflußkammer 19, in die die Zuführungsleitung 3 einmündet, abgeschlossen. Von der Durchflußkammer 18 geht die Hydraulikleitung 3 weiter bis zum Hydraulik-Aggregat 4 in Form eines Zylinders. Der Steuerkolben 15 ist mit einer zentralen Bohrung 20 versehen, die einerseits in die Durchflußkammer 18 mündet, andererseits in eine Kammer 21 hinter dem Kolben. Durch diese Bohrung 20 ist für einen Druckausgleich zwischen der Kammer 18 und der Kammer 21 gesorgt. Die Bewegung des Steuerkolbens 15 in die Kammer 21, also gegen die Stirnwand des Gehäuses 22, ist zu begrenzen und durch eine koaxial angeordnete Stellschraube 23, die, von außerhalb des Gehäuses her zu betätigen, in die Kammer 21 hineinragt. Mittels dieser Stellschraube ist der Schlitz zwischen der Steuerkante 16 des Kolbens 15 und der Kante 17 der Kammer 18 einstellbar. Dieser Schlitz wirkt als Drosselstelle 6, die damit verstellbar ist.
Vor dieser Drosselstelle 6 ist die Leitung 10 im Gehäuse angeordnet. Die Leitung 10 führt zu einer Kammer 24, die der Kammer 21 gegenüber liegt und durch den zweiten Teil 25 des Steuerkolbens abgeschlossen ist.

In diese Kammer 24 ragt der Anschlagteil 26 eines Steuerelementes 27 hinein. Der Anschlagteil 26 stößt gegen den zweiten Teil 25 des Steuerkolbens in der Kammer 24. Das eigentliche Steuerelement 27 in einer Kammer 28 steht unter dem Druck einer Feder 29, die das Steuerelement 27 mit seinem Anschlagteil 26 gegen den zweiten Teil 25 des Steuerkolbens drückt und den Steuerkolben 15 damit gegen den Anschlag drückt, der durch die verstellbare Schraube 23 gebildet ist, so daß er in Offenstellung in Ruhelage gehalten wird.

In die Kammer 28 vor dem Steuerelement 27 mündet die Leitung 7, 8 von der Drosselstelle 5 vor dem Schlauch 2.

Vor der Inbetriebnahme wird die durch die Steuer-

• kante 16 des Steuerkolbens 15 gebildete Drosselstelle 6 derart mittels der Stellschraube 23 eingestellt, daß der Druckabfall an der Drosselstelle 6 gleich groß ist dem Druckabfall an der Drosselstelle 5. Wie ersichtlich, werden beide Drücke über die entsprechenden Leitungen

' entgegengesetzt dem Steuerkolben zugeführt. Bei Normalbetrieb übt das Steuerelement 27 auf das Verschlußstück 15, 25 eine in Öffnungsrichtung wirkende Kraft aus, die die Offenstellung des Verschlußstücks ungeachtet der durchfließenden Strömungsmenge und des daraus resultierenden Drosseleffekts gewährleistet.
Bei Leitungsbruch verschwindet diese Öffnungskraft

so sofort und der Verschluß geht aufgrund des von ihm selbst erzeugten Druckunterschieds in die Schließstellung.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß das Anschlagteil 26 und das Steuerelement 27 ebenfalls eine zentrale Bohrung 30 aufweist, die die Kammer 24 mit der Kammer hinter dem Steuerelement 27 verbindet, in der die Feder 29 angeordnet ist. Zweckmäßig werden bei gleichem Druckabfall an den beiden Drosselstellen 5 und 6 die Querschnitte der einzelnen Kolben 25 (F'I) plus 26 (F2) gleich 27(F3) dimensioniert. Das parallel zu den Zu- und Ableitungen 3 zu dem Steuerschieber geschaltete übliche Schockventil 13 ist in der F i g. 3 nicht eingezeichnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bruchsicherung für Hydraulikleiiungen von Kranen, Baggerauslegern oder dergleichen, bestehend aus einer zwischen dem Arbeitszylinder und der abzusichernden Leitung angeordneten Ventileinrichtung mit einem differential-kolbenartigen Verschlußstück, das zusammen mit einer Steuerkante des Ventilgehäuses eine Drossel- und Absperreinrichtung bildet und dessen Wirkflächen von den Drücken vor bzw. hinter dieser Dorsseleinrichtung beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Ventileinrichtung abgewandten Ende des abzusichernden Leitungsabschnitts (2) eine zweite Drosselstelle (5) vorgesehen ist, und daß im Ventilgehäuse ein kolbenartig ausgebildetes, in Bewegungsrichtung des Verschlußstüeks verschiebbares und mit diesem über ein Anschlagteil (26) lediglich kraftschlüssig verbundenes Steuerelement (27) angeordnet ist, dessen Wirkflächen von den Drücken vor bzw. hinter der zweiten Drosselstelle beaufschlagt sind, derart, daß es bei intaktem abzusicherndem Leitungsabschnitt auf das Verschlußstück eine in dessen Öffnungsrichtung wirkende Kraft auszuüben vermag.

2. Schlauchbruchsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (6) im Steuerschieber (9) durch eine von außen koaxial auf den Steuerschieber wirkende Stellschraube (23) einstellbar ist.

3. Bruchsicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt Fl des Steuerkolbens (25) und die Querschnitte F2, F3 des Anschlagteils (26) und des Steuerelementes (27 ) ein Verhältnis von Fl + F2 = F3 zueinander haben.

4. Bruchsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (7,8) von der Drosselstelle (5) vor dem Schlauch (2) eine Rückschlagdrossel (14) angeordnet ist, deren Drossel nur für die Steuerölmenge bemessen ist.