DE2621150C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein fernsteuerbares Schieberventil für eine Hydraulikanlage, insbesondere für den Antrieb eines Hydrau­ likmotors, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten fernsteuerbaren Schieberventil dieser Art mit zusätzlicher Handverstellung müssen bei der Handverstellung des Schieberventils zusätzliche Kräfte aufgebracht werden, da Teile der Fernsteuereinrichtung mitbetätigt werden, was sich störend auf die Handverstellung auswirkt.

Aus der GB-PS 10 78 908 ist es zwar bekannt, bei einer fernsteuer­ baren Ventileinrichtung für das Schieberventil eine manuelle Handverstellung für den Schieber des Ventils vorzusehen. Dabei wirken sowohl das Druckmittel der Fernsteuervorrichtung als auch die Handverstelllung unmittelbar auf die beiden Stirnflächen des Schiebers. Hierbei handelt es sich also insofern um ein anderes Baukonzept, als dort weder eine Schalthebelanordnung noch eine Gelenkverbindung zwischen dem Schieber und dem manuellen bzw. ferngesteuerten Schieberantrieb vorgesehen ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein fernsteuer­ bares Schieberventil für eine Hydraulikanlage, insbesondere für den Antrieb eines Hydraulikmotors, der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei Handverstellung des Schieberventils nur geringe Schaltkräfte erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Schieberventil ist eine Trennung der Fernsteuervorrichtung von der manuellen Betätigung vor­ gesehen, wobei eine Hebelanordnung mit dem Schieber verbunden ist, die einerseits an der Handverstellung befestigt und die andererseits mit Steuerelementen der Fernsteuervorrichtung koppelbar ist. Auf besonders einfache Weise wird dadurch erreicht, daß das erfindungsgemäße Schieberventil manuell betätigbar ist ohne Beeinflussung der Fernsteuervorrichtung. Nach Einkupplung ist jedoch auch über die Fernsteuervorrich­ tung die manuelle Betätigung mitnehmbar. Ein Steuerkreis kann dabei entsprechend der NO-PS 86 819 ausgebildet sein. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.

Anhand eines abgebildeten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein fernsteuerbares Schieberventil in einer Schaltungsanordnung,

Fig. 2 eine teilweise längsgeschnittene Ansicht eines fernsteuerbaren Schieberventils mit manueller Betätigung,

Fig. 3 einen Schnitt durch die zugehörige Schalt­ hebelanordnung in einer Position, in der die Fernsteuerung nicht betätigbar ist, und

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Schnittdarstellung in der Position, in der die Betätigung über die Fernsteuerung erfolgt.

In dem Schaltkreis 10 a ist eine Hydraulikpumpe 11 eingeschlossen mit der Ausströmleitung 12 und dem Rückschlagventil 13. Diese Pumpe wird über einen Elektromotor 11 a angetrieben. Eine Seite der Pumpe ist mit ihrer Rückförderleitung 14 über das Betäti­ gungsventil 15 verbunden, während ihre andere Seite mit einer Zuführungsleitung 16 zum Betätigungsventil 15 hin verbunden ist. In der Zuführungsleitung 16 ist ein Rückschlagventil 17 eingesetzt. Von der Zuführungsleitung 16 her führen Zweiglei­ tungen 18 und 19 zu dem Betätigungsventil 15 über ein Rück­ schlagventil 20 und ein einschaltbares Ventil 21. Zwischen dem Betätigungsventil 15 und einem Hydraulikmotor 22, vorzugsweise einem Hydraulikwindenmotor, sind Verbindungen 23, 24, 25 und 26 vorgesehen, die es ermöglichen, den Motor in verschiedenen Richtungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und unter­ schiedlichen Antriebskräften über den Schieber 27 zu steuern.

Der Schieber 27 ist gelenkig mit einem Schalthebel 28 verbunden, und zwar über eine feststehende Drehachse 29 und Gelenkarme 30 und 31. In der dargestellten zentralen Position des Schalt­ hebels 28 in den Fig. 1 und 2 nimmt der Schieber 27 des Schieberventiles eine entsprechende neutrale Position ein, in der sich der Motor 22 im Stillstand befindet. Durch Verdrehung des Schalthebels 28 nach rechts, also im Uhrzeigersinn, wird der Motor in einer Drehrichtung angetrieben und durch Bewegung in der anderen Richtung in der entgegengesetzten Drehrichtung. Über die entsprechende Bewegung des Schalthebels 28 kann der Motor bezüglich der Geschwindigkeit und der Antriebsrichtung gesteuert werden.

Der hydraulische Steuerkreis 10 b schließt eine Hydraulikpumpe 30 a ein, welche eine Ausströmleitung 31 a mit einem Rückschlag­ ventil 32 besitzt. Die Pumpe wird durch einen Elektromotor 33 angetrieben. Die Einlaßseite der Pumpe ist mit einem Ausdeh­ nungsgefäß 34 über eine Rohrleitung 35 mit zugehörigem Filter 36 verbunden, während die Auslaßseite der Pumpe mit einem Fern­ steuerungsventil 37 über eine Rohrleitung 38 verbunden ist. Von dem Ventil 37 her läuft eine Rückströmleitung 39 über einen Filter 40 zum Ausdehnungsgefäß 34 hin. Das Steuerventil 37 weist zwei getrennte Ventile 37 a und 37 b auf, welche über ent­ sprechende Kontrolldruckleitungen 41 und 42 mit entsprechenden Steuerelementen 43 a und 43 b eines Kontrollelementes 43 verbunden sind, welches sich am Betätigungsventil 15 befindet. Vom Kontroll­ element 43 führt eine Rückströmleitung 44 über die Rückström­ leitung 39 mit dem Filter 40 zum Ausdehnungsgefäß 34 hin.

Das fernsteuerbare Schieberventil 37 weist, wie aus Fig. 2 er­ sichtlich, ein Gehäuse 45 auf, welches die zwei federbelasteten Ventile 37 a und 37 b aufnimmt. Jedes Ventil 37 a bzw. 37 b ist mit einem entsprechenden Ventilschaft 46 bzw. 47 ausgestattet, welche durch entsprechende Hebelarme des zweiarmigen Hebels 48 betätigt werden, der an einem Schalthebel 49 befestigt ist. Dieser Schalthebel 49 ist um eine Drehachse 50 am Ventilgehäuse 45 schwenkbar gelagert. Der obere Teil des Ventilgehäuses 45 und der untere Teil des Schalthebels 49 mit dem zweiarmigen Hebel 48 sind in einer elastischen Haube 51 abgeschirmt aufge­ nommen.

Die Ventilschäfte 46 und 47 sind in Fig. 2 in ihren äußersten Positionen dargestellt. Wird der Schalthebel 49 aus der zentra­ len Position nach links geschwenkt, so wird der Ventilschaft 46 betätigt. Die Verschwenkung nach rechts führt zur Betätigung des Ventilschaftes 47.

Der Ventilschaft 46 stützt sich auf einem Zylinder 52 ab, in welchem ein Kolben 53 verschiebbar aufgenommen ist, der am oberen Ende eines Ventilschiebers 54 befestigt ist.

Mittels einer Kompressionsfeder 55 wird der Kolben 53 am Boden des Zylinders 52 gehalten mit einer vorherbestimmbaren Druck­ kraft. Die Kompressionsfeder 55 ist zwischen einem Federlager 56 an dem Zylinder 52 und einem Federlager 57 an dem Schieber 54 befestigt. Am Ende dieses Schiebers ist eine weitere Feder 58 zwischen einem Federlager 59 an dem Schieber 54 und einem Federlager 60 in dem Gehäuse 45 eingesetzt. Der Schieber ist mit zwei zylindrischen Endabschnitten 61 und 62 sowie zwei Zwischenabschnitten 63, 64 ausgestattet, welche eine Zuführungs­ öffnung 65 und eine Rückführungsöffnung 66 sowie eine dazwischen befindliche Arbeitsöffnung 67 entsprechend steuern. Die Zufüh­ rungsöffnung 65 ist mit der Pumpe 30 a über die Zuführungsleitung 38 bei einem vorherbestimmten Zuführungsdruck verbunden, während die Rückführungsöffnung 66 mit dem Ausdehnungsgefäß 34 über die Rohrleitung 35 verbunden und die Arbeitsöffnung 67 mit dem einen Steuerelement 43 a des Kontrollelementes 43 über die Rohr­ leitung 41 verbunden ist. Eine entsprechende Arbeitsöffnung in dem Entlastungsventil 37 b ist mit dem anderen Steuerelement 43 b des Kontrollelementes 43 über die Rohrleitung 42 verbunden. Diese Arbeitsöffnung ist offen, wenn das Entlastungsventil nicht betätigt ist zur Rückführung des Hydraulikmittels zum Ausdeh­ nungsgefäß 34 über den Schieber 54.

Bei Bewegung des Schalthebels 49 aus der zentralen Stellung nach links in eine vorbestimmte Position wird das Ventil 37 a betätigt. Dabei wird der Ventilschaft axial nach unten gedrückt gegen die Kraft der Druckfeder 55. Verschoben wird dabei der Kolben 53 in dem Zylinder 52 unter Zusammendrückung der Feder 55. Der dabei erhöhte Druck der Feder 55 überwindet den Druck der Feder 58, der normalerweise größer ist, und verschiebt dabei den Schieber 54 vertikal nach unten. Das Druckmedium strömt dabei von der Zuführungsöffnung 65 zu der Arbeits­ öffnung 67 hin und von dort über einen Durchlaß 68 zur Kammer 69. Es wirkt dabei gegen die Unterseite des Feder­ lagers 59 an dem Schieber 54. Gleichzeitig strömt das Druck­ medium von der Kammer 69 über eine Anschlußvorrichtung 70 zur Rohrleitung 41 hin und von dort zum Steuerelement 43 a des Kon­ trollelementes 43. Das Druckmedium strömt so lange über die Arbeitsöffnung 67 zur Kammer 69, bis der Druck in der Kammer 69 gemeinsam mit dem Druck der Feder 58 den Druck der Feder 55 überwindet und den Schieber zurück in die Anfangsposition drückt, so daß der Schieber 54 sich selbst in eine Position ver­ schiebt, in der die Arbeitsöffnung 67 sowohl nach der Zuführungs­ öffnung 65 hin als auch nach der Rückführungsöffnung 66 abge­ schlossen ist. Dort herrscht dann ein vorherbestimmter Druck in der Kammer 69, welche durch die Stellung des Schalthebels 49 bestimmt wird. Diese Position wird aufrechterhalten bis der Schalthebel 49 aus der vorherbestimmten Position bewegt wird. Bei Bewegung des entsprechenden Handgriffes des Schalthebels 49 weiter nach links wird der vorherbeschriebene Arbeitsvorgang wiederholt, so daß der Druck in der Kammer 69 zunimmt und das Steuerelement 43 a des Kontrollelementes 43 erneut betätigt wird. Je größer die Drehung des Schalthebels 49 ist, um so größer wird der Druck in der Kammer 69 und um so stärker die Betätigung des Steuerelementes 43 a. Bei Bewegung des Schalt­ hebels 49 zurück in die Anfangsposition wird die Druckbelastung an der Feder 55 entsprechend reduziert. Die Druckbelastung von der Feder 58 gemeinsam mit dem herrschenden Druck in der Kammer 69 drücken den Schieber zurück über die Ausgangsstellung hinaus, so daß der Schieber eine Strömungsverbindung zwischen der Ar­ beitsöffnung 67 und der Rückführungsöffnung 66 öffnet. Gleich­ zeitig wird der Druck an dem Steuerelement 43 a des Kontroll­ elementes 43 entsprechend gelöst. Wird der Schalthebel 49 zur Ausgangsstellung hin gerichtet, strömt das Druckmittel von der Kammer 69 her über die Arbeitsöffnung 67 und die Rückführungs­ öffnung 66 so lange, bis der Druck von der Feder 55 dem Druck der Feder 58 entspricht. Folglich wird die Arbeitsöffnung 67 sowohl von der Rückführungsöffnung 66 her als auch von der Zu­ führungsöffnung 65 abgeschlossen. Das Ventil 37 a nimmt seine neutrale Ausgangsstellung ein. Gleichzeitig wird das Steuer­ element 43 a des Kontrollelementes 43 entsprechend druckent­ lastet. Während der genannten Betätigung des Ventiles 37 a sind das andere Ventil 37 b und das zugeordnete Steuerelement 43 b der Kontroll- bzw. Steuerungsmittel ebenfalls nicht be­ tätigt.

In den Fig. 3 und 4 ist das Kontrollelement 43 dargestellt, welches durch das Ventil 37 gesteuert wird. Es ist eine Bauart dargestellt, bei welcher das Kontrollelement 43 mit dem manuell betätigbaren Schalthebel 28 des Betätigungsventiles 15 zusammen­ wirkt, wobei die Drehachse 29 an einem Ende, welches außerhalb des Gehäuses des Kontrollelementes hervorragt, mit dem Schalt­ hebel 28 und an dem entgegengesetzten Ende mit einem Verbin­ dungsarm 30 (Fig. 1) verbunden ist, während die Drehachse in einem Bereich zwischen den Enden mit zwei Nebenarmen eines Hebelarmes 70 a verbunden ist. Der Hebelarm ist an den äußeren Enden mit zwei Rollen 71, 72 ausgestattet, die mit einem Winkel­ abstand von etwa 80° zueinander angeordnet sind. Die Rollen 71, 72 können durch manuelle Betätigung des Betätigungsventiles - über den Schalthebel 28 - in einer Richtung frei geschwenkt werden, die durch die gestrichelte Linie 73 der Fig. 3 angege­ ben ist, und zwar aus der Eingriffsverbindung mit den Steuer­ elementen 43 a und 43 b des Kontrollelementes 43 heraus, wobei die genannten Teile mittels einer gemeinsamen Druckfeder 74, welche die Steuerelemente 43 a und 43 b axial gegeneinander ver­ spannt, in einer neutralen Position gehalten werden. Durch Fernsteuerung über das Ventil 37 muß der Druck des Druckmediums, welcher gegen die Steuerelemente 43 a oder 43 b wirkt, zunächst den Druck der Feder 74 überwinden, bevor das Steuerelement axial mit den zugehörigen Rollen 71 bzw. 72 verschoben werden kann. Diese Verschiebung ist abhängig vom Druck des Druckme­ diums, welches an dem Steuerelement 43 a wirksam ist. Das Steuer­ element 43 a drückt die Rolle 71 nach rechts und schwenkt da­ durch den Hebelarm 70 a um die Drehachse 29 um einen entsprechen­ den Winkel. Die Vorrichtung wird so eingestellt bzw. eingere­ gelt, daß ein vorherbestimmter Drehwinkel an dem Schalthebel 49 des Ventiles 37 einer entsprechenden Verdrehung des Schalt­ hebels 28 des Betätigungsventiles entspricht. Dies wird dadurch erreicht, daß der Steuerdruck in der Rohrleitung 41 oder in der Rohrleitung 42 in entsprechender Weise einstellbar ist.

Die Steuerelemente 43 a und 43 b sind gradlinig gegeneinander verschiebbar und kreuzen den Schwenkweg 73 der Rollen 71 und 72. Die Steuerelemente sind in einer gemeinsamen Bohrung 75 in einem Gehäuseteil 76 aufgenommen, welcher die Drehachse 29 und den Hebelarm 70 a mit den Rollen 71, 72 in einer angrenzenden Kammer 77 aufnimmt. Die Steuerelemente sind dabei in gleicher Weise konstruiert und daher in ihrer Wirkung gleich.

Das Steuerelement 43 a weist eine einen Kolben bildende Platte 78 auf, welche mit einem Auflager 79 für die Feder 74 starr verbunden ist. Von der einen Seite des Kolbens her ist der Druck des Druckmediums in der Rohrleitung 41 wirk­ sam. Auf der entgegengesetzten Seite ist der Druck des Druck­ mediums in der Kammer 77 und den angrenzenden Teilen der Bohrung 75 wirksam zusammen mit dem Druck der Feder 74. Damit der Kolben aus der dargestellten neutralen Stellung der Fig. 3 verschoben werden kann, muß der Druck in der Rohrleitung 41 den gemeinsamen Druck der Feder und den Druck des Mediums in der Kammer 77 und der angrenzenden Teile der Bohrung 75 überschreiten. Durch axiales Verschieben des Kolbens 78, 79 wird ein seitlich nach außen ragendes Teilstück 80 an dem Verbindungsteilstück des Federauflagers 79 an die Rolle 71 gedrückt. Damit der Hebelarm 70 a zu verschwenken ist, muß die Druckkraft in der Rohrleitung 41 nicht nur den Gegendruck gegen das Federauflager 79 und die Platte 78 überschreiten, sondern auch die Gegenkraft (zum Bei­ spiel eine Federkraft), welche über den Betätigungsschieber des Betätigungsventiles ausgeübt wird.

In Fig. 4 ist der zu betätigende Teil unter vorherbestimmbaren Bedingungen dargestellt. Die Rolle 71 ist dabei in einer Auf­ nahme zwischen dem nach außen ragenden Teilstück 80 und einem weiteren Eckteilstück 81 gehalten. Das Eckteilstück 81 verhin­ dert, daß die Rolle 71 und damit der Hebelarm 70 a unbeabsich­ tigt verschwenkt werden, nachdem der Hebelarm die dargestellte vorherbestimmte Position eingenommen hat. Bei Abnahme des Druckes in der Rohrleitung 41 wird das Steuerelement 43 a ent­ sprechend nach links in Fig. 4 in die Position gedrückt, die in Fig. 3 dargestellt ist.

Claims (3)

1. Fernsteuerbares Schieberventil für eine Hydraulikanlage, insbesondere für den Antrieb eines Hydraulikmotors, dessen Schieber über eine Gelenkverbindung durch eine Schalthebelanordnung manuell oder durch Steuerelemente des Steuerkreises einer Fernsteuereinrichtung betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich im nicht betätigten Zustand der Fernsteuervorrichtung (37, 37 a, 37 b) die Steuerelemente (43 a, 43 b) außerhalb des Stellweges (73) der Schalthebelanordnung (70 a, 71, 72) befinden und daß bei Betätigung der Fernsteuervorrichtung (37, 37 a, 37 b) die Steuerelemente (43 a, 43 b) durch die Fernsteuervorrichtung in den Verstellweg (73) der Schalthebelanordnung (70 a, 71, 72) verschiebbar und mit dieser kuppelbar sind.

2. Fernsteuerbares Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Steuerkreises als hydraulischer Steuerkreis zwei gegen den Druck einer zwischengelagerten Feder (74) hydraulisch gegeneinander verschiebbare Steuerelemente (43 a, 43 b) vorgesehen sind, von denen zum Verschieben des Schiebers (27) in die eine oder in die andere Steuerstellung jeweils eines (43 a bzw. 43 b) mit Druckmittel beaufschlagt ist, daß die Schalthebelanordnung aus einem doppelarmigen, schwenk­ baren Hebel (70 a, 71, 72) besteht, der mit dem Schalthebel (28) starr verbunden ist, wobei die Hebelarme (70 a) jeweils in der entsprechenden Steuerstellung mit dem jeweils zugeordneten Steuerelement (43 a bzw. 43 b) kuppelbar bzw. gekuppelt sind.

3. Fernsteuerbares Schieberventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Hebelarme (70 a) Rollen (71, 72) vorgesehen sind, die in entsprechenden Aufnahmen (80, 81) der Steuerelemente (43 a, 43 b) in den Kuppelstellungen eingreifen.