DE2712076A1 - Vorrichtung zur sicherung gegen leitungsbruch - Google Patents

Description

Meissner & Meissner

PATENTANWALTSBÜRO

ERLlN — MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPLING. H.-J. PRESTING (BLN)

HERBERTSTR 22, 1000 BERLIN

IhrZi	Ihr Schreiben vom	Unsere Zeichen	Berlin,	den
		Pr/Tm
		62926	17.	März 1977
lichen

BR0DR. S0YLAND A/S, 4340 BRYNE. NORWEGEN

"Vorrichtung zur Sicherung gegen Leitungsbruch¹¹

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung gegen Bruch in Druckleitungen und Schläuchen in hydraulischen Anlagen, wie Aufzugeinrichtungen. Baumaschinen, forstwirtschaftlichen Maschinen und dergl. Zusätzlich zu einer Herabsetzung der Bruchgefahr soll die Erfindung auch eventuelle Folgen eines Leitungsbruches vermeiden, indem sie völlige Kontrolle über das Arbeitsgerät auch nach Eintreffen eines Bruches bewirkt. Ferner soll die erfindungsgemäße Vorrichtung eine die Gefahr einer Überlastung des Arbeitsgerätes eliminierende Entlastungseinrichtung umfassen.

Es sind bereits unterschiedliche Sicherungsvorschläge gegen Unfälle und Schäden infolge Brüchen in Druckleitungen bekannt. An Hubwerken und dergl· werden beispielsweise die Absenkung bremsende Ventile eingesetzt, die sich öffnen, wenn

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die entgegengesetzte Seite des Kolbens eines Zylinders mit Druck beaufschlagt wird. Es muss somit zum Absenken einer Last Druck eingesetzt werden. Die Steuerung derartiger Ventile ist indessen kompliziert„

Andere bekannte Vorrichtungen umfassen ein Ventil, das schliessen soll, wenn die Strömungsgeschwindigkeit besonders gross wird, was in der Regel bei einem Leitungsbruch der Fall ist. Weitere Lösungen umfassen den Einbau des riehtungssteuernden Ventils direkt am Arbeitsgerät zur völligen Eliminierung der Druckleitungen. In vielen Fällen kann dies wegen den Forderungen an geringen räumlichen Aufwand und geringes Gewicht nicht so einfach erzielt werden.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist das Beheben der obenerwähnten Nachteile, was mittels einer Vorrichtung mit den in den Ansprüchen angegebenen Merkmalen erzielt wird«

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, wo

Fig_o 1 ein hydraulisches System mit einer Sicherungsvorrichtung laut der Erfindung und

Fig. 2 ein praktisches Ausführungsbeispiel der Sicherungsvorrichtung darstellt.

In Fig. 1 umfasst die Sicherungsvorrichtung 1 die innerhalb der gestrichelten Linie vorgesehenen Teile. Das Arbeitsgerät ist hier ein Zylinder 2, an welchem eine in der Kammer A des Zylinders 2 einen Druck verursachende Last P hängt. Die Sicherungsvorrichtung 1 ist am Zylinder fest montiert, derart, dass das Zylindertor 3 über einen Kanal 4 mit der Sicherungsvorrichtung in Verbindung steht. Der Druck der Last P verpflanzt sich durch das Tor 3 und den Kanal 4 in ein Einwegventil 5 und ein Pilotventil 6, die normal beide geschlossen sind.

In diesem Zustand ruht die Last P an den erwähnten Ventilen und die Druckleitung 7 kann völlig entlastet werden. Das Richtungsventil 8 ist in der Regel eine Art Schieberventil, wo eine geringe Leckage die Leitung 7 rasch völlig entlastet. Falls die Leckage im Ventil 8 störend sein sollte, wird die Sicherungsvorrichtung 1 diesen Nachteil beheben.

Soll die Last P angehoben werden, wird Steuerdruck durch ein nicht dargestelltes Steuerventil einer Leitung 9 zugeführt, und der Schieber des Ventil 8 derart verschoben, dass die Bahn

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eingeschaltet wird. Dies bewirkt, dass die Verbindung zwischen einer Druckleitung 12 und einer Rückleitung 15 nun geschlossen wird und Druckmittel über ein Einwegventil 13 und einen Kanal 14 zur Druckleitung 7 und ferner durch das Einwegventil 5, den Kanal 4 und das Tor 3 zur Kammer A strömt.

Wenn sich der Kolben im Zylinder bewegt, strömt Rückströmungsmittel aus der Kammer E des Zylinders durch die Leitung 16 zum Richtungsventil 8 und weiter zu dem Ölbehälter des Systems durch eine Tankleitung 17. Ein Bruch in der Druckleitung 7 bewirkt, dass das Einwegventil 5 umgehend schliesst und hindert, dass die Last hinunterfällt. Zum Absenken der Last wird das Steuerventil derart betätigt, dass in einer Steuerleitung 18 Druck entsteht. Der Steuerdruck in dieser Leitung verschiebt den Schieber im Ventil 8 und schaltet die Bahn 11 ein, so dass Druckmittel aus der Pumpe F nun durch die Leitung 16 zur Kammer B strömen kann. (In der Tat bedarf es keines Druckes in der Kammer B, sondern nur eines Nachfüllens, wenn die Last den Kolben zur Kammer A hin bewegt.)

Der Steuerdruck in der Leitung 18 betätigt gleichzeitig ein Pilotventil 19, welches öffnet und einen Steuerkanal 20 mit einer Leitung 21 und einem Rücklauftor 44 zum druckfreien Tank verbindet.

Mit zunehmendem Druck in der Steuerleitung 18 öffnet das Pilotventil fortschreitend und der Pilotdruck im Kanal 20 nimmt ab. Dies führt mit sich, dass das pilotgesteuerte Ventil 6 öffnet und Druckmittel aus der Kammer A in einen Rücklaufkanal 22, durch das Tor 3 und den Kanal 4 durchlässt.

Wie hervorgehen dürfte, wird die Druckleitung 7 weder beim Anheben noch beim Absenken der Last belastet. Auch wenn die Druckleitung 7 reissen sollte, hat man völlige Kontrolle über das Arbeitsgerät und dieses kann manövriert werden, auch wenn die Leitung 7 fehlen uäd/oder das Leitungsventil 8 nicht funktionieren sollte.

-Das Pilotventil 19 weist ferner eine Steuerleitung 23 auf. Wenn bei Überlastung ein besonders hoher Druck in der Kammer A entsteht, verpflanzt sich dieser durch den Kanal 4 zum Ventil Der Steuerdruck im Steuerkanal 20 steigt entsprechend und verpflanzt sich durch die Steuerleitung 23 zum Pilotventil. Wenn dieser Steuerdruck einen im voraus eingestellten Wert überschreitet, öffnet das Pilotventil 19 und entlastet das pilot-

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gesteuerte Ventil 6 derart, dass das Letztere Druckmittel zum Tank durchlässt. Sobald der Druck auf den eingestellten Wert absinkt, schliessen das Pilotventil 19 und das Ventil 6 wieder.

Ein Beispiel des Aufbaus der Sicherungsvorrichtung 1 in einem praktischen Fall ist in Fig. 2 dargestellt. In einem äusseren Gehäuse 24 ist ein Pilotventil 6 vorgesehen. Es besteht aus einem Ventilgehäuse 27, das Dichtungen zum Gehäuse 24 und eine Führung für einen Ventilkegel 28 umfasst. Der Ventilkegel 28 weist eine Drosselöffnung 29 auf und wird durch eine in einem eigenen Gehäuse 31 liegende Feder 30 auf seinem Sitz im Gehäuse gehalten. Die Sicherungsvorrichtung umfasst ferner ein Pilotventil 19 zur Steuerung des Ventils 6. Das Pilotventil 19 besteht aus einem Pilotgehäuse 23, welches Dichtungen gegen das Gehäuse 24, eine Führung für einen Pilotschieber 34, einen Pilotkegel 35, eine Feder 36, eine Stellschraube 37 und ein Federgehäuse 39 aufweist. Im Gehäuse 24 ist auch ein von einer Feder 40 gegen seinen Sitz gehaltenes Einwegventil 5 vorgesehen. Ferner weist das Gehäuse 24 ein Einlauftor 41, ein Auslauftor 42, einen Pilotkanal 20, ein Steuertor 43, ein Drainiertor 44 und ein Zylindertor 3 auf.

Die Wirkungsweise der Sicherungsvorrichtung ist wie folgt: Beim Anheben der Las P (Fig. 1) wird dem Einlauf 41 (Fig. 2) Druckmittel zugespeist, welches durch das Einwegventil 5 zum Zylindertor 3 strömt. Das Druckmittel verpflanzt sich vom Zylindertor 3 zum vorderen Ende des Ventilkegels 28 im pilotgesteuerten Ventil 6, durch die Drosselöffnung 29 zur Rückseite (Federseite) des Ventilkegels und hält diese in bekannter Weise gegen den Sitz 45 verschlossen. Das Druckmittel verpflanzt sich weiter durch eine Bohrung 46 zum Pilotkanal 20 und Pilotventil 19. Der Druck wird durch eine Bohrung 47 im Pilotgehäuse 33 und einen Kanal 48 im Pilotschieber 34 zum Pilotkegel 35 weitergeführt. Der Pilotkegel ist durch die Feder 36 abdichtend gegen seinen Sitz gehalten. Durch die Stellschraube 37 wird die Federkraft gegen den Pilotkegel 35 geregelt und damit die höchste Grenze des Pilotdruckes bestimmt. Wird die eingestellte Grenze überschritten, hebt sich der Pilotkegel 35 von seinem Sitz und lässt Druckmittel über das Drainiertor 44 zum Tank durch. Das pilotgesteuerte Ventil 6 verbleibt geschlossen so lange der Druck im Zylindertor 3 eine Höchstgrenze nicht überschreitet. Wenn der Hubvorgang beendigt ist, schliesst das Einwegventil 5

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und die Last P hängt daran und am pilotgesteuerten Ventil 6. Die Druckmittel zur Sicherungsvorrichtung führenden Rohre und Schläuche sind somit völlig entlastet.

Zum Absenken der Last wird Steuerdruck aus der Leitung 18 (Fig. 1) zum Steuertor 43 gespeist. Dieser Steuerdruck übt eine Kraft auf das Ende des Pilotkegels 34 aus, und wenn diese Kraft die Federkraft der Feder 38 übersteigt, wird der Pilotschieber gegen die Federwirkung verschoben. Eine Dichtungsschulter 49 wird dabei über eine Drosselnut 50 geführt und errichtet eine Verbindung vom Pilotkanal 20 zum Drainiertor 44 durch die Bohrung 47 im Pilot schieber. Je nachdem die Öffnung über den Drosselnuten 50 zunimmt, wird die Verbindung zwischen dem Pilotkanal 20 und dem Drainiertor 44 zum druckfreien Tank mehr und mehr frei, und der Pilotdruck für das pilotgesteuerte Ventil 6 nimmt ab. Bei einem hinreichend niedrigen Pilotdruck öffnet das Ventil 6 nach und nach und lässt Druckmittel zum Zylindertor 3 über den Sitz 45 zum Ausläuftor 42 durch. Durch Regelung des Pilotdruckes und damit der Öffnung des pilotgesteuerten Ventils 6 wird der Druckmittelstrom vom Zylindertor 3 und damit die Bewegung der Last P geregelt. Es geht auch hervor, dass man volle Kontrolle über die Last P hat, unabhängig davon, welche Verbindung zwischen dem Auslauftor 42 und dem Tank besteht. Auch wenn diese Verbindung gebrochen sein sollte, hat man völlige Kontrolle über der Last.

Sowohl während des Hubvorganges, als auch während des Absenkvorganges ist der Pilotkegel 35 von einer stetigen Federkraft beeinflusst und die gesamte Vorrichtung gegen Überlastung gesichert. Dies wird derart erzielt, dass der Pilotkegel mit Feder in dem Pilotschieber eingebaut ist und beim Manövrieren der Last diesen begleitet. Das Druckmittelsystem ist somit unter allen Umständen gegen Überlastung gesichert.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   Iy Vorrichtung zur Sicherung gegen Leitungsbruch (Schlauchbruchsicherung) in Druckmittelsystemen für mit Druckmittel angetriebenen Zylindern, Motoren und dergl., dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass sie von demselben Steuersystem wie das Manövrierventil oder Richtungsventil für das Arbeitsgerät (Zylinder, Motor oder dergl.) gesteuert wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein zur Sicherung gegen überlastung des Arbeitsgerätes unabhängig vom Zustand der Anlage (d.h. ob die Last stillsteht oder in Bewegung ist) und unabhängig von anderen Sicherungen im System eingerichtetes Pilotventil aufweist.
3. 3o Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zur Beaufschlagung vom Steuerdruck eingerichteten Pilotschieber (34), der gegen die Wirkung einer Feder (38) verschiebbar ist, wobei Pilotmittel fortschreitend über Steuernuten (50) zur Regelung eines pilotgesteuerten Ventils (6) zum druckfreien Tank durchgelassen wird, damit variierende Druckmittelmengen aus dem Zylindertor (3) zu einem Rücklauftor (42) gelassen werden.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pilotschieber (34) einen druckbegrenzenden aus einem Kegel (35), einer Feder (36) und einer Stellschraube (37) bestehenden Pilot enthält. 5ο Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pilotgesteuerte Ventil (6), das Pilotventil (19) und ein Einwegventil (5) in einem gemeinsamen für direkten Einbau am Arbeitsgerät gestalteten Gehäuse (24) untergebracht sind_o

   DipOng. H..

   C Patente*

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   ORIGINAL INSPECTED