DE2720563C2 - Druckmittelkreislauf - Google Patents

Druckmittelkreislauf

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DE2720563C2
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Shoketsu Kinzoku Kogyo Kk Tokyo Jp
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Description

60
Die Erfindung betrifft einen Druckmittelkreislauf mit einer aus einem Zylinder und einem Kolben bestehenden Betätigungseinrichtung, sowie einer Druckmittelleitung für den ROcklaufhub des Kolbens, die mit der kolbenstangenseitigen Kammer verbunden ist einer Druckmittelleitung für den Vortrieb des Kolbens, die mit der Zylinderkopfkammer verbunden ist, einem Umkehrventil, das die Druckmittelquelle abwechselnd mit einer der beiden Druckmittelleitungen verbinde sowie einer aus einem Rückschlag- und einen Drosselventil bestehenden Ventilanordnung in der zu Zylinderkopfkammer führenden Druckmittelleitunj durch die das Druckmittel zum Vortrieb des Kolben nur in der Richtung vom Umkebrventil zur Zylinder kopfkammer zuführbar ist
Bei derartigen Druckmittelkreisläufen wird bekannt lieh in dem Zylinder einer Betätigungseinrichtunj mittels eines Druckmittels ein Druck erzeugt, um de Kolben zu verschieben, so daß die Bewegung de Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist al Arbeit abgenommen werden kann. Die von de Betätigungseinrichtung ausgeführte Arbeit hängt voi dem Druck des Druckmittels ab, der auf einer Seite de Kolbens in der Zylinderkopfkammer erzeugt wird Andererseits braucht der Druck, der für die RQckfüh rung des Kolbens erforderlich ist und in der anderei Kammer, in der sich die Kolbenstange befinde (kolbenstangenseitige Kammer), aufgebaut wird, nich so hoch zu sein, wie der Druck, der für den Vortrieb de Kolbens erforderlich ist und kann somit auf einei möglichst niedrigen Wert reduziert werden. Es is allgemein üblich, nach der Regulierung des Drucke einen Druck gleicher Höhe in beiden Kammern zi benutzen, wobei die Fließrichtung des Druckmittels mi Hilfe eines Ventils umgekehrt wird. Mit andere Worten wird ein Druckmittel mit einem übermäßi, hohen Druck tür die Rückführung des Kolbens in de Betätigungseinrichtung benutzt
Bei der Steuerung der Geschwindigkeit eine innerhalb dre Zylinders einer Betätigungseinrichtun hin- und hergehenden Kolbens werden zwei System benutzt nämlich die Auslaufsteuerung und die Einlauf steuerung. Bei der Auslaufsteuerung bleibt der Drucl beim Abschalten der Betätigungseinrichtung nac Ausführung der Arbeit innerhalb des Zylinders au atmosphärischem Druck, so daß die Regulierung de Geschwindigkeit des Kolbens nur möglich ist, wenn eii Druck aufgebracht wird. Auf diese Weise wird i anderen Fällen die Regulierotig der Geschwindigkei eines Kolbens unmöglich, so daß oft eine Beschädigunj einer Befestigungseinrichtung oder ein Unfall de Betätigungsperson auftritt Aus diesem Grunde sollt die die Einrichtung betätigende Person in erhöhter Maße bei Beginn der Arbeit aufpassen, wodurch di Wirksamkeit verringert wird. Die Einlaufsteuerung win aus diesem Grunde in weit größerem Maße verwende Sie hat den Nachteil, daß die Zeit die erforderlich ist ur in einem Zylinder einen Druck aufzubauen, von de Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels abhäng das dem Zylinder zugeführt wird, und führt daher 21 einem langsamen Rückstoß des Kolbens und daher ζ einem geringeren Wirkungsgrad.
Ein solcher Druckmittelkreis mit einer Einlaufsteu« rung ist beispielsweise in Bild 53 auf der Seite 62 de Druckschrift »Pneumatische Steuerungen« vo W. Deppert/K. Stoll, Vogel-Verlag, 2. Auflage, 197: dargestellt Das Bild 54 auf der Seite 63 der gleiche] Druckschrift zeigt einen Druckmittelkreis mit eine Auslaufsteuerung, bei dem das Druckmittel jedoch at der Seite der Kolbenstange frei durch die Leitun, durchtreten kann, ohne daß eine Regulierung möglic ist Dies ist auch bei dem Druckmittelkreis der Fall, de in der Abbildung 22 auf der Seite 67 der Druckschril »Ingenieur Digest«, Heft 3, März 1971, dargestellt is Auch hier kann das Druckmittel kolbenstangenseiti ohne Drucksteuerung frei durchtreten.
I Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, Jbesteht demgegenüber darin, einen Druckmittelkreis. imit einer Betätigungseinrichtung so auszubilden, daß !der Druck des Druckmittels, der für den Rückstoß des iKolbens erforderlich ist, auf einem möglichst geringen sWert gehalten wird, um auf diese Weise Energie für den Rücklaufhub einzusparen.
Die Erfindung geht von einem Druckmittelkreislauf ider eingangs beschriebenen Art aus und besteht in den Merkmalen, die den kennzeichenden Teil des Anspru-10 ches bilden.
Der wesentliche Unterschied zwischen dem Stand der -Technik und dem Anmeldungsgegenstand Hegt darin, daß in der Druckmittelleitung des Druckmittelkreises, die von dem Umstellventil zu dßr kolbenstangenseitigen Kammer des Zylinders führt, eine Ventilanordnung eingebaut ist, die aus einem Druckregelventil und einem Mengensteuerventil besteht, sowie in der besonderen Ausbildung dieser Ventilanordnung, mit der es möglich ist, den Druck des Druckmittels für den Rückstoß des -Kobens auf einem so geringen Wert zu halten, daß Energie für den Rücklaufhub eingespart wird.
; In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiei der Erfindung dargestellt Es zeigt
Fig. 1 einen Druckmittelkreislauf mit einer Betäti-25 gungseinrichtung und einer Auslaufregulierung sowie einer Ventilanordnung zur Steuerung der Druckmittelmenge und zur Regulierung des Druckes, wobei die Betätigungseinrichtung und die Ventilanordnung im Querschnitt dargestellt sind, und
Fig.2 und 3 Querschnitte durch das Ventil zur Steuerung der Druckmittelmenge in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform besteht aus einem Druckmittelkreis mit einer Betätigungseinrichtung mit Auslaufregulierung. Mit 1 ist eine Ventilanordnung mit einem Ventil zur Steuerung der Druckmittelmenge und einem Ventil zur Druckregulierung bezeichnet die mit einer Eingangsöffnung 2 und einer Ausgangsöffnung 3 versehen ist Die Drücke, die an der Einlaßöffnung 2 und der Auslaßöffnung 3 herrschen, sind mit PX und P2 bezeichnet Eine Durchgangsöffnung 4 verbindet die Einlaßöffnung 2 mit der Ausgangsöffnung 3; mit einem Ventil 6 zum Regulieren des Druckes, das einen Ventilkörper 5 »5 enthält, der mit einem Ventilsite 8 zusammenwirkt, kann die Durchtrittsöffnung für das Druckmittel verschlossen werden. Der Ventilkörper 5 wird durch Federdruck in Richtung des Ventilsitzes 8 gedrückt, der eine Öffnung mit einem Querschnitt a hat Gegen den Ventilkörper 5 ,0 stößt eine Stange 7, deren anderes Ende in einer Zylinderkammer 9 gegen einen Kolben 11 stößt, der verschiebbar in dem Zylinder 10 angeordnet ist Zwischen der rückwärtigen Fläche des Kolbens 11 und einer Einrichtung 14 zum Einstellen des Druckes, die in einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 15 in der Wandung des Ventilgehäuses eingeschraubt ist befindet sich eine Feder 13 zum Einstellen des Drucks. Eins Verbindungsöffnung 12 verbindet die Zylinderkammer 9 mit der Durchtrittsöffnung für das Druckmit- ,0 teL Normalerweise ist zwischen dem Ventilkörper 5 und dem Ventilsitz ein Spalt vorhanden, so daß eine bestimmte Druckmittelmenge durchtreten kann. Die Kraft W der Feder 13, die auf den Ventilkörper 5 über den Kolben 11 und die Stange 7 einv/irkt, kann durch >5 Drehen der Einrichtung 14 einreguliert werden, die einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 16 hat, der mit dem Gewindeteil 15 zusammenwirkt. Mit 17 ist
40 ein Steuerventil für die Druckmittelmenge bezeichnet, das ebenfalls in dem Ventil angeordnet ist und mit dem die Öffnung des Ventils 17 einreguliert werden kann.
Das Ventil 17 befindet sich auf der Ausgangsseite und besteht aus einem Ventflkörper 19, der sich gegen einen Ventilsitz 18 legen kann, einer Ventilirtange 22, deren eines Ende gegen den Ventükörper 19 anliegt, während das andere Ende mit dem Teil 21 verbunden ist, mit dem die Einstellung erfolgt Das Teil 21 besteht aus einem mit einem Gewinde versehenen zylindrischen Abschnitt 24, der in einen mit einem Innengewinde versehenen Abschnitt 23 der Wandung eingeschraubt werden kann. Mit 25 ist ein O-Ring bezeichnet, der dazu dient, die Durchgangsöffnung für das Druckmittel luftdicht zu verschließen. Der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 24 hat einen freiliegenden Endabschnitt 26, dessen Ende mit einem Schlitz 27 versehen ist so daß er mit einem Schraubenzieher gedreht werden kann. Beim Drehen des Schlitzes 27 kann die Stange 22 so verschoben werden, daß sie sich gegen den Ventilkörper 19 verschiebt; arJ diese Weise kann das Spiel zwischen dem Ventilkörper 19 und dem Ventilsitz Hi eingestellt werden.
Zwischen dem Druck P1 (auf der Primärseite) und dem Druck PI (auf der Sekundärseite) herrscht die folgende Beziehung:
Pl
W-Ρ/α
S-a
Unter der Voraussetzung, daß der Druck Pl auf der Primärseite konstant ist v/erden der Querschnitt S des Kolbens 11 und der Öffnungsquerschnitt a des Ventils 6 zum Regulieren des Druckes konstant gehalten. Damit ist der Druck P2 auf der sekundären Seite proportional der Kraft VVder den Druck regulierenden Feder 13. Auf diese Weise ist es möglich, auf der sekundären Seite einen Druck P2 zu erhalten, der proportional der Kraft der Feder 13 ist.
Die Ventilanordnung 1 zum Regulieren der Druckmittelmenge und zum Regulieren des Druckes ist mit einem Zylinder 28 einer Betätigungseinrichtung verbunden. Der Innenraum des Zylinders 28 ist mittels eines Kolbens 29 in zwei Kammern unterteilt; eine Kammer liegt auf der Seite der Kolbenstange (kolbenstangenseitige Kammer), die andere auf der Seite des Zylinderkopfes (Zylinderkopfkammer). Ober eine Leitung 32 ist die kolbenstangenseitige Kammer des Zylinders 28 mit dem Ventil 1 zum Regulieren der Druckmittelmenge und des Druckes verbunden, das seinerseits mit einem Ventil 31 zum Ändern der Strömungsrichtung in Verbindung steht Eine andere Leitung 34 führt von der Zylinderkopfkammer des Zylinders 28 über ein Rückschlag-Drosselventil 33 zu dem Ventil 31 zur Änderung der Strörnungsrichtung. Die Bewegung des Kolbens 29 innerhalb des Zylinders 28 wird über die Kolbenstange 30 als Arbeit abgenommen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Kreis mit einer Ausströmregulierung, der aus einer Leitung 32 besteht die von einer Druckmittelquelle 35 über das Ventil 31 zur Richtungsänderung und das Ventil 1 zum Regulieren des Druckes und der Druckmittelmenge zu der kolbenstangenseitigen Kammer des Zylinders 28 führt, während eine andere Leitung 34 die Druokmittelquelle über das Ventil 31 und das Absperrventil 33 mit der Zylinderkopfkammer verbindet. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, enren von der Druckmittelquelle 35 aufgegebenen Druck, der auf die kolbenstangensei-
tige Kammer des Zylinders 28 einwirkt, um den Kolben 29 zurückzudrücken, mittels der den Druck regulierenden Feder 13 auf einen geringeren Wert zu reduzieren. Wenn das Druckmittel mit einem bestimmten Druck über die Leitung 34 auf die Zylinderkopfkammer aufgegeben wird, wird das in der anderen Kammer befindliche Druckmittel über die Leitung 32 sowie das Ventil 17 zur Regulierung der Druckmittelmenge zur Druckmittelquelle 35 zurückgeleitet. Die Arbeitsweise des Ventils 17 ist auf den F i g. 2 und 3 dargestellt. F i g. 2 zeigt die Stellung, bei der die kolbenstangenseitige Kammer des Zylinders 28 mit dem Druckmittel beaufschlagt wird, während bei der auf F i g. 3 dargestellten Stellung das Druckmittel aus dieser Kammer abgezogen wird, wie sich aus den jeweiligen Stellungen des Ventilkörpers 19 zum Ventilsitz 18 ergibt.
Das Rückschlagventil in der Ventilanordnung 33 erlaubt einen Durchfluß des Mediums nur in Richtung der Zylinderkopfkammer. Beim Zurückfahren des Kolbens 29 wird, wenn ein Druck, der eine gegebene Höhe überschreitet, auf das Ventil 6 ausgeübt wird, ein Druck über die Leitung 12 auf den Kolben 11 ausgeübt, so daD sich der Kolben 11 und damit die Kolbenstange 7 zurückbewegt, wobei sich der Ventilkörper 5 gegen den Ventilsitz 8 legen und die Druckmittelleitung 4 verschließen kann. Andererseits wird nach dem Vortrieb des Kolbens das Druckmittel aus der kolbenstangenseitigen Kammer Über den Spalt zwischen dem Ventilkörper 19 und dem Ventilsitz 18, sowie einen Spalt zwischen dem Ventilkörper 5 und derft Ventilsitz 8 herausgedrückt und gelangt zur Einlaßöffnung 2. Auf diese Weise kann der Druck zum Rückführen des Kolbens 29 auf ein gewünschtes Maß reduziert werden, wodurch für den Rückstoß des Kolbens 29 erforderliche Energie eingespart wird.
Hierzu 2 B'a» 7eichnunaen

Claims (1)

  1. Patentanspruch;
    DrucKmittelkreislauf mit einer »us einem Zylinder und einem Kolben bestehenden Betätjgungseinrichtung, sowie einer Druckmittelleitung für den ROcklaufhub des Kolbens, die mit der kolbenstajigenseitigen Kammer verbunden ist, einer Druckmittelleitung für den Vortrieb des Kolbens, die mit der Zyünderkopfkammer verbunden ist, einem Umkehrventil, das die Druckmittelquelle abwechselnd mit einer der beiden Druckmittelleitungen verbindet, sowie einer aus einem Rückschlag- und einem Drosselventil bestehenden Ventilanordnung in der zur Zylinderkopfkammer führenden Druckmittelleitung, durch die das Druckmittel zum Vortrieb dss Kolbens nur in der Richtung vom Umkehrventil ziu Zylinderkopfkammer zufuhrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die zur kolbenstangenseitigen Kammer des Zylinders (28) führende Druckmittelleitung (32) eine aus einem Mengensteuerventil (IT) und einem Druckregelventil (6) bestehende Stromventiianordnung eingebaut ist, deren Ausiaßöffnung (3) mit der kolbenstangenseitigen Zylinderkammer und deren Einlaßöffnung (2) mit dem 2s Umkehrventil (31) verbunden ist, daß die Stromventüanordnung einen Durchgangskanal (4) enthält, der die Einlaßöffnung (2) Ob^r das Druckregelventil (6) und das Mengensteuerventil (17) mit der Ausgangsöffnung (3) verbindet daß das Mengensteuerventil (17) aus einem Ventilkörper (19), einer Ventilstange (22) und einer Reguliereinrichtung (21) zum Einstellen dei. Lage der Ventilstange besteht und der Ventilkörper (19) mittels einer Feder (20) gegen ein Ende der Ventilstpnge zur Begrenzung des Druckmitteldurchgangcs drückbar ist, daß das Druckregel· ventil (6) aus einem VentilKörper (S), aus einer darin angeordneten und in Schließstellung drückenden Feder und aus einem Kolben (U) besteht, der unter der Einwirkung einer kolbenseitigen Feder (13) Ober <o eine zwischen dem Ventilkörper (5) und dem Kolben
    (11) eingesetzte Stange (7) den Ventilkörper (5) in Offenstellung drückt, wobei das Druckregelventil (6) mittels des Kolbens (11) einstellbar ist, um das Druckmittel mit einem vorgegebenen Druck durch die Durchgangsöffnung (4) strömen zu lassen und das Druckregelventil (6) eine Verbindungsöffnung
    (12) enthält, die den Durchgang von Druckmittel vom Durchgangskanal (4) zum Kolben (U) derart ermöglicht, daß bei Überschreiten eines bestimmten Druckes in der Durchgangsöffnung (4) der Kolben (U) entgegen der der kolbenseitigen Feder (13) verschiebbar, die Stange (7) unter der Einwirkung der ventilkörperseitigen Feder zurückdrückbar und der Druckmitteldurchgang im Durchgangskanal (4) absperrbar ist
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