DE2733212A1

DE2733212A1 - Ventilanordnung zur steuerung und ueberwachung von hydraulikmotoren

Info

Publication number: DE2733212A1
Application number: DE19772733212
Authority: DE
Inventors: Gordon David White
Original assignee: BULLOUGH Ltd
Current assignee: BULLOUGH Ltd
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1978-02-16
Also published as: GB1556423A; FR2359339A1; US4175909A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung zur Steuerung und Überwachung von Hydraulikmotoren.

Wird ein Hydraulikmotor verwendet/ um beispielsweise eine Kettensäge oder eine Schleifscheibe anzutreiben, so ist es erforderlich, eine Freilaufanordnung vorzusehen, um ein sofortiges Abbremsen oder Stoppen des umlaufenden Elementes des Hydraulikmotors zu verhindern, wenn die Hochdruck-Hydraulikversorgung zum Motor unterbrochen oder beendet wird. Dementsprechend kommt es bei der erfindungsgemäßen Anordnung darauf an, eine Steuerventilanordnung anzugeben, die den Freilauf eines Hydraulikmotors ermöglicht.

Im Betrieb einer Kettensäge ist es erforderlich, die Kette mit einem Vorrat an Schmiermittel zu versorgen, es ist aber auch erforderlich, daß die Versorgung mit Schmiermittel aufhört, wenn die Kettensäge nicht in Betrieb ist. Ferner ist es wünschenswert, daß eine Portion Schmiermittel auf die Kette aufgebracht wird, bevor die Kette in Betrieb genommen wird.

Es ist daher weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Steuerventilanordnung für einen Hydraulikmotor einer Kettensäge anzugeben, mit der die oben angegebenen Schmierungsmöglichkeiten gewährleistet sind.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird daher eine Steuerventilanordnung für Hydraulikmotoren angegeben, die sich dadurch auszeichnet, daß ein Ventilelement zwischen einer ersten Stellung, in der dem Hydraulikmotor ein Hochdruckfluid zugeführt wird, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in der die Hochdruckquelle an einen Vorratsbehälter angeschlossen ist, daß das Ventilelement eine Spule aufweist, die mit einem ständig an einen Vorratsbehälter angeschlossenen hohlen Inneren sowie einer zylindrischen Wand mit Öffnungen ausgestattet ist, welche in der ersten Stellung des Ventilelementes geschlossen sind, um einen Fluß des Hochdruckfluids in das Innere der Spule zu verhindern, die jedoch

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offen sind, wenn das Ventilelement sich in seiner zweiten Stellung befindet.

Die Spule ist vorzugsweise innerhalb eines Ventilblocks mit einer Galerie angeordnet, die um die Spule für die Verbindung zwischen der Hochdruck-Einlaßöffnung von der Versorgung und einer zum Motor führenden Hochdruck-Auslaßöffnung sorgt, wobei die Anordnung so gewählt ist, daß die beiden Hochdrucköffnungen ständig miteinander in Verbindung stehen.

Die in der zylindrischen Wand der Spule ausgebildeten Öffnungen sind derart angeordnet, daß sie in der ersten Stellung des Ventilelementes sich gerade nicht mehr mit der Galerie in Verbindung befinden, während die Offnungen in der Spule in der zweiten Stellung des Ventilelementes für eine Verbindung zwischen der Galerie und dem Inneren der Spule und damit dem Vorratsbehälter sorgen, so daß die Hochdruckversorgung direkt zum Vorratsbehälter anstatt zum Motor führt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Ventilanordnung für Hydraulikmotoren vorgesehen, die sich dadurch auszeichnet, daß ein Steuerventil vorgesehen ist, das das Ausströmen des Hydraulikfluids längs eines Schmiermittel-Versorgungsdurchganges sowie den Steuerungsvorgang des Hydraulikmotors überwacht, wobei die Anordnung so gewählt ist, daß der Schmiermittel-Versorgungsdurchgang geöffnet wird, bevor der Hydraulikmotor vollständig betriebsfähig ist, wenn die Spule aus ihrer Ruhestellung heraus bewegt wird.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Versorgungskreises für den Hydraulikmotor;

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Fig. 2 eine schematische Darstellung des Steuerventiles

in seiner Ausschaltstellung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Steuerventiles

in seiner Einschaltstellung;

Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Steuerventiles in seiner tatsächlichen körperlichen Ausgestaltung;

Fig. 5 einen Schnitt durch das Steuerventil nach Fig. 4;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer mit dem

Steuerventil ausgestatteten Kettensäge; und in

Fig. 7 eine Darstellung im Schnitt durch einen Teil der

Kettensäge.

Die generelle Anordnung des in Fig. 1 dargestellten Versorgungskreises weist eine Versorgungsleitung A auf, über die das Hydraulikfluid von einer nicht dargestellten Hochdruckquelle zur Versorgung des Motores B und dann der Niederdruck-Auslaßleitung C zugeführt wird, welche zum Vorratsbehälter führt. Wenn der Motor sich nicht in seinem Betriebszustand befindet, so wird das Hydraulikfluid oder -öl mittels eines Ventiles E längs eines Umwegkanales D und dann zur Niederdruck-Auslaßleitung C geführt. In diesem Zustand, in dem das Ventil E offen ist, sind die Leitungen zum und vom Motor B offen für die ölversorgungs- und Abführungsleitungen, so daß nun gleiche Druckbedingungen auf beiden Seiten des Motores herrschen. Der Motor kann sich somit frei unter seiner eigenen restlichen Energie drehen und, wenn sich das Motorantriebselement dreht,seine Drehbewegung fortsetzen und als Pumpe arbeiten und dabei öl aus der Leitung A der Leitung C zuführen. Aufgrund der gleichen Druckbedingungen wird er jedoch allmählich auslaufen und schließlich anhalten. Wenn daher der Motor als Antrieb für

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eine Kettensäge oder eine Schleifscheibe angeordnet ist, wird die Motorabtriebswelle freilaufen können, wenn der Antrieb für den Hydraulikmotor beendet wird, so daß auf diese Weise die Wahrscheinlichtkeit einer Beschädigung vermieden wird, insbesondere wenn das angetriebene Teil eine Schleifscheibe ist.

In Fig. 2 und 3 ist die Konstruktion des Ventiles zur Erreichung der oben beschriebenen Möglichkeiten schematisch wiedergegeben. In der Ausschalt- oder AuBerbetriebsstellung wird das in die Hochdrucköffnung K eintretende öl durch Löcher im Umfang der Spule L in das hohle Innere der Spule L eindringen und von dort zum Niederdruckauslaß fließen. Die Spule L ist von einer Galerie N umgeben, und die Spule wirkt,venn sie sich in ihrer Betriebs- oder Einschaltstellung befindet, in der Weise, daß sie einen Durchtritt des Öles zur öffnung M verhindert, da die Löcher im Umfang der Spule L dann durch die Wand der Bohrung, in der die Spule angeordnet ist, abgeschirmt sind. Unter dieser Bedingung muß das durch die öffnung K eintretende Hochdrucköl nun durch die Galerie N fließen und das Ventil durch die öffnung P verlassen, um zum Motor B zu gelangen. Das vom Motor B abgegebene Niederdrucköl fließt dann längs einer Rücklaufleitung durch die öffnung Q und fließt dann direkt über die öffnung M zum Vorratsbehälter.

Wie aus Fig. 2 und 3 erkennbar, ist die Krone der Spule L mit einer hindurchgebohrten Durchführung versehen, um eine Verbindung zwischen dem Inneren der Spule und einem Raum G in der Nähe der Oberseite des Ventilblocks zu schaffen. Sinn und Zweck dieser Durchführung ist es, einen hydraulischen Ausgleich zu schaffen, d.h. einen hydraulischen Verriegelungszustand zu verhindern. Das bedeutet, daß ständig Niederdrucköl im Raum G zur Verfügung stehen wird, wenn die Kettensäge oder die Schleifscheibe in Betrieb ist, während in der Ruhestellung die Spule L einen Durchgang H, der sich von dem Raum G erstreckt und einen Schmiermittel-Versorgungsdurchgang bildet, abdeckt und abdichtet.

Wenn die Spule L heruntergedrückt ist, d.h. sich in der Betriebs-

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Stellung des Motors befindet, so ist die Durchführung H nicht bedeckt und der Niederdruck-Ölversorgung ausgesetzt, bevor die Spule ausreichend weit bewegt wird, um die Zuführung von Hochdrucköl zum Motor B zu ermöglichen. Es ist somit einsichtig, daß zu Schmierzwecken Niederdrucköl über die Durchführung H zugeführt wird, bevor der Motor B und die Kette in Betrieb sind. Die Schmierung wird somit gewährleistet, bevor der Motor seine volle Geschwindigkeit erreicht und die Kette mit ihrer vollen Betriebsgeschwindigkeit angetrieben wird. Die ölzuführung zur Kette wird mittels eines Nadelventiles J gesteuert, das von Hand so eingestellt werden kann, daß es gerade die zu Schmierzwecken erforderliche ölmenge hindurchlässt.

Die tatsächliche physikalisch-räumliche Konstruktion des Steuerventiles ist in den Fig. 4 und 5 wiedergegeben, wobei die Vorderseite 10 des Steuerventilblocks 11 mit Öffnungen P und Q und die angrenzende Fläche des Steuerventilblocks 11 mit öffnungen K und M versehen ist. Die Spule weist ein mit einer geeigneten Bohrung versehenes zylindrisches Element 12 und einen getrennten Steuerventilkolben 13 auf, wobei das zylindrische Element 12 mit einer Feder 14 beaufschlagt ist, mit der die Spule L sich normalerweise in ihrer Ausschaltstellung befindet, während die Spule L unter der Wirkung eines Drückers oder Auslösehebels 15 (vgl. Fig. 6), der auf den Kolben 13 drückt, in ihre Einschaltstellung bewegbar ist.

Bei dem Hydraulikmotor B kann es sich um eine Bauart handeln, die einen äußeren Auslaß aufweist, so daß der Steuerventilblock 11 zur Rückführung des Öles, das zum Auslaß in dem Kreislaufsystem geflossen ist, mit einer Auslaßöffnugn 16 in einer Linie mit der öffnung M versehen ist, durch die das öl zur Niederdruckseite des Systems zurückkehren kann. Die Öffnung 16 nimmt eine Haltebuchse bzw. einen Rohrstutzen 16a und ein Dichtungselement 16b auf. Wie aus Fig. 4 und 5 erkennbar ist die tatsächliche Ausführungsform der Schmiermittel-Versorgungsanordnung mit einer aus dem Vollen gebohrten Bohrung 17 versehen, die mit einem

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Stopfen oder Bolzen 18 verschlossen 1st und mit dem Raum G am oberen Ende der Kammer In Verbindung steht, in der sich die Spule L befindet. Die Bohrung 17 ist unter einem rechten Winkel gegenüber einer kreuzenden Bohrung 17a angeordnet, die an einem Ende mit einem Schmiermittel-Einsatzrohr 19 und an ihrem anderen Ende mit einer Einstellschraube 20 versehen ist, welche dem Bedienungsmann die Steuerung des Durchsatzes ermöglicht, mit dem Hydraulikfluid zu Schmierzwecken abgezogen wird.

Die übrigen Teile des Steuerventilmechanismus, wie er in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, sind eine Gewinde-Abschlußschraube 21 mit einer Dichtung 22, die als Sitz für die Feder 14 dient, Verbindungselemente 23 und 24, welche in die Bohrungen der Offnungen P und Q hingeschraubt werden und Verbindungen bilden, an welchen die Hydraulikleitungen für den Motor B angebracht werden, sowie eine Abschlußschraube 25 mit Dichtungen 26 und 27, die das obere Ende der Spulenkamraer abschließt und Tragteil für den Betätigungskolben 13 bildet. Die Wirkungsweise des Steuerventiles und seiner Bauelemente ergibt sich ohne weiteres aus der obigen Beschreibung, wie sie im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 gegeben wurde.

Die Fig. 6 und 7zeigen die Konstruktion einer Kettensäge mit einem Chassis 28, an dem der Steuerventilblock 11 mittels Schrauben befestigt ist, die durch hindurchgehende Löcher 29 und 30 im Steuerventilblock 11 hindurchgehen. Ein nicht dargestelltes Kettenrad ist auf der Abtriebswelle des Motors B montiert und treibt eine Kette 31 an, die mittels einer üblichen Kettenhalterung 32 gelagert ist, wobei die Kettenhalterung 32 zwischen dem Chassis 28 und einer Abdeckung 33 mit Einstellschrauben A angeordnet ist, welche für die Einstellung der Position der Kettenhalterung 32 und damit der Kettenspannung sorgen. Das Chassis 28 ist integral mit einem ersten Handgriff 34 und einer Abdeckung 35 ausgebildet, wobei sich die Abdeckung 35 über den Hydraulikmotor und die Steuerventilanordnung erstreckt und in ihrer Form so ausgebildet ist, daß sie mit der Abdeckung 33 zusammenwirkt und eine Spanaustragslücke B bildet, durch die Holzspäne od. dgl. im Betrieb ausgewor-

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fen werden.

Ein zweiter Handgriff 36 mit U-förmiger Gestalt ist an da· Chassis über dem Motor und der Ventilanordnung angeschraubt, so daß die Kettensäge mit den beiden Handgriffen 34 und 36 mit sofortigem Zugriff zum Betätigungshebel 15 fest mit beiden Händen gehalten werden kann.

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Claims

Patentansprüche

'( 1.)Ventilanordnung zur Steuerung und überwachung von Hydraulikmotoren, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ventilelement (L, 12, 13) zwischen einer ersten Stellung, in der dem Hydraulikmotor (B) ein Hochdruckfluid zugeführt wird, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in der die Hochdruckquelle an einen Vorratsbehälter angeschlossen ist, daß das Ventilelement (L, 12, 13) eine Spule (L, 12) aufweist, die mit einem ständig (A, K) an einen Vorratsbehälter angeschlossenen hohlen Inneren sowie einer zylindrischen Wand mit Öffnung ausgestattet ist, die einer ersten Stellung des Ventilelementes (L, 12, 13) geschlossen sind, um einen Fluß des Hochdruckfluids in das Innere der Spule zu verhindern, welche aber offen sind, wenn sich das Ventilelement in seiner zweiten Stellung befindet.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

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ORIGINAL INSPECTED

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n e t , daß das Ventilelement (L, 12, 13) mit einer Feder (14) in seine zweite Stellung gedrückt ist und bei Betätigung eines Auslösehebels (15) in seine erste Stellung verbringbar ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Spule (1, 12) innerhalb eines Ventilblocks (11) mit einer Galerie (N) angeordnet ist, die um die Spule (L, 12) herum für die Verbindung zwischen einer Hochdruck-Einlaßöffnung (K) von der Versorgung und einer zum Motor (B) führenden Hochdruck-Auslaßöffnung sorgt, so daß die beiden Hochdrucköffnungen (K, P) ständig miteinander in Verbindung stehen.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die in der zylindrischen Wand der Spule (L, 12) ausgebildeten öffnungen so angeordnet sind, daß sie in der ersten Stellung des Ventilelementes (L, 12) nicht mehr mit der Galerie (N) in Verbindung stehen, während die öffnungen in der Spule (L, 12) in der zweiten Stellung des Ventilelementes (L, 12, 13) für eine Verbindung zwischen der Galerie (N) und dem Inneren der Spule (L, 12) und damit dem Vorratsbehälter sorgen, so daß die Hochdruckversorgung (A, K) im Betrieb direkt zum Vorratsbehälter anstatt zum Motor (B) führt.
5. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (L, 12) innerhalb eines Ventilblocks (11) mit einem Schmiermittel-Versorgungsdurchgang (H) bewegbar ist, wobei der Schmiermittel-Versorgungsdurchgang (H) geschlossen ist, wenn sich die Spule (L, 12) in ihrer zweiten Stellung befindet, aber geöffnet wird, wenn die Spule (L, 12) aas ihrer zweiten Stellung in ihre erste Stellung bewegt wird und bevor die Spule (L, 12) ihre erste Stellung erreicht.
6. Ventilanordnung zur Steuerung und überwachung von Hydraulikmotoren, dadurch gekennze lehnet, daß ein Steuerventil (L, 12, 13) vorgesehen ist, welches das Ausströmen des Hydraulikfluids längs eines Schmiermittel-Versorgungsdurchganges

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(H) sowie den Steuerungsvorgang des Hydraulikmotors überwacht, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Schmiermittel-Versorgungsdurchgang (H) geöffnet wird, bevor der Hydraulikmotor (B) vollständig betriebsfähig ist, wenn die Spule (L, 12) aus ihrer Ruhestellung heraus bewegt wird.

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