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"Hydraulischer Ruderblock zum Steuern einer Rudermaschine"
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Die Erfindung betrifft einen Ruderblock entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Bei einem bekannten Ruderblock der vorgenannten Art ist die Einrichtung
zum Halten eines bestimmten Vorspanndruckes ein Gegendruckventil, das wegen der
Ausbildunq seines Ventilgliedes als Schieber nicht leckmittelfrei arbeitet. Das
Gegendruckventil wird durch den Druck des Druckittels auf der Druckseite der Pumpe
gesteuert und arbeitet daher lastabhängig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Rudermaschine
lastunabhängig zu steuern. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil
des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Die Bremsventile ermdglichen eine lastunabhängige
Steueruna der Arbeitszylinder. Sie verhindern das Voreilen eines der Arbeitszylinder
unter Last. Das Bremsventil kann den vom Arbeitszylinder zum Wegeventil führenden
und in Richtunq zu diesem öffenbaren Durchgang leckmittelfrei absperren.
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Die Merkmale des Anspruches 2 ermöglichen die Beibehaltuna eines konstanten
Druckes zwischen der zu einem der Arbeitszylinder
führenden Anschlußleituno
des Wegeventils und der zum Vorratsbehälter führenden Anschlußleitunq des Weqeventils.
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Weitere Vorteile ergehen sich aus den übrigen Ansprchen, der Beschreibung
und der Zeichnung. In den Fia, 1 und 2 dieser Zeichnunq sind zwei hydraulische Ruderblöcke
als Ausführungsbeispiele des Geaenstandes der Erfindung jeweils in Form einer Schaltung
schematisch dargestellt.
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Ein strichpunktiert angegebener Ruderblock 1 ist für die Steuerung
einer Rudermaschine 2 hestirmt, die zum Antrieh von zwei Ruderwellen 3 und 4 dient,
an denen jeweils ein doppelarmiger Hebel 5 und 6 drehfest angeordnet ist. An je
einem der Hebelarme der beiden Hebel 5 und 6 greift eine diese Arme verbindende
Verbindungsstanae 7 an und an den anderen Hebelarmen je ein einfach wirkender Arbeitszylinder
8 bzw. 9. Anstelle dieser Arbeitszylinder kann ein Gleichlaufzylinder, ein Hydromotor
oder dql. verwendet werden.
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Der Steuerblock 1 ist über eine Anschlußstelle P1 mit einer motorbetriebenen
Pumpe 10 verbunden, die Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 11 fördert. Die Pumpe
und der Vorratsbehälter sind an ein elektromaanetisch betätigbares 4/3 Wegeventil
12 über Anschlußstellen P bzw. T angeschlossen.
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Die Anschlußstelle T am Weqeventil 12 ist über einen Rücklauffilter
13 mit einer Anschlußstelle T1 am Steuerblock 1 verbunden, die ihrerseits über eine
Rücklaufleituna 14 Trit dem Vorratsbehälter 11 verbunden ist. Der Rücklauffilter
9 ist über ein zum Vorratsbehälter 11 öffenbares Rückschlaaventil 15 zu umgehen.
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An eine die Anschlußstellen P1. und P im Ruderblock 1 verhindende
Leitunq 16 ist ein Druckhearenzunasventil 19 angeschlossen, das auf seiner Abflußseite
mit dem Rücklauffilter 13 in Verbindung steht, und über ein Sperrventil 17 ein Manometer
18.
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Eine Anschlußstelle A1 am Wegeventil 12 ist mit einer Anschlußstelle
A2 eines Bremsventils 20 und mit einer Steuerstelle3 eines Bremsventils 21 verbunden.
Die Bremsventile 20, 21 sind entsprechend dem Sperr-Q-Meter der Anmelderin ausgebildet
und in deren Werbeschrift RD 27 550 (Ausgabe 1.79) näher erläutert. Mit der Anschlußstelle
Al des Weaeventils 12 ist auch die Abflußstelle eines Druckbearenzunqsventils 22
verbunden.
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Mit der Anschlußstelle B1 des Weaeventils 12 ist eine Anschlußstelle
A3 des Bremsventils 21, eine Anschlußstelle X2 des Bremsventils 20 und ein Druckbegrenzungsventil
23 mit seiner Ablaufseite angeschlossen.
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Die Anschlußstelle B2 des Bremsventils 20 und die Druckseite des Druckbegrenzungsventils
23 sind über eine Anschlußstelle A4 mit dem Arbeitszylinder 8 verbunden. Die Anschlußstelle
B3 des Bremsventils 21 und die Druckseite des Druckbegrenzungsventils 22 sind über
eine Anschlußstelle B4 mit dem Arbeitszylinder 9 verbunden.
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In der in der Zeichnung dargestellten Steuerlage des Weaeventils 12
fördert die Pumpe 10 Druckmittel nahezu verlustlos um, wobei die Anschlußstellen
X2, A2 drs Weaeventils 20 und die Anschlußstellen X3 und A3 des Wegeventils 21 mit
der Rücklaufleitung 14 verbunden sind. Wird das Steuerglied des Wegeventils 12 von
rechts nach links verschoben, so ist die Anschlußstelle Al mit der Anschlußstelle
P und damit mit der Pumne 10 und die Anschlußstelle B1 mit der Anschlußstelle T
und damit mit der Rücklaufleitung 14 verbunden.
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Über die Anschlußstelle A1 wird zum Arbeitszylinder 8 über das Bremsventil
20 unter Aufsteuerunq seines einen keqelförmigen Sitz aufweisenden Hauptsteuerqliedes
Druckmittel gefördert und der Anschluß X3 des Bremsventils 21 steht unter dem Druck
der Pumpe 10, so daß der gedrosselte Durchfluß zwischen den Anschlußstellen B3 und
A3 durch Aufsteuern des ebenfalls einen kegelförmigen Sitz aufweisenden Hauptsteuergliedes
frei gegeben wird.
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Wird das Steuerglied des Wegeventils 12 in die andere Steuerlage gesteuert,
so wird der Arbeitszylinder 9 über das Bremsventil 21 mit Druckmittel versorgt und
aus dem Arbeitszylinder 8 fließt Druckmittel über das aufqesteuerte Bremsventil
20 ab. Der Vorgana ist gleich dem vorstehend im Zusammenhang mit der Druckmittelbeaufschlaauna
des Arbeitszylinders 8 beschriebenen Voraana.
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Die Druckbegrenzungsventile 22 und 23 verhindern einen zu hohen Druck
in einem der Arbeitszylinder 8, 9 und verringern damit die Gefahr eines Ruderbruches.
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Die Bremsventile 20, 21 ermöglichen ein lastunabhnqiqes Einspannen
der Ruder auch bei wechselnder Kraftrichtung während der Bewegung der Ruder. Auch
verhindern die Bremsventile
20, 21 ein Voreilen eines der Ruder
unter Last.
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Das Bremsventil ermöalicht eine feinffihlige Steuerung auch kleiner
Druckmittelmengen. Wegen des Sitzventiles innerhalb der Bremsventile dichten diese
leckmittelfrei ab.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fis. 2 sind die dem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechenden Teile und Anschlußstellen mit gleichen Bezuaszeichen versehen. Der
tTnterschied zwischen beiden Ausführungsbeispielen besteht im wesentlichen darin,
daß zwischen jedem der Arbeitszylinder 8, 9 auf der einen Seite und der Rücklaufleitung
14 auf der anderen Seite ein jeweils zum Arbeitszylinder 8 bzw. 9 öffenbares Rückschlagventil
31 bzw. 32 vorgesehen ist, das als Nachsaugventil dient.
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Auch sind die Anschlußstellen X2 und X3 der Bremsventile 20 bzw. 21
über ein zur jeweiligen Anschlußstelle öffenbares Rückschlagventil 32 und über ein
Druckrninderventil 33 mit der Anschlußstelle B1 bzw. Al des Wegeventils 12a verbunden,
das als Proportionalventil ausgebildet ist, wie es z. B. in der DE-AS 17 76 190
beschrieben ist.
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Das Rückschlagventil 32 ist von einer Blende 34 umgangen und die über
das Rückschlagventil 32 und die Blende 34 mit der Anschlußstelle X2 verhundene Steuerleitung
35 ist über ein zur Anschlußstelle B1 des Wegeventils 12a öffnendes Rückschlagventil
36 mit dieser Anschlußstelle verbunden.
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Eine Steuerrückflußleitung 37 des Druckminderventils 33 ist mit der
Saugleitung 14 der Pumpe 10 verbunden.
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Die Anschlußstelle X3 des Bremsventils 21 ist in entsnrechender Weise
über ein zur Anschlußstelle X3 öffnendes Riickschlagventil 32 und ein Druckminderventil
33 mit der Anschlußstelle A1 des Wegeventils 12a verbunden, wohei das Rücschlaventil
32 ebenfalls iiber eine Blende 34 umgehbar ist und
an die Steuerleitung
des Druckminderventils ein zur Anschlußstelle Al öffenbares Riickschlaqventil 36
anaeschlossen ist.
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Auch ist die Steuerrückflußleituna 37 des an den Anschluß X3 des Bremsventils
21 angeschlossenen Druckminderventils mit der Rücklaufleitung 14 verbunden.
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Die Zuordnung des Druckminderventils 33 zu der Bremsventil 20 bzw.
21 ermöglicht die Beibehaltung eines konstanten Druckes zwischen den Anschlußstellen
B1 und T des Weaeventils 12a. Die Lage des Schiebers des Wegeventils 12a hängt von
der an den Anker des Steuermagneten jeweils angelegten Spannung ab. Der Schieber
des Wegeventils 12a hat damit nicht drei bestimmte Steuerlagen, wie der Schieber
des Wegeventils 12, sondern stets wechselnde Steuerlauen.
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Das Bremsventil 20, 21 hat ein Hauptsteuerglied (Steueralied des dargestellten
Rückschlagventils) und einen dieses betätigbaren Aufsteuerkolben (jeweils links
darqestellt), der von den Anschlüssen X2 bzw. X3 und A2 bzw. A3 jeweils mit gleichen
Querschnitten beaufschlagbar ist. Eine Druckfeder ist zwischen der dem Hauntsteuerglied
benachbarten Seite des Aufsteuerkolbens und dem Gehäuse des Bremsventils 20 bzw.
21 eingespannt. Das dem Brernsventil jeweils zugeordnete Druckminderventil 33 hält
den Druck am Anschluß X2 und X3 des Bremsventils 20 bzw. 21 konstant. Damit bleibt
auch der Druck am Anschluß A2 bzw. A3 des Bremsventils 20 bzw. 21 konstant, da von
seiten der beiden Anschlüsse X2 und A2 bzw. X3 und A3 des Bremsventils aus der Aufsteuerkolben
jeweils mit den gleichen Querschnitten beaufschlagt wird. Der Druck am Anschluß
A2 bzw. A3 entspricht der Differenz aus dem Druck am Steueranschluß X2 bzw. X3 und
dem Druck der zur Überwindung der Vorspannung der Feder notwendig ist. Ist z. B.
am Anschluß X2 oder X3 ein Druck von 10 bar erforderlich, um den Aufsteuerkolben
20 entgegen der Kraft der Druckfeder zu bewegten und liest am Anschluß X2 bzw.
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X3 des Bremsventils 20 bzw. 21 ein Druck von 30 bar, so beträgt der
Druck am Anschluß A2 bzw. A3 des Bremsventils 20 bzw, 21 20 bar Mit Hilfe des Druckminderventils
33 wird das Druckaefälle zwischen den Anschlüssen B1 und T des Wegeventils 12 bzw.
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12a konstant gehalten. Das Bremsventil 20 bzw. 21 wirkt wie eine Druckwaage
und baut den berschssigen Druck zwischen den Anschlüssen B2 und A2 bzw. B3 und A3
ab. In öffnungslage des Hauptsteuergliedes des Bremsventils 20 bzw.
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21 tritt beim Durchfluß von Druckmittel durch dieses Ventil zwischen
den Anschlüssen A2 und B2 bzw. A3 und B3 praktisch kein Druckabfall auf.
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Wegen der Verbindung des Druckminderventils 33 mit der Saugleistung
14 bzw. dem einzigen Vorratsbehälter 11 über die Steuerrückflußleitung 37 wirken
Druckschwankungen im Vorratsbehälter oder in der Rücklaufleitung 14 auf das Druckminderventil
33 derart ein, daß sich der Druck am Anschluß X2 bzw. X3 des Bremsventils 20 bzw.
21 entsprechend dem Druck in der Rücklaufleitung 14 ändert, so daß das Druckaefslle
zwischen den Anschlüssen B1 und T des Wegeventils 12a konstant bleibt.
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Die Anordnung des Rückschlagventils 32 und der dieses Ventil umgehenden
Blende 34 wirken derart, daß der Steuerkolben des Bremsventils 20 bzw. 21 in Richtunq
des Aufsteuerns des Hauptsteuergliedes schnell bewegt wird, da dann ein voller Durchgang
vorhanden ist, und der aufgesteuerte Steuerkolben nur langsam in seine Ruhelage
zurückkehrt, da durch die Blende 34 der Rückfluß gedrosselt ist.
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Die Verbindung der Steuerleitung des Druckminderventils 33 über das
Rückschlagventil 36 mit der Anschlußstelle B1 bzw. Al des Wegeventils 12a ermöglicht
beim schnellen Abfall des Druckes an der Anschlußstelle B1 bzw. A1 ein ftberfließen
von
Druckmittel aus der Steuerleitung des Druckminderventils 33 zu der Anschlußstelle
B1 bzw. Al, wodurch der Druck an der Anschlußstelle X2 oder X3 des Bremsventils
20 bzw. 21 schnell abgebaut werden kann.
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Die Verwendung der Bremsventile 20, 21 hat den Vorteil, daß diese
als Druckwaaqe wirken, daß diese ein Voreilen des Ruders unter Last verhindern und
daß das Hauptsteuerglied des Bremsventils 20 und 21 den von ihm überwachten Druckmitteldurchgang
leckmittelfrei absperrt, da das Hauptsteuerglied an seinem Sitz kegelförmig ausgebildet
ist.
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Die Druckbegrenzungsventile 22, 23 schützen in einfacher Weise die
Ruderanlage vor einer insbesondere von einer äußeren Kraft drohenden mechanischen
Beschädiqunq.
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