DE29506105U1 - Steuerblock - Google Patents

Description

Steuerblock

Die Erfindung betrifft einen Steuerblock zur Verbindung einer Hydraulikversorgung mit einem Verbraucher, insbesondere zur Ankopplung des Hydrauliksystems 1 eines Sattelaufliegers oder eines Anbaugerätes an ein Zugfahrzeug, das eine Hydraulikversorgung, wie beispielsweise eine Hydraulikpumpe trägt.

In den Steuerblöcken können die Leitungsverbindungen für die Steuerung einer ölhydraulischen Anlage ausgebildet sein, so daß die Steuergeräte nur noch am Gehäuse des Blocks festgeflanscht werden müssen. Bei komplizierteren Anwendungen ist der Steuerblock so ausgebildet, daß das Gehäuse nicht nur zur Leitungsverbindung und als Aufnahmefläche für die Steuergeräte dient, sondern auch beispielsweise Wegeventilkolben usw. aufnimmt.

Die Steuerblöcke sind an den jeweiligen Einzelfall angepaßt und erfordern somit einen entsprechend hohen Konstruktionsund Fertigungsaufwand. Auf der anderen Seite erlauben sie jedoch einen kompakten Aufbau der Steuerung, wobei der Montageaufwand auf ein Minimum reduzierbar ist.

Insbesondere bei Steuerblöcken, die zur Ansteuerung von unterschiedlichen Verbrauchern benutzt werden, d.h., bei denen die Anschlüsse zum Verbraucher häufig gewechselt werden, kann es vorkommen, daß die Bedienperson versehentlich die Anschlüsse falsch wählt, oder daß beispielsweise durch Verschmutzung einer der Anschlüsse verstopft wird, so daß es zu unerwünschten Druckerhöhungen im System und somit zu einer Schädigung der Systemkomponenten kommen kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Steuerblock zu schaffen, durch den bei minimalem vor-

-1-

[File:ANM\HY1701 B1.doc] Beschreibung, 07.04.95 j ; Steuerblock I ! &idigr; Hydro Ass GmbH, Brebach **

richtungstechnischem Aufwand die Betriebssicherheit des Hydrauliksystems erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, den Pumpenanschluß und den Verbraucheranschluß in eine Ventilbohrung und den Rücklaufanschluß und den Tankanschluß in eine getrennt von der Ventilbohrung ausgebildete Verbindungsbohrung münden zu lassen, wobei die beiden Bohrungen über eine Steuerleitung miteinander verbindbar sind, kann der in der Ventilbohrung geführte Kolben derart verschoben werden, daß er bei einer Drucküberhöhung in der Tankleitung die Verbindung zwischen dem Pumpenan-Schluß und dem Verbraucheranschluß unterbricht. Zu einer derartigen Druckerhöhung in der Tankleitung kann es kommen, wenn der Rücklaufanschluß und der Tankanschluß bei der Installation des Verbrauchers von der Bedienperson versehentlich vertauscht werden, oder wenn die Tankleitung aus sonstigen Gründen versperrt ist.

Eine Fluidströmung vom Tankanschluß zum Rücklaufanschluß läßt sich zuverlässig verhindern, indem in der Verbindungsbohrung ein Rückschlagventil angeordnet ist, das eine Hydraulikfluidströmung nur in der vorbestimmten Richtung, d.h., vom Rücklaufanschluß zum Tankanschluß zuläßt. Dieses Rückschlagventil trägt auch zur Vergleichmäßigung der Druckverhältnisse an der Kolbenrückseite bei, die über die Steuerleitung mit dem im Tankanschluß wirkenden Druck beaufschlagt wird.

Im Bereich des Tankanschlusses wird vorteilhafterweise ein Druckschalter vorgesehen, so daß in Abhängigkeit von dessen Signal bei einer Druckerhöhung in der Verbindungsbohrung ein entsprechendes Signal an das Hydrauliksystem und gegebenenfalls ein Warnsignal an die Bedienperson abgegeben werden kann.

[File:ANM\HY1701 B1.doc] Beschreibung, 07.04.95 J
Steuerblock I
Hydro Ass GmbH, Brebach "

Für den Fall, daß auch bei geschlossenem Rückschlagventil eine Leckölströmung vorliegt, kann zwischen dem Rückschlagventil und dem Rücklaufanschluß ein Hydrospeicher, vorzugsweise ein Membranspeicher vorgesehen werden, der zur Aufnahme des Lecköls vorgesehen ist.

Ein besonders kompakter Aufbau des Gehäuses des Steuerblockes ergibt sich, wenn die Verbindungsbohrung und die Ventilbohrung parallel zueinander angeordnet sind und in zumindest einer der Seitenflächen des Gehäuses münden.

Das Gehäuse ist besonders einfach herstellbar, wenn die Ventilbohrung das Gehäuse als Durchgangsbohrung durchsetzt. 15

Zur Aufnahme von Dichtelementen werden vorteilhafterweise in der Innenumfangsfläche der Ventilbohrungen Ringnuten vorgesehen.

Die Baulänge des Gehäuses sowie Kolbenhub und -länge lassen sich optimieren, wenn die Anschlußbohrungen und die Steuerleitung gemäß Anspruch 10 ausgebildet werden.

Ein besonders einfach aufgebautes System erhält man, wenn der Kolben im Mittelbereich mit einer Einschnürung ausgeführt wird, die eine Verbindung des Pumpenanschlusses mit dem Verbraucheranschluß erlaubt und wenn der Kolben in seine Grundstellung gegen einen Anschlag vorgespannt ist.

Die sonstigen Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. 35

Es zeigen:

[Fiie:ANM\HY1701 B1.doc] Beschreibung, 07.04.95. . . . ..

Steuerblock · · !* · · · ···'

Hydro Ass GmbH, Brebach

Fig. 1 ein stark vereinfachtes Blockschaubild, aus dem die Verschaltung eines Steuerblocks hervorgeht und

Fig. 2 ein Längsschnitt durch eine Gehäuse eines erfindungsgemäßen Steuerblocks.

Wie in Fig. 1 stark vereinfacht dargestellt ist, wird über einen Steuerblock 1 eine Verbindung zwischen einer Pumpe 2 und einem Verbraucher 4 hergestellt, wobei zur Ansteuerung des Verbrauchers Hydraulik flu id aus einem Tank T über die Pumpe 2 und eine Schaltanordnung zuführbar ist. Prinzipiell sind eine Vielzahl von Verbrauchern ansteuerbar, wie beispielsweise die hydraulische Abstützung eines Sattelaufliegers oder von dem Zugfahrzeug angetriebene Peripheriegeräte. Die Ansteuerung des Verbrauchers 12 erfolgt über eine geeignete Schaltanordnung, die je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausgebildet wird.

Das vom Verbraucher 4 zurückströmende Fluid strömt über die Schaltanordnung 6, über eine Rücklauf leitung 8 und den Steuerblock 1 zurück in den Tank T, so daß ein vollständiger Hydraulikkreislauf geschaffen ist. Selbstverständlich kann die Verschaltung des Steuerblocks 1 auch auf andere Weise und mit unterschiedlichen Peripheriegeräten erfolgen.

In Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch ein Gehäuse 10 des Steuerblocks 1 dargestellt. Demgemäß ist in dem quader- oder plattenförmigen Gehäuse 10 eine Durchgangsbohrung ausgebildet, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Ventilbohrung 12 wirkt. Diese mündet in den Seitenflächen 11 des quaderförmigen Gehäuses 10. In den beiden Längsseiten 13 des Gehäuses 10 sind einerseits der Pumpenanschluß P und der Verbraucheranschluß A (obere Längsseiten in Fig. 2) und andererseits der Rücklaufanschluß B und der Tankanschluß T ausgebildet, deren Achsen jeweils rechtwinklig zur Achse der Ventilbohrung 12 verlaufen.

-ti ti—SAiS ti ii s »» ;»««

[File:ANM\HY1701 B1.doc] Beschreibung, 07.04.95·
Steuerblock ·
Hydro Ass GmbH, Brebach *

Der Pumpenanschluß P und der Verbraucheranschluß A münden in der Ventilbohrung 12, wobei beide Anschlüsse A, P einen von der Gehäuseseitenfläche 13 ausgehenden Gewindeanschluß haben, der jeweils in eine Schrägbohrung 14 bzw. 15 mit verringertem Durchmesser übergeht, wobei die Längsachsen der Schrägbohrungen 14, 15 spitzwinklig aufeinander zu laufen. Die beiden Schrägbohrungen 14, 15 münden im Axialabstand zueinander in der Ventilbohrung 12.

Im Bereich zwischen den beiden Schrägbohrungen 14, 15 und im Bereich zwischen der Schrägbohrung 14 und der benachbarten Seitenkante (rechts in Fig. 2) des Gehäuses 10 sind jeweils eine Ringnut 16 bzw. 18 ausgebildet. Zwischen der Schrägbohrung 15 und der zu dieser benachbarten Seitenfläehe des Gehäuses 10 sind zwei weitere Ringnuten 20 und 22 ausgebildet, die in geringerem Axialabstand als die beiden anderen Ringnuten 16 und 18 zueinander stehen.

Wie in Fig. 2 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, ist in der Ventilbohrung 12 ein Kolben 24 axial verschiebbar geführt, der über eine Feder 28 in seine dargestellte Ruheposition vorgespannt ist.

Der Kolben 24 ist aus einem zylindrischen Grundkörper ausgebildet, wobei in dessen Mittelabschnitt eine etwa V-förmige Einschnürung 50 vorgesehen ist, deren Seitenflächen in Richtung zu einem horizontalen (Ansicht nach Fig. 2) Mittelteil schräg aufeinander zu laufen. Die maximale Axiallänge der Einschnürung ist etwas größer als der Abstand der beiden Schrägbohrungen 14, 15 gewählt, so daß in der gezeigten Grundposition des Kolbens 24 eine Verbindung zwischen dem Pumpenanschluß P und dem Verbraucheranschluß A über die Einschnürung 50 des Kolbens 24 erfolgt.

Die beiden zylinderförmigen Endabschnitte des Kolbens 24 liegen mit ihren Umfangsflächen an Dichtungen 30, 32 bzw. einer Dichtung 35 an, die in den Ringnuten 20, 22 bzw. 18

IFi!e:ANM\HY1701 B1.doc] Beschreibung, 07.04.95 <
Steuerblock J
Hydro Ass GmbH, Brebach

angeordnet sind. Eine weitere Dichtung 34, die in der zwischen den beiden Schrägbohrungen 14, 15 angeordneten Ringnut 16 aufgenommen ist, ist in der Grundposition des Kolbens 24 etwa im Bereich der Einschnürung 50 angeordnet.
5

In der dargestellten Grundposition liegt der Kolben 24 an einer Anschlagfläche 52 an, die an einem Verschlußstopfen 54 ausgebildet, mit der linken Seitenfläche 11 in Fig. 2 verschraubt ist, und der mit einem nabenförmigen Vorsprung in die Ventilbohrung 26 eintaucht, wobei der Endabschnitt des nabenförmigen Vorsprungs die Anschlagfläche 52 bildet.

Die Feder 28 ist ihrerseits an einem weiteren Verschlußstopfen 56 abgestützt, der in die rechte Seitenfläche 11 des Gehäuses 10 eingeschraubt ist, wobei der Verschlußstopfen 56 eine Ausnehmung zur Abstützung der Feder 28 aufweist. Des weiteren ist in der Stirnseite des weiteren Verschlußstopfens 56 eine Entlüftungsbohrung 58 ausgebildet.

0 Zur Abstützung der Feder 28 ist im rechten Endabschnitt des Kolbens 24 ebenfalls eine Axialausnehmung 60 ausgebildet, an deren Stirnseite die Feder 28 angreift, um den Kolben 24 gegen die Anschlagfläche 52 vorzuspannen.

Die Dichtung 34 gelangt erst dann in Anlage an den Außenumfang des Kolbens 24, wenn dieser in der Darstellung nach Fig. 2 gegen die Wirkung der Feder 28 nach rechts verschoben wird, so daß die Steuerkante des Kolbens 24 die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluß P und dem Verbraucheran-Schluß A zusteuert.

Der Tankanschluß T und der Rücklaufanschluß B münden in eine Verbindungsbohrung 36, die koaxial und im Abstand zur Ventilbohrung 12 ausgebildet ist, wobei die Verbindungsbohrung 36 nicht als Durchgangsbohrung, sondern als Sacklochbohrung hergestellt wurde, die in der in Fig. 2 linken Seitenfläche 11 des Gehäuses 10 mündet.

[File.ANM\HY1701B1.doc] Beschreibung, 07.04.95 J J
Steuerblock I I
Hydro Ass GmbH, Srebach **

Die Verbindungsbohrung 36 ist von der linken Seitenfläche 11 ausgehend bis über den Schnittpunkt mit der Achse des Tankanschlusses T hinaus radial erweitert und nimmt ein Rückschlagventil 38 auf, das über eine entsprechende Vorspannfeder gegen den durch die Radialerweiterung entstehenden Ventilsitz 40 vorgespannt ist. Die Vorspannfeder des Rückschlagventils 38 kann an einen Gewindestopfen abgestützt werden, der in ein Gewinde im Mündungsbereich der Verbindungsbohrung 36 einschraubbar ist. Durch das Rückschlagventil 38 wird eine Fluidströmung vom Rücklaufanschluß B hin zum Tank T ermöglicht, während eine Strömung in umgekehrter Strömungsrichtung gesperrt ist. Zwischen dem Ventilsitz 40 und dem Rücklaufanschluß B ist eine Anschlußbohrung 41 vorgesehen, deren Achse senkrecht zur Achse der Verbindungsbohrung 36 verläuft. An diese Anschlußbohrung ist ein Hydrospeicher 42, vorzugsweise ein Membranspeicher angeschlossen, der erst bei einem vorbestimmten Fluiddruck von beispielsweise 7 bar wirksam ist. Der Hydrospeicher ist dafür vorgesehen, um einen Leckölstrom aufzufangen, der bei einem Fehlanschluß vom Tankanschluß T und durch das geschlossene Rückschlagventil 3 hindurch in die Verbindungsbohrung 36 gelangt. Bei der regulären Durchströmung der Verbindungsbohrung 36 (von B nach T) ist der Hydrospeicher 42 unwirksam, da dann der Druck kleiner als der Grenzdruck von beispielsweise 7 bar ist.

In den radial erweiterten Bereich der Verbindungsbohrung 36 mündet eine Steuerleitung 44, über die der Tankanschluß T mit dem von der Kolbenrückseite (links in Fig. 2), dem Verschlußstopfen 54 und der Ventilbohrung 12 begrenzten Raum verbunden ist. Die Achse der Steuerleitung 44 ist schräg geneigt, so daß sie weg vom Rückschlagventil 38 hin zur Anschlagfläche 52 verläuft. Durch die Neigung der Schrägbohrungen 14, 15 und der Steuerleitung 44 wird die Baulänge des Gehäuses 10 (und des Kolbens 24) verringert.

[File:ANM\HY1701B1 .doc] Beschreibung, 07.04.95 j Steuerblock I Hydro Ass GmbH, Brebach "

IH

Wie weiterhin aus Fig. 2 hervorgeht, ist an den radial erweiterten Abschnitt der Verbindungsbohrung 36 ein Druckschalter 46 angeschlossen, über den der Druck im Tankanschlußbereich erfaßbar ist. Über den Druckschalter 46 kann ein Signal eine Steuereinheit des Hydrauliksystems abgegeben werden, so daß beispielsweise aufgrund des vom Druckschalter 46 abgegebenen Signals die Pumpe druckfrei geschaltet werden kann. Das Ausgangssignal kann auch dazu verwendet werden, um ein akustisches oder optisches Warnsignal zu erzeugen, das die Bedienperson auf eine mögliche Fehlbedienung hinweist.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind in der gezeigten Ausgangsstellung der Pumpenanschluß P und der Verbraucheranschluß A miteinander verbunden, da die beiden Schrägbohrungen 14, 15 in den Bereich münden, der von der V-förmigen Einschnürung 50 des Kolben gebildet ist. Bei korrekter Belegung der Anschlüsse P, A, T, B wird somit das Hydraulikfluid zum Verbraucher 4 geleitet und vom diesem zurück über den Verbraucheranschluß B und den Tankanschluß T in den Tank geführt, wobei die Schließkraft des Rückschlagventils 38 so gewählt ist, daß sie von der Hydraulikfluidrückströmung überwunden werden kann.

In dem Fall, in dem die Bedienperson die Anschlüsse versehentlich vertauscht, so daß beispielsweise die Anschlüsse B und T miteinander verwechselt werden, könnte sich bei bekannten Lösungen eine Hydraulikfluidströmung vom Tankanschluß T zum Rücklaufanschluß B ergeben. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird dies durch das Rückschlagventil 38 verhindert, da in diesem Fall der Ventilkörper des Rückschlagventils 38 gegen den Ventilsitz 40 gepreßt wird und somit die Verbindungsbohrung 36 geschlossen ist. Eine etwa auftretende Leckage wird vom Blasenspeicher 42 aufgefangen, wenn der Druck über beispielsweise 7 bar ansteigt.

[File:ANM\HY1701 B1.doc] Beschreibung, 07.04.95 J
Steuerblock ·

Hydro Ass GmbH, Brebach

Des weiteren tritt das Hydraulikfluid mit dem entsprechenden Druck (beispielsweise 10 bar) über die Steuerleitung 44 in die Ventilbohrung 12 über. Daraufhin wird der Kolben 24 von seiner Anlagefläche 52 abgehoben, so daß er gegen die Wirkung der Feder 28 in der Darstellung nach Fig. 2 nach rechts verschoben wird, bis die Steuerkante des Kolbens 24 die Schrägbohrung 15 des Verbraucheranschlusses A zusteuert, so daß die Verbindung zwischen Pumpe 2 und Verbraucher 4 unterbrochen ist.

Gleichzeitig wird die unerwünschte Druckerhöhung vom Druckschalter 46 erfaßt, so daß dieser ein Steuersignal an die Pumpensteuerung abgibt, worauf diese in ihre LeerlaufStellung umgeschaltet oder abgeschaltet wird, so daß die Hydraulikfluidzufuhr unterbrochen ist. Des weiteren wird über den Druckschalter 46 - wie vorstehend erwähnt - ein Warnsignal ausgelöst, das die Bedienperson auf die vorliegende Fehlschaltung hinweist.

Die Bedienperson kann dann den vorliegenden Fehler {Fehlbelegung der Anschlüsse, unvollständige Belegung der Anschlüsse, Leitungsschaden, o.a.) beheben, so daß der überhöhte Druck in der Tankleitung abgebaut wird. Erst dann bewegt sich der Kolben 24 wieder zurück in seine gezeigte Ausgangsposition, so daß das Hydrauliksystem wieder in seinen Betriebszustand zurückversetzt ist.

Durch den erfindungsgemäßen Steuerblock wird die Betriebssicherheit bei minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand erheblich erhöht, so daß eine zuverlässige Funktion des Hydrauliksystems gewährleistet ist. Aufgrund seines einfachen Aufbaus ist der erfindungsgemäße Steuerblock ganz besonders gut als Maschinenschutzblock für Sattelauflieger und sonstige hydraulische Anbaugeräte geeignet.

Claims (1)

1. [FiIe:ANM\HY1701 A1.doc] Ansprüche, &bull; · · · ·
   «· · *· Steuerblock Hydro Ass GmbH, Brebach

   Schutzansprüche

   1. Steuerblock zur Verbindung einer Hydraulikversorgung mit einem Verbraucher, insbesondere zur hydraulischen Ankopplung eines Sattelaufliegers eines Lastkraftfahrzeugs oder anderer Anbaugeräte an eine Hydraulikversorgung, mit einem Gehäuse (10), in dem ein Pumpenanschluß (P) und ein Verbraucheranschluß (A) ausgebildet sind, die in eine Ventilbohrung (36) münden, in der ein Kolben (24) geführt ist, über den die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluß (P) und dem Verbraucheranschluß (A) unterbrochen werden kann, wobei im Gehäuse (10) des weiteren ein Rücklaufanschluß (B) und ein Tankanschluß

   (T) ausgebildet sind, die mittels einer Verbindungsbohrung (36) im Gehäuse miteinander verbunden sind, wobei eine Steuerleitung (44) zwischen Ventilbohrung (12) und Verbindungsbohrung (36) vorgesehen ist, über die der Kolben mit einer in seine Schließrichtung wirkenden Kraft beaufschlagbar ist.

   Steuerblock nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (38), das eine Fluidströmung vom Tankanschluß (T) zum Rücklaufanschluß (B) verhindert.

   Steuerblock nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Hydrospeicher (42), der in die Verbindungsbohrung (36) zwischen dem Rücklauf anschluß (B) und dem Rückschlagventil (38) geschaltet ist.

   Steuerblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Druckschalter (46), der in Abhängigkeit vom Druck im Bereich des Tankanschlusses (T) betätigbar ist.

   Steuerblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (46) ein Signal an die Pumpen-

   [Fiie:ANM\HY1701 A1.doc] Ansprüche, 07.04.95 Steuerblock

   Hydro Ass GmbH, Brebach

   steuerung zur Abschaltung oder Reduzierung der Pumpenleistung abgibt.

   Steuerblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) einen quaderförmigen Aufbau hat und die ,Verbindungsbohrung (36) und die Ventilbohrung (12) etwa im Parallelabstand zueinander angeordnet sind und daß die Achsen der Anschlüsse (P, A, T, B) etwa quer zur Achse der Bohrungen (36, 12) verlaufen und jeweils in zumindest eine der Seitenflächen (11, 13) des Gehäuses (10) münden.

   7. Steuerblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbohrung (12) das Gehäuse (10) durchsetzt.

   Steuerblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ventilbohrung (12) zwischen dem Pumpenanschluß (P) und Verbraucheranschluß (A), zwischen Verbraucheranschluß (A) und Steuerleitung (44) und zwischen dem Pumpenanschluß (P) und dem benachbarten Endabschnitt der Ventilbohrung (12) jeweils zumindest ein Ringraum (16, 18, 20, 22) ausgebildet ist, der eine Dichtung (30, 32, 34, 35) für den Kolben (24) aufnimmt.

   Steuerblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) in einem Mittelabschnitt radial zurückgestuft ist, und die Axiallänge der radialen Zurückstufung (50) etwa dem Axialabstand zwischen Pumpenanschluß (P) und Verbraucheranschluß (A) entspricht.

   10. Steuerblock nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenanschluß (P) und der Verbraucheranschluß

   (A) jeweils in radial verringerte Schrägbohrungen (14 bzw. 15) übergehen, deren Achsen V-förmig aufeinander

   [File:ANM\HY1701 A1.doc] Ansprüche, 07.04.95 Steuerblock

   Hydro Ass GmbH, Brebach

   &bull; * &diams;·!

   zu laufen und daß die Achse der Steuerleitung (44) ebenfalls schräg, vom Kolben (24) weg, verlaufend angeordnet ist.