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Steuervorrichtung für einen hydraulischen Verbraucher
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung
für einen hydraulischen Arbeitszylinder oder dergleichen nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Bei einer derartigen bekannten Steuervorrichtung kann es vorkommen, daß die an einem
Arbeitszylinder wirkende Last beim Absenken dazu führt, daß das Sperrventil schnarrt.
Dies rührt davon her, daß die Last schneller sinkt als Druckmittel auf die Gegenseite
des Arbeitszylinders nachfließt. Das Entsperrventil wird dann zu Schwingungen angeregt,
was zu Druckstößen, unterwünschten Geräuschen und Beschädigungen der Anlage führen
kann.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
beim Entsperren des Arbeitszylinders die ziehende Last ruckfrei, d.h. stetig und
ohne Geräuschentwicklung sauber abgesenkt wird. Dasselbe gilt
selbstverständlich
auch für einen rotierenden Hydraulikmotor, z.B. einen Windenantrieb, wenn dort die
Last gesenkt wird.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Hydraulikanlage mit Entsperrventil im Längsschnitt,
Figuren 2 und 3 Abwandlungen des Ausführungsbeispieles nach Figur 1.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Eine Pumpe 10 saugt Druckmittel
aus einem Druckmittelbehälter 11 an und fördert es über ein 4/3-Wegeventil 12 und
ein Entsperrventil 13 zu einem doppelt wirkenden Arbeitzylinder 14. Vom Wegeventil
12 führen zwei Leitungen 15, 16 zu Einlaßbohrungen 17, 18 im Gehäuse 19 des Entsperrventils
13. Diese münden in eine im Gehäuse 19 ausgebildete, längsverlaufende Bohrung 20,
in welcher ein Entsperrkolben 21 dicht gleitend geführt ist. Der Entsperrkolben
hat an jeder Stirnseite Stößel 23, 24, von denen wiederum jeder einen Bund 25, 26
hat; diese Bund gehen in mehr oder weniger großen Radien oder Schrägen in die Oberflächen
der Stößel 23, 24 über.
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Jeder Stößel 23, 24 taucht in eine axial zum Entsperrkolben 21 verlaufende
Bohrung 27, 28 ein, die am Übergang zur Bohrung 20 einen verengenden Bund 29, 30
aufweist, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als derjenige der Bunde 25,
26 an den Stößeln 23, 24. Auf die Bunde 29, 30 folgt eine gerundete Erweiterung
31, 32, auf die ein zylindrischer Abschnitt 33, 34 folgt, dessen Durchmesser wieder
etwa so groß ist wie derjenige der Bunde 29, 30. Auf die zylindrischen Abschnitte
33, 34 folgt jeweils ein Bohrungsabschnitt 35, 36, der im Durchmesser größer ist.
Dadurch entsteht eine Schulter 37, 38, welche jeweils einen Ventilsitz 39, 40 für
einen Ventilschieber 41, 42 bildet. Die Bohrung 20 endet in Schultern 43, 44 als
Anschläge für den Entsperrkolben 21.
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Der Ventilschieber 41 ist in einer koaxial zum Entsperrkolben 21 ausgebildeten
Gehäusebohrung 45 dicht gleitend geführt, der Ventilschieber 42 in einer ebensolchen
Gehäusebohrung 46. Beide Bohrungen sind an ihren Enden durch Verschlußschrauben
47, 48 verschlossen. Auf jeden Ventilschieber wirkt eine Druckfeder 49, 50 ein,
deren eines Ende sich jeweils an der Verschlußschraube 47, 48 abstützt,.
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ihr anderes Ende am Boden 41 >42' des hohl ausgebildeten Ventilschiebers.
In den Innenraum 53, 54 jedes Ventilschiebers dringt eine seine Wandung durchdringende
Querbohrung 55, 56 ein, die als Dämpfungsbohrung ausgebildet ist.
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In jeden Bohrungsabschnitt 35, 36 mündet eine Querbohrung 57, 58,
die bis zur Außen6eit,e des Gehäuses dringt. Von der Querbohrung 57 führt eine Leitung
59 zum einen Druckraum 60 eines Arbeitszylinders 61, von dessen anderem
Druckraum
62 eine Leitung 63 zur Querbohrung 58 führt. Im Arbeitszylinder 61 ist ein Kolben
64 mit Kolbenstange 65 dicht gleitend geführt. Die Bohrungen 45, 46 samt den Ventilschiebern
sind in Gehäuseeinsätzen 66, 67 angeordnet, welche in das Gehäuse 19 des Entsperrventils
13 eingeschraubt sind. Dies ist jedoch erfindungsunwesentlich.
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Ein Teil der unteren Hälfte der Figur 1 ist versetzt gezeichnet, gegenüber
der oberen Hälfte. Dies gilt für den Entsperrkolben 21 und die Ventilschieber 41,
42.
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Die Steuereinrichtung arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß das
Wegeventil 12 in seiner Schaltstellung III steht. Druckmittel gelangt dann von der
Pumpe in die Leitung 16. Es fließt von hier in die Einlaßbohrung 18, beaufschlagt
den Entsperrkolben 21 und verschiebt ihn gegen den Ventilschieber 41. Der Ventilschieber
42 wird durch das Druckmittel von seinem Sitz 40 abgehoben, so daß dieses über die
Querbohrung 58 in den Druckraum 62 strömen kann. Der Lastdruck im Druckraum 60 pflanzt
sich über die Leitung 59 und die Querbohrung 57 in den Innenraum 53 des Ventilschiebers
41 fort, der dadurch auf den Ventilsitz 39 gedrückt wird und nur durch den Entsperrkolben
21 geöffnet werden kann. Hat dessen Stößel 23 den Ventilschieber 41 etwas von seinem
Sitz 39 abgehoben, so kann Druckmittel aus dem Bohrungsabschnitt 35 nur langsam
zur Bohrung 17 abströmen, da sich die beiden Bunde 25 und 29 gegenüberliegen und
eine Drosselstelle bilden. Damit kann zu Beginn des Absenkens des Arbeitskolbens
64 Druckmittel nur gedrosselt über die Leitung 15 zum Behälter 11 abströmen, so
daß die sinkende Last den über die Leitungen
16 und 63 zum Arbeitszylinder
61 zufließenden Druckmittelstrom nicht vorauseilen kann. Dadurch werden Schwingungen,
Druckstöße und das sogenannte Schnarren des Ventilskörpers 41 verhindert. Erst bei
weiterer Bewegung des Entsperrkolbens 21 wird der Ventilschieber 41 immmer weiter
von seinem Sitz abgehoben, wodurch auch die Drosselung nach und nach fast ganz aufgehoben
wird. Es bleibt nur eine Restdrosselwirkung übrig, die den Entsperrkolben 21 in
seiner Endlage an der Schulter >43 hält, wie sie im unteren Teil der Figur 1
dargestellt ist. Die Bunde 25 und 29 haben sich nun voneinander entfert. Der Bund
25 liegt etwa in der Mitte der Erweiterung 31 und gewährleistet einen entsprechend
großen Durchflußquerschnitt für das abströmende Druckmittel.
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Wird das Wegeventil 12 in seine Schaltstellung I gebracht, so spielt
sich hier im Prinzip genau derselbe Vorgang ab.
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Das Ausführungsbeispiel der Figur 2 unterscheidet sich von demjenigen
nach Figur 1 lediglich dadurch, daß der Entsperrkolben anders ausgebildet ist und
die Ventilschieber geringfügig modifiziert sind. Der Entsperrkolben trägt die Bezeichnung
70 und weist zwei stirnseitige zylindrische Ausnehmungen 71, 72 auf, in deren jeder
ein Stößel 73, 74 mit Hilfe eines Sicherungsrings 75, 76 gehalten ist. Da beide
Seiten gleich sind, ist nur die linke Bildhälfte weiterhin dargestellt. Der Stößel
73 weist wiederum einen nach außen stehenden Bund 77 auf und hat eine durchgehende
mittige Bohrung 78. Der Stößel 73 ist mit einem flanschartigen Rand 79- in der Bohrung
71 mit radialem Spiel gehalten. In die Bohrung 78 taucht passend
ein
Bolzen 80, welcher an der Stirnseite des Ventilschiebels 81 atlsgetJiGde-L ist,
der im übrigen dem Ventilschieber 41 nach dem vorherigen Ausführungsbeispiel gleicht.
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Der Bolzen 80 hat den zweck, den Stößel 73 gegenüber dem drosslenden
Bund 77 zu zentrieren, wodurch der Drosselspalt ringsherum dieselbe Spaltbreite
aufweist. Die Wirkungsweise ist genau dieselbe wie oben beschrieben.
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Mit der Ausbildung nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 soll lediglich
gezeigt werden, daß der Anschlag 43 für den Entsperrkolben variiert werden kann,
z.B. durch Beilegen einer oder mehrerer Scheiben 83, die durch einen Federring 84
festgeklemmt werden. Auch dadurch kann der Durchflußquerschnitt an den Bunden 25
und 29 beeinflußt werden. Hier ist auch gezeigt, daß die Übergänge vom Bund 25 an
die Oberfläche des Stößels beispielsweise als mehr oder weniger stark flach verlaufender
Konen 85 oder einfach als Radien 86 ausgebildet sein können. Es kann aber auch die
Breite der Bunde variiert werden. Hierdurch wird die Durchflußcharakteristik der
Drosselstelle beeinflußt.
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An der Funktion ändert sich wiederum nichts gegenüber dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 1.