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Hydraulische Steuereinrichtung für zwei Arbeitszylinder
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer derartigen bekannten Steuereinrichtung
sind die beiden Arbeitszylinder einfachwirkend ausgebildet und über ihnen zugeordnete
Sitzventile und ein gemeinsames Umschaltventil angesteuert. Diese Steuereinrichtung
hat einen relativ geringen Ventilaufwand, sie hat jedoch den Nachteil, daß sie nur
sehr beschränkt, d.h. für zwei einzeln wirkende Verbraucher verwendbar ist.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
ihre Einsatzmöglichkeit erweitert ist, wobei der Aufwand an Ventilen ähnlich gering
gehalten werden kann.
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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 Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 ein erstes Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung, Figur 2 ein zweites
Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung, Figur 3 einen Schnitt durch einen
Ventilblock.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Eine Pumpe 10 saugt über eine
Förderleitung 11 mit Filter 12 Druckmittel aus einem Behälter 13 an und fördert
es in eine Druckleitung 14. An die Druckleitung 14 ist ein erstes, elektromagnetisch
betätigbares 4/2-Wegeventil 15 angeschlossen sowie ein Umschaltventil 16, das die
Funktion eines 3/2-Wegeventil aufweist; es ist druckgesteuert.
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Dann ist an die Druckleitung 14 noch ein elektromagnetisch entsperr
bares vorgesteuertes Rückschlagventil 17 angeschlossen, von dem die Druckleitung
14 zu einem einfach wirkenden Arbeitszylinder 18 führt.
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Das Rückschlagventil 17 weist einen Hauptventilkörper 20 und einen
Vorsteuerventilkörper 21 auf, sowie eine Druckfeder 22, welche auf beide Ventile
einwirkt. Der Vorsteuerventilkörper 21 wird über einen von einem Elektromagneten
23 betätigten Stößel 24 entsperrt. Der Vorsteuerventilkörper kann zweckmäßigerweise
als Kugelventil, der Hauptventilkörper 20 als Schieberventil ausgebildet sein. Siehe
hierzu Ausführungsbeispiel nach Figur 3.
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Von der Leitung 14 zweigt hinter der Pumpe 10 eine Leitung 26 ab,
die über ein Druckbegrenzungsventil 27 zu einer Rückleitung28 führt. Weiterhin zweigt
von der Leitung 14 hinter dem Wegeventil 15 eine Leitung 29 ab, die über ein elektromagnetisch
betätigbares Ventil 30 und ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventi Rz3 einen
Seite eines doppelt wirkenden Arbeitszylinders führt. Von dessen anderer Seite führt
eine Leitung 33 mit eingebauter verstellbarer Drossel 34 zur Rückleitung 28.
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Von der Leitung 14 geht an einer Stelle zwischen dem Wegeventil 15
und dem Umschaltventil 16 eine Steuerleitung 36 aus, die zur linken Seite des Umschaltventils
führt. Von dessen rechten Seite führt eine Steuerleitung 37 zur Leitung 29 und mündet
dort an einer Stelle, die hinter dem Ventil 30 liegt. Von den Anschlußseiten des
Wegeventils 15 führen zwei Leitungen 38, 39 zur Leitung 33 und münden dort beidseits
der Drossel 34. Von der Leitung 39 geht eine Leitung 40 aus und mündet am Rückschlagventil
17 auf der Seite, wo der Vorsteuerkörper 21 liegt; das ist der Auslaß. Von der Leitung
40 geht eine Leitung 41 aus und führt zum Umschaltventil 16.
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Wenn keiner der Arbeitszylinder zu betreiben ist, steht die Pumpe
10 still. Zum Betätigen des Arbeitszylinders 18 wird die Pumpe 10 eingeschaltet.
Das Ventil 15 befindet sich in Schaltstellung II, das Umschaltventil 16 wird durch
den in der Leitung 36 herrschenden Druck in Schaltstellung I gebracht. Die Leitung
37 ist drucklos, da das Ventil 30 gesperrt ist. Druckmittel fließt nun in der Leitung
14 über diese beiden Ventile zum Einlaß des Rückschlagventils 17, hebt dessen Hauptventilkörper
20 von seinem Sitz ab und fließt zum Arbeitszylinder 18. Ist
dieser
ausgefahren, so wird die Pumpe abgeschaltet und der im Arbeitszylinder herrschende
Lastdruck drückt den Hauptventilkörper 20 auf seinen Sitz. Damit ist der Arbeitszylinder
verriegelt. Soll die dort wirkende Last abgesenkt werden, so wird der Vorsteuerventilkörper
21 über den Stößel 24 durch Betätigen des Elektromagneten ?3 von seinem Sitz abgehoben,
worauf der Druck in dem die Feder 22 aufnehmenden Raum abgebaut wird und Druckmittel
vom Arbeitszylinder 18 über das Rückschlagventil und die Leitungen 14, 41, 40, 28
zum Behälter abströmen. Die Pumpe ist dabei nicht in Betrieb.
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Zum Betätigen des Arbeitszylinders 32 wird die Pumpe wieder eingeschaltet,
das Ventil 30 wird in seine Schaltstellung II gebracht, worauf Druckmittel über
die Leitung 29 und die Ventile 30, 31 in den Arbeitszylinder einströmen kann. Das
Ventil 15 befindet sich weiterhin in Schaltstellung II. Druckmittel gelangt auch
in die Leitung 37 und hält das Umschaltventil in seiner Schaltstellung II fest.
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Damit kann kein Druckmittel in die Leitung 14 einströmen.
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Das aus dem Arbeitszylinder 33 verdrängte Druckmittel fließt über
die Leitung 33, 38 und 39 und die Drossel 34 zum Behälter ab.
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Zum Senken des Arbeitszylinders 32 wird das Wegeventil 15 in seine
Schaltstellung I gebracht. Von der Pumpe gefördertes Druckmittel gelangt nun über
die Leitung 38 in die Leitung 33 und von dort weiter in die Leitung 42, wodurch
das Rückschlagventil 31 hydraulisch entsperrt wird.
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Der durch die Drossel 34 erzeugte Druck reicht hierzu aus.
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Auch das Ventil 30 ist in seine Schalt stellung I gebracht worden,
worauf rückströmendes Druckmittel über das nun als Rückschlagventil wirkende Ventil
30 in die Leitung 29 sowie
über das Wegeventil 15 in die Leitung
39 gelangt und von dort über die Leitung 28 zum Behälter abströmen kann.
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zweiten Beim UAusfuhrungsbeispiel sind gleiche Teile wie beim vorherigen
mit denselben Ziffern bezeichnet, Es unterscheidet sich im wesentlichen von jenem
dadurch, daß kein Umschaltventil mehr benötigt wird, es sind nun außer dem Ventil
15 nur noch zwei elektromagnetisch entsperrbare vorgesteuerte Rückschlagventile
50, 51 nötig, sowie drei einfache Rückschlagventile 52. bis 54. Vom Wegeventil 15
führt die Leitung 14 zur Einlaßseite 55 des Rückschlagventils 50, während von der
Leitung 14 eine Leitung 56 abzweigt und zur Einlaßseite 57 des Rückschlagventils
51 führt. Die Hauptventilkörper 58, 59 und Vorsteuerventilkörper 60, 61 sind wieder
von Druckfedern 62, 63 belastet und letztere über Elektromagnete 65, 66 sowie Stößel
67, 68 betätigbar. Daraus ist zu erkennen, daß diese Ventile genau dem Rückschlagventil
17 nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 entsprechen. Vom Rückschlagventil 50
verläuft eine Leitung 70 zum einfach wirkenden Arbeitszylinder 18 während vom Rückschlagventil
51 eine Leitung 71 zum doppeltwirkenden Arbeitszylinder 32 führt.
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Von der Leitung 39 führt eine Leitung 72 zu einer Leitung 73, welche
an den Auslaßseiten 74, 75 der Rückschlagventile 50, 51 mündet.
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Von der Leitung 14, und zwar von einer Stelle vor dem Wegeventil 15
führt eine Steuerleitung 77 über das Rückschlagventil 52 und eine Dämpfdrossel 78
zum Federraum 79 des Rückschlagventils 51. Von der Leitung 77 führt eine Leitung
80 über das Rückschlagventil 53 und eine Dämpfdrossel
81 zum Federraum
82 des Rückschlagventils 50. Von der Leitung 70 zweigt eine Leitung 83 ab, die über
das Rückschlagventil 54 zur Leitung 80 führt.
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Wenn die Pumpe 10 eingeschaltet ist und sich das Wegeventil 15 in
der Schaltstellung II befindet, gelangt Druckmittel über die Leitungen 14, 56 zu
den Einlässen 55 und 57 der Rückschlagventile 55, 51. Druckmittel gelangt auch über
die Leitungen 77, 80 und über die Rückschlagventile 52, 53 in die Federräume 79,
82 dieser Rückschlagventile 50, 51. Sämtliche Ventilkörper werden durch Flüssigkeitsdruck
und Federkraft auf ihren Ventilsitzen gehalten.
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Soll der Arbeitszylinder 18 betätigt werden, so wird über den Elektromagneten
65 der Vorsteuerventilkörper 60 abgehoben, worauf Druckmittel aus dem Federraum
82 über die Leitungen 72, 39, 33 zum Behälter abströmen kann. Nun öffnet sich auch
der Hauptventilkörper 58, und Druckmittel kann über die Leitung 14 und die Leitung
70 zum Arbeitszylinder 18 strömen und diesen ausfahren. Genau dasselbe geschieht,
wenn der Arbeitszylinder 32 ausgefahren werden soll. Dann wird der Elektromagnet
66 betätigt, und Druckmittel kann über die Leitungen 56 und 71 zum Arbeitszylinder
32 strömen. Wird nun die Pumpe abgeschaltet, so werden die Ventilkörper 58 bis 61
durch den Flüssigkeitsdruck auf ihre Sitze gedrückt und die Arbeitszylinder absolut
dicht verriegelt. Zum Absenken des Arbeitszylinders 18 wird das Rückschlagventil
50 durch Betätigen des Elektromagneten 65 in Aktion gebracht. Da die Pumpe 10 nicht
läuft, wird nun der Hauptventilkörper 58 durch Flüssigkeitsdruck vom Ventilsitz
abgehoben und Druckmittel kann nun über das sich in Schaltstellung I befindliche
Wegeventil 15 zur Leitung 39 und zum Behälter abströmen.
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Zum Absenken des Arbeitszylinders 32 muß die Pumpe eingeschaltet werden.
Das Wegeventil 15 steht in Schaltstellung I. Nun wird das Rückschlagventil 51 durch
Btatigen des Elektromagneten 66 aktiviert, worauf der Hauptventilkörper 59 von seinem
Sitz abgehoben wird und Druckmittel über die Leitungen 71, 56, 14 und das Wegeventil
15 sowie die Leitung 39 zum Behälter abströmen kann. Das von der Pumpe 10 über das
Wegeventil 15 geförderte Druckmittel gelangt über die Leitungen 38 und 33 in den
obere Raum des Arbeitszylinders 32 und schiebt diesen ein, wobei aus dem unteren
Arbeitsraum das Druckmittel - wie gerade beschrieben - zum Behälter abströmt. Die
Drosseln 81 und 78 sorgen dafür, daß bei den Hebevorgängen die Druckflüssigkeitsverluste
gering bleiben.
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Um das Absinken,des Arbeitszylinders 18 auch in einer Zwischenstellung
unterbrechen zu können, muß der dazu nötige Sperrdruck für das Rückschlagventil
50 vom Arbeitszylinder 18 über die Leitungen 83 und das sich öffnende Rückschlagventil
54 zum Federraum 62 gelangen können. Dabei ist dann der Elektromagnet 65 selbstverständlich
abgeschaltet.
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Die Figur 3 zeigt eine geräteteschnische Ausbildung, wobei ersichtlich
ist, daß sämtliche Ventile in einem gemeinsamen Block 85 untergebracht sind. Die
zuvor beschriebenen Teile sind mit gleichen Ziffern bezeichnet, so daß sich eine
weitere Beschreibung erübrigt. Lediglich die Pumpenanschlüsse 86 und 87 sind besonders
erwähnt. Alles andere ist ohne weiteres ersichtlich.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 zeigt eine besonders zweckmäßige
Ausbildung eines Rückschlagventils, wie es in der Steuereinrichtung verwendet wird,
z.B. eines der Rückschlagventile
52 bis 54. In einen Stahlrohrabschnitt
90 wird eine Sicke 91 -eingerollt, die einen Ventilsitz 92 für das kugelige Ventilglied
93 bildet. Dieses wird durch eine Feder 94 auf den Ventilsitz gedrückt. Das Stahlrohr
90 ist in eine Gehäusebohrung 95 eingesetzt und dort an einer Schulter 96 gehalten.
Zur Abdichtung gegenüber der Gehäusebohrung dient ein 0-Ring 97, der außen in die
Sicke 91 eingelegt ist.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 stellt eine Abwandlung desjenigen
nach Figur 2 dar. Gleiche Teile wie dort haben dieselben Ziffern. In die zum Arbeitszylinder
32 führende Druckleitung 14 ist ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 100
eingesetzt, von dem eine Steuerleitung 101 zu einer Leitung 102 führt, die vom oberen
Druckraum 32' des Arbeitszylinders 32 ausgeht und zu einem elektromagnetisch entsperrbaren
vorgesteuerten Rückschlagventil 103 führt. Dieses weist einen Hauptventilkörper
104 mit Drosseldurchgang 104' sowie einen Vorsteuerventilkörper 105 auf, die beide
durch eine Druckfeder 106, die sich in einem Federraum 107 befindet auf ihre Sitze
gedrückt werden.
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Der Vorsteuerventilkörper 105 wird von einem Elektromagnet 114 über
einen Stößel 115 betätigt. Die Leitung 102 mündet in den Federraum 107. Weiterhin
geht vom Federraum 107 eine Steuerleitung 108 aus, die zu einem hydraulisch entsperrbaren
Rückschlagventil 110 führt, welches in einer Leitung 111 angeordnet ist. Diese kommt
von der Einlaßseite 112 des Rückschlagventils 103 und führt über das Rückschlagventil
110 und ein diesem nachgeschaltetes Rückschlagventil 113 zum Druckraum 18' des Arbeitszylinders
18. Von der Auslaßseite 116 des Rückschlagventils 103 verläuft eine Leitung 117
zum Behälter 13. Von der Leitung 117 zweigt einerseits eine Leitung 119 ab, die
eine Drossel 120 enthält
und hinter dem Rückschlagventil 103 in
die Leitung 102 mündet, andererseits eine Leitung 121, die zur Auslaßseite 122 eines
elektromagnetisch entsperrbaren, vorgesteuerten Rückschlagventils 123 führt, das
genauso aufgebaut ist, wie das Rückschlagventil 103. Das Rückschlagventil 123 hat
einen Vorsteuerventilkörper 1214, der von einem Elektromagnet 125 über einen Stößel
126 betätigbar ist. Der Vorsteuerventilkörper 124 und der Hauptventilkörper 127
werden durch eine in einem Federraum 129 angeordnete Druckfeder 128 auf ihre Ventilsitze
gedrückt. Von der Einlaseite 130 des Rückschlagventils 123 führt eine Leitung 131
über ein Rückschlagventil 132 zur Leitung 121. Die Leitung 131 ist im Bereich des
Rückschlagventils 132 durch eine Bypassleitung 133 mit Drossel 134umgangen. Vom
Federraum 129 verläuft eine Leitung 135 zur Leitung 111 und eine Steuerleitung 136
zur Leitung 135.
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Vom Wegeventil 15 führt die Leitung 39 zur Leitung 117, die zweite
Leitung 38 führt von diesem zur Leitung 111. Das Rückschlagventil 110 liegt zwischen
der Mündungsstelle der Leitung 38 in die Leitung 111 und dem Rückschlagventil 113.
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Die Rückschlagventile 110 und 113 haben entgegengeset;zte Öffnungsrichtung.
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Zum Ausfahren des einfach wirkenden Arbeitszylinders 18 wird - wie
bereits bei den vorigen Ausführungsbeispielen -die Pumpe 10 eingeschaltet. Druckmittel
strömt dann in Schaltstellung II des Wegeventils 15 über die Leitungen 38, 111 zum
Einlaß 112 des elektromagnetisch entsperrbaren Rückschlagventils 103, gelangt über
den Drosseldurchgang 104' im Hauptventilkörper 104 in den Federraum 107 und wirkt
von dort auf die Rückseiten der Ventilkörper 104 und 105, die damit auf ihren Ventilsitzen
liegen bleiben. Der
Druck pflanzt sich vom Federraum 107 über die
Steuerleitung 108 zum Rückschlagventil 110 fort, das durch den Druck, welcher gleich
dem Pumpendruck ist, hydraulisch entsperrt (geöffnet) wird. Damit kann Druckmittel
über die Leitung 38 in die Leitung 111 und das entsperrte Rückschlagventil 110 sowie
das sich unter dem in dieser Leitung herrschenden Druck öffnende Rückschlagventil
113 in den Druckraum 18' des Arbeitszylinders 18 fließen. Dieser wird nun ausgefahren.
Soll der Arbeitszylinder 18 abgesenkt werden, uo wird der Vorsteuerventilkörper
124 über den Elektromagnet 125 geöffnet, das im Federraum.129 eingesperrte Druckmittel
fließt über die Leitung 121 ab, wodurch sich auch der Hauptventilkörper 127 von
seinem Sitz abheben kann. Druckmittel fließt nun über die Leitung 135 und das Rückschlagventil
123 in die Leitung 131 und von dort über die Bypassleitung 133 zur Rückleitung 121
und zum Behälter. Der Abfluß wird durch die Drossel 134 verzögert, so daß kein schlagartiges
Absenken erfolgt.
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Soll der Arbeitszylinder 32 eingefahren werden, so ist der Druckraum
32' zu beaufschlagen und der Drckraum 32" zu entleeren. Zu diesem Zweck wird über
den Magnet 114 der Vor-Ytuervetilkürper 105 von seinem Sitz abgehoben. Dadurch wird
der Federraum 107 entlastet, der Druck in der Leitung 108 bricht ebenfalls zusammen,
das Rückschlagventil 110 wird durch den Druck in der Leitung 111 geschlossen gehalten.
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Nun kann sich der Hauptventilkörper 104 von seinem Ventilsitz abheben,
und Druckmittel strömt über die Leitung 111 und den Einlaß 112 zur Leitung 102 und
zum Druckraum 32'.
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Der Arbeitszylinder wird eingefahren. Gleichzeitig wird durch den
Druck in den Leitungen 102 und 101 das hydraulische entsperrbare Rückschlagventil
100 von seinem Sitz abgehoben, so daß Druckmittel aus dem Druckraum 32" des
Arbeitszylinders
über die Leitung 14 und das Wegeventil 15 sowie die Leitungen 39 und 117 zum Behälter
abfließen kann.
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Zum Ausfahren des Arbeitszylinders 32 wird das Wegeventil 15 in Schaltstellung
I gebracht. Nun kann Druckmittel unmittelbar über die Leitung 14 und das sich öffnende
Rückschlagventil 100 zum Druckraum 32" strömen. Das Rückschlagventil 100 öffnet
sich deshalb, da ja in den Leitungen 101, 102 kein Druck mehr ist. Das aus dem Druckraum
32' verdrängte Druckmittel strömt über die Leitung 119, durch die Drossel 120 verzögert,
zum Behälter ab.
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Zwischen den Leitungen 14, 29 erstreckt sich eine Leitung 120, in
der ein doppeltwirkender Hydrozylinder angeordnet sein kann, der jeweils beim Betätigen
eines der Arbeitszylin der 18, 32 ebenfalls betätigt wird. Er kann zum Aktivieren
eines zusätzlichen Geräts dienen.