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Einrichtung zum Abschalten des von einer Pumpe er-
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erzeugten, hydraulischen Arbeitsdruckes Stand der Technik Die Erfindung
geht aus von einer Einrichtung zum Abschalten des von. einer Pumpe erzeugten, hydraulischen
Arbeitsdruckes nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Es ist schon eine solche Einrichtung aus der DE-OS 23 59 755 bekannt,
bei der eine Hydropumpe zum Schutz gegen Überlastung an ein Abschaltventil angeschlossen
ist, das auf rein hydraulische Weise arbeitet. Bei diesem Abschaltventil ist einem
Druckbegrenzungsventil ein zweiteiliges Schaltventil zugeordnet, dessen einen Entlastungsweg
aufsteuernder Schaltkolben von dem Steueröl in einer Steuerkammer bewegt wird, das
über eine Drosselstelle zufließt. Bei dieser Einrichtung ist die Ansprechzeit des
Schaltventils nicht nur abhängig von dem Querschnitt der Drosselstelle, sondern
auch von der Viskosität des Druckmittels. Ebenso spielt das Volumen der Steuerkammer
eine Rolle. Einer Verkleinerung des Querschnitts dieser Drosselstelle sind durch
die damit verbundene, zunehmende Schmutzempfindlichkeit
Grenzen
gesetzt. Die Abschaltzeit läßt sich daher nicht beliebig verlängern. Außerdem bedarf
es einer kurzen Zeitspanne, bevor die Einrichtung mit dem Abschaltventil nach einem
Zurückschalten wieder betriebsbereit ist.
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Ferner ist aus der DE-OS 22 49 743 eine Einrichtung zum Regeln des
von einer Pumpe erzeugten Arbeitsdruckes oekannt, bei der ein Sitzventil zwischen
zwei Druckleitungen geschaltet ist. Das Sitzventil wird von einem Druckregelventil
und einem Magnetventil vorgesteuert, dessen Elektromagnet sowie zwei elektrohydraulische
Druckschalt-er in einer elektrischen Schaltungsanordnung liegen. Mit dieser Einrichtung
kann zwar der Druck in beiden Druckleitungen geregelt werden; es ist jedoch keine
Sicherheitsschaltung zum Schutz der Hydraulikanlage vor Überlastung vorgesehen,
um die Pumpe abzuschalten, wenn sie längere Zeit gegen den am Druckbegrenzungsventil
eingestellten Druck fördern muß und sich dadurch die Öltemperatur unzulässig erhöht.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei ihr durch das
elektrisch arbeitende Zeitglied beliebig lange Ansprechzeiten einstellbar sind.
Die Ansprechzeit ist dabei unabhängig von der Größe des Drucknittelstroms, dessen
Viskosität und dessen Temperatur. Die Einrichtung läßt sich in einfacher Weise mit
billigen, vorhandenen Bauelementen
realisieren, wobei die Druckschalter
mit niedrigen Schaltdrücken arbeiten und dadurch billig sind. Zudem ist die Einrichtung
nach dem Abschalten sofort wieder betriebsbereit. Außerdem gewährleistet sie eine
sichere Funktion.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung
möglich. Sie begünstigen vor allem eine einfache Bauweise der Einrichtung bei sicherer
Funktion und ermöglichen dem Anlagenbetreiber zudem eine Information über den jeweiligen
Schalt zustand, wobei auch die thermische Überlastung erfaßbar ist.
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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 den Hydraulikteil der Einrichtung zum Abschalten des von einer Pumpe erzeugten,
hydraulischen Arbeitsdruckes und Figur 2 den zugehörigen elektrischen Schaltplan
für die Einrichtung nach Figur 1.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Figur 1 zeigt eine Einrichtung
2, bei der von einem Druckanschluß 11 der Pumpe 12 ein Neutralumlaufkanal 13 über
ein Wegeventil 14 zu einem Tank 15 führt.
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An das Wegeventil 14 ist ein doppelt wirkender Hydromotor 16 angeschlossen,
dessen Kolbenstange 17 in der gezeichneten Neutralstellung 18 des Wegeventils 14
hydraulisch blockiert ist. Ferner weist das Wegeventil 14 eine erste (19) sowie
eine zweite Arbeitsstellung (21) auf, um die Kolbenstange aus- bzw. einzufahren.
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Vom Neutralumlaufkanal 13 im Bereich zwischen Pumpe 12 und Wegeventil
14 führt eine erste Zweigleitung 22 zum Tank 15, in die hintereinander ein den Druckanschluß
1 1 absicherndes Druckbegrenzungsventil 23 sowie ein Druckhalteventil 24 geschaltet
sind. Das Druckbegrenzungsventil 23 bestimmt somit den von der Pumpe 12 erzeugten
Arbeitsdruck für den Hydromotor 16. An die erste Zweigleitung 22 stromabwärts vom
Druckbegrenzungsventil 23 und stromaufwärts vom Druckhalteventil 24 ist ein erster
Druckschalter 25 angeschlossen. Das Druckhalteventil drosselt in der Zweigleitung
22 lediglich einen Druck von wenigen bar, z.B. 5 bar, an.
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Vom gleichen Abschnitt des Neutralumlaufkanals 13 führt parallel zur
ersten Zweigleitung 22 eine zweite Zweigleitung 26 zum Tank 15. In die zweite Zweigleitung
26 sind hintereinander ein Schaltventil 27 sowie eine Drosselstelle 28 geschaltet.
Der Druck in der zweiten Zweigleitung 26 stromaufwärts vom Schaltventil 27 steuert
einen zweiten Druckschalter 29. Das Schaltventil 27 hat ein Schließglied 31, das
von einer Feder 32 in einer Sperrstellung 33 gehalten wird und gegen die Kraft der
Feder von einem Elektromagneten 34 in eine Durchlaßstellung 35 steuerbar ist.
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Die elektrohydraulischen Druckschalter 25, 29 sind Teile einer elektrischen
Steuereinrichtung, deren Schaltplan Figur 2 näher zeigt. Dort sind mit 36 und 37
die Klemmen bezeichnet, an welche die Versorgungsspannung angelegt wird. In einem
ersten Strompfad 38 zwischen den Klemmen 36 und 37 liegen in Reihe zueinander ein
Schließer 39 des ersten Druckschalters 25, ein Schließer 41 eines Zeitgliedes 41,
das hier als Relais 42 aus gebildet ist sowie der Elektromagnet 34 des Schaltventils
37. Ferner führt von der Klemme 36 ein zweiter Strompfad 43 in den ersten Strompfad
38 im Bereich zwischen Schließer 41 und Elektromagnet 34. In diesen zweiten Strompfad
43 sind hintereinander ein vom Elektromagnet 34 betätigter Schließer 44 sowie ein
Schließer 45 des zweiten Druckschalters 29 geschaltet. Vom ersten Strompfad 38 im
Bereich zwischen den beiden Schließer 39, 41 zweigt ein dritter Strompfad 46 ab,
in den die Spule 47 des Zeitgliedes 42 geschaltet ist. Vom gleichen Abschnitt des
ersten Strompfades 38 zweigt ferner ein vierter Strompfad 48 ab, in den hintereinander
ein Öffner 49 eines Thermoschalters 51 sowie eine Warnleuchte 52 geschaltet sind.
In einem fünften Strompfad 53, der vom zweiten Strompfad 43 im Bereich zwischen
den beiden Schließern 44, 45 abzweigt, liegt eine zweite Warnleuchte 54.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung 10 wird wie folgt erläutert, wobei
auf Figur 1 und 2 Bezug genommen wird. Befindet sich der Steuerschieber des Wegeventils
14 in seiner gezeichneten Mittelstellung 18, so fördert die Pumpe 12 Druckmittel
über den offenen Neutralulaufkanal zurück zum Tank 15. Dabei muß die Pumpe
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nur gegen einen relativ geringen Neutralumlaufdruck von wenigen bar (ca. 5 bar)
arbeiten. Bei stromlosen Elektromagnet 34 nimmt das Schaltventil 27 seine Sperrstellung
33 ein.
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Wird nun das Wegeventil 14 in eine seiner Arbeitsstellungen 19, 21
gebracht, so fördert die Konstantpumpe 12 Druckmittel zum Hydromotor 16. Wenn nun
der jeweilige Arbeitsdruck den am Druckbegrenzungsventil 23 eingestellten Druckwert
übersteigt, sei es weil die Last zu groß ist oder weil die Kolbenstange 17 gegen
einen Endanschlag fährt, so fließt von der Pumpe 12 Druckmittel über das Druckbegrenzungsventil
23 und das Druckhaltevenzil 24 zum Tank 15 ab. Dabei staut das Druckhalteventil
24 stromaufwärts einen Druck von ca. 5 bar an, der ausreicht, um den ersten Druckschalter
25 zu betätigen. Durch Betätigen des Schließers 39 vom ersten Druckschalter 25 wird
die Spule 47 des Zeitglieds 42 unter Strom gesetzt und somit die Sicherheitseinrichtung
eingeschaltet. Zugleich gelangt Strom über den nicht betätigten Öffner 49 zur ersten
Warnleuchte 52. Die aufleuchtende Warnleuchte 52 gibt einer Bedienungsperson ein
Signal, daß das Druckbegrenzungsventil 23 angesprochen hat und die Sicherheitsabschaltung
ausgelöst ist. Während dieser Zeit wurde durch den im Druckanschluß 1 1 wirksamen
durch auch der Schließer 45 des zweiten Druckschalters 29 betätigt, der bei einem
Druck von ca. 10 bar anspricht. Da jedoch der im gleichen Strompfad 43 stromauf
liegende Schließer 44 noch offen ist, bleibt der Elektromagnet 34 stromlos. Erst
wenn die am Zeitglied 42 eingestellte Zeit von ca. 2 bis 10 Sekunden abgelaufen
ist, wird der
zugeordnete Schließer 41 betätigt und über den ersten
Strompfad 38 der Elektromagnet 35 unter Strom gesetzt.
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Dadurch wird das Schaltventil 27 entgegen der Kraft der Feder 32 in
seine Durchlaßstellung 35 gesteuert, wodurch das von der Pumpe 12 geförderte Druckmittel
über die zweite Zweigleitung 26 mit dem Schaltventil 27 und der Drosselstelle 28
zum Tank 15 abströmen kann.
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Damit ist die Pumpe 12 entlastet, wobei die Sicherheitsschaltung angesprochen
hat.
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Diese Entlastung der Pumpe 12 wird beibehalten, solange sich der Steuerschieber
des Wegeventils 14 in seiner Arbeitsstellung 19 bzw. 21 befindet. Zu diesem Zweck
ist die Drossel 28 so ausgelegt, daß sie in der zweiten Zweigleitung 26 in dem von
der Pumpe 12 kommenden Entlastungsstrom einen Druck anstaut, der ausreicht, um den
zweiten Druckschalter 29 zu betätigen. Der zugeordnete Schließer 45 hält daher den
zweiten Strompfad 43 offen. Bei erregtem Elektromagneten 34 ist zudem auch der zugeordnete
Schließer 44 betätigt, so daß der- Elektromagnet 34 über den zweiten Strompfad 43
mit Strom versorgt wird. Bei betätigtem Schließer 44 erhält auch die zweite Warnleuchte
54 Strom, wodurch sie einer Bedienungsperson anzeigt, daß die Pumpe 12 über das
Schaltventil 27 entlastet ist. Beim Entlasten der Pumpe 12 sinkt der Druck im Druckanschluß
71 unter den am Druckbegrenzungsventil 23 eingestellten Wert, so daß letzteres schließt
und der Druckschalter 25 abschaltet. Nach dem Ansprechen der Sicherheitseinrichtung
ist deshalb der erste Strompfad 38 durch den nicht betätigten Schließer 39 unterbrochen,
so daß auch das Zeitglied 42 stromlos wird.
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Der Elektromagnet 34 liegt im Selbsthaltekreis 43, 44 45, 38 und bleibt
unter Strom.
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Zum Abschalten der Entlastung der Pumpe 12 nach erfolgte Ansprechen
der Sicherheitsschaltung wird das Wegeventil 14 aus seiner Arbeitsstellung 19 bzw.
21 in seine Neutralstellung 18 zurückgestellt. Daraufhin kann die Pumpe 12 mit einem
niedrigeren Neutralumlaufdruck von ca. 5 bar Druckmittel über den offenen Neutralumlaufkanal
13 zum Tank 15 fördern. Der auf ca.
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10 bar eingestellte zweite Druckschalter 29 öffnet beim Sinken des
Druckes auf den Neutralumlaufdruck von 5 bar, wodurch der Selbsthaltekreis für den
Elektromagneten 34 über den zweiten Strompfad 43 zusammenbricht. Dabei wird der
Elektromagnet 34 stromlos und die Feder 32 bringt das Schaltventil 27 in seine Sperrstellung
33, so daß die Entlastung zum Tank 15 über die zweite Zweigleitung 26 unterbrochen
ist. Wenn der Elektromagnet 34 stromlos wird, öffnet auch der zugeordnete Schließer
44, wodurch die zweite Warnleuchte 54 erlischt. Das Erlöschen der zweiten Warnleuchte
54 zeigt einer Bedienungsperson an, daß die Einrichtung sofort wieder betriebsbereit
ist.
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Wird durch mehrfache Drucküberlastung die zulässige Öltemperatur im
Tank 15 von ca. 800 C überschritten, so spricht der Thermoschalter 51 an. Spricht
nun die Sicherheitsschaltung der Einrichtung 10 erneut an, so blinkt die erste Warnleuchte
52 und zeigt dadurch die thermische Überlastung der Hydraulikanlage an. Da die Hydraulikanlage
zur Vermeidung von Gefahr be.riebsbereit bleiben muß, ist hier keine zwangsläufige
Entlastung der Pumpe 12 abhängig von einem Ansprechen des Thermoschalters 51 vorgesehen.
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Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Einrichtung 10
möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung
abzuweichen. So kann
anstelle des Druckhalteventils 24 auch eine Drosselstelle oder anstelle der Drosselstelle
28 auch ein Druckhalteventil verwendet werden oder es können diese druckanhebenden
Mittel in anderer Weise ausgebildet sein. Unter Umständen kann es auch zweckmäßi3
sein, die Funktion der Drosselstelle 28 unmittelbar in das Schaltventil 27 zu integrieren.
Auch können dem Wegeventil 14 zusätzliche Wegeventile vor- oder nachgeschaltet sein.
Anstelle der Warnleuchten 52, 54 können ferner andere Signalgeber verwendet werden.