-
Hydraulisches Abschaltventil
-
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Abschaltventil
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiges bekanntes Abschaltventil weist
einen Steuerschieber auf, der mit Hilfe eines zweiten Ventilkörpers gesteuert wird
und bei Erreichen eines oberen Druckgrenzwertes die Pumpe in einen Niedruck-Kreislauf
entlastet, so daß Aufwärmung des Druckmediums und Energieverluste vermieden werden.
Das bekannte Ventil hat jedoch den Nachteil, daß die Abschaltvorgänge nicht optimal
aufeinander abgestimmt sind, so daß Betriebsstörungen nicht immer auszuschließen
sind.
-
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Abschaltventil mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es
bei nicht aufwendigerer bauweise besonders betriebssicher ist und genau arbeitet.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind Weiterbildungen
der im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen möglich.
-
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 einen Längsschnitt durch ein Abschaltventil, Figur 2 eine Abwandlung einer Einzelheit
des Ausführungsbeispieles nach Figur 1, Figuren 3 bis 6 ebenfalls Einzelheiten.
-
Beschreibung des Erfindungsbeispiels In Figur 1 ist mit 10 ein Ventilgehäuse
bezeichnet, in dem eine durchgehende, teilweise als Stufenbohrung ausgebildete Längsbohrung
11 angeordnet ist. Sie ist beidseitig durch Verschlußschrauben 12, 13 verschlossen.
An der Längsbohrung 11 ist eine erste Ringnut 14 ausgebildet, in welche eine Einlaßbohrung
15 eindringt, von der eine Leitung 16 zu einer Pumpe 17 führt. Diese saugt Druckmittel
über eine Saugleitung 18 aus einem Behälter 19 an.
-
An die Leitung 16 ist eine Leitung 21 angeschlossen, die über ein
Schaltventil 22 weiterführt zu einem einfach wirkenden Arbeitszylinder 23, dessen
obere Stirnfläche einen Anschlag 23' für den Kolben 24 bildet.
-
Auf die Ringnut 14 der Längsbohrung 11 folgt eine zweite Ringnut 25,
in welche eine quer zur Längsbohrung 11 verlaufende Bohrung 26 eindringt, die vom
Äußeren des Ventilgehäuses 10 ausgeht; die Bohrung 26 ist durch
eine
Verschlußschraube 27 verschlossen. In der Bohrung 26 ist nahe der Ringnut 25 durch
eine Verengung eine Ringschulter 28 ausgebildet, gegen die durch die Kraft einer
Feder 29, welche sich an der Verschlußschraube 27 abstützt, ein kugeliger Ventilkörper
30 gedrückt wird.
-
Hinter dem Ventilkörper 30 - bezogen auf die Ringnut 25 -geht von
der Bohrung 26 ein Kanal 32 aus, der in eine Auslaßbohrung 33 mündet. Von dort führt
eine Leitung 34 zum Behälter 19.
-
In der Längsbohrung 11 ist ein etwa becherförmiger Schieber 36 gleitend
geführt, auf den eine Druckfeder 37 einwirkt.
-
Diese stützt sich an einem die Längsbohrung 11 unterteilenden Stopfen
38 ab. Im Boden des Schiebers 36 ist eine Drosselbohrung 39 ausgebildet, in der
Verschlußschraube 13 steckt ein Stößel 40, an den sich der Schieber 36 anlegt. Der
Stößel 40 ist so angeordnet, daß der Zugang von der Ringnut 14 zur Drosselbohrung
39 nicht behindert ist.
-
Der Stopfen 38 hat eine mittige stufenförmig ausgebildete Drosselbohrung
42, deren der Verschlußschraube 12 zugewandte Rand 43 einen Ventilsitz für einen
kegeligen Ventilkörper 44 bildet, der einen langen Schaft 45 hat, welcher sich in
Richtung der Verschlußschraube 12 erstreckt. Schaft 45 und Ventilkörper 44 bestehen
zweckmäßigerweise aus zwei zusammengesteckten Teilen. Am hinteren Ende des Schaftes
45 ist eine Scheibe 46 befestigt, an der sich das eine Ende einer Druckfeder 47
abstützt, deren anderes Ende an der Verschlußschraube 12 anliegt.
-
Die Druckfeder 47 drückt den kegeligen Ventilkörper 44 auf den Rand
43. Mit ihr ist der Ansprechdruck des Abschaltventils einstellbar.
-
Die Längsbohrung 11 ist in diesem Teil erweitert zu einem Druckraum
58, von dem ein Kanal 20 zur Ringnut 25 führt. Im Druckraum 58 ist ein Kolben 48
geführt mit einer mittigen Bohrung 49, durch welche gleitend der Schaft 45 dringt.
Auf den Kolben 48 wirkt eine Druckfeder 50 ein, die sich ebenfalls an der Verschlußschraube
12 abstützt. In diesem Teil der Längsbohrung 11 ist in einer Ringnut 51 ein Springring
52 angeordnet, der eine Anschlagschulter für den Kolben 48 bildet. Der die Feder
47, 50 aufnehmende Raum am Ende der Längsbohrung 11 ist mit 54 bezeichnet. In das
Ende dieses Raums dringt eine quer im Ventilgehäuse 10 verlaufende Ausnehmung 55
ein, die in eine parallel zur Längsbohrung 11 verlaufenden Bohrung 56 mündet, die
vom äußeren des Ventilgehäuses 10 ausgeht und in den Kanal 32 eindringt. In der
Bohrung 56 ist eine Drosselvorrichtung 57 angeordnet, wie sie in den Figuren 3 bis
6 im einzelnen dargestellt ist. Durch die Drosselvorrichtung wird eine mehr oder
weniger starke Drosselung des vom Raum 54 zum Auslaß 33 fließenden Druckmittels
erreicht.
-
Zwischen dem Kanal 55 und dem Ende der Bohrung 56 kann ein Kanal 59
vorgesehen sein mit einem Rückschlagventil 60, das sich in Richtung von der Bohrung
56 zum Kanal 55 hin zu öffnen vermag.
-
Die Drosselvorrichtung ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 eine
Schraube 62 mit einer schmalen Längsnut 63 an ihrer Außenseite, deren Tiefe etwas
größer ist als die der Gewindegänge. Das Gewinde in der Bohrung 56 für die Schraube
62 ist mt 64 bezeichnet. Eingeschraubt
in die Bohrung 56 bildet
jeder Gewindegang des Gewindes 64 im Bereich der Längsnut 63 eine Drosselstelle
a bis f.
-
Je weiter die Schraube 62 in die Bohrung 56 eingedreht wird, desto
mehr Drosselstellen werden gebildet und desto größer ist der Durchflußwiderstand.
Diese Drosselstellen sind viskositätsunabhängig. Die Schraube ist an ihrem äußeren
Ende, d.h. dort, wo die Längsnut 63 aufhört, mit Kunststoff beschichtet zum Abdichten
nach außen und als Verdrehsicherung.
-
Die Drosselvorrichtung nach Figur 4 ist ähnlich aufgebaut, namlich
aus einer Schraube 66 mit einer Längskerbe 67. Die Schraube 66 ist in eine glatte
Bohrung eingeschraubt. An jeder Umfangsrille entsteht somit eine Drosselstelle.
-
Die Drosselvorrichtung nach Figur 5 besteht aus mehreren hintereinander
angeordneten Drosselscheiben 68 bis 71, die durch verschiedene, nicht weiter bezeichnete
Distanzringe in Position gehalten werden. Die Einstellung der Durchflußmenge ergibt
sich durch die Anzahl der Drosselscheiben.
-
Die Drosselvorrichtung nach Figur 6 besteht im wesentlichen aus einer
Nadel 72, die mehr oder weniger weit in die Abströmbohrung eingeschraubt wird.
-
Das Abschaltventil arbeitet wie folgt: Wenn sich das Schaltventil
22 in Arbeitsstellung befindet, fördert die Pumpe 17 Druckmittel einerseits zum
Arbeitszylinder 23, andererseits zur Einlaßbohrung 15 des Ventilgehäuses. Ist der
Kolben 24 beispielsweise gegen den Anschlag 23' gestoßen, so steigt der Druck des
Druckmittels stark an. Dieser pflanzt sich über die Drosselbohrung 39 in den Druckraum
35 fort
und gelangt über die Drosselbohrung 42 an den Ventilkörper
44. Ist der Abschaltdruck erreicht, so hebt sich der Ventilkörper 44 etwas von seinem
Sitz 43 ab, so daß Druckmittel aus dem Druckraum 35 über die Drosselbohrung 42 in
den Druckraum 58 strömen kann. Dabei bleibt aber der Druck im Druckraum 35 praktisch
noch auf dem hohen Einstelldrucksund erst bei weiterem Druckanstieg vor dem Steuerschieber
36 verschiebt sich dieser entgegen der Kraft der Feder 37 und der Kraft aus dem
Einstelldruck. Dadurch kann Druckmittel von der Ringnut 14 in die Ringnut 25 gelangen
und von dieser und dezn sich öffnenden Ventilkörper 30 in den Kanal 32 zum Rücklauf.
-
Hat der Überdruck nur kurze Zeit gedauert und ist er abgebaut, dann
legt sich der Ventilkörper 44 unter der Kraft der Feder 47 wieder auf den Ventilsitz
43 und der sich nunmehr im Druckraum 35 wieder aufbauende Druck drängt den Steuerschieber
36 in seine ursprüngliche Position, in welcher die Verbindung von der Ringnut 14
zur Ringnut 25 unterbrochen ist.
-
Dauert der Überdruck längere Zeit an, z.B. wenn ein Bagger mit seiner
Schaufel gegen einen großen Widerstand gefahren ist, so ist es notwendig, eine andere
Entlastungsmöglichkeit zu finden, damit das Druckmittel nicht dauernd unter sehr
hohem Druck über den Steuerschieber 36 abfließen muß. In diesem Fall geschieht folgendes:
Nach dem Abheben des Ventilkörpers 44 vom Ventilsitz 43 gelangt der Steuerschieber
36 wieder in die Position, in der die Ringnuten 14 und 25 miteinander verbunden
sind. Von der Ringnut 25 gelangt Druckmittel nun auch über den Kanal 20 in den Druckraum
58. Der dort sich aufbauende Druck wirkt auf den Kolben 48 und verschiebt ihn entgegen
der Kraft der Feder 50, wodurch der Ventilkörper 44 weit vom Sitz abgehoben
wird.
Der Kolben 48 wandert bis zum Anschlag am Springring 52. Das im Druckraum 54 enthaltene
Druckmittel strömt über die Ausnehmung 55 und die Drosselvorrichtung 57 sowie die
Bohrung 56 in die Auslaßbohrung 33.
-
Durch die weite Öffnung des Ventilkörpers 44 bricht der Druck im Druckraum
35 völlig zusammen, so daß der Steuerschieber 36 weit entgegen der schwachen Kraft
der Feder 37 öffnet. Nun strömt Druckmittel primär von der Ringnut 14 zur Ringnut
25 und über den sich öffnenden Ventilkörper 30 den Kanal 32 und zum Rücklauf33.
Der Ventilkörper 30 erzeugt einen relativ geringen Durchflußwiderstand, so daß die
Pumpe 17 wirksam entlastet wird. Der durch den Ventilkörper 30 aufrechterhaltene
geringe Druck dient zum Steuern des Abschaltventils. Bei einer Unterbrechung eines
Arbeitsvorganges wird das Schaltventil 22 in eine solche Stellung gebracht, daß
das von der Pumpe 17 geförderte Druckmittel unmittelbar zum Behälter 19 abströmt.
Nun können die Federn 37 und 29 die diversen Ventilkörper wieder in ihre Ausgangslagen
bringen. Auch die Feder 50 schiebt den Kolben 48 wieder in seine ursprüngliche Lage.
Dazu ist es notwendig, daß zwischen dem Druckraum 58 und dem Kanal 32 eine Verbindung
besteht, und zwar über die Drosselbohrung 53.
-
Die Verdrängung des Druckmittels aus dem Raum 54 über die Drosselvorrichtung
57 kann gesteuert werden durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben der in den
Ausführungsbeispielen 2 bis 5 dargestellten Drosselschrauben. Man erreicht damit
eine Zeitverzögerung für den Beginn der Abschaltung, d.h. des Öffnens des Steuerschiebers
36.
-
Eine weitere Zeitverzögerung erreicht man mit dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 7 mit Hilfe einer in das Ventilgehäuse 10 eingeschraubten Schraube 74
mit Kegelspitze 75. Je nach dem, wie weit die Schraube 74 eingeschraubt ist, macht
der Kolben 48 einen größeren oder kleineren Hub.
-
- L e e r s e i t e -