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@@@ @@@ mit differential Eine sruck
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Beschreibung Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein
Ventil zur Hubkontrolle (motion control) eines Hydraulikantriebes mit differenziertem
Eichdruck.
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Die "Motiorl control "-Ventile werden allgemein benutzt, um unkontrollierte
Hübe bei Hydraulikantrieben zu vermeiden, die sich durch Jrägheitskräfte ergeben,
welche dazu neigen, höhere Geschwindigkeiten des Flüssigkeitsdurchlaufs im Ein gang
zu bestimmen als gewünscht. Ausserdem erfüllen sie noch weitere Funktionen der Sicherheit
gegen Drücke, die durch Belastungen indu7iert werden, und gegen eventuelle unverhoffte
Brüche der Hauptleitungen.
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Die Perfektionierungen, die Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung
sind, werden besonders an einem "Motion control"-Ventil angebracht, dass einen Rücklauf
der Flüssigkeit aus einer Kammer in die andere des Antrieb ermöglicht.
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Die bekannten Ventile dieses Typs, die nachstehend noch eingehender
beschrieben werden, weisen parallel zu einer jeden Hauptleitung, die zu dem Antrieb
führt, ein Ventil zur Druckkontrolle auf, dessen Öffnung durch die in den beiden
Hauptleitungen vorhandenen Drücke gesteuert wird. Der Rücklauf der Flüssigkeit aus
einer jeden der Hauptleitungen erfolgt daher über dieses Ventil zur Druckkontrclle
und nur dann, wenn, der Druck in einer der beiden Haupt leitungen einer bestimmten
Wert erreicht, der für beide Hauptleitungen gleich vorgesehen ist.
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Der Wert dieses Steuerdrucks muss ausreichend hoch gehalten werden,
um den Hydraulikantrieb mit entsprechend hohem Druck zu versorgen. Diese tatsache
bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass, wenn beispielsweise in dem Fall, dass
das Ventil zur Kontrolle der Bewegung des Schwingarms iri einer Maschine angebracht
wird, bei Unterbrechung der unter Druck stehenden Flüssigkeit in der Zulaufkammer
für den Antrieb ein plötzliches Anhalten des Schwingarms provoziert wird, da dann
unverzüglich das Ventil zur Druckkontrolle blockiert, das den Ablass aus der Hauptleitung
ermöglicht, die der Zulaufleitung entgegengesetzt verläuft. Dieses Phänomen bringt
natürlich harte Rückschläge ar, der Maschine mit sich, die, ausser dass eine Überdimensionierung
der Elemente der Maschine selbst notwendig ist, nicht wenige Belästigungen für den
Bedienenden, der die Maschine betreut, bewirkt.
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Ein Zweck der vorliegenden Lrfindung ist der, die ober beschrieben
Nachteile zu vermeiden und ein perfektioniertes "Motion control"-Ventil zu liefern,
das geeignet ist, den Rücklauf der Flüssigkeit aLi.'; der Ablasskammer in die Zulaufkammer
für den Hydraulikantrieb zu ermöglichen, das es erlaubt, den Antrieb mit einem hohen
Druck zu versorgen, und dass es ebenfalls ermöglicht, ein zu plötzliches Anhalten
des Hydraulikantriebs im Falle der Unterbrechung des unter Druck stehenden Flüssigkeitszulaufs
zu vermeiden.
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Weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, ein konstruktiv
einfaches und zuverlässiges Ventil zu liefern.
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Diese und nuch weitere Zwecke werden alle erreicht durch das betreffende
Ventil syrnmetrischer Art im Verhältnis zu der beiden Hauptleitungen, die an den
Antrieb angeschlossen sind, welches entsprechend einer jeden Hauptleitung wie folgt
enthält: Fin erstes Einwegventil, das an der Hauptleituny angeordnet ist; eine Rücklaufleitung
parallel zu dem genannten ersten finweguentil, ar der sich ein Ventil zur Druckkontrolle
befindet, dessen Öffnung durch den in den beiden Hauptleitungen vorhandenen Druck
gesteuert wird, sowie ein zweites Einwegventil, das sich im Anschluss an das genannte
Ventil zur Druckkontrolle befindet, so dass der Durchfluss der flüssigkeit von der
Rücklaufleitung in Richtung der Fiauptleitung ermöglicht wird, wobei die genannte
Rücklaufleitung an einem Punkt, der sich zwischen dem Ventil zur Druckkontrolle
und dem genannten zweiten Finwegventil befindet, an einen Auslass und an den symmetrischen
Punkt der Rücklaufleitung irn Verhältnis zu der anderen Hauptleitung angeschlossen
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das genarnte Ventil zur Druckkontrolle in Öffnungsrichtung
der Kraft eines vorgespannten elastischen Clernrntrc; unterliegt, dem sich die durch
den Druck der flüssigkeit in der Hauptleitung an die das Ventil zur Druckkontrolle
über eine bestimrnte Ausdehnungsfläche angeschlossen ist, ausyeübte Kraft entgegensetzt.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen deutlicher
aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer
vorgezogenen,
jedoch nicht ausschl iessl i chen Verwirklichungsform des betreffenden Ventils hervor,
das rein als Beispiel und nicht begrenzend in den beiliegenden Zeichungen dargestellt
ist, von deren -Abb. 1 ein Hydraulikschemme des betreffenden Ventils zeigt; - Abb.
2 zeigt eine mögliche konstruktive Herstellungsform des betreffenden Ventils begrenzt
auf die mit einer der Hauptleitungen verbundenen Elemente, da die mit der anderen
Hauptleitung verbundenen Elemente genau die gleichen sind wie hier gezeigt.
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Das betreffende Ventil wird an die Hauptleitungen (1) und (1') angeschlossen,
welrhe die Flüssigkeit zu einem Hydraulikantrieb (20) leiten oder von einem solchen
ablassen. Dieses Ventil ist konstrukt iv und funktionell gesehen symmetrisch im
Verhältnis zu den beiden Hauptleitungen, beziehungsweise es enthält entsprechend
einer jeden Hauptleitung die gleichen Elemente. Im Verlauf der Beschreibung werden
die sich auf die Leitung (1) beziehenden Elemente erläutert, da sie die gleichen
sind wie flir die Leitung (1') (und die in der Abbildung 1 mit den gleichen Nummern
der entsprechenden und sich auf die Hauptleitung (1) beziehenden Elemente bezeichnet
sind, jedoch mit einem Apostroph).
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An der Hauptleitung (1) ist ein erstes Einwegventil (2) angebracht.
Parallel zu diesem Ventil (2) verläuft eine Rücklaufleitung (5), an der ein Ventil
zur Druckkontrolle (4) vorgesehen ist, dessen Öffnung durch den in der Leistung
vorhandenen
Druck über die Antriebsleitung (6) gesteuert wird, sowie durch den in der Leitung
(1') vorhandenen Druck über die Steuerleitung (7'). An der Rücklaufleitung (5) ist
ausserdem ein zweites Einwegventil (3) vorgesehen, das so angeordnet ist, dass es
den Durchfluss der Flüssigkeit von der Leitung (5) in Richtung der Hauptleitung
(1) ermöglicht.
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Die Leitung (5) ist ausserdem ari einem Punkt, der zwischen dem Ventil
(4) und dem Ventil (3) liegt, an einen normalerweise verdichteten Auslass (10) angeschlossen,
sowie an einen symmetrischen Punkt der Rücklaufleitung (5) im Verhältnis zu der
haupt leitung (1').
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Wie in At)bl tdung 2 sictlLbar ist, erfolgt das Auslösen des Ventils
(4) durch den Druck der Flüssigkeit in der Hauptleitung, der direkt auf drri Verschluss
(17) des Ventils selbst wirkt, sowie durch den Druck der Flüssigkeit in der anderen
Hauptleitung (1'), der auf die rückwärtige Fläche eines kleinen Steuerkolbens (15)
wirkt, dessen vordere Fläche gegen das Ende einer Stange (14) drückt, deren anderes
Ende mecharlisctl auf den Verschluss (17) des Ventils (14) wirkt.
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Das Ventil (4) unterliegt ausserdem in Öffnungsrichtung der Kraft
eines vorgespannten elastischen @ elementes, das aus einer Schneckenfeder (9) besteht,
die im Inneren einer auf der Rückseite des kleiner Steuerkolbens (15) eingearbeiteten
Vertiefung (18) liegt und gegen die rückwärtige Fläche des Steuerkolbens selbst
drückt. Die Vorspanrlkraft der Feder (9) ist veränderbar, weshalb die Feder vori
einer Vorspannschraube
(16) zusammengedrückt wird, deren Hub von
ausserhalb des Ventils regulierbar ist, und die auf das Frode der Feder wirkt, das
sich entgegengesetzt zu dem Ende befindet, das auf die rückwärtige Fläche des genannten
Steuerkolbens (15) drückt.
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Der Kraft der Feder (9) setzt sich die Kraft entgegen, welche der
Druck der Flüssigkeit in der Hauptleitung (1) auf die vordere Fläche des kleinen
Steuerkolbens (15) ausübt.
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Dieser Druck wirkt auf der Kolben (15) iiber eine Steuerleitung (8).
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Die Arbeitweise des betreffenden Ventils ist nachstehend beschriebene.
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Angenommen, die Hauptleitung (1) sei die 7ul aufl eitung und die Hauptleitung
(1') sei die Rücklaufleitung (der umgekehrt e Zustand ist natürlich symmetrisch),
wird wor allem die Arbeitsweise der Ventile bekannter Art, beziehungsweise der Ventile,
welche nicht die Feder (9) und die Steuerleiturl9 (8) enthalten, gezeigt.
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Die Zulaufflüssigkeit erreicht den Antrieb (2) über das Finwegventil
(2). Das Ventil (4) ist geschlossen, zumindest solange, bis der Druck in der Zulaufleitung
(1) nicht gefährl@-che Werte erreicht. Dagegen ist das Ventil (4') geöffnet, das
den Ablass der Flüssigkeit aus der Ablasskammer des Antriebs ermöglicht. Bei normalem
Betrieb wird die Öffnung des Ventils (4') durch den in der Zulaufleitung (1) vorhandenen
Druck über die Steuerleitung (7) gesteuert. Wenn die Trägheit
des
Antriebs gegenüber der Wirkung der unter Druck stehenden Flüssigkeit vorherrschend
ist, erfolgt die Öfnfung des Ventils (4') durch den in der Zulaufleitung (1') vorhandenen
Uberdruck bestimmt, und zwar dank der Antriebsleitung (6').
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Die abfliessende Flüssigkeit läuft über die öffnungen (12') oder über
die Öffnung (10) zum Ablass, normalerweise verdichtet. Die Flüssigkeit im Ablass
verhindert ausserdem eventuelle Phänomene von Sogbildung, die in der Zulaufkammer
auftreten könnten, da sie über das Einwegventil (3) in die Zulaufleitung (1) zurückgeholt
werden kann.
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Die Ventile des bekannten Typs, deren Arbeitsweise nun generell beschrieben
wurde, weisen jedoch der) schon erwähnten Nachteil auf, dass sich im Augenblick
der Unterbrechung über die Le'tung (1) fast gleichzeitig der Ablass aus der Ablasskammer
des Antriebs unterbricht, da die Antriebsdrücke, die das Öffnen des Ventils (4')
bewirken, fehlen oder rigoros abfallen.
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Das Vorhandenseir der Feder (9) und der Steuerleitung (8) vermeidet
jedoch dieser Nachteil. Tatsächlich wirkt die Feder (9) auf den Verschluß des Ventils
(4), so dass die Öffnung des Ventils selbst durch die niedrigen Steuerdrücke bewirkt
wird. Die Steuerleitung (8) veriiindert den Linfluss der Feder (9) auf das Ventil
(4), wenn sich die Hauptleitung, an die das Ventil (4) selbst angeschlossen ist,
in Zulaufphase befindet. Der Druck der Hauptzulaufleitung wirkt über die Leitung
(8) auf den kleinen Steuerkolben (15), so dass
der Kraft der Feder
(9) widerstanden wird. Auf diese Weise vermindert die Feder (9) nicht den maximalen
Druck, mit dem der Antrieb gespeist werden kann.
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Wird dagegen auf die tiauptablassleitung Bezug genommen, ist der Druck,
der über die leitung (8') auf den kleinen Steuerkolben wirkt, fast nicht vorhanden
und die Feder (9') kann folglich ihre Schubwirkung auf den Verschluss des Ventils
(4) ausüben und damit das Öffnen für niedrigere Drücke als solche begünstigen, die
das Öffnen des Ventils (4') bei Nichtvorhandensein der Feder (9') bewirken würden.
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Praktisch wird also die Wirkung der Feder (9.') während der Zulaufphase
annulliert, wobei ein Zulauf unter erheblichem Druck möglich wird, und sie wird
nur in der Ablassphase ausgeübt, wobei ein plötzliches Anhalten des Antriebhubs
vermieden wird.
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An der Erfidnung können zahlreiche Änderungen praktischer Art an den
Konstruktionsdetails angebracht werden, ohne jedoch aus dem Bereich der erfinderischen
Idee wie beansprucht herauszugehen.
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