DE3613689A1 - Sicherheitsvorrichtung zum verbinden einer druckmittelquelle mit einem verbraucher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Sicherheitsvorrichtung der vorgenannten Art hat das Drei-Wegeventil eine negative Überdeckung. Ein solches Ventil, insbesondere ein Blockkugelhahn, ist bei ungenauer Schaltung und/oder bei nicht ausreichend genauer Fertigung nicht dicht, so daß Druckmittel auch in Schließstellung des Ventiles durch dieses hindurchdringen kann. Das Durchdringen von Leckmittel vom geschlossenen Drei-Wegeventil zum leeren Speicher, wenn die Speicher­ leitung einen geringeren Widerstand als die Leitung zum Vorratsbehälter hat, ist insbesondere dann von Nachteil, wenn der Druckspeicher entfernt ist (E-PS 32 27 776).

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die Nachteile eines Drei-Wegeventils mit negativer Überdeckung zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Hauptanspruches erfindungsgemäß gelöst. Durch Verwendung eines Rückschlagventils in besonderer Schaltung kann ein Drei-Wegeventil mit positiver Überdeckung verwendet werden. Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen kann mit der er­ findungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung auf eine gesonderte zusätzliche Absicherung des hydraulischen Kreislaufes verzichtet werden und selbst im Falle einer Fehlbedienung tritt kein Sicherheitsrisiko auf. Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung hat eine kompakte Bauform. Sie ist preisgünstig herstellbar und kommt mit einem Minimum an Einzelteilen aus. Der Druckspeicher ist immer mit dem Sicherheitsventil oder mit dem Ablaufanschluß verbunden, so daß in diesem keine unzulässige Druckerhöhung eintreten kann. Der Verbraucher ist durch das Druckbegrenzungsventil immer abgesichert.

Die Merkmale des Anspruches 2 sind auf eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung gerichtet. Der große Querschnitt des Rückschlagventils dient zur schnellen Entleerung des Druckspeichers, wenn von diesem rasch Druckmittel an den Verbraucher abgegeben werden soll. Der kleine Durchflußquer­ schnitt im Drei-Wegeventil reicht für das Laden und dessen Verbindung mit dem Vorratsbehälter zu dessen Entladen aus. Ein Drei-Wegeventil, insbesondere ein Kugelhahn, ist bei kleinem Durchflußquerschnitt eher dicht zu halten als bei großem Durchflußquerschnitt. Es ist preisgünstig und hat einen nur geringen Raumbedarf.

Ein möglichst geringer Widerstand für den Durchfluß von Druckmittel vom Druckspeicher zum Verbraucher wird durch die Merkmale des Anspruches 3 erreicht. Der Verbraucher erhält zugleich Druckmittel vom Druckspeicher und von der Druckmittelquelle.

Die Merkmale des Anspruches 4 erhöhen die Sicherheit bei der Abnahme des Druckspeichers von der Sicherheitsvor­ richtung.

Durch die Merkmale des Anspruches 6 wird eine schlagartige Entleerung des Speichers in den Vorratsbehälter vermieden. Ein in den Vorratsbehälter gelangender Flüssigkeitsschwall führt dort zu einer unerwünschten Schmutzaufwirbelung.

Weitere Vorteile ergeben sich aus dem übrigen Anspruch, der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser sind drei Bauformen einer Sicherheitsvorrichtung zum Verbinden einer Druckmittelquelle mit einem Verbraucher und für den Anschluß eines Druckspeichers als Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung nach Art einer Schaltung in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellt.

Die Sicherheitsvorrichtung nach Fig. 1 hat ein strich­ punktiert und schematisch dargestelltes Gehäuse 1 mit einem Druckanschluß 2, einem Vorratsbehälteranschluß 3, einem Speicheranschluß 4, einem Verbraucheranschluß 5 und einem Meßanschluß 6. Der Druckanschluß 2 ist über ein Druckkanal 7 mit einem als Blockkugelhahn ausgebildeten, eine positive Überdeckung aufweisenden Drei-Wegeventil 8 verbunden, das über einen Speicherkanal 9 mit dem Speicher­ anschluß 4 verbunden ist. Der Verbraucheranschluß 5 ist über einen Verbraucherkanal 10 mit dem Druckkanal 7 ver­ bunden. An den Druckkanal 7 ist ein Druckbegrenzungsventil 11 angeschlossen, welches mit einem Ablaßkanal 12 mit dem Vorratsbehälteranschluß 3 verbunden ist. Ein Verbind­ ungskanal 13 verbindet das Drei-Wegeventil 8 mit dem Ab­ laßkanal 12.

Das Drei-Wegeventil 8 hat ein Ventilglied, das in der in Fig. 1 dargestellten Lage den Druckkanal 7 mit dem Speicherkanal 9 verbindet und den Verbindungskanal 13 von den Kanälen 7 und 9 trennt. In einer anderen Lage des Ventilgliedes des Drei-Wegeventils 8 wird der Speicher­ kanal 9 mit dem Verbindungskanal 13 verbunden und der Druckkanal 7 ist von diesen Kanälen getrennt. In einer dritten Lage des Ventilgliedes des Drei-Wegeventils 8 ist der Druckkanal 7 über eine Drosselstelle 27 mit dem Verbindungskanal 13 und damit mit dem Ablaßkanal 12 ver­ bunden, wogegen der Speicherkanal 9 von diesen Kanälen getrennt ist. In einer vierten Drehlage des Ventilgliedes des Drei-Wegeventils 8 sind der Druckkanal 7 und der Speicher­ kanal 9 zugleich mit dem Verbindungskanal 13 verbunden.

Der Druckkanal 7 und der Speicherkanal 9 sind über ein zum Druckkanal 7 öffnendes Rückschlagventil 14 miteinander verbunden. Das Rückschlagventil 14 hat einen größeren Durchflußquerschnitt als das Drei-Wegeventil 8. Das Ver­ hältnis der beiden Durchflußquerschnitte beträgt vorzugsweise 2 : 1 bis 5 : 1.

An den Druckanschluß 2 ist eine Druckmittelquelle 15 ange­ schlossen, die über einen Saugkanal 16 mit einem Vorrats­ behälter 17 verbunden ist. Der Verbraucheranschluß 5 ist mit einem Verbraucher 18 verbunden, der mit einem Ablaßkanal 19 mit dem Vorratsbehälter 17 verbunden ist. Der Vorrats­ behälteranschluß 3 ist mit einem Ablaßkanal 20 mit dem Vorratsbehälter 17 verbunden. An den Meßanschluß 6 ist ein Druckmeßgerät 21 angeschlossen und an den Speicher­ anschluß 4 ein Druckspeicher 22. Der Druckspeicher 22 ist vorzugsweise als hydropneumatischer Blasenspeicher ausgebildet.

Das Rückschlagventil 14 hat einen wesentlich größeren Durchflußquerschnitt als das Drei-Wegeventil 8. Der große Querschnitt des Rückschlagventils 14 und der Kanäle, die den Druckspeicher 22 mit dem Verbraucher 18 verbinden, dient bei Bedarf für den schnellen Durchfluß von Druckmittel vom Druckspeicher 22 zum Verbraucher 18, wobei das Drei-Wege­ ventil 8 als Nebenschluß wirkt. Für das Drei-Wegeventil 8 genügt ein für das Laden des Druckspeichers 22 durch die Druckmittelquelle 15 und das Entladen des Druckspeichers 22 in den Vorratsbehälter 17 ausreichender Querschnitt. Das Drei-Wegeventil 8 muß insbesondere dann dicht sein, wenn der Speicherkanal 9 von dem Druckkanal 7 getrennt ist. Um in der Verbindung zwischen dem Speicheranschluß 4 und dem Verbraucheranschluß 5 den Widerstand gegen durch­ fließendes Druckmittel möglichst gering zu halten, ist diese Verbindung vorzugsweise gerade ausgebildet.

In der dargestellten Lage des Ventilgliedes des Drei-Wege­ ventils 8 fördert die Druckmittelquelle 15 Druckmittel zugleich zum Verbraucher 18 und in den Druckspeicher 22. Die Druckleitung 7 ist durch das Druckbegrenzungsventil 11 gesichert. In einer anderen Lage des Ventilgliedes des Drei-Wegeventils 8 ist der Druckspeicher 22 zum Entladen vom Druckkanal 7 getrennt und unmittelbar mit dem Vorrats­ behälter 17 verbunden. In einer dritten Lage des Ventil­ gliedes ist der Druckkanal 7 mit dem Verbindungskanal 13 und damit über den Ablaßkanal 20 ebenfalls mit dem Vorratsbehälter 17 verbunden. Die Drossel 27 ermöglicht eine angemessene, langsame Entleerung des Speichers 22 unabhängig von der Geschwindigkeit der Umschaltung des Dreiwegehahnes. In der vierten Lage des Ventilgliedes des Drei-Wegeventils 8 sind der Druckkanal 7 und der Speicher­ kanal 9 zugleich mit dem Verbindungskanal 13 verbunden. Die Druckmittelquelle 15 und der Verbraucher 18 sind durch das Druckbegrenzungsventil 11 in jeder Lage des Ventil­ gliedes des Drei-Wegeventils 8 gesichert. Eine Sicherung des von dem Druckkanal 7 und dem Verbindungskanal 13 ge­ trennten Druckspeichers 22 wird durch das Rückschlagventil 14 erreicht, das den Speicherkanal 9 mit dem Druckkanal 7 und damit mit dem Druckbegrenzungsventil 11 verbindet, wobei dieses auch in Zwischenlagen des Ventilgliedes des Drei-Wegeventils 8 zur Sicherung der Druckmittelquelle 15, des Verbrauchers 18 und des Druckspeichers 22 dient.

Wenn das Drei-Wegeventil 8 als Drei-Wegekugelhahn ausge­ bildet ist, kann dessen Drehwinkel erforderlichenfalls begrenzt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei Bezugszeichen von abgewandelten Teilen der Buchstabe a hinzugefügt ist. die Schaltpläne nach den Fig. 1 und 2 unterscheiden sich im wesentlichen durch Wegfall des Verbraucheranschlusses 5 und des Meßanschlusses 6, da der Verbraucherkanal 10a außerhalb des Gehäuses 1 a an die Druckseite der Druck­ mittelquelle 15 angechlossen ist. Das Druckmeßgerät 21 ist ebenfalls außerhalb des Gehäuses 1 a mit dem Druck­ speicher 22 verbunden.

Das Drei-Wegeventil 8 a ist als 3/3-Wegeventil mit elektrischer Betätigung und mit Betätigung durch Muskelkraft als Notbe­ tätigung für das Entleeren des Speichers 22 ausgebildet. In der dargestellten Steuerlage des Ventilgliedes des Drei-Wegeventils 8 a ist der Druckspeicher 22 über die Drosselstelle 27 mit dem Vorratsbehälter 17 verbunden. In einer anderen Steuerlage dieses Ventilglieds ist der Druckspeicher 22 mit der Druckmittelquelle 15 verbunden und in einer driten Steuerlage dieses Ventilglieds ist der Druckspeicher 22 sowohl von der Druckmittelquelle 15 als auch von dem Vorratsbehälter 17 getrennt. Eine Verbindung zwischen dem Druckspeicher 22 und dem Druckbe­ grenzungsventil 11 ist auch hier über das Rückschlagventil 14 vorhanden. Da die Druckmittelquelle 15 von dem Speicher 22 getrennt ist, fördert die Druckmittelquelle 15 allein zum Verbraucher 18.

Beim dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht die Schaltung dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, wobei jedoch die Drosselstelle 27 nicht im Drei-Wege­ ventil 8, sondern in der Leitung 13 angeordnet ist. Der Druckspeicher 22 b ist in das Gehäuse 1 b mittels eines den Spalt zwischen dem Speicheranschluß 4 und dem Gehäuse 1 b abdichtenden Dichtring 23 unter Ausbildung der Verbindung als Steckverbindung eingesetzt. Zur Festlegung des Druck­ speichers 22 b im Gehäuse 1 b dient ein schematisch darge­ stellter Bajonettverschluß 24, der einen Öffnungs- oder Schließwinkel von ca. 90° hat. An dem Bajonett-Verschluß­ teil des Druckspeichers 22 b ist ein radial abstehender Hebel 25 angebracht, mit dem der Bajonettverschluß gelöst oder geschlossen werden kann. Das Küken des als Block­ kugelhahn ausgebildeten und in Fig. 3 um 90° versetzt gezeichneten Drei-Wegeventils 8 ist mit einem Verbind­ ungshebel 26 verbunden, der senkrecht zur Zeichenebene bewegbar ist und mit dem Speicherhebel 25 zusammenwirkt. Die ganze Anordnung ist so getroffen, daß beim Öffnen des Bajonettverschlusses 24, mit dem der Druckspeicher 22 b mit dem Gehäuse 1 b verbunden ist, der Verbindungshebel 26 in der Weise betätigt wird, daß der Speicherkanal 9 über den Verbindungskanal 13 mit dem Vorratsbehälter 17 verbunden und vom Druckkanal 7 getrennt ist. Eine Verbindung zwischen dem Speicherkanal 9 und dem Verbindungskanal 13 ist bereits vorhanden, wenn zum Lösen der Bajonett­ verschluß um einen Winkel von ca. 30° gedreht wird. Nach dem Lösen des Bajonettverschlusses 24 kann die Steckver­ bindung zwischen dem Speicher 22 b und dem Gehäuse 1 b gelöst und der Druckspeicher 22 b kann von dem Gehäuse 1 b abge­ nommen werden. Durch die vorbeschriebene Einrichtung mit den Hebeln 25 und 26 wird verhindert, daß beim Abnehmen des Druckspeichers 22 vom Gehäuse 1 b der Druckspeicher 22 b noch unter dem Druck der Druckmittelquelle 15 steht. Durch den Speicherhebel 25 wird die Betätigung des Ventil­ gliedes des Drei-Wegeventils 8 nicht behindert, wenn eine Verbindung zwischen der Druckmittelquelle 15 und dem Speicher 22 b oder dem Vorratsbehälter 17 hergestellt werden soll. Dies gilt auch, wenn sowohl die Druckmittelquelle 15 als auch der Speicher 22 b mit dem Vorratsbehälter 17 verbunden werden sollen.

Anstelle der Hebel 25 und 26 kann auch ein anderes Gestänge mit gleicher Wirkung vorgesehen werden.

Die Drossel 27 kann gegebenenfalls auch entfallen.

Claims (6)

1. Sicherheitsvorrichtung zum Verbinden einer Druck­ mittelquelle (15) und eines Verbrauchers (18) und für den Anschluß eines Druckspeichers (22), mit einem Druckanschluß (2), mit einem Vorratsbehälter­ anschluß (3), mit einem Speicheranschluß (4), mit einem Drei-Wegeventil (8), welches in einer ersten Stellung seines Ventilgliedes den Druckanschluß (2) mit dem Speicheranschluß (4) verbindet und in einer zweiten Stellung seines Ventilgliedes den Speicheranschluß (4) mit dem Vorratsbehälteranschluß (3) verbindet, und mit einem Druckbegrenzungsventil (11), das an den Druckanschluß (2) und an das Drei-Wege­ ventil (8) angeschlossen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Druckanschluß (2) und den Speicheranschluß (4) ein in Richtung zum Speicheranschluß (4) schließendes Rückschlagventil (14) eingeschaltet ist und daß das Drei-Wegeventil (8) eine positive Überdeckung aufweist.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlag­ ventil (14) einen größeren Durchflußquerschnitt als das Drei-Wegeventil (8) aufweist.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (14) in einem geraden Kanal untergebracht ist, der den Speicheranschluß (4) mit einem Verbraucheranschluß (5) verbindet.

4. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Vorrichtungsgehäuse (1 b), dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (22) in das Vorrichtungsgehäuse (1 b) dicht einsetzbar und mittels eines Drehverschlusses (24) damit verbind­ bar ist und daß ein Gestänge (25, 26) vorgesehen ist, das beim Drehen des Drehverschlusses zum Abnehmen des Speichers von dem Vorrichtungsgehäuse (1 b) die Verbindung zwischen der Druckmittelquelle (15) und dem Druckspeicher (22 b) mit Sicherheit unterbricht.

5. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (25, 26) einen am Druckspeicher (22) angebrachten, seitlich abstehenden Speicherhebel (25) zum Lösen des Dreh­ verschlusses (24) und einen mit dem Ventilglied des Drei-Wegeventils (8) verbundene Verbindungshebel (26) aufweist, der mit dem Speicherhebel (25) zusammen­ wirkt.

6. Sicherheitsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Speicher (22) und dem Vorratsbehälter (17) eine Drosselstelle (27) vorgesehen ist.