DE3816958A1 - Ventilanordnung zum absenken einer an einem hydraulichen zylinder angreifenden last - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Absenken einer an einem hydraulischen Zylinder angreifenden Last gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Über das Wegeventil wird wahlweise einer der beiden Zylin­ derräume mit der Druckmittelquelle verbunden und damit die Kolbenstange ein- oder ausgefahren, wobei die aus dem anderen Zylinderraum verdrängte Flüssigkeitsmenge über das Ventil zum Tank abströmt. Greift an der Kolbenstange eine äußere Last an, so kann die Absenkgeschwindigkeit so hoch werden, daß die Fördermenge der Druckmittelquelle nicht mehr ausreicht, den sich vergrößernden Zylinder­ raum mit Strömungsmittel zu füllen. Solche Betriebsver­ hältnisse treten insbesondere bei Baumaschinen auf, bei­ spielsweise bei Laderaupen, bei denen nach dem Entleeren des Schaufelinhalts die Schaufel mittels des Auslegers abgesenkt werden soll. Dabei wirkt auf die Kolbenstange des Verstellzylinders das Schaufelgewicht. Bei einer Planierraupe erfolgt die Höhenverstellung des Schildes mit einem Verstellzylinder. Infolge des hohen Gewichtes des Schildes wird dieser schnell abgesenkt, wenn das Wegeventil in die Stellung Senken verbracht wird.

Es ist bekannt (DE-OS 33 23 364), das aus dem sich ver­ kleinernden Zylinderraum verdrängte Strömungsmittel in den sich vergrößernden Zylinderraum zu lenken und diesen aufzufüllen. Hierzu ist in einer Verbindung zwischen den beiden Zylinderräumen eine Druckwaage vorgesehen, die zum Schnellabsenken öffnet, so daß das zum Nachfüllen benötigte Volumen über die Verbindungsleitung und die Druckwaage in den anderen Zylinderraum geleitet wird, während gegebenenfalls ein Rest Volumen drucklos zum Tank strömt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Auffüllen des sich vergrößernden Zylinderraums beim Absenken des Zylinders bzw. des Kolbens mit vereinfachten Mitteln zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angeführten Merkmalen gelöst.

Während des Absenkvorgangs, während dem an dem Zylinder bzw. seinem Kolben eine äußere Last angreift, bleibt die zum Tank führende Rückleitung geschlossen. Das aus dem sich verkleinernden Zylinderraum verdrängte Strömungs­ mittel gelangt in der Stellung Senken des Wegeventils über das Rückschlagventil in den sich vergrößernden Zylinderraum, der zusätzlich noch das Strömungsmittel von der Druckmittelquelle erhält. Es ist somit die Füllung des betreffenden Zylinderraums gewährleistet.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Erfindungsgemäß muß für den normalen Be­ trieb das Stauventil geöffnet werden. Zweckmäßigerweise erfolgt dies abhängig von dem sich aufbauenden Pumpen­ druck. Hierzu ist ein vom Pumpendruck beaufschlagtes Um­ schaltventil vorgesehen. Solang der Pumpendruck unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, bleibt das Stauventil ge­ schlossen. Baut sich ein höherer Druck auf, so schaltet das Umschaltventil um, das Stauventil öffnet und der Tank ist an die Anlage angeschlossen. Der Druck zum Zu­ halten des Stauventils kann beispielsweise ein das be­ treffende Wegeventil betätigender Vorsteuerdruck sein oder ein am Ventilausgang abgegriffener Staudruck, der durch eine in der Stellung Senken des betreffenden Wege­ ventils im Strömungsmittelweg angeordnete Drossel erzeugt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ventil­ anordnung mit Betätigung des Stauventils über einen Staudruck,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ventil­ anordnung mit Betätigung des Stauventils durch einen Vorsteuerdruck.

In Fig. 1 ist ein Zylinder 1 dargestellt, wobei ein nicht gezeigter Schild einer Planierraupe von der Kolbenstange 2 getragen wird. Beidseits des Kolbens 3 befindet sich der kolbenseitige Zylinderraum 4 und der kolbenstangenseitige Zylinderraum 5. Die beiden Zylinderräume 4 und 5 sind über ein Wegeventil 8 wahlweise mit einer Druckmittel­ quelle 9 bzw. einer Tankleitung 10 verbindbar. In bekann­ ter Weise sind mehrere Wegeventile zur Betätigung meh­ rerer Zylinder in einem Steuerblock zusammengefaßt. In Fig. 1 ist ein weiteres Wegeventil 12 dargestellt. Die Wegeventile sind manuell gesteuert.

Die Wegeventile weisen einen Kanal für drucklosen Umlauf auf. Wird eines der Wegeventile aus der dargestellten Mittellage in eine der beiden Arbeitsstellungen ver­ schoben, so wird der Kanal für den drucklosen Umlauf geschlossen und das Strömungsmittel gelangt über ein Rückschlagventil 14 als Lasthalteventil je nach Arbeits­ stellung des Wegeventils über eine der Arbeitsleitungen 15 oder 16 in einen Zylinderraum 4 oder 5.

Die zum Tank T führende Rückleitung 10 ist mit einem Stauventil 20 abgeschlossen, das als Sitzventil ausge­ bildet ist. Ein Steuerraum 21 des Stauventils 20 ist über ein Umschaltventil 22 mit einer Leitung 23 bzw. mit dem Tank verbunden. Die Leitung 23 mündet stromauf des Lasthalteventils 14 in die Druckmittelleitung 24. Das Umschaltventil 22 ist hydraulisch betätigt und über eine Steuerleitung 26 an die Pumpe 9 angeschlossen.

Die Wirkungsweise ist folgende: Soll der Schild der Planierraupe aus einer oberen Lage nach unten bewegt werden, so muß das Wegeventil 8 in die Arbeitsstellung verschoben werden, in der die Leitung 24 mit der Arbeits­ leitung 16 und so mit dem kolbenseitigen Zylinderraum 4 verbunden wird, während der kolbenstangenseitige Zylinder­ raum 5 über die Leitung 15 mit der Rückleitung 10 ver­ bunden wird. Somit wird die Kolbenseite des Zylinders mit Arbeitsmittel beaufschlagt. Durch das Gewicht des Schildes fällt dieser mit verhältnismäßig großer Ge­ schwindigkeit abwärts. Hierbei reicht die Fördermenge der Pumpe 9 nicht aus, den Zylinderraum 4 mit Arbeits­ flüssigkeit zu füllen.

In der genannten Arbeitsstellung zum Absenken des Schildes baut sich eingangsseitig in der Leitung 24 infolge des Durchflußwiderstandes 27 innerhalb des Wegeventils ein verhältnismäßig geringer Pumpendruck auf, der beispiels­ weise 10 bar betragen kann. Dieser Pumpendruck wird über die Steuerleitung 23 und das Umschaltventil 22 in den Steuerraum 21 des Stauventils geführt. Damit wird der Schließkörper 28 des Stauventils mit einer solchen Kraft auf seine Sitzfläche gepreßt, daß die in der Tankleitung 10 befindliche Arbeitsflüssigkeit unter einem Staudruck von etwa 6 bar steht. Dieser Druck reicht aus, das von der Kolbenstange 2 des Zylinders 1 austretende Arbeits­ mittel über die Arbeitsleitung 15, die Tankleitung 10 und das sich öffnende Nachsaugventil 30 der Arbeitslei­ tung 16 und damit auf die Kolbenseite des Zylinders 1 zuzuführen.

Sobald der Pumpendruck bei abgesenktem Schild einen höheren Wert, beispielsweise von 30 bar, erreicht, so schaltet das Umschaltventil 22, das über die Steuerleitung 26 mit der Pumpe verbunden ist, aus der dargestellten, von einer Feder 22 a bestimmten Durchgangsstellung durch Überwinden der Feder­ kraft in die Sperrstellung, in der der Steuerraum 21 mit dem Tank verbunden wird. Damit ist der Schließkörper 28 des Stau­ ventils 20 druckentlastet und öffnet, so daß die Tankleitung 10 mit dem Tank T frei verbunden ist.

In Fig. 2 ist eine geänderte Ausführungsform dargestellt, bei der die Wegeventile 8 bzw. 12 hydraulisch betätigt sind. Hierzu ist ein nicht dargestelltes Vorsteuergerät vorgesehen, an dem ein Vorsteuerdruck einstellbar ist, der über die An­ schlüsse a 2, a 3 bzw. b 2, b 3 auf die Schieber der Wegeventile 8, 12 geführt wird. Ansonsten sind gleiche Bauteile in Fig. 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen, wie sie in Fig. 1 ver­ wendet sind. Das Wegeventil 8 ist zur Betätigung eines Hub­ zylinders 30 vorgesehen, mit dem ein nicht dargestellter Ausleger einer Laderaupe schwenkbar ist. Das Wegeventil 12 dient zur Betätigung eines Zylinders 31, um eine ebenfalls nicht dargestellte, an dem Ausleger drehbar befestigte Schaufel zu verschwenken. Die Arbeitsleitungen vom Wege­ ventil 8 zum Hubzylinder 30 sind mit A 3, B 3 und die Lei­ tungen zwischen dem Wegeventil 12 und dem Schaufelzylinder 31 mit A 2, B 2 bezeichnet.

Der Steuerraum 21 des Stauventils 20 wird im Ausführungs­ beispiel der Fig. 2 nicht von dem am Ventileingang aufge­ bauten Staudruck beaufschlagt, so daß die in Fig. 1 vor­ gesehene Drossel 27 entfällt, sondern vielmehr vom Vor­ steuerdruck, der an den Anschluß a 3 geführt wird und über ein Wechselventil 32 zu dem Umschaltventil 22 und in den Steuerraum 21 gelangt, um das Stauventil 20 zu schließen. Dies erfolgt also in der Stellung "Senken" des Wegeventils 8. In dieser Stellung gelangt die Ar­ beitsflüssigkeit über die Leitung A 3 zum Hubzylinder 30. Die verdrängte Arbeitsflüssigkeit gelangt über die Lei­ tung B 3 in die Tankleitung 10 und über das sich öffnende Rückschlagventil 30 in die Arbeitsleitung A 3 und zurück zum Hubzylinder 30.

Außerdem ist in Fig. 2 dargestellt, daß auch in der Stellung des Wegeventils 12, in der die nicht darge­ stellte Schaufel ausgekippt werden soll, wo also eben­ falls an dem Schaufelzylinder 31 eine ziehende Last auf­ tritt, das verdrängte Arbeitsmittel über ein weiteres Rückschlagventil 34 in die Leitung A 2 und damit auf die andere Zylinderseite geführt wird. Es ist also möglich, für mehrere Wegeventile eines Steuerblocks mit Hilfe von Rückschlagventilen einen solchen Strömungsmittelübertritt zum Auffüllen des sich vergrößernden Zylinderraums zu schaffen.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die vom Druck im Steuerraum 21 des Stauventils 20 beaufschlagte Steuer­ fläche des Schließkörpers 28 kleiner als die vom Tank­ druck beaufschlagte Fläche, damit bei drucklosem Umlauf der Anlage stets sichergestellt ist, daß der Scließ­ körper 28 öffnet. Über das Wechselventil 32 kann entweder der Vorsteuerdruck zum Senken des Wegeventils 8 oder der Vorsteuerdruck für das Wegeventil 12 zum Auskippen der Schaufel auf das Schaltventil 22 geführt werden.

Claims (5)

1. Ventilanordnung zum Absenken einer an einem Zylinder angreifenden Last, mit einem die Druckmittelwege zwischen einer Druckmittelquelle, einem Tank und den Zylinderräumen beidseits des Kolbens steuernden Wege­ ventil und mit einer Verbindung zwischen den beiden Zylinderräumen zum Übertritt von Strömungsmittel während des Absenkvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Druckmittelweg (10) zwischen dem Tankanschluß des Wegeventils (8, 12) und dem Tank ein Stauventil (20) vorgesehen ist, das während des Absenkvorganges schließt, und daß zwischen dem Tankanschluß und dem aufzufüllenden Zylinderraum ein Rückschlagventil (30, 34, 35) angeordnet ist, über das der Übertritt von Strömungsmittel während des Absenkvorganges erfolgt.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stauventil (20) von einem am Wegeventil auftretenden Staudruck in die Schließ­ lage beaufschlagt ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stauventil (20) von dem das hydraulisch betätigte Wegeventil verstellenden Vorsteuerdruck in die Schließlage beaufschlagt ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruck bzw. Vorsteuerdruck über ein Schaltventil (22) an das Stau­ ventil (20) geführt ist.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schaltventil (22) abhängig vom Druck der Druckmittelquelle (9) zwischen einer das Stauventil (20) mit einem Schließdruck beauf­ schlagenden und das Stauventil mit dem Tank verbindender Stellung umschaltbar ist.