DE3915919C2 - Ventilanordnung - Google Patents

Ventilanordnung

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Description

Die Erfindung betrifft einen Steuerblock zum Betä­ tigen mehrerer hydraulischer Antriebe mit Wegeventilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die zur Steuerung einer hydraulischen Anlage mit mehreren Antrieben vorgesehenen Wegeventile sind bekanntlich in Ventilblöcken zusammengefaßt. Für bestimmte Antriebe sind aber oftmals spezielle Ventilkonstruktionen oder auch zusätzliche Ventile erforderlich, wobei man bestrebt sein wird, auch die für diese Sonderfunktionen dienenden Ventileinheiten in dem Ventilsteuerblock zu vereinigen.
So ist bekannt (DE 26 47 140 A1, DE 33 41 641 A1) den Steuer­ kolben eines Wegeventils mit Bremskolben zu versehen, die den Rücklauf von Arbeitsmittel aus einem Antrieb zum Tank drosseln, wenn die Geschwindigkeit eines von einer Last her angetriebenen Antriebes verringert werden muß. Damit kann beispielsweise ein Fahrzeug bei einer Fahrt bergab abgebremst werden. Auch beim Fieren einer Last muß der Antriebsmotor abgebremst werden können. Ein solches Wegeventil mit Bremsfunktion läßt sich in einem Steuer­ block einbauen, wenn in bekannter weise die Bremskolben in dem Wegeventil integriert sind.
Soll ein Antrieb auch im Eilgang fahren, so läßt sich in die Druckmittelwege zwischen dem Wegeventil und beispielsweise einem hydraulischen Zylinder ein Umschaltventil einbauen, das für den Eilgang die beiden Zylinderräume miteinander und mit der Druckmittelquelle verbindet, so daß aus dem einen Zylinderraum verdrängte Arbeitsmittel unmittelbar in den anderen Zylinderraum einströmen kann (DE 36 35 969 A1). Die Betätigung eines solchen Ventils läßt sich druckabhängig automatisieren. Der Anbau eines derartigen Eilgangventils an einen Steuerblock stößt jedoch auf Schwierigkeiten, so daß man es vorgezogen hat, solche Ventile zwischen dem Steuerblock und dem Antrieb anzuordnen. Dies bedingt einen zusätzlichen Bau- und Mon­ tageaufwand. Ferner ist eine Einrichtung zur Steuerung eines Zylinders mit 2 Pumpen und 2 Wegeventilen bekannt, (DE 32 19 730 A1), von denen eines auch eine Eilgang­ schaltstellung aufweist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht dem­ nach darin, ein Wegeventil mit Bremsfunktion und ein Eil­ gangventil in einem Steuerblock zu vereinigen.
Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merk­ male im Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Bauweise solcher Steuerblöcke bedingt, daß alle Wegeventile und auch das Eilgangventil über Arbeits­ mittelkanäle an einen gemeinsamen, durch den gesamten Steuerblock durchlaufenden Kanal angeschlossen sind, der eingangsseitig mit der Druckmittelquelle verbunden ist. Entsprechendes gilt auch für den mit dem Tank verbundenen Kanal. Wenn also das Eilgangventil betätigt wird, um zur Erhöhung der Antriebsgeschwindigkeit die beiden Druckmit­ telanschlüsse am Antrieb miteinander und mit der Pumpe zu verbinden, so muß gleichzeitig am zugeordneten Wegeventil der Bremskolben in die Schließstellung gebracht werden, in der der Rücklauf vom Antrieb zum Tank abgesperrt ist. Andernfalls könnte das Eilgangventil seine Funktion nicht erfüllen. Erfindungsgemäß läßt sich somit das Eil­ gangventil in den Steuerblock integrieren, wenn bei der Zuschaltung des Eilgangventils auch das zugeordnete Wege­ ventil für diesen Antrieb so umgeschaltet wird, daß die Verbindung zum Tank unterbrochen wird. Dabei wird das We­ geventil mit der Bremsfunktion in die Neutralstellung zurückgeschaltet.
Die Ansteuerung des Wegeventils sowie des Eilgangventils kann elektrisch über entsprechende Vorsteuerventile erfolgen oder hydraulisch über Vorsteuergeräte. In beiden Fällen läßt sich erfindungsgemäß eine einfache Umschal­ tung der beiden Ventile vornehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen hydraulischen Schaltplan mit einem Steuerblock mit hydraulisch angesteuerten Ventilen und
Fig. 2 einen Schaltplan für einen Steuerblock mit elektrisch angesteuerten Ventilen zur Betätigung der Antriebe für einen Abrollkipper.
In Fig. 1 ist ein Steuerblock 10 aus mehreren Kolbenach­ sen 11, 12 und 13 zusammengesetzt. In der Kolbenachse 11 ist ein Wegeventil 14 für einen an die Anschlüsse A1 und B1 angeschlossenen Zylinder vorgesehen, in der Kol­ benachse 12 ein Wegeventil 15 mit Bremsfunktion und in der Kolbenachse 13 ein Eilgangventil 16. Alle Ventile sind an einen gemeinsamen, den Steuerblock durchsetzenden Kanal 18 über Abzweigkanäle 19 und einen ebenfalls ge­ meinsamen, alle Einheiten durchlaufenden Kanal 20 zum Tank T über Abzweige 21 angeschlossen. Der Kanal 18 ist am Anschluß P mit einer Pumpe 24 verbunden. Außerdem ist die Pumpe 24 über die über den durchlaufenden Kanal 25 in der Neutralstellung der Ventile 14, 15, 16 mit der Tankleitung 20 verbunden:
Ein Ventil 26 dient zur Druckabsicherung und eine Ven­ tilanordnung 28 zum Erzeugen des Steuerdrucks PST. Alle Ventile 14, 15, 16 werden hydraulisch angesteuert. Hierzu dienen die Anschlüsse a1, b1 bzw. a2, b2 und a3.
Der Steuerdruck zur Betätigung des Wegeventils 14 wird an einem bekannten Steuerdruckgeber 30 eingestellt. Wird vom Steuerdruckgeber 30 der Anschluß a1 mit Steuerdruck beauf­ schlagt, so verschiebt sich proportional der Steuerkolben des Wegeventils 14 aus der Neutralstellung in die eine Arbeitsstellung, in der der Anschluß A1 mit der Pumpe 24 und der Anschluß B1 mit dem Tank verbunden wird. Bei Umsteue­ rung des Steuerdruckgebers 30 wird der Anschluß b1 druck­ beaufschlagt und das Wegeventil 14 wird in die Arbeitsstel­ lung verschoben, in der der Anschluß B1 mit der Pumpe und der Anschluß A1 mit dem Tank verbunden wird.
Der Steuerdruckgeber 31 ist in entsprechender Weise zur Betätigung des Wegeventils 15 vorgesehen. Wie aus dem Schaltsymbol des Wegeventils 15 hervorgeht, kann jeweils in der Arbeitsstellung des Ventils der Rücklauf des Arbeitsmittels vom Antrieb zum Tank gedrosselt werden. Diese Drosselung erfolgt nur dann, wenn der Verbraucher, nämlich in Fig. 1 der Zylinder 33, der über die Anschlüsse A3, B3 und die Verbindungen 34 an das Wegeven­ til 15 angeschlossen ist, von einer externen Last ange­ trieben wird und dabei Arbeitsmittel aus dem mit dem An­ schluß B3 verbundenen Zylinderraum verdrängt. In diesem Fall muß der Kolben des Zylinders 33 gebremst werden, in­ dem von dem zugeordneten Bremskolben im Wegeventil 15 der Abfluß in den Abzweig 21 zur Tankleitung 20 gedrosselt wird. Die Betätigung des Bremskolbens erfolgt druckabhängig, und zwar abhängig vom Eingangs- bzw. Pumpendruck. Wenn der Kolben von einer externen Last ange­ trieben wird, sinkt der Pumpendruck und dadurch wird der Bremskolben in die Drosselstellung von einer Feder bewegt.
Soll jedoch der Zylinder eine Last betätigen, so wird ein entsprechender Pumpendruck benötigt und der Bremskolben wird entgegen der Kraft der Feder in die Stellung gescho­ ben, in der der Rücklauf der Arbeitsmittels vom Antrieb zum Tank drosselfrei erfolgt.
Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Wegeventils mit beidseitigen Bremskolben ist in der DE 33 41 641 A1 dar­ gestellt und eingehend erläutert.
Wie bereits erwähnt, ist das Eilgangventil 16 zum Wege­ ventil 15 parallel. Wird das Eilgangventil 16 aus der dargestellten Ruhestellung in die Arbeitsstellung ver­ bracht, so werden die beiden Anschlüsse A3 und B3 und damit die Zylinderräume miteinander verbunden und über den Abzweigkanal 19 an den Kanal 18 angeschlossen. Dann kann der Kolben des Zylinders 33 im Eilgang gefahren werden.
Die Zuschaltung des Eilgangventils 16 erfolgt durch den Steuerdruckgeber 31 über den am Anschluß a3 eingestellten Druckwert. Übersteigt dieser Steuerdruck beispielsweise 22 bar, so wird die Kraft der auf 22 bar eingestellten Feder 35 überwunden und das Eilgangventil verstellt sich in Arbeitsrichtung. Bei der Zuschaltung des Eilgangventils 16 wird das Wegeventil 15 in die Neutralstellung zu­ rückgesetzt, um den noch offenen Rückflußquerschnitt zum Tankkanal 20 zu unterbrechen. Diese Rückstellung erfolgt dadurch, daß im Steuerdruckgeber ein Schaltventil 40 einge­ baut ist, das entgegen der Kraft der Feder 41 umschaltet, wenn der Vorsteuerdruck 22 bar übersteigt. Damit wird der Steueranschluß a2 mit der Tankleitung 42 verbunden und das Wegeventil 15 schaltet in die Neutralstellung. Bis zu dem vorbestimmten Druck, beispielweise 22 bar, wird also das Wegeventil 15 normal betätigt. Wird der Druck über­ schritten, so schaltet er über das Schaltventil 40 das Wege­ ventil 15 mit Bremsfunktion ab und das Eilgangventil 16 schaltet zu. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung der Verbraucher­ kanäle über Verbindungen (Kanäle) 34, die in einer Zusatzplatte 43 vorgesehen sind, die die beiden nebeneinanderliegenden Kolbenachsen 12 und 13 verbindet.
In Fig. 2 ist ein Steuerblock 50 mit einer Kolbenachse 51 für ein Wegeventil 52 mit Bremsfunktion und eine Kolbenachse 53 mit einem Eilgangventil 54 vorgesehen. Die Beschaltung dieser Kolbenachsen und die Anschlüsse an eine Pumpe und einem Tank entsprechen der Ausführung in Fig. 1, so daß hier gleiche Bezugszeichen eingesetzt sind. An das Wegeventil 52 mit Bremsfunktion und das Eilgangventil 54 ist ein Schwenkzylinder 55 angeschlos­ sen. Zum Unterschied in Fig. 1 sind die Ventile vorge­ steuert, wobei der Vorsteuerdruck in der Ventileinheit 55 erzeugt wird. Die Vorsteuerventile werden elektrisch betätigt. Die Steuergeber zum Einstellen der Spannung sind nicht dargestellt.
In Fig. 2 dient der Schwenkzylinder 55 zum Schwenken einer Bühne 56 um ein Schwenklager 57. Die Bühne 56 trägt außerdem einen Haken 62 der von einem Zylinder 58 schwenkbar ist. Eine Bühne 59 in Verlängerung der Bühne 56 ist ferner um ein Lager 60 verschwenkbar, das über einen Stützzylinder 61 am Boden abstützbar ist. Es han­ delt sich somit um einen sogenannten Abrollkipper, bei dem ein nicht dargestellter Großbehälter von hinten her mittels des Hakens 62 erfaßt und vom Schwenkzylinder 55 und der Bühne 56 hochgeschwenkt und auf die Bühne 59 ab­ gesetzt wird. Ist der Behälter gefüllt, so sind sehr hohe Kräfte aufzubringen und der Schwenkzylinder 55 wird allein vom Wegeventil 52 betätigt. Schwenkt die Bühne 56 mit dem Behälter über die Senkrechte hinweg, so wirkt der Schwenkzylinder 55 nicht mehr antreibend, sondern wird angetrieben und der Abfluß von Arbeitsmittel zum Tank wird am Wegeventil über den entsprechenden Bremskolben gedrosselt, um die Geschwindigkeit des Schwenkzylinders 55 feinfühlig regeln zu können. Wird dagegen ein leerer Behälter von der Bühne auf den Boden abgesetzt, so soll dies möglichst im Eilgang erfolgen, um Zeit zu sparen. In diesem Fall wird das Eilgangventil 54 in der bereits beschriebenen weise zugeschaltet und das Wegeventil 52 in die Ruhestellung zurückgenommen. Da die Ansteuerung der Ventile elektrisch erfolgt, wird bei Erreichen einer be­ stimmten Steuerspannung ein Relais betätigt, von dem eine entsprechende Steuerspannung auf das Eilgangventil 54 geschaltet wird, um das Eilgangventil zuzuschalten, und von dem die Steuerspannung am Wegeventil 52 abgeschaltet wird.

Claims (4)

1. Steuerblock zum Betätigen mehrerer hydrauli­ scher Antriebe mit Wegeventilen, von denen ein Wegeven­ til, insbesondere für den Schwenkzylinder eines Ladegut­ behälters an einem Fahrzeug, in stirnseitigen Bohrungen des Steuerkolbens je einen Bremskolben aufweist, der in Arbeitsstellung des Wegeventils vom Pumpendruck in Öffnungsrichtung verschoben wird, um den Rücklauf von Ar­ beitsmittel vom Antrieb zu einem Tank zu öffnen, der bei sinkendem Zulaufdruck von einer Feder in Schließrichtung verschoben wird, um den Rücklauf zu drosseln und der in Neutralstellung des Wegeventils druckentlastet wird, um den Rücklaufabzusperren, und mit einem Eilgangventil, das dem von diesem Wegeventil gesteuerten Antrieb zuge­ ordnet ist und von dem die Arbeitsmittelanschlüsse des Antriebes im Eilgang miteinander und mit der Pumpe ver­ bindbar sind, wobei die Zuschaltung des Eilgangventils ab­ hängig von der Ansteuerung des Wegeventils automatisch erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Eilgangventil (16, 54) im Steuerblock (10, 50) eingebaut ist und hydraulisch parallel zu dem Wegeventil (15, 52) mit Bremskolben geschaltet ist und daß bei Zuschaltung des Eilgangventils das Wegeventil in Neu­ tralstellung zurückgestellt wird.
2. Steuerblock mit hydraulisch über Steuerdruck­ geber betätigten Wegeventilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eilgangventil (16) entgegen der Kraft einer Feder (35) bei Überschrei­ ten eines Druckes zugeschaltet wird, der von dem Steuerdruckgeber (31) für das zugeordnete Wegeventil (15) eingesteuert wird, und daß bei diesem Druck ein Schaltventil (40) betätigt wird, von dem der Steuerdruck am Wegeventil (15) zum Tank hin abgebaut wird.
3. Steuerblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (15) und das Eilgangventil (16) im Steuerblock (10) nebeneinander angeordnet sind und die Parallelschaltung der zum Antrieb führenden Anschlüsse am Steuerblock vorgenommen ist.
4. Steuerblock nach einem der Ansprüche 1 oder 3 mit elektrisch betätigten Wegeventilen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer bestimmten Steuerspannung das Eilgangventil (54) zugeschaltet und das Wegeventil (52) abgeschaltet wird.
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