DE4017004A1

DE4017004A1 - Spool type hydraulic control valve - makes use of blocking system to save energy

Info

Publication number: DE4017004A1
Application number: DE19904017004
Authority: DE
Inventors: Felix Ecker; Ernst Dipl Ing Mateja; Roman Alles
Original assignee: Ecker Maschbau GmbH
Current assignee: Ecker Maschbau GmbH
Priority date: 1990-05-26
Filing date: 1990-05-26
Publication date: 1991-11-28

Abstract

The method is for the control of a hydraulic medium acting on a working cylinder (66). It is delivered by a constant pump (59), using a control (30, 50) provided with a valve (1-4). The inlet (14) of the valve is connected to the pump by a pipe (11) which branches from a pipe (60) in which is fitted a check valve (61) so coupled to the control (30, 50) that on actuating the valve (1-4) the check valve closes. USE/ADVANTAGE - Hydraulic control valve system which operates in an energy-saving way.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern von durch eine Konstantpumpe ständig gefördertem Hydraulikmedium zur Be aufschlagung eines hydraulischen Verbrauchers, insbesondere eines Arbeitszylinders, mittels eines mit einer Steuerung ver sehenen Ventils.The invention relates to a device for controlling by a constant pump constantly pumped hydraulic medium for loading serving a hydraulic consumer, in particular a working cylinder, by means of a ver with a controller seen valve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine energiesparende Vorrichtung dieser Art zu schaffen.The invention has for its object an energy-saving To create device of this kind.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erfüllt, daß der Eingang des Ventils mit der Konstantpumpe verbunden ist durch eine Leitung, von der eine zum Rücklauf führende Leitung ab zweigt, in der ein Sperrventil mit einer Steuerung angeordnet ist, die mit der Steuerung des Ventils derart gekoppelt ist, daß sie bei Betätigung des Ventils das, im Ruhezustand geöff nete, Sperrventil schließt.According to the invention, this purpose is achieved in that the Input of the valve is connected to the constant pump a line from which a line leading to the return line branches in which a check valve is arranged with a controller which is coupled to the control of the valve in such a way that they opened when the valve was actuated, in the idle state nete, shut-off valve closes.

Die Konstantpumpe arbeitet hier im Ruhezustand der Vorrichtung unter einem beispielsweise auf 15 bis 20 bar, verminderten Druck, statt, beispielsweise bei 300 bar, gegen ein Druckbe grenzungsventil. The constant pump works here in the idle state of the device under one, for example, reduced to 15 to 20 bar Pressure, instead of, for example at 300 bar, against a Druckbe limit valve.

Als Steuerungen des Ventils und des Sperrventils sind hydrau lische Steuerungen zweckmäßig.The controls of the valve and the check valve are hydraulic Controls expedient.

Es wären aber beispielsweise auch elektrohydraulische Steuerun gen möglich. Die Steuerung des Ventils könnte auch eine Hand steuerung sein.But it would also be, for example, electrohydraulic control possible. The control of the valve could also be a hand control.

Vorzugsweise ist die Steuerung des Ventils als eine an das Ven til angesetzte Baueinheit ausgebildet, so daß sie durch eine Steuerung anderer Art ersetzbar ist bzw. unter Steuerungen ver schiedener Art wählbar ist.Preferably the control of the valve is as one to the Ven til attached unit trained so that it by a Control of another type is replaceable or under controls ver of various types is selectable.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen wiederge gebenen Ausführungsbeispiels hervor.Further advantageous embodiments of the invention are based the following description one reproduced in the drawings given embodiment.

Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch ein Ventil mit einem Schaltbild der übrigen Vorrichtung, Fig. 1 shows an axial section through a valve with a diagram of the rest of the device,

Fig. 2 zeigt die gesamte Vorrichtung im Schaltbild. Fig. 2 shows the entire device in the circuit diagram.

In einem Gehäuse 1 mit einem im ganzen zylindrischen Innenraum ist durch eine eingesetzte Hülse 2 ein Zylinderraum 3 gebildet, in dem ein Kolben 4 aus einer Mittelstellung in zwei Endstel lungen verschiebbar ist.In a housing 1 with a whole cylindrical interior, a cylinder space 3 is formed by an inserted sleeve 2 , in which a piston 4 from a central position in two end positions is movable.

Das Gehäuse 1 ist aus Vollmaterial hergestellt. Es hat bei spielsweise quaderförmige Gestalt. Der Innenraum ist gebohrt. Die Hülse 2 ist zweiteilig. Die beiden Teile stoßen mit nicht gezeichneten Stegen aneinander unter Bildung eines Ringspaltes 50.The housing 1 is made of solid material. For example, it has a cuboid shape. The interior is drilled. The sleeve 2 is in two parts. The two parts abut each other with webs, not shown, to form an annular gap 50 .

An der einen Seitenfläche des Gehäuses 1 sind mit Dichtringen 6 versehene Anlage-Anschlüsse 6 bis 9 eingerichtet zur Auflage auf einer Platte, in der die ersten Abschnitte der betreffenden, in dem Schaltbild gezeichneten Leitungen 10 bis 13 gebohrt sind. Von dem Anschluß 7 aus geht eine Bohrung als Druckmittelzulei tung 14, von den Anschlüssen 6 und 8 aus gehen Bohrungen als Verbraucherleitungen 15 und 16 und von dem Anschluß 9 aus geht eine Bohrung in das Gehäuse hinein, die jeweils in einer flachen Ausfräsung an der zylindrischen Innenwand enden. On one side surface of the housing 1 , system connections 6 to 9 provided with sealing rings 6 are set up to rest on a plate in which the first sections of the relevant lines 10 to 13 shown in the circuit diagram are drilled. From the port 7 is a bore as a Druckmittelzulei device 14 , from the ports 6 and 8 from holes go as consumer lines 15 and 16 and from the port 9 a bore goes into the housing, each in a flat cut on the cylindrical End inside wall.

Den Ausfräsungen gegenüber liegen jeweils an der Außenwand der Hülse 2 ausgedrehte Ringeräume 18 bis 21. Der der Druckmittel zuleitung 14 zugeordnete Ringraum 19 ist durch den Spalt 5 und die übrigen Ringräume 18, 20 und 21 sind durch Bohrungen 22 bis 24 in der Hülse 2 mit dem Zylinderraum 3 verbunden. Die Druck mittelzuleitung, die Verbraucherleitungen und die Rücklauflei tung sind solchermaßen über die Ringräume 18 bis 21 und den Spalt 5 und die Bohrungen 22 bis 25 in den Zylinderraum 3 hinein bzw. aus ihm herausgeführt.Opposed to the cutouts are ring spaces 18 to 21 turned out on the outer wall of the sleeve 2 . The annular space 19 assigned to the pressure medium line 14 is connected through the gap 5 and the remaining annular spaces 18 , 20 and 21 are connected to the cylinder space 3 through bores 22 to 24 in the sleeve 2 . The pressure medium supply line, the consumer lines and the return line are in this way via the annular spaces 18 to 21 and the gap 5 and the bores 22 to 25 into and out of the cylinder space 3 .

Mit dem Ringraum 21 der Rücklaufleitung 17 ist durch einen axial in der Gehäusewandung verlaufenden Kanal 25 ein am anderen Ende der Hülse 2 befindlicher Ringraum 26 verbunden. Hier sind an der Hülse 2 Stege 27 ausgebildet, zwischen denen der Ring raum 26 radial nach innen offen ist.An annular space 26 located at the other end of the sleeve 2 is connected to the annular space 21 of the return line 17 by a channel 25 extending axially in the housing wall. Here 2 webs 27 are formed on the sleeve, between which the annular space 26 is open radially inwards.

Die Stege 27 stoßen an eine in das Ende des Gehäuses 1 einge setzte, das Gehäuse stirnseitig abschließende hohle Kappe 28. Die Kappe 28 ist beispielsweise mittels eines nicht gezeichne ten Nutdrahtes in dem Gehäuse befestigt.The webs 27 abut against a set in the end of the housing 1 , the housing end-closing hollow cap 28th The cap 28 is fastened, for example, by means of a not-drawn groove wire in the housing.

Am anderen Ende ist das Gehäuse abgeschlossen durch eine Stirn wand 29 der Hülse 2 und verlängert um einen z. B. gleich oder ähnlich wie die Kappe 28 angesetzten Steuerzylinder 30. Dieser hält als Gegenstück zu der Kappe 28 mit einem Absatz 31 die Hülse 2 in dem Gehäuse 1.At the other end, the housing is completed by an end wall 29 of the sleeve 2 and extended by a z. B. the same or similar to the cap 28 attached control cylinder 30th This holds the sleeve 2 in the housing 1 as a counterpart to the cap 28 with a shoulder 31 .

Der Kolben 4 schließt in seiner in der Zeichnung dargestellten Mittelstellung den Ringspalt 5 mit zwei Dichtringen 32 und 33 ein. Beiderseits dieser Dichtringe schließen sich unter den Bohrungen 22 und 23 Einschnürungen 34 und 35 des Kolbens an, hinter diesen jeweils ein Ring 36 bzw. 37 vom vollen Kolben durchmesser, danach ein Ringspalt 38 bzw. 39 und schließlich unter einem in der Hülse 2 angeordneten Dichtring 40 bzw. 41 der volle Kolben, gefolgt von einer aus dem Zylinderraum 3 herausführenden Kolbenstange 42 bzw. 43. In den Ringen 36 und 37 führt jeweils ein Kranz axialer Bohrungen 44 aus dem Bereich der Einschnürung in den Ringspalt. In its central position shown in the drawing, the piston 4 includes the annular gap 5 with two sealing rings 32 and 33 . Both sides of these sealing rings are followed by constrictions 34 and 35 of the piston under the bores 22 and 23 , behind them a ring 36 or 37 of the full piston diameter, then an annular gap 38 or 39 and finally under a sealing ring arranged in the sleeve 2 40 or 41 the full piston, followed by a piston rod 42 or 43 leading out of the cylinder space 3 . In the rings 36 and 37 , a ring of axial bores 44 leads from the region of the constriction into the annular gap.

In der hohlen Kappe 28 ist zwischen zwei Federtellern 45 und 46 eine Feder 47 gespannt. Der Federteller 46 ist in der gezeich neten Mittelstellung, d. h. Ruhestellung, des Kolbens abgestützt gegen die Stege 27 und bei Verschiebung des Kolbens gemäß Fig. 1 nach links gegen den Kolben. Der Federteller 45 ist in der Ruhe stellung abgestützt gegen einen Absatz 48 der Kappe und bei Be wegung des Kolbens nach rechts gegen einen auf der Kolbenstange 28 sitzenden Sprengring 49.A spring 47 is tensioned in the hollow cap 28 between two spring plates 45 and 46 . The spring plate 46 is in the drawn center position, ie the rest position, of the piston supported against the webs 27 and when the piston is moved according to FIG. 1 to the left against the piston. The spring plate 45 is supported in the rest position against a shoulder 48 of the cap and when loading the piston Be to the right against a seated on the piston rod 28 snap ring 49th

Die Kolbenstange 43 trägt in dem Steuerzylinder 30 einen zwei seitig beaufschlagten Kolben 50. Dieser verschließt in seiner dargestellten Mittelstellung mit seinem Umfang einen flachen Ringkanal 51, aus dem eine in der Wandung des Steuerzylinders 30 und des Gehäuses 1 gebohrte Steuerleitung 52 herausführt. Zur Abdichtung in der Schließstellung dienen zwei in der Zylin derwandung angeordnete Dichtringe 53. Diese werden bei Verschie bung des Kolbens jeweils von einer Lochreihe 54 überfahren, die auf jeder Seite in einem zylindrischen Endabschnitt des Kolbens angeordnet ist.The piston rod 43 carries in the control cylinder 30 a piston 50 acted upon on two sides. In its central position shown, this closes with its circumference a flat annular channel 51 , from which a control line 52 drilled in the wall of the control cylinder 30 and the housing 1 leads out. For sealing in the closed position, two sealing rings 53 are arranged in the wall of the cylinder. These are each moved over by displacement of the piston by a row of holes 54 which is arranged on each side in a cylindrical end portion of the piston.

Bei 55 und 56 ist schematisch jeweils ein Druckmittelein- und -auslaß angedeutet.At 55 and 56 , a pressure medium inlet and outlet is indicated schematically.

Die Steuerleitung 52 weist an ihrem Ausgang aus dem Gehäuse 1 einen den Anschlüssen 6 bis 9 entsprechenden Anschluß 57 auf. Durch einen Anschluß 70 gleicher Art ist der in dem Steuerzy linder 30 verlaufende Teil mit dem im Gehäuse 1 verlaufenden Teil der Steuerleitung 52 verbunden. Entsprechend den Leitungen 10 bis 13 ist die Steuerleitung 52 nach dem Anschluß 57 als Steuerleitung 58 weitergeführt.The control line 52 has at its output from the housing 1 a connection 57 corresponding to the connections 6 to 9 . Through a connection 70 of the same type, the part running in the control cylinder 30 is connected to the part of the control line 52 running in the housing 1 . According to the lines 10 to 13 , the control line 52 is continued as a control line 58 after the connection 57 .

Die in das Gehäuse 1 führende Druckmittelzuleitung 14 ist durch die Leitung 11 mit einer Konstantpumpe 59 verbunden. Eine Zweig leitung 60 führt von der Leitung 11 durch ein Sperrventil 61 in die Rücklaufleitung 13. Eine weitere Zweigleitung 62 führt von der Zweigleitung 60 durch ein Druckbegrenzungsventil 63 in die Zweigleitung 13. Schließlich führt von der Steuerleitung 58 eine Leckleitung 64 durch eine Drossel 65 in die Zweigleitung 13. The pressure medium supply line 14 leading into the housing 1 is connected through the line 11 to a constant pump 59 . A branch line 60 leads from line 11 through a check valve 61 into the return line 13 . Another branch line 62 leads from the branch line 60 through a pressure relief valve 63 into the branch line 13 . Finally, a leak line 64 leads from the control line 58 through a throttle 65 into the branch line 13 .

Die Verbraucherleitungen 10 und 12 stellen die Verbindung zu den beiden Zylinderräumen eines Arbeitszylinders 66 her. Der Kolben des Arbeitszylinders ist mit 67 bezeichnet.The consumer lines 10 and 12 establish the connection to the two cylinder spaces of a working cylinder 66 . The piston of the working cylinder is designated 67 .

Die Steuerleitung 58 dient dazu, das im Ruhezustand geöffnete Sperrventil 61 mittels eines Stellzylinders 68 gegen die Kraft einer Feder 69 zu schließen.The control line 58 serves to close the shut-off valve 61 , which is open in the idle state, by means of an actuating cylinder 68 against the force of a spring 69 .

In der dargestellten Ruhestellung der Steuervorrichtung liegt der von der Konstantpumpe 59 erzeugte Druck des Hydraulik mediums über die Leitung 11, die in das Ventil hineinführende Druckmittelzuleitung 14, den Ringraum 19 und den Spalt 5 an den Dichtringen 32 und 33 an. Er ist stark vermindert; durch die Zweigleitung 16 und das in Öffnungsstellung befindliche Sperr ventil 61 fließt das Druckmedium in die Rücklaufleitung 13.In the illustrated rest position of the control device of the pressure generated by the fixed displacement pump 59 of the hydraulic medium via the line 11 leading into the valve pressure medium feed line 14, the annular space 19 and the gap 5 to the sealing rings 32 and 33 is applied. It is greatly diminished; through the branch line 16 and the blocking valve 61 in the open position, the pressure medium flows into the return line 13 .

Soll der Kolben 67 des Arbeitszylinders 66 aus der dargestellten einen Endstellung in die andere verschoben werden, wird durch eine, nicht gezeichnete, hydraulische Steuerleitung an dem Druck mittelein- und-auslaß 56 Druckmittel eingegeben. Es verschiebt den Kolben 50 nach links, wobei an dem Druckmittelein- und-aus laß 55 Druckmittel ausfließt. Sobald die rechte Lochreihe 54 des Kolbens 50 über den rechten Dichtring 53 gekommen ist, strömt durch diese Lochreihe 54 das Druckmittel in den Ringkanal 51 und durch die Steuerleitung 52 in den Kolben 68. Dieser ver schiebt das Sperrventil 61 in die Schließstellung.If the piston 67 of the working cylinder 66 is to be moved from the one end position shown into the other, a hydraulic control line (not shown) at the pressure medium inlet and outlet 56 is used to input pressure medium. It displaces the piston 50 to the left, 55 pressure medium flowing out at the pressure medium inlet and outlet. As soon as the right row of holes 54 of the piston 50 has come through the right sealing ring 53 , the pressure medium flows through this row of holes 54 into the ring channel 51 and through the control line 52 into the piston 68 . This ver pushes the check valve 61 in the closed position.

Gleichzeitig oder kurz vorher ist der Dichtring 33 des Kolbens 4 über den Spalt 5 hinweggegangen, so daß aus diesem nun das von der Konstantpumpe 59 geförderte Hydraulikmedium in den freien Raum der Einschnürung 35 des Kolbens 4 gelangt und durch die Bohrungen 23 und die Verbraucherleitungen 16 und 12 in den Arbeitszylinder 66 strömt und den Kolben 67 verschiebt. Gleich zeitig strömt das auf der anderen Seite des Kolbens 67 verdrän gte Druckmedium durch die Leitung 10, die Verbraucherleitung 15 und die Bohrungen 22 in den Raum der Einschnürungen 34 und aus diesem durch die Bohrungen 44 und den Ringspalt 38, der sich jetzt auf der anderen Seite des, nun auf dem Ring 36 anliegenden, Dichtringes 14 befindet, weiter in die Zwischenräume zwischen den Stegen 27 und aus diesen in den Ringraum 26, von wo es durch den Kanal 25 oder eine Mehrzahl solcher Kanäle in den Ringraum 21 gelangt, aus dem es durch die Rücklaufleitung 17 abfließt in die Rücklaufleitung 13. Die Verschiebung des Kol bens 4 in diese Arbeitsstellung ist begrenzt durch Anschlag des von der Stirnseite des Kolbens 4 mitgenommenen Federtellers 46 an dem Federteller 45.Simultaneously or shortly beforehand, the sealing ring 33 of the piston 4 has passed over the gap 5 , so that from this the hydraulic medium delivered by the constant pump 59 now passes into the free space of the constriction 35 of the piston 4 and through the bores 23 and the consumer lines 16 and 12 flows into the working cylinder 66 and moves the piston 67 . At the same time, the pressure medium displaced on the other side of the piston 67 flows through the line 10 , the consumer line 15 and the bores 22 into the space of the constrictions 34 and out of this through the bores 44 and the annular gap 38 , which is now on the other Side of the sealing ring 14 , now resting on the ring 36 , further into the spaces between the webs 27 and out of these into the annular space 26 , from where it passes through the channel 25 or a plurality of such channels into the annular space 21 , from which it flows through the return line 17 into the return line 13 . The displacement of the piston 4 in this working position is limited by the stop of the spring plate 46 entrained by the end face of the piston 4 on the spring plate 45 .

Wird nach Ausübung des Arbeitshubes des Kolbens 67 der Kolben 50 durch Beaufschlagung des Steuerzylinders 30 auf der anderen Seite in seine gezeichnete Mittelstellung zurückgebracht und verschließt er damit die Steuerleitung 52, drückt die Feder 69 das Sperrventil 61 in seine Öffnungsstellung zurück. Das dabei aus dem Zylinder 68 gedrängte Druckmittel fließt durch die Leck leitung 64 ab.If, after the working stroke of the piston 67 has been exerted, the piston 50 is returned to its drawn central position by acting on the control cylinder 30 on the other side and thereby closes the control line 52 , the spring 69 presses the check valve 61 back into its open position. The pressure that is forced out of the cylinder 68 flows through the leakage line 64 .

Soll der Kolben 67 des Arbeitszylinders 66 in seine gezeichnete Endstellung zurückbewegt werden, wird der Kolben 50 durch wei teres Einleiten von Druckmittel durch Druckmittelein- und-aus laß 55 weitergeschoben, bis der von dem Sprengring 49 mitgenom mene Federteller 45 an dem Federteller 46 anstößt. Die übrigen Vorgänge vollziehen sich dann analog zu der vorstehenden Be schreibung. Der Kanal 25 bleibt in diesem Falle unbenutzt.If the piston 67 of the working cylinder can be moved back into its drawn end position 66, the piston is pushed further by wei teres introducing pressure fluid through Druckmittelein- and-out-let 55 50, abuts against the spring plate 46 to the mitgenom of the snap ring 49 mene spring plate 45th The other processes then take place analogously to the description above. In this case, the channel 25 remains unused.

Claims

1. Device for controlling hydraulic medium continuously conveyed by a constant pump ( 59 ) to act on a hydraulic consumer ( 66 ), in particular a working cylinder ( 66 ), by means of a valve ( 1-4 ) provided with a controller ( 30 , 50 ), characterized in that the inlet ( 14 ) of the valve ( 1-4 ) is connected to the constant pump ( 59 ) by a line ( 11 ), from which a line ( 60 ) leading to the return ( 13 ) branches off, in which a shut-off valve ( 61 ) is arranged with a controller ( 68 , 69 ) which is coupled to the controller ( 30 , 50 ) of the valve ( 1-4 ) in such a way that when the valve ( 1-4 ) is actuated it is in the idle state opened, shut-off valve ( 61 ) closes.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the control ( 30 , 50 or 68 , 69 ) of the valve ( 1-4 ) and the check valve ( 61 ) are hydraulic controls.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the control ( 68 , 69 ) of the check valve ( 61 ) from the valve ( 1-4 ), possibly from its control ( 30 , 50 ), strikes out.

4. The device according to claim 3, characterized in that the control ( 30 , 50 ) of the valve ( 1-4 ) has a cylinder ( 30 ) with a double-acting piston ( 50 ) which in a neutral position with its circumference one of the control line ( 52 , 58 ) outgoing to the cylinder ( 60 ) closes to the check valve ( 61 ).

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the control ( 68 , 69 ) of the check valve ( 61 ) has a cylinder ( 68 ) with a piston working against a spring ( 69 ) and through a leakage line ( 64 ) is connected to the return ( 13 ) via a throttle ( 65 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control ( 30 , 50 ) of the valve ( 1-4 ) as an attached to the valve ( 1-4 ), replaceable by a controller of a different type ( 30th ) is trained.