DE4330101C2

DE4330101C2 - Hydraulische Blockeinheit für den wechselweisen Betrieb von hydraulischen Arbeitsgeräten, insbesondere einem Löffelkolbenzylinder oder einem Greiferkolbenzylinder bei einem Bagger

Info

Publication number: DE4330101C2
Application number: DE19934330101
Authority: DE
Inventors: Elmar Baumgartner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-06
Filing date: 1993-09-06
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2013-09-07
Also published as: DE4330101A1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Blockeinheit für den wechselweisen Be trieb von hydraulischen Arbeitsgeräten, insbesondere eines Löffelkolbenzylinders oder eines Greiferkolbenzylinders bei einem Bagger.

Es ist eine derartige hydraulische Blockeinheit in der Praxis bekannt, bei der das Blockgehäuse einen Kugelhahn, eine flanschbare Mündung an der Bodenfläche und eine daneben angeordnete Flanschbefestigung mittels Bohrungen nach SAE- Norm aufweist. Nachteilig ist hierbei, daß Kugelhahn und Befestigung nach SAE- Norm räumlich nebeneinander angeordnet sind. Diese bekannte Blockeinheit baut hierdurch raumaufwendig. Das Gehäuse benötigt unnötig viel Material.

Es ist ferner ein 3/2-Wege-Kugelhahn bekannt, der innerhalb einer Befestigung mit vier im gleichen Abstand voneinander angeordneten Schrauben den Kugelhahn aufweist. Die Schaltwelle ragt dabei über die Deckfläche nach außen. Die Mündun gen der durchgehenden Bohrungen sind in den Seitenflächen untergebracht. Dieser bekannte 3/2-Wege-Kugelhahn besitzt keine bodenseitige Mündung; damit ist er nicht direkt an einem Kolbenzylinder anflanschbar. Außerdem sind die Befesti gungsschrauben nicht nach Art der SAE-Norm angeordnet.

Es sind ferner in der Praxis 3-Wege-Kompaktkugelhähne bekannt. Hierbei wird die Kugel druckseitig gegen den Dichtungsring auf der Niederdruckseite gepreßt. Bei umgekehrter Druckrichtung läßt die Kugel über den nicht angepreßten Dichtungs ring einen Rückfluß des Hydrauliköls zu (Leckwirkung). Es tritt somit eine ähnli che Wirkung ein wie bei einem Rückschlagventil, wodurch das Rückziehen eines Kolbens in einer Zylindereinheit für eine nicht benötigte Greifermulde bzw. Löf felmulde ermöglicht wird. Auch dieser bekannte Kugelhahn ist jedoch nicht direkt an einen Kolbenzylinder anflanschbar.

Ferner ist eine hydraulische Blockeinheit bekannt, bei der an der Bodenfläche eine Mündung ausgebildet ist, die an ein hydraulisches Arbeitsgerät anflanschbar ist. Die Blockeinheit ist mittels Schrauben nach SAE-Norm befestigbar. Die Kugel eines Kugelhahns ist innerhalb der Befestigungschrauben angeordnet. Sie ist von einer Bohrung durchquert. Die Schaltwelle für die Kugel tritt an einer Seitenwand nach außen. Sie durchquert dabei die Abstandsstrecke der Befestigungsschrauben, die die Schrauben mit dem größeren Abstand verbindet. Nachteilig ist, daß die hier verwendete Kugel nur eine durchgehende Bohrung besitzt und die Querschnitte der Bohrungen im Block durch die geringeren Abstände der Befestigungsschrauben begrenzt sind.

Aus der DE 20 13 422 A ist eine Ventileinheit zur Verwendung in einer Ko piereinrichtung zur Geradführung der Arbeitswerkzeuge hydraulisch betriebener Bagger und Krane bekannt, wobei Servodrehwegeventile vorgesehen sind, die als Drehschieberventile ausgebildet sind. Diese Schrift lässt jedoch nicht erkennen, ob das Ventil Bohrungen zur Befestigung entsprechend der SAE-Norm aufweist.

Die DE 29 49 649 A1 beschreibt einen Kugelhahn, bei dem die Ausgänge möglichst optimal abgedichtet sind. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß an den Ausgängen jeweils Nippel eingeschraubt sind, welche im Zusammenwirken mit einer Druckbuchse und einem Formring eine optimale Abdichtung des betref fenden Ausgangs gegenüber der Kugel erreichen. Durch das Vorsehen von O- Ringen ist selbst bei einer Umkehrung der Druckverhältnisse das Übertreten von Hydraulikflüssigkeit aus dem eigentlich gesperrten Ausgang in eine Öffnung in der Kugel bzw. in einen anderen Ausgang kaum möglich. Diese Schrift offenbart an keiner Stelle die Funktion eines Rückschlagventils infolge eines L-förmigen Ver laufs der Bohrung in der Kugel des Kugelhahns. Des weiteren lässt diese Schrift nicht erkennen, ob und wie der Kugelhahn an ein Arbeitsgerät montierbar ist.

Aus der DE 93 02 194 U1 ist ein Kugelventil mit einem T-förmigen Verlauf des Kanals in der Kugel bekannt. Die Kugel ist unter Zwischenfügung einer Dichtung in ein Gehäuse eingebracht und mittels eines Mehrkants von außen verstellbar. Auch diese Schrift lässt nicht erkennen, ob und auf welche Weise das Kugelventil an einem Arbeitsgerät montierbar ist.

Der Erfindung liegt ausgehend von dem Eingangs genannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Blockeinheit der zuletzt beschriebenen Art so zu verbessern, daß sie unter Beibehaltung eines raumgedrängten Aufbaus auch als Mehrwege-Kugelhahn verwendbar ist, wobei ein möglichst großer Durchgangs querschnitt für die Hydraulikflüssigkeit erreichbar sein soll. Zudem soll die Wir kung eines Rückschlagventils mit integriert sein.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent anspruches 1.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Blockeinheit mit als Mehrwege-Kugelhahn einsetzbar ist. Dabei ist für Gehäusebohrun gen der maximale Querschnitt erreichbar.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Dichtungsringe so angeordnet, daß - wie an sich bekannt - ein solcher Kugelhahn bei vorbestimmten Druckverhältnissen auch die Wirkung eines Rückschlagventils zuläßt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine hydraulische Blockeinheit nach der Erfindung;

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt der Blockeinheit von Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

Die hydraulische Blockeinheit 1 besitzt ein Gehäuse 2, welches quaderförmig ausgebildet ist. Die Bodenfläche 3, die einander gegenüberliegenden Seitenflächen 4, 5, die einander gegenüber liegenden Stirnflächen 6, 7 und die Deckfläche 8 sind eben aus gebildet und verlaufen unter einem rechten Winkel zueinander.

Das Gehäuse 2 besitzt Symmetrieebenen X-X und Y-Y.

Das Gehäuse 2 besitzt von der Deckfläche 8 zur Bodenfläche 3 durchgehende Bohrungen 10, 11, 12 und 13 für Befestigungsschrau ben 14, 15, 16 und 17.

Vorzugsweise liegt an der Deckfläche 8 ein Vollflansch oder ge teilte Flanschhälften nach Art der SAE-Norm an. Mittels eines solchen Flansches wird das Gehäuse 2 z. B. gegen eine nicht dar gestellte Kolbenzylindereinheit für eine Löffelmulde bzw. eine Greifermulde eines Baggers gespannt.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, besitzt das Gehäuse 2 eine durchgehende Bohrung 20, die an den Seitenwänden 4, 5 Mündungen 21, 22 aufweist. Die Bohrung 20 besitzt einen gleichbleibenden Durchmesser. Ihre Achse ist vorzugsweise mittig in den Seiten wänden 4, 5 angeordnet.

Ferner besitzt das Gehäuse 2 eine Bohrung 23 mit einer durch einen O-Ring 50 abdichtbaren Mündung 24 mittig in der Bodenflä che 3. Die Achse dieser Bohrung 23 steht senkrecht zur Achse der Bohrung 20. Sie fällt mit der vertikalen Symmetrieachse Z-Z zu sammen. Über die Mündung 24 ist eine Aunschlußverbindung zu einem Arbeitsgerät möglich.

Vorzugsweise ist die Bohrung 23 bis zur Deckfläche 8 durchge führt und weist dort eine Mündung 25 auf. In diese Mündung 25 kann ein Abschlußpfropfen 26 oder eine Schraubhülse 27 einge schraubt sein. Die Bohrung für den Abschlußpfropfen 26, bspw. die Schraubhülse 27, ist erweitert. Der Innendurchmesser der Schraubhülse 27 besitzt einen Querschnitt, der dem Querschnitt der Bohrung 23 gleich ist. Je nach Wunsch kann somit die Mündung 25 für einen weiteren Anschluß (rechte Schnitthälfte Fig. 3) geöffnet oder verschlossen sein.

Innerhalb des gedachten Rechteckes der Achsen der Bohrungen 10, 11, 12, 13 ist mittig eine Kugel 30 angeordnet. Die Kugel 30 be sitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel eine mittig durchge hende Bohrung 31, deren Querschnitt dem Querschnitt der Bohrun gen 20 und 23 gleich ist.

Zudem kann die Kugel 30 eine Bohrung 32 aufweisen, deren Achse senkrecht zur Achse der Bohrung 31 steht, so daß die Bohrungen 31 und 32 "T"-förmig verlaufende Kanäle bilden. Auch die Bohrung 32 besitzt einen Querschnitt, der gleich der Bohrung 31 ist.

Für andere Anwendungszwecke kann die Kugel 30 statt den T-förmig angeordneten Bohrungen 31, 32 auch L-förmige oder gerade durch gehende Bohrungen aufweisen.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, fluchten in der dargestellten Schaltstellung die Mündungen 33, 34 und 35 mit den Mündungen 21, 22, 25 der Bohrungen 20 bzw. 23, wenn in die Bohrung 23 eine Schraubhülse 27 eingesetzt ist. Die Mündung 24 ist durch die Kugel 30 verschlossen.

Die Kugel 30 wird durch einen Sitz gehalten, der von zwei Dich tungsringen 36, 37 gebildet ist. Die Ebenen dieser Dichtungsrin ge 36, 37 verlaufen zueinander parallel. Sie verlaufen ebenso parallel zu der durch die Achse der Bohrung 20 gedachten Ebene. Ihre Ebenen stehen aber senkrecht zu den Achsen der Bohrungen 10 bis 13.

Der Querschnitt dieser Dichtungsringe 36 und 37 ist im wesentli chen rechteckförmig, wobei die innere Kante der Kugel 30 ange paßt eine ringförmige Segmentfläche bildet.

Die Dichtungsringe 36 und 37 bestehen aus einem begrenzt elasti schen Material, vorzugsweise aus Kunststoff.

Der Sitz für den Dichtungsring 36 wird von einer Ausdrehung 39 gebildet. Der Sitz für den Dichtungsring 37 wird durch die Boh rung 23 mit größerem Durchmesser und der Unterseite des Pfrop fens 26 bzw. der Hülse 27 gebildet.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die Kugel 30 mit einer Schaltwelle 40, vorzugsweise lösbar verbunden. Diese Schaltwelle 40 besitzt am einen Ende einen Fuß 41, der in eine Ausnehmung der Kugel 30 eingreift. Sie ist abgedichtet nach außen geführt. Sie tritt an der Stirnseite 6 aus. Ihre Stellung ist durch eine Schaltstellungsscheibe 42 an der Außenseite der Stirnfläche 6 bestimmt. Das äußere Ende 43 dieser Schaltwelle 40 ist vorzugs weise rechteckförmig, so daß ein Betätigungshebel aufsteckbar ist. Die Schaltwelle 40 ist um ihre Längsachse drehbar.

Nach Drehung um 180° nimmt die Kugel 30 ihre zweite Schaltstel lung ein. Dabei wird die Mündung 25 durch die Kugel 30 ver schlossen, während die Mündung 24 durch die Kugel 30 geöffnet wird.

Dabei verläuft die Schaltwelle 40 zwischen den zwei Bohrungen 10 und 12, die gegenüber den Bohrungen 10 und 11 bzw. 12 und 13 einen geringeren Abstand voneinander besitzen. Dieser geringere Abstand würde die Durchführung der Bohrung 20 nicht zulassen, weil deren Querschnitt größer als der vorgegebene Abstand nach der SAE-Norm ist. Für die querschnittgrößere Durchgangsbohrung 20 steht dagegen der größere Abstand zwischen den Bohrungen 10 und 11, bzw. 12 und 13 voll zur Verfügung. Auch nach auf- bzw. abwärts verbleibt genügend Raum für die anschließenden Bohrun gen.

Anschlußleitungen können an die Mündungen 21 und 22 ebenfalls mit nicht dargestellten SAE-Flanschen angeschlossen werden. Die hierfür notwendigen Gewindebohrungen sind mit 44 bzw. 45 be zeichnet.

Die beschriebene Blockeinheit ist für den wechselweisen Betrieb des Löffelkolbenzylinders oder Greiferkolbenzylinders bei einem Bagger geeignet, wobei das Einziehen des einen oder des anderen Kolbenzylinders per Rückfluß des Hydrauliköls dadurch bewirkt werden kann, daß die Anpressung von Kugel 30 und Dichtungsringen 36, 37 die Wirkung eines Rückschlagventils zuläßt. Die Kugel 30 wird dabei durch den gegen sie gerichteten höheren Druck an den jeweils abgekehrten Dichtungsring 36 bzw. 37 angepreßt. Entsteht eine Umkehrung des Druckverhältnisses, so ist ein geringfügiger Durchfluß möglich, der das Rückströmen des Hydrauliköls zuläßt. Diese Blockeinheit 1 wird in Verbindung mit einer üblichen Hy draulikschaltung, z. B. bei einem Bagger angewendet. Da der Ku gelhahn zwischen den Befestigungsschrauben der Blockeinheit ausgebildet ist, wird ein raumgedrängterer Aufbau möglich.

Claims

1. Hydraulische Blockeinheit für den wechselweisen Betrieb von hydraulischen Arbeitsgeräten, insbesondere einem Löf felkolbenzylinder oder einem Greiferkolbenzylinder bei einem Bagger,
mit einem rechteckförmigen Blockgehäuse, dessen ebene Bodenfläche eine abdichtbare Mündung besitzt, die an ein Arbeitsgerät anflanschbar ist,
einem im Blockgehäuse untergebrachten Kugelhahn, dessen Kugel mittels einer Schaltwelle in mindestens zwei Schalt stellungen verstellbar ist,
mit Mündungen an den ebenen Seitenwänden des Blockgehäuses für die hydraulischen Arbeitsleitungen (A, B),
mit Bohrungen durch die Kugel, die in einer Schaltstellung mit Mündungen des Gehäuses fluchten und in einer anderen Kugelstellung abgesperrt sind,
mit die Kugel gegen das Gehäuse abdichtenden Dichtungsrin gen, deren Ebenen parallel zueinander angeordnet sind und
mit das Gehäuse durchquerenden Bohrungen für Befestigungs schrauben, die nach Art der SAE-Norm angeordnet sind und senkrecht zur Grundfläche verlaufen und die Kugel (30) umgebend angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrungen (31, 32) durch die Kugel (30) T- oder L- förmig angeordnet sind und
daß die Schaltwelle (40) an einer der Stirnseiten (6, 7) des Blockgehäuses (2) zwischen Bohrungen (10, 12 bzw. 11, 13) mit den geringeren Abständen voneinander hindurch, drehbar um ihre Längsachse nach außen geführt ist.

2. Blockeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mündungen (21, 22, 24, 25) am Blockgehäuse (2) an den Sei tenflächen (4, 5) zwischen den Bohrungen (10, 11, bzw. 12, 13) mit den größeren Abständen voneinander hindurch und ggfs. an der Deckfläche (8) und Bodenfläche (3) angeordnet sind.

3. Blockeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen der Dichtringe (36, 37) senkrecht zu den Boh rungen (10, 11, 12 13) im Blockgehäuse (2) verlaufen.

4. Blockeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschrauben (14, 15, 16, 17) über einen SAE- Vollflansch oder SAE-Halbflansch das Blockgehäuse (2) festspannen.

5. Blockeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitsleitungen (A, B) an Mündungen (21, 22, 23) an den Seitenflächen (4, 5) bzw. der Deckfläche (8) des Blockge häuses (2) über SAE-Flansche angeschlossen sind.

6. Blockeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (25) an der Deckfläche (8) durch einen Schraubpfropfen (26) abgeschlossen oder durch eine Schraubhülse (27) offen ist.