DE4429019C1 - Vorrichtung für die Stellungsanzeige bei einer hydraulisch mittels einer Kolben-/Zylinderanordnung betätigbaren Armatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus DE 31 51 740 A1 ist eine Vorrichtung zur Anzeige der Stel­ lung eines Ventils bekannt, wobei die Fluidströmung in und aus einem Hydraulikzylinder gemessen wird, der ein Ventil betätigt. In die Fluidleitung ist ein Hydraulikmotor eingesetzt, der an einen Rotationszähler angeschlossen ist. Aus der Drehung des Hydraulikmotors wird die Kolbenstellung errechnet.

Aus DE 32 13 135 A1 ist ferner ein elektro-hydraulischer Stellan­ trieb mit einem Stellzylinder und beidseitig beaufschlagbaren Stellkolben bekannt, dem zur Positionierung über magnetisch betätigte 3/2-Wegeventile das benötigte Ölvolumen in Form dis­ kreter Ölvolumina zuführbar ist. Es sind durchflußbestimmende Drosseln vorgesehen, wobei bei einer Bewegung des Stellkolbens jeweils nur eine Drossel durchströmt wird. Die Drosseln sind jeweils den Wegeventilen nachgeschaltet in der Verbindung zum Rücklauf angeordnet und in der Druckleitung ist jeweils vor dem Wegeventil ein Rückschlagventil angeordnet.

Werden bei hydraulisch fernbetätigten Armaturen, wie beispielsweise bei Schwenktrieben, die von beiden Seiten mit Druckmedium beaufschlagbar sind, Zwischenstellungen angezeigt, so kann dies über eine Messung des Flüssigkeitsvolumens erfol­ gen, das in der Vor- oder Rücklaufleitung zu der Armatur durch die Kolbenverstellung verändert wird. Um eine Verfälschung der Anzeige durch das Kompressionsvolumen, speziell der Rohrlei­ tung, auszuschließen, wird das Volumenmeßgerät stets mittels eines hydraulisch betätigten Ventils in die Rücklaufleitung geschaltet. Beim vollständigen Schließen, beispielsweise des Schwenktriebs, wird die Armatur durch ein entsperrbares Rück­ schlagventil hydraulisch eingespannt. Beim Öffnen kommt das Kompressionsvolumen des eingespannten Hydrauliköles durch das Umschalten des Volumenmeßgeräts in den Rücklauf bereits als gemessene Volumenänderung zur Anzeige, bevor die Armatur be­ ginnt, sich aus der Schließstellung zu bewegen.

Wird von der geschlossenen Stellung der Armatur aus eine Zwischenstellung angefahren und die Armatur in dieser Zwischenstellung gehalten, so ist das eingespannte Flüssig­ keitsvolumen geringer, so daß beim erneuten Schließen der Ar­ matur das Volumenmeßgerät diesmal in der anderen Richtung we­ niger vorauseilt als beim Öffnen der Armatur, und die ur­ sprüngliche Abweichung, die durch das Kompressionsvolumen be­ dingt ist, nicht wieder vollständig ausgeglichen wird. Dieser an sich unerhebliche Fehler wird jedoch bei jedem erneuten Ansteuern einer Zwischenstellung aus der geschlossenen Stel­ lung heraus aufaddiert, so daß das Volumenmeßgerät die Nullage nicht wieder erreicht, und die Abweichung nicht mehr vernach­ lässigbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Volumenmeß­ einrichtung mit der Armatur auch dann synchronisiert ist, wenn aus der Schließstellung heraus mehrfach eine Zwischenstellung ange­ steuert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Bei vollständig geschlossener Armatur wird ein Bypass zwischen den Steuerleitungen geöffnet, der durch den hervorgerufenen Volumenstrom zum Volumenmeßgerät (Volumenmeßeinrichtung) eine Abweichung beseitigt und das Volumenmeßgerät wieder mit der Armatur synchronisiert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angege­ ben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nach­ folgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die hydraulische Schaltung einer Vorrichtung für die Stellungsanzeige, und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Endabschnitt einer Arma­ tur.

In Fig. 1 ist mit 1 schematisch eine Armatur, beispielsweise ein Schwenktrieb für eine in einer nicht dargestellten Rohr­ leitung angeordnete Klappe, wiedergegeben, in deren Antriebs­ zylinder ein Kolben beidseitig über Druckmittelleitungen 2 und 3 beaufschlagbar ist. In den beiden Druckmittelleitungen 2, 3 ist jeweils ein Rückschlagventil 4 bzw. 41 angeordnet, das - wie durch gestrichelte Linien angedeutet - durch den Druck in der anderen Leitung entsperrbar ist. Mit 5, 5′ sind Druckbe­ grenzungsventile bezeichnet und mit 6, 6′ Anschlüsse mit je­ weils einem Rückschlagventil, die eine Beaufschlagung der Ar­ matur mit einem Hilfsaggregat ermöglichen.

Wie durch eine strichpunktierte Linie angedeutet, ist in einer größeren Entfernung von der Armatur eine Steuereinheit mit einem Steuerventil 7 angeordnet, mittels dem der Druck einer Versorgungsleitung 8 an eine der Druckmittelleitung 2, 3 ange­ legt werden kann, während gleichzeitig die jeweils andere Druckmittelleitung mit der Rücklaufleitung 9 verbunden wird. In der dargestellten Schaltstellung des Steuerventils 7 ist keine der Druckmittelleitungen mit Druck beaufschlagt. In der Steuereinheit ist ein hydraulisch betätigtes Ventil 10 ange­ ordnet, mittels dem eine Volumenmeßeinrichtung 11 jeweils mit der Rücklaufleitung verbunden wird, wenn eine der beiden Druckmit­ telleitungen 2, 3 durch das Steuerventil 7 in den Rücklauf geschaltet wird. Mit 12 ist eine Anzeigeeinrichtung für die Anzeige der Stellung des Kolbens in der Armatur 1 bezeichnet, wobei die Kolbenstellung der Volumenverschiebung entspricht, die durch die Volumenmeßeinrichtung 11 festgestellt wird. Der bisher beschriebene Aufbau ist an sich bekannt.

Der Kolben in der Armatur 1 wird in der jeweiligen Endstellung durch das Druckmittel eingespannt, das in dem Abschnitt der Druckmittelleitung 2, 3 zwischen entsperrbarem Rückschlagven­ til 4 und der Armatur 1 vorhanden ist. Hierbei tritt ein ge­ wisses Kompressionsvolumen der Hydraulikflüssigkeit in diesem Abschnitt auf, das beim Anfahren der Armatur aus der jeweili­ gen Endstellung zunächst freigegeben wird, bevor sich der Kol­ ben in der Armatur bewegt, so daß die Volumenmeßeinrichtung 11 eine gewisse Volumenänderung registriert, bevor sich der Kolben in der Armatur bewegt. Dies führt zu keiner Verfälschung der Stellungsanzeige, wenn jeweils die Endstellungen des Kolbens angefahren werden, weil sich hierbei das Kompressionsvolumen in den beiden Leitungsabschnitten aufhebt.

Werden dagegen immer wieder Zwischenstellungen des Kolbens aus einer Endstellung des Kolbens heraus angefahren, so findet ein derartiger Ausgleich des Kompressionsvolumens nicht statt, und es werden - wenn auch kleine - Fehler durch die auftretende Differenz der Kompressionsvolumina aufaddiert, so daß die Vo­ lumenmeßeinrichtung 11 acht mehr genau die Stellung des Kolbens in der Armatur wiedergibt, wie dies einleitend geschildert wurde.

Um diese Abweichungen zu vermeiden, ist vor den beiden ent­ sperrbaren Rückschlagventilen 4, 4′ eine Bypassleitung 13 zwi­ schen den beiden Druckmittelleitungen 2 und 3 angeordnet, die durch ein Ventil 14 absperrbar ist und freigegeben werden kann. Diese Bypassleitung 13 wird geöffnet, wenn sich der Kol­ ben in der Armatur 1 in der Endstellung befindet. Führt bei­ spielsweise die Leitung 2 Druck, während der Kolben in der Armatur 1 die rechte Endstellung erreicht, so wird bei Errei­ chen der Endstellung die Bypassleitung 13 freigegeben, so daß der Druck in der Leitung 2 über die Bypassleitung in die Rück­ laufleitung 3 abgebaut werden kann. Beim Anfahren aus der End­ stellung in eine Zwischenstellung tritt somit kein Kompres­ sionsvolumen aus der Druckmittelleitung 2 mehr auf, so daß die Anzeige durch die Volumenmeßeinrichtung 11 nicht mehr verfälscht wird.

Vorteilhafterweise erfolgt die Betätigung des Ventils 14 in der Bypassleitung mechanisch durch den Kolben der Armatur 1, so daß das Ventil 14 nicht von außen gesteuert zu werden braucht.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer derartigen mechani­ schen Koppelung, wobei das Ventil 14 in den Deckel 15 des Zy­ linders integriert ist, in dessen Kolbenraum 16 der nicht dar­ gestellte Kolben verschiebbar ist. Mit 2, 13 und 3, 13 sind jeweils Kanäle im Zylinder bezeichnet, die den beiden Druck­ mittelleitungen 2, 3 und der Bypassleitung 5 der Fig. 1 ent­ sprechen. Das Ventil 14 besteht aus einem in Schließrichtung federbelasteten Ventilstück mit einem Stößel 17, der in den Kolbenraum 16 ragt, so daß der Kolben in der Endstellung über den Stößel 17 das Ventil 14 und damit die Bypassleitung 13 öffnet.

Das Ventil 14 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in eine Einstellschraube 18 integriert, die zur Justierung der Endlage des Kolbens der Armatur dient, wobei der Ventilkörper mittels der Einstellschraube 18 im Deckel 15 in Achsrichtung verstellbar ist.

Wie Fig. 1 zeigt, wird in der Bypassleitung 13 zweckmäßiger­ weise jeweils ein Rückschlagventil 19, 19′ und eine Drossel 20 vorgesehen. Die Drossel 20 dient für einen allmählichen Volu­ menausgleich bei Freigabe der Bypassleitung 13.

Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Schaltung wird davon ausge­ gangen, daß jeweils nur aus der rechten Endstellung des Kol­ bens Zwischenstellungen angefahren werden. Wenn auch aus der linken Kolbenstellung der Armatur 1 Zwischenstellungen ange­ fahren werden, wird das Ventil 14 auch bei Erreichen der lin­ ken Endstellung des Kolbens geöffnet bzw. auf der linken Seite der Armatur 1 ein weiteres Ventil 14 vorgesehen, das durch den Kolben betätigt wird und in der Bypassleitung 13 liegt.

Claims (4)

1. Vorrichtung für die Stellungsanzeige bei einer hydraulisch mittels einer Kolben-/Zylinderanordnung betätigbaren Armatur mit einer Vor- und einer Rücklaufleitung (2, 3) zwischen der Armatur (1) und einem Steuerventil (7), wobei für die Stellungsanzeige der Armatur eine Volumenmeßeinrichtung (11) jeweils in die Rücklaufleitung schaltbar ist, gekennzeichnet durch eine Bypassleitung (13) zwischen Vor- und Rücklaufleitung (2, 3), in der ein Ventil (14) angeordnet ist, das bei Erreichen einer Endstellung der Armatur (1) die Bypassleitung (13) freigibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) in der Bypassleitung (13) durch den Kolben der Armatur (1) betätigbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) in einem Zylinderdeckel (15) der die Armatur (1) betätigenden Kolben-/Zylinderanordnung angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (14) in eine in den Zylinderdeckel einschraubbare Einstellschraube (18) für die Justierung der Endstellung des Kolbens integriert ist.