DE69017616T2 - Steuerventil für Hydraulikaufzug. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerventil für einen Hydraulikaufzug gemäß den Oberbegriff von Anspruch 1.
• Die Viskosität von Öl, welches das in Hydraulikauf Zügen meistens benutzte Hydraulikfluid ist, wird um etwa eine Zehnerpotenz verringert, wenn das Öl von der niedrigsten Arbeitstemperatur auf die höchste Arbeitstemperatur erwärmt wird. In dem Fall eines mit einem druckgesteuerten Steuerventil des Ein/Aus-Typs ausgerüsteten Aufzugs führt dies zu einer Vergrößerung der Verzögerung mit einer Erhöhung der Temperatur, da das steuerventil aufgrund eines verringerten Bewegungswiderstandes des Geschwindigkeitsregulierstempels schneller geschlossen wird. Ein Problem in diesem Fall ist, daß der Aufzug, wenn er bei "normaler Arbeitstemperatur" betrieben wird, eine außerordentlich lange Kriechzeit beim Annähern an eine Geschoßebene hat. Dies liegt daran, daß der Abstand der Verzögerungsfahnen in dem Hubweg von der Geschoßebene für die geringste Öltemperatur eingestellt werden muß, um ein über das Ziel hinaus Fahren zu vermeiden.
• Im Prinzip beruht die Verzögerung auf einem hydromechanischen Zeitbezug. Nachdem die Stromzufuhr zu dem Magnetventil unterbrochen worden ist, drückt eine Feder den Stempel des Steuerventils in Richtung Schließstellung, während eine Drossel in dem Hydraulikkreis das Schließen des Ventils verzögert. Es ist wichtig zu bemerken, daß die Schließgeschwindigkeit von der Viskosität des Öls abhängt, selbst in dem Fall einer völlig viskositätsunabhängigen Drossel, da der Bewegungswiderstand des Ventilstempels von der Viskosität abhängt. Wie sich der Widerstand verringert, so vergrößert sich die Druckdifferenz über die Drossel, was eine Vergrößerung in dem Fluß in Richtung Geschwindigkeitsregulierstempel und damit eine Vergrößerung in der Stempelgeschwindigkeit nach sich zieht.
• Das US-Patent 4 194 534 beschreibt ein Kompensierventil zur Benutzung mit einem Hydraulikaufzugsventil, welches Kompensierventil von einer solchen Art ist, daß eine automatische Einstellung im Verhalten des Hydraulikaufzugsventils erfolgt, wenn eine Temperaturveränderung in dem Hydraulikfluid auftritt. Das Kompensierventil besitzt solche temperaturabhängigen Scheiben, die sich bei erhöhter Temperatur abflachen, einen Schaft zu bewegen erlauben und dadurch eine oder mehrere Öffnungen abschließen, infolgedessen eine Verringerung im Fluß des Hydraulikfluids durch das Kompensierventil erfolgt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerventil für einen Hydraulikaufzug zu schaffen, das in einer einfachen Weise einen Ausgleich der Viskositätsänderungen des Hydraulikfluids bewirkt, um die Kriechstrecke über die ganze Zeit im wesentlichen konstant zu halten. Das Steuerventil der Erfindung ist durch die Merkmale im Anspruch 1 gekenzeichnet.
• Die anderen Ausführungen des Steuerventils der Erfindung sind durch das gekennzeichnet, was in den Unteransprüchen dargestellt ist.
• Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie ein Steuerventil für Hydraulikaufzüge bereitstellt, das unabhängig von Viskositätsänderungen des Öls ist, dadurch eine gleichbleibende Verzögerung des Auf zugs sicherstellt und für die Fahrgäste bei niedrigen Kosten mehr Komfort schafft.
• Im folgenden wird die Erfindung im Detail anhand von Beispielen bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, worin:
• Figur 1 ein Schema eines Hydraulikkanalsystems zeigt, das mit einer erf indungsgemäßen Fließwiderstandskomponente ausgerüstet ist;
• Figur 2 eine geschnittene und detailliertere Ansicht der Fließwiderstandskomponente der Erfindung zeigt, und
• Figuren 3 und 4 zwei andere Ausführungen der Fließwiderstandskomponente der Erfindung in einer geschnittenen und detaillierteren Ansicht zeigen.
• Figur 1 zeigt einen Teil des üblichen Hydraulikkanalsystems 1 des Steuerventils eines Hydraulikaufzugs, mit einem Geschwindigkeitsregulierstempel 2, der sich in einem für ihn vorgesehenen im wesentlich geschlossenen Raum 3 bewegt. Das Hydraulikfluid in dem Hauptfließkanal fließt durch diesen Raum 3 von dem Einlaßkanal 4 zu dem Auslaßkanal 5, der zu dem Betätigungs(Arbeits-)Zylinder des Aufzugs führt. Der mittlere Teil des Geschwindigkeitsregulierstempels hat eine im wesentlichen konische Form. Wenn sich somit der Stempel in Längsrichtung nach links bewegt (wie in Figur 1 gesehen), so drosselt er den Fluß 4,5. Der Fluß ist am größten, wenn der Stempel in seiner äußersten rechten Stellung ist. Wenn die Stromzufuhr zu dem Verteilventil 6 unterbrochen ist, kehrt er in die in Figur 1 gezeigte Stellung zurück. Die Aufzugsgeschwindigkeit wird sich jetzt vermindern, da die Feder 8 den Geschwindigkeitsregulierstempel 2 in Richtung Schließstellung drückt, d. h. in Figur 1 nach links. Als ein Ergebnis dieser Bewegung des Geschwindigkeitsregulierstempels wird das als Hydraulikfluid verwendete Öl den Stempel an seinem linksseitigen Ende passieren und in das Hydraulikkanalsystem 1 durch das Verteilventil 6 und die Fließwiderstandskomponente 9 in den Federraum auf der Rechten des Stempels fließen. Die Fließwiderstandskomponente stellt einen Widerstand für diesen Fluß dar und bestimmt somit die Bewegungsgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsregulierstempels 2.
• In der in Figur 1 gezeigten Stellung erlaubt das in dem Hydraulikkanalsystem 1 angeordnete 3/2-Wegeverteilventil 6 den Fluß eines Sekundärhydraulikfluids in Richtung Geschwindigkeitsregulierstempel. In dieser Situation wird der Aufzug verzögert. Da die Temperatur des Hydraulikfluids bei Benutzung ansteigt, wird seine Viskosität verringert, so daß sich der Bewegungswiderstand des Geschwindigkeitsregulierstempels verkleinert. Folglich steigt die Druckdifferenz Δp&sub1; an, was den Fluß V&sub1; erhöht. Dadurch wird das Geschwindigkeitssteuerventil schneller geschlossen, was eine größere Verzögerungsrate des Auf zugs zur Folge hat. Diese Veränderung in der Verzögerung ist einer der Nachteile der bisher bekannten Lösungen. In der anderen Stellung des Verteilventils 6 kann das Sekundärhydraulikfluid in den Tank 7 abfließen, bis der Geschwindigkeitsregulierstempel 2 seine ganz offene Stellung erreicht hat und der Aufzug mit voller Geschwindigkeit fährt.
• Weiterhin ist das Hydraulikkanalsystem mit einer Fließwiderstandskomponente 9 versehen, die auf die Temperatur des Hydraulikfluids anspricht, welche Komponente zwischen dem Verteilventil 6 und dem Geschwindigkeitsregulierstempel 2 angeordnet ist. Innerhalb des Gehäuses der Fließwiderstandskomponente befindet sich ein Nadelventil mit einem Körper aus Messing oder einem anderen geeigneten Metall. Figur 2 zeigt eine detailliertere Ansicht des Nadelventils. Das Sekundärhydraulikfluid fließt in das Nadelventil als Zufluß 11 und aus dem Ventil als Ausfluß 12, der zu dem Geschwindigkeitsregulierstempel 2 geht. Der Fluß wird zwischen dem konischen Ende der Nadel 13 und dem Drosselteil 14 gedrosselt. Die Einlaßöffnung des Drosselteils hat ebenfalls eine konische Form. Nach dem konischen Einlaß befindet sich der engste Teil der Drossel, dessen Durchmesser im wesentlichen dem größten Durchmesser der Nadel entspricht. Der Bewegungsbereich der Nadel in der Axialrichtung ist etwa ein Millimeter und der Fluß durch die Drossel verändert sich entsprechend. Die Verzögerung des Hydraulikaufzugs wird verändert durch Veränderung des Konuswinkels der Nadelspitze.
• Die Nadelbewegung wird mittels eines Regulators hervorgerufen, bestehend aus einem Messing-(Bronze-)Hohlbalg 15, der in einer in dem Messingkörper 10 des Ventils vorgesehenen Bohrung aufgenommen ist. Das hohle Innere des Messingbalgs ist mit einer Flüssigkeit 18 gefüllt, z. B. mit Spiritus oder einem anderen Alkohol, der durch Expansion oder Kontraktion auf Temperaturveränderungen des Hydraulikfluids reagiert, wodurch sich die Nadel 13 des Nadelventils entsprechend bewegt. Der Messingkörper des Nadelventils ist mittels einer Dichtungsmutter 16 an dem Körper der Fließwiderstandskomponente befestigt und die Flüssigkeitsfüllung in dem Messingbalg wird in dem Balg durch einen Propfen 17 eingeschlossen.
• Die von der Temperatur des Hydraulikfluids gesteuerte Fließwiderstandskomponente wird bei der Verzögerung eines Mydraulikaufzugs benutzt, um aus Temperaturveränderungen resultierende Veränderungen bei der Verzögerung auszugleichen. Die Verzögerung wird verändert durch Verändern des Konuswinkels der Nadelspitze. Die Kompensation arbeitet wie folgt: Wenn die Temperatur des in der Fließwiderstandskomponente fließenden Hydraulikfluids 11 während der Benutzung ansteigt und sich seine Viskosität erhöht, d. h. seine Fließfähigkeit ansteigt, werden der Messingbalg 15 und die Flüssigkeitsfüllung 18 darin erhitzt. Wenn die Flüssigkeit wärmer wird, expandiert sie und dehnt den Balg aus. Dadurch wird die Nadel nach links bewegt, wie in Figur 2 gesehen, d. h. in Richtung Drosselteil 14. Da die Nadel eine konische Spitze hat und die Innenoberfläche des Drosselteils ebenfalls eine konische Form besitzt, wird der Fluß des Hydraulikfluids gedrosselt und die Fließrate zum Geschwindigkeitsregulierstempel bleibt im wesentlichen konstant.
• Es ist offensichtlich für einen Fachmann, daß die Erfindung nicht auf die Beispiele ihrer oben beschriebenen Ausführungen beschränkt ist, sondern daß sie stattdessen innerhalb des Rahmens der folgenden Ansprüche verändert werden kann. Somit kann der Messingbalg der Fließwiderstandskomponente durch andere geeignete Lösungen ersetzt werden. Figur 3 zeigt eine Lösung, bei welcher der mit einer Flüssigkeit gefüllte Messingbalg durch einen elastomeren Balg 19 ersetzt ist, der mit dem Flüssigkeitsraum 18 in Kontakt steht. Figur 4 zeigt eine Lösung, bei welcher der Balg überhaupt keinen Flüssigkeitsraum in sich aufweist. Stattdessen besteht das auf die Temperatur reagierende Element allein aus einem Elastomer 20. Es kann z. B. ein geeignetes Silikon für diesen Zweck benutzt werden. Die sphärische Oberfläche 21 des Elastomeren erlaubt eine weite Nadelbewegung bei Temperaturveränderungen.

Claims (5)

1. Steuerventil für einen Hydraulikaufzug, durch das ein Hauptfluß (4,5) eines Hydraulikfluids passiert und das einen Geschwindigkeitsregulierstempel (2) aufweist, der sich mit einem Sekundärfluß des Hydraulikfluids bewegt, wobei die Stellung des Geschwindigkeitsregulierstempels den Hauptfluß des Hydraulikfluids in einen Betätigungszylinder des Hydraulikaufzugs bestimmt, und das ein System von Hydraulikkanälen (1) besitzt, in denen das Sekundärhydraulikfluid fließt, welche Hydraulikkanäle mit jedem Ende des Geschwindigkeitsregulierstempels verbunden sind und mit dem Haupthydraulikkreis kommunizieren, wobei eine Fließkomponente an einem Ende des Geschwindigkeitsregulierstempels aus dem Steuerventil herausfließt und eine Fließkomponente am anderen Ende des Geschwindigkeitsregulierstempels in das Steuerventil hineinfließt, und wobei das Hydraulikkanalsystem (1) mit einer nahe einem Ende des Geschwindigkeitsregulierstempels angeordneten Fließwiderstands-Komponente (9) versehen ist und die Einstellung der Fließwiderstands-Komponente auf der Basis der Temperatur des Hydraulikfluids verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließwiderstands-Komponente (9) ein aus einem Körper (10), einem Drosselteil (14) und einer Nadel (13) innerhalb des Körpers bestehendes Nadelventil ist, wobei die Nadel mit einem Stellelement (15,18-20) verbunden ist.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement ein Hohlbalg (15) ist, der aus einem Metall, z.B. Bronze, hergestellt und mit einer Flüssigkeit (18), z.B. Alkohol oder dergleichen, gefüllt ist.

3. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement ein elastomerer Balg (19) ist, der einen Hohlraum in dem Körper (10) formt, welcher Raum mit einer Flüssigkeit (18) gefüllt ist.

4. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement eine elastomere Komponente (20) mit einer sphärischen Oberfläche (21) auf der dem Drosselteil (14) Zugewandten Seite ist, welche Oberfläche mit einer Nadel (13) versehen ist, die so montiert ist, daß sie sich zu dem Drosselteil und von diesem weg bewegt, wenn sich die Oberfläche (21) bewegt.

5. Steuerventil für einen Hydraulikaufzug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (13) des Nadelventils eine konische Spitze besitzt, daß die Nadel sich innerhalb des Drosselteils (14) bewegt, das mit einer passenden Öffnung, innerhalb eines Bereichs von etwa 1 mm, versehen ist, und daß die Verzögerungscharakteristik des Auf zugs durch Verändern des Konuswinkels der Nadelspitze verändert wird.