DE7531586U - Entlastungsventil, insbesondere fuer eine hydraulische ueberlastschutzeinrichtung - Google Patents

Description

Reg.-Nr.

1 Gl 142 I Köln, den 14.4.1976

Aktenz.: G 75 31 586.5 ^{bille an9eben} he/pa Ana.» GuIf & Western Manufacturing Company

23100 Providence Dr,, Southfleld.

Michigan 48075 (U.S.A.*) "

Entlastungsventil, Insbesondere für eine hydraulische Uberlastschutzeinrichtung

Die Erfindung betrifft ein Entlastungsventil, insbesondere für eine hydraulische Überlastschutzeinrichtung für Pressen od.dglο

Uberlastschutzeinrichtungen werden zum Schutz von mechanischen Pressen eingesetzt, um diese vor einer Beschädigung infolge Überlastung während des Betriebes zu schützen. Die Erfindung wird deshalb im einzelnen in Verbindung mit einer solchen Verwendung beschrieben. Man wird jedoch erkennen, daß das hochempfindliche Entlastungsventil nach der Erfindung auch in Verbindung mit endereu hydraulischen Systemen oder Steuerkreisen eingesetzt werden kann.

Beim Betrieb von mechanischen Pressen ist es nicht ungewöhnlich, daß eine Presse einer Überlastung ausgesetzt ist,

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beispielsweise wenn Werkzeuge od.dgl» versehentlich in der Presse liegengeblieben sind. In einem anderen Beispiel kann eine Presse, die zum Formen von Metallwerkstücken vorgegebener Dicke verwendet wird, einer Überlastung ausgesetzt sein, wenn zufällig mehr als ein Werkstück in die Presse eingeführt wird oder wenn ein Werkstück mit einer Dicke in die Presse eingelegt wird, die größer als die vorgesehene Dicke ist. Fehlt dann eine Überlastschutzsicheru^r..£, kann eine teure Beschädigung der Presse die Folge sein* Beispielsweise kann das Lenkgestänge der Presse überbeansprucht werden oder die Preßstempel können beschädigt werden» Eine Jede derartige Beschädigung hat natürlich eine Ausfallzeit für die Presse und zusätzlich die Kosten für die durch die Beschädigung erforderlich werdende Reparaturarbeit zur Folge.

Um diese ernsten Folgen der überlastung einer Presse zu vermeiden oder auf das Mindestmaß zurückzuführen, wurden verschiedene Arten von Überlastsicherungen entworfen, um den überlastfall unschädlich zu machen. Diese Überlastvorrichtungen sind oft im Pressenbett untergebracht und im allgemeinen hydraulischer Natur und haben eine aus einem Zylinder und einem Kolben bestehende Einrichtung, die zwischen sich eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte überlaetkammer bilden· Zu einer solchen Überlastvorrichtung gehört weiterhin ein Speicher für HydraulikfIUssig-

keit, die unter Druck in die Kammer geleitet wird, und eine Einrichtung zum Entlüften der Kammer im Überlast· fall, der den Flüssigkeitsdruck in der Kammer ansteigen läßtο Zu einer solchen Entlüftungseinrichtung gehört oft ein druckempfindliches Entspannungeventil, welches betätigt wird, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Kammer eine bestimmte Höhe erreicht, um die Systemflüssigkeit einschließlich der Flüssigkeit in dem Zylinder in einen Tank od.dgl. zu entleeren, aus dem die Flüssigkeit zu der Flüssigkeitsquelle des Systems zurückgeleitet wird.

Viele druckempfindliche Entlastungsventile sind bisher vorgeschlagen worden, um einen überdruck in einem hydraulischen System abzubauen, beispielsweise durch Schnellablaß von Flüssigkeit aus dem System bei dem Auftreten eines unerwünschten Druckes im System. Hierbei haben solche Entlastungsventile oft eine konstante Schließkraft, so wie sie beispielsweise von einer Druckfeder bestimmt wird, auf die man sich allein verläßt, daß sie normalerweise das Ventil geschlossen hält_o Ventile dieser letzteren Art öffnen sich in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck, der gegen ihr Ventilverschlußstück wirkt und eine Öffnungskraft erzeugt, welche die Federkraft überwindet. Solche Ventile mit konstanter Schließkraft haben jedoch die Neigung, während des Betriebes abzudämpfen, insbesondere dann oder dort, wo der öffnungsdruck der Flüssigkeit den Schließdruck der

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Feder nur geringfügig übersteigt« Außerdem hat der konstante Schließdruok für das Entlastungsventil eine lange Reaktionszelt zur Folge, wodurch beispielsweise bei einem Schutzsystem für eine Presse die Presse schon zerstört sein kann, bevor das Ventil sich genügend weit öffnet, um Systemflüsslgkelt In Abhängigkeit von einer Überlastung abzulassen.

Ferner wird die Kraft, die bei den bisherigen Entlastungsventilanordnungen zum Beschleunigen der Öffnungebewegung des Ventilverschlußstückes entwickelt werden kann, durch die Differenz des jeweiligen, von der überlastung her resultierenden Flüssigkeitsdruckes und dem Solldruck bestimmt, bei welchem sich das Ventil öffnen solle Wenn die auf das Ventil einwirkende Schließkraft konstant ist und nicht vor oder während der Öffnungsbewegung des Ventilverschlußstückes reduziert wird, gibt es nur eine sehr geringe Beschleunigung» Solch eine sehr geringe Beschleunigung hat eine Verlängerung der Zeit zur Folge, die für das Ventil zum vollen öffnen und raschen Ablassen von Systemflüssigkeit erforderlich ist.

Andere seither vorgeschlagene Entlastungsventilanordnungen haben geschlossene Systeme und verwenden einen Flüssigkeitsdruck, um das Ventil geschlossen zu halten, zusammen mit einem Solenoid-betätigten Ventil zum Entlüften der Druck« flüssigkeit in Abhängigkeit von einer überlastung« Das Solenoidventil muß jedoch zunächst durch ein Signal vom Druck-

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schalter oder Wandler im System betätigt werden und die als Schließkraft wirkende Flüssigkeit muß dann wieder freigegeben werden· Eine solche Ventilanordnung hat im allgemeinen eine Ansprechzeit in der Größenordnung von 15 bis 30 Millisekunden. Eine derartige Ansprechzeit ist Jedoch nicht ausreichend, wenn man bedenkt, daß eine Ansprechzeit von 2 Millisekunden oder weniger erforderlich sein kann, um eine Anlage, wie beispielsweise eine Hochgeschwindigkeit spree se, voll zu schützen· Außerdem haben solche Ventilanordnungen, die sowohl ein Entlastungsventil als auch ein damit kombiniertes, Solenoid-betätigtes Ventil aufweisen, einen unerwünscht großen Aufbau, sind teuer und vergrößern die Unterhaltungskosten der Anlage, in die sie eingebaut sind·

Andere Entlastungsventile, wie federbelastete Ausführungen mit konstanter Schließkraft, sind vergleichsweise sehr groß und wenig vielseitig, wenn sie in Anlagen verwendet werden, die unterschiedliche Flüssigkeitsdruckcharakteristiken haben. Infolgedessen sind unterschiedlich große Ventile erforderlich, um den unterschiedlichen Druckbedingungen des Flüssigkeitssystems zu genügen_e

Man erkennt, daß bei Pressen, bei denen eine überlastung bei hoher Schlittengeschwindigkeit auftritt, eine dürftige Reaktionszeit wenig oder gar keinen Schutz für die Presse bietet und in jedem Falle eine längere als erwünschte Zeit-

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spanne zu» auereichenden Ablassen von Flüssigkeit in* Schutzsystem erfordert, um die Möglichkeit einer Beschädigung zu vermeiden· Wenn sich beispielsweise ein Pressenschlitten mit einer Geschwindigkeit von 0,254 m/sek bewegt und mit dieser Geschwindigkeit auf ein hartes Hindernis trifft, steigt die auf Teile der Presse einwirkende Kraft auf das Hundertfache der vollen Pressenlast pro Sekunde an, wenn man unterstellt, daß die Presse eine Vollast-Formänderung von 0,254 cm und keine Überlastschutz si ehe rung hat· Um eine solche Presse zu schützen, müßte das Überlastschutzsystem eine Ansprechzeit von etwa 2 Millisekunden oder weniger haben. Man erkennt, daß nur ein geringer oder gar kein Schutz erreicht wird, wenn die Reaktionszeit sich in der Größenordnung von 15 bis 40 Millisekunden bewegt.

Ein anderer wichtiger Gesichtspunkt für Pressen- überlastschutz sy sterne der vorerwähnten Art ist die Verhinderung eines Überschwingens des Druckes über den Entlastungsoder Ansprechpunkt des Entlastungsventiles<> Durch eine Verringerung des Druck-Überschießens können die sinusförmiger. DruckSchwankungen während des Flüssigkeits-Schnellabflusses in vorteilhafter Weise verringert werden _o In dem Bestreben, die Ansprechzeit zu verringern, sind bisher Entlastungsventile in einem derartigen System so ausgebildet, daß sie einen hohen Ansprechpunkt zur Ent-

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lastung des Systems haben· Ein derartiger hoher Sollwert hat Jedoch ein Ansteigen des Drucküberschusses über den gewünschten höchsten Arbeitsdruck zur Folge, der von der Einstellung des Entlastungsventiles bestimmt wird·

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Entlastungsventil zu schaffen, das eine sehr geringe Ansprechzeit hat und das sich bed einer Erhöhung des Systeadruckes sehr rasch öffnet und schon nach kürzester Zeit einen großen Abflußquerschnitt freigibt·

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß das Entlastungsventil ein Gehäuse mit zwei im Abstand voneinander angeordneten, mit einem unter Betriebsdruck stehenden Medium füllbaren Druckkammern aufweist, von denen die erste Druckkammer an die zu überwachende Druckleitung angeschlossen ist und daß ein Auslaß und ein im Gehäuse axial verschiebbarer, spulenförmiger Schieber vorgesehen ist, der mit an den bnden angeordneten Ventilverschlußstücken versehen ist, die mit im Gehäuse angeordneten Sitzflächen zusammenwirken, welche in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß bei einer Axialverschiebung des spulenförmigen Schiebers im Öffnungssinne zuerst die zweite Druckkammer und danach die erste, an den höheren Druck angeschlossene Druckkammer an den Auslaß angeschlossen wird· Die beiden einander gegenüberliegenden Selten des Ventile β werden von einer

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Flüssigkeit mit vorgegebenem Systemdruck beaufschlagt. Das Ventil wird deshalb zunächst von der Systemflüssigkeit bei dem vorgegebenen Druck geschlossen gehalten, der auf eine Seite des Ventiles wirkt, während der Druck auf der anderen Seite des Ventiles auf einer vorgegebenen Höhe gehalten wird. Ein Anstieg des Flüssigkeitsdruckes im System, der von einer Überlastung der Presse herrührt, wird auf die andere Seite des Ventiles übertragen und wirkt der Schließkraft entgegen. Infolge eines Druckanstieges, der eine Überlastung der Presse anzeigt. Öffnet sich die eine Seite des Ventiles, so daß unter Systemdruck stehende Flüssigkeit hinter dem Ventil abfließen kann und die unter Hochdruck stehende Flüssigkeit, die auf die gegenüberliegende Seite des Ventiles wirkt, die Bewegung des Ventiles in Öffnungsrichtung und die Freigabe der unter Hochdruck stehenden Flüssigkeit hinter der anderen Seite des Ventiles zum Abfluß beschleunigte

Die Beschleunigung der Öffnungsbewegung in dieser Weise reduziert die Ansprechzeit auf ein Minimum. Ferner verkleinert die Verwendung von Flüssigkeit unter Systemdruck als erste Schließkraft in der vorstehend erläuterten Weise den Solldruckwert für das Ventil und führt ein Überschießen des Druckes beim Offnen des Ventiles demzufolge auf ein Minimum zurück. Außerdem ermöglicht

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der Gebrauch von Flüssigkeit bei Systemdruck zum Schließen des Ventiles und die Einführung eines Ansprechpunktes für das Offnen des Ventiles in vorteilhafter Weise die Verwendung einer einzigen Entlastungsventilgröße für einen weiten Bereich von Pressengrößen und Schlittengeschwindigkeiten ·

Durch die sehr kurze Ansprechzeit gewährleistet das Entlastungsventil bei einer Überlastung der mit ihm ausgerüsteten Vorrichtung den größtmöglichen Schutz·

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Systemflüssigkeit unter einem vorgegebenen Druck die erste Kraft bildet, um das Entlastungsventil geschlossen zu halten und daf- das Entlastungsventil auf einen Druck anspricht, der den vorgegebenen Druck übersteigt, um die unter Systemdruck stehende, die Schließwirkung ausübende Flüssigkeit zu verdrängen und die Öffnungsbewegung des Entlastungsventiles zu beschleunigen,,

Ferner hat die Überlastschutzsicherung nach der Erfindung den Vorteil einer im Ganzen kompakteren Bauweise· Sie ist wirtschaftlicher herzustellen und instandzuhalten als die bisherigen Einrichtungen und sie hat im Betrieb einen ho

hen Wirkungsgrad.

Das bei der Überlastschutzvorrichtung verwendete Ventil

nach der Erfindung hat seinerseits einen einfachen und

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kompakten Aufbau, 1st mit geringen Kosten herzustellen, universell verwendbar und kann In einer einzigen Größe In hydraulischen Anlagen mit verschiedenen Druckwerten und -erfordern!ssen eingesetzt werden₀

Das Entlastungsventil nach der Erfindung weist vorzugsweise einen mit zwei Enden versehenen, hubbeweglichen Spulenkörper auf, der bei einer Verschiebung In der einen Richtung zwei mit Flüssigkeit gefüllte Kammern an den beiden Enden des Spuleakörpers verschließt und der bei einer Verschiebung in der anderen Richtung diese Kammern an eine gemeinsame, zwischen ihn angeordnete Auslaßkammer anschließt. Die erste Kammer kann eine Flüssigkeit mit vorgegebenem Systemdruck aufnehmen und das dieser Kameer zugewandte Ende des Spulenkörpers ist mit einem Ventil-Verschlußstück versehen, welches mit einem Ventilsitz derprt zusammenwirkt, daß beim Abheben des Ventilverschlußstückes von seinem Sitz die Kammer unverzüglich zu der Auslaßkammer hin geöffnet wird. Flüssigkeit unter Systemdruck in dieser ersten Kammer drückt den Spulenkörper zusammen mit einer Druckfeder in Schließrichtung· Hierbei bildet die Flüssigkeit in dieser ersten Kammer die erste Schließkraft zum Schließen des Ventiles.

Die zweite Kammer des Ventiles kann unter normalen Verhältnissen ebenfalls Hydraulikflüssigkeit unter Systemdruck aufnehmen. Das dieser Kammer zugewandte Ende der Spul· ist mit einem zylindrischen Kopf versehen, der der-

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art mit Gleitsitz in der Kammerwand verschiebbar ist, daß ein vorherbestimmter Betrag einer axialen Verschiebung der Spule erforderlich 1st, um die zweite Kammer gegenüber der Entleerungskammer zu öffnen. Hierbei ist die wirksame Fläche des in der ersten Kammer angeordneten Spulenendes vorzugsweise größer als die wirksame Fläche des Spulenendes in der zweiten Kammer, während der Flüssigkeitsdruck in der ersten Kammer auf die Spule eine Schließkraft ausübt, die geringfügig größer ist als die auf das Ende der Spule in der zweiten Kammer wirkende Srhließkraft, die bestrebt ist, das Ventil zu öffnen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Spulenkörper an seinem einen Ende so ausgebildet, daß er mit der Entleerungsöffnung im Ventilgehäuse zusammenwirkt, daß er die Öffnungsbewegung des Spulenkörpers verzögert, nachdem sich die zweite Kammer geöffnet hat und sobald der Spulenkörper das volle Ausmaß seiner Verschiebung im Öffnungssinne erreicht hat. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein Verschleiß und eine mögliche Zerstörung der Spule und des Ventilgehäuses vermieden, die bei einem Zusammenstoß zwischen diesen beiden Teilen während der Öffnungsbewegung auftreten könnten.

Ein weiterer Vorteil des Ventiles nach der Erfindung liegt darin, daß das Ventil in sich geschlossen ist und eine sehr geringe Ansprechzeit für einen auf das Ventil ein-

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wirkenden Uberlast-Flüssigkeitsdruck hat.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß das Ventil normalerweise zunächst durch eine Flüssigkeitsquelle mit vorgegebenem Druck geschlossen ist, die auf eine Seite eines flüssigkeitsbetätigten Elementes des Ventiles wirkt und die auf einen Flüssigkeitsüberdruck anspricht, der auf die gegenüberliegende Seite des Ventilelementes wirkt, um die SchließflUssigkeit zu verdrängen und das volle öffnen des Ventiles zu beschleunigen·

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das Entlastungsventil einen Spulenkörper aufweist, dessen einander gegenüberliegende Enden eine erste Kammer für die SchließflUssigkeit und eine zweite Kammer zur Aufnahme des Überlastdruckes jeweils schließen und öffnen, so daß der Spulenkörper mit Verzögerung die zweite Kammer öffnet, bis die erste Kammer sich geöffnet hat, um die Flüssigkeit zum Geschlossenhalten des Ventiles freizugeben·

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Spulenkörper des Ventiles so ausgebildet, daß er mit einer Öffnung im Ventilgehäuse zusammenwirkt, um die Öffnungsbewegung der Spule zu verzögern·

Ein Ventil mit diesen Merkmalen hat den Vorteil, daß es in sich selbst abgeschlossen ist, einen gedrungenen Aufbau hat, aus der geringstmöglichen Zahl von Teilen be-

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steht und in hydraulischen Systemen mit verschiedenen DrucKCharakteristiken verwendbar ist. Ferner ist das Ventil wirtschaftlich herzustellen und zu warten, es ist universell verwendbar und hat im Betrieb einen hohen Wirkungsgrad.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung und den Zeichnungen von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung· Es zeigtχ

Fig. 1 eine Pressen-Überlastschutzvorrichtung nach der Erfindung mit einem hochempfindlichen Entspannungsventil nach der Erfindung in einer schematischen DirstaUung;

Fig. 2 eine Pressen-Überlastschutzvorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art mit einer anderen Ausführungsform des Entlastungsventiles nach der Erfindung;

Fig. 3 eine andere Pressen-Überlastschutzvorrichtung nach der Erfindung mit einem Entlastungsventil nach der Erfindung in einer schematischen Darstellung;

Figo 4 einen senkrechten Schnitt eines bevorzugten Entlastungsventiles nach der Erfindung, das

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in Verbindung mit einer Pressen-Überlastschutzvorrichtung dargestellt ist;

Fig. 5 einen Schnitt des in Fig. 4 dargestellten Ventiles in geschlossenem Zustand in vergrößertem Maßstab;

Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung, die das Ventil in offenem Zustand zeigt;

Fig. 7 das Entlastungsventil nach Fig. 5 in einem Querschnitt nach Linie 7-7 der Fig. 5 und

' Fig. 8 eine auseinandergezogene, perspektivische

'. Darstellung der Einzelteile des in den Fig.

j 4 bis 7 gezeigten Entlastungsventiles.

In Fig· 1 ist eine Pressen-Überlastschutzvovrichtung dargestellt, die einen Überlastzylinder 10 und einen diesen zugeordneten Überlastkolben 12 aufweist, die in bekanntar Weise an einer Presse derart getrieblich montiert sind, daß sie bei einer Überlastung der Presse betätigt werden· Der Zylinder 10 und der Kolben 12 bilden zusammen eine Flüssigkeitskammer 14 und der Kolben 12 wird bei einer Pressenüberlastung gegenüber dem Zylinder 10 so verstellt, daß das Volumen der Kammer 14 verkleinert und hierdurch die in diesem Raum befindliche Flüssigkeit unter Druck gesetzt wird·

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Zu der Überlastschutzvorrichtung gehört ferner ein durch Flüssigkeitsdruck betätigtes Entspannungs- oder Entlastungsventil 16 mit einem Ventilgehäuse 18, in dem ein zylindrischer, spulenförmiger Ventilschieber 20 hin- und herverschiebbar gelagert ist« Das Gehäuse 18 hat an seinem einen Ende eine erste Kammer 22 und koaxial zu dieser und in axialem Abstand von der Kammer 22 eine zweite Kammer zur Aufnahme von Flüssigkeit. Die Kammer 22 hat eine zylindrische Wandung 26, die das entsprechende Ende der Spule 20 mit Gleitsitz aufnimmt«, Dieses letztgenannte Ende der Spule weist eine zylindrische Umfangsfläche 28 auf, die in der zylindrischen Wandung 26 einen dichten Sitz hat, um gegen eine Leckage von Flüssigkeit zwischen diesen Teilen abzudichten. Die zylindrische Wandung 26 und die Spulenfläche 28 bilden einen Ventilsitz und ein Ventilverschlußstück zum Offnen und Schließen der Kammer 22, wie dies im folgenden noch näher erläutert werden wird.

Die Kammer 24 ist mit einer zylindrischen, sich radial nach innen erstreckenden Wand 30 mit einem zylindrischen Rand 32 versehen und das entsprechende Ende der Spule 20 weist einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch 34 auf, der mit einer Schrägfläche 36 vereehen ist, die sich gegen die Kante 32 anlegen kann« Der Rand 32 und die Schrägfläche 36 bilden zusammen einen Ventilsitz und eine Ventilverschlußstückfläche zum öffnen und Schließen der Kammer 24,

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wie dies im folgenden noch näher erläutert werden wird.

Das Ventilgehäuse 18 ist mit einer Auslaßöffnung 38 versehen, die axial zwischen den Kammern 22 und 24 angeordnet ist und sich etwa über den mittleren Teil der Spule 20 erstreckt. Die Auslaßkammer 38 hat eine Auslaßöffnung 40, die sich in radialer Richtung durch das Gehäuse 18 nach außen öffnet .

Das in der Kammer 22 hinter der Spulenfläche 28 angeordnete Ende des Spulenkörpers 20 hat einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Teil 29, dessen größere Querschnittsabmessung kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Umfangsflache 28 ₀ Von diesem Teil 29 erstreckt sich eine Vielzahl von schmalen, auf dem Umfang angeordneten Führungsrippen 29a radial nach außen, die an der zylindrischen Kammerwandung 26 anliegen und die Spule 20 bei ihrer hin- und hergehenden Bewegung im Ventilgehäuse stützen und führen.

Die Auslaßkammer 38 durchstößt die Kammer 22 derart, daß sie mit deren zylindrischen Wand 26 einen Zylinderrand bildet. Wenn das Entlastungsventil, wie in Fig. 1 gezeigt, geschlossen ist, hat die zylindrische Umfangsfläche 28 der Spule zwischen dem Rand 42 und der Spulenkante 44 eine Axiallänge L, die den Betrag der Axialbewegung der Spule definiert, die erforderlich ist, um die Kammer 22 gegenüber der Auslaßkammer 38 zu öffnen.

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Die Spule 20 ist mit einer axialen Ausnehmung 46 versehen, die sich von dem in der zweiten Kammer 24 angeordneten Spulenende aus erstreckt· In dieser Ausnehmung 46 ist dis innere Ende einer Druckfeder 48 angeordnet, deren äußeres Ende gegen eine Wand der Kammer 24 stöBt, so daß die Spule 20 in Schließrichtung des Entlastungsventiles gedrängt wirdo

Das Gehäuse 18 hat ferner einen sich in die Kammer 22 öffnenden Einlaßkanal 50 und einen sich in die Kammer 24 öffnenden Einlaßkanal 52.

Zu der Überlastschutzvorrichtung gehört ferner eine Pumpe 54, die von einem geeigneten Motor 56 angetrieben wird und von einer geeigneten Quelle 58 oder einem Speicher aus das System mit Hydraulikflüssigkeit versorgt und das System auf einem vorherbestimmten, vorgegebenen Druck hält. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auslaßsei-tu der Pumpe 54 durch eine Speiseleitung 60 und ein Rückschlagventil 62 an das System angeschlossen, wobei das Rückschlagventil unter normalen Umständen so arbeitet, daß es das System auf dem vorgegebenen Druck hält« Das Rückschlagventil 62 öffnet sich insoweit in Abhängigkeit von einem Druckanstieg im System, soweit dieser nicht durch eine Pressenüberlastung hervorgerufen wird, um System flüssigkeit in eine Leitung abzuleiten, von der aus die Flüssigkeit in den Speicher 58 zurückgeleitet wird.

Hydraulikflüssigkeit unter vorgegebenem Systemdruck wird

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durch eine Speiseleitung 66 in den Einlaßkanal 52 und die Kammer 24 des Ventiles 16 und durch den Einlaßkanal 50 der Kammer 22 des Ventiles und in die Druckkammer 14 der Uberlastungs-Zylinder-Kolbenvorrichtung durch eine Leitung 68 und eine Leitung 70 geleitet, die mit der Leitung 68 in Verbindung steht» In der Leitung 68 ist zwischen der Verbindungsstelle mit der Leitung 70 und der Verbindungsstelle 68 mit der Pumpenleitung 60 und der Leitung 66 ein Einweg-Sperrventil 72 angeordnet. Man erkennt hieraus, daß Flüssigkeit mit Systemdruck frei am Ventil 72 vorbei in Richtung auf die Ventilkammer 22 und die ftberlast-Zylinderkammer 14 fließen kann und daß das Sperrventil 72 einen Fluß von Systemflüssigkeit aus diesen letztgenannten Kammern in die Ventilkammer 24, zum Rückschlagventil 62 oder zur Pumpe 54 verhindert.

Beim Betrieb der oben erläuterten Überlastungsschutzvorrichtung fördert die Pumpe 54 Hydraulikflüssigkeit mit vorbestimmtem Systemdruck in die Kammern 22 und 24 des Ventiles 16 und in die Kammer 14 zwischen dem Zylinder 10 und dem Kolben 12. Infolgedessen enthalten alle drei Kammern normalerweise Systemflüssigkeit unter vorgegebenem Systemdruck· Die in der Kammer 24 vorhandene Flüssigkeit unter Systemdruck hält zusammen mit der Druckkraft der Feder 48 das Entlastungsventil 16 in der in Fig. 1 dargestellten geschlossenen Stellung. Außerdem hat das in

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der Kammer 24 angeordnete Ende der Spule 20 eine wirksame Druckaufnahme f lache, deren Durchmesser dem mit D2 in Fig· 1 bezeichneten Durchmesser des Sitzrandes 32 entspricht· Ferner hat das in der Kammer 22 angeordnete Ende der Spule 20 eine Druckaufnahmefläche, dessen Durchmesser dem mit D1 in Fig· 1 bezeichneten Durchmesser der zylindrischen Wandung 26 der Kammer entspricht. Hierbei ist der Durchmesser D2 vorzugsweise größer als der Durchmesser D1. Infolgedessen übt die in der Kammer 24 vorhandene Flüssigkeit bei vorgegebenem Systemdruck zum Schließer des Ventiles eine Druck« kraft auf das Ventil aus, die größer ist als die Druckkraft der Flüssigkeit bei Systemdruck in der Kammer 22. Hierdurch wird erreicht, daß die Schließkraft der Feder 48 auf die Spule auf einen Wert reduziert werden kann, der gerade ausreichend ist, um das Ventil zu schlierten, wenn in den Kammern 22 und 24 keine unter Druck stehende Flüssigkeit vorhanden ist.

Xm Falle einer Überlastung der Presse wird der Kolben 12 derart verschoben, daß das Volumen der Kammer 14 verringert wirdo Hierdurch wird die Flüssigkeit in dem System zwischen den Kammern 14 und 22 durch die Leitung 70 und durch jenen zwischen Leitung 70 und Sperrventil 72 liegenden Teil der Leitung 68 unter Druck gesetzt· Infolgedessen steht die Flüssigkeit in diesem Teil des Systems jetzt unter einem Druck, der höher ist als der vorgegebene Systemdruck und das Ventil 72 verhindert hierbei die Weiterleitung von

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Flüssigkeit unter erhöhte* Druck zur Kammer 24 des Ventile s 16. Der Drucken stitg in der Keimer 22 des Ventiles 16 veraohiebt die Spule 20 in der Richtung» In der die Kammern 22 und 24 zur Auslaßkammer 38 hin geöffnet werden· Infolge einer solchen Bewegung hebt eich die Schrägfläche 36 dee Ventilverschlußstückeβ sofort von der Ventilsitzkente 32 ab und Offnet die Kunr 24 gegen die Auelaßöffnung 38, wodurch Systemflüssigkeit in der Kammer 24 und dahinter sofort aus der Kintr 24 in die Auslafikammer 36 und die Abflußleitung 74 zurück in den Speicher 58 geleitet wird.

Die anfängliche Öffnung der Kammer 24 in die Auelaßöffnung 38 leitet eine Bewegung der Spule 20 über die Entfernung L ein, die erforderlich ist, üb die Kamer 22 zur Auslaßöffnung 38 hin zu öffnen· Infolgedessen bleibt der Druck in der Kammer 22 zunächst nooh gegenüber des vorgegebenen Systemdruck zu der Zeit erhöht, während der die Kammer 24 sich zu öffnen beginnt. Dieser Umstand veranlaßt den erhöhten Druck in der Kammer 22 bei der anfänglichen Öffnung der Kammer 24 die Verschiebung der Spule 20 in der Öffnungsrichtung zu beschleunigen· Gleichzeitig wird die Schließkraft durch den sofortigen Abfluß von Flüssigkeit aus der Kammer 24 im wesentlichen auf die Schließkraft der Feder 48 reduziert» Wenn die Kante 44 der Spule 20 den Kammerrand 42 passiert, öffnet sich die Kammer 22 gegen die Auslaßöffnung 38 und gibt die Flüssigkeitssäule zwischen der Presse und

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der Kammer 22 freie Man erkennt, daß die Auslaßöffnung und die Leitungen 70 und 74 groß genug sind» um den Flüssigkeitsstrom w&hrend des Betriebes des Ventiles ungehindert hindurchfließen zu lassen, um die Systemflüssigkeit zu entleeren«

Im Anschluß an die öffnung des Entlastungsventiles 16 in der vorbeschriebenen Weise und nach der Entspannung der Systemflüssigkeit kann die Pumpe 54 In Gang gesetzt werden, um die Einrichtung wieder zu füllen· Die Systemflüssigkeit in der Kammer 24 bringt dann zusammen mit der Feder 48 das Entlastungsventil wieder in seine Schließstellung.

Man erkennt, daß geeignete, nicht näher dargestellte Steuerungen verwendet werden können, um die Presse in Abhängigkeit von dem überlastfall anzuhalten ader anderweitig zu steuern und um den Pumpenmotor 56 solange auszuschalten, bis die Ursache für die überlastung beseitigt ist·

Bei dem in Fig· 2 dargestellten Überlastschutzsystem ist eine Abwandlung des Entlastungsventiles dargestellt, die sich von dem Entlastungsventil nach Fig. 1 grundsätzlich nur in der Konstruktion des Spulenelementes des Entlastungsventlle s unterscheidet. Infolgedessen sind In Fig. 1 zur Bezeichnung von Teilen, die den in Flg. 1 gezeigten Teilen entsprechen, gleiche Bezugszeichen verwendet»

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In Fig· 2 unterscheidet sich die Ventilspule 80 von der in Fig· 1 dargestellten V&atilspule 20 in konstruktiver Hinsicht in erster Linie darin, daß das in der Kammer 24 angeordnete Ende der Ventilspule eine zylindrische Außenfläche 82 aufweist, die in der zylindrischen Innenfläche 84 der Wand 30 gleitend gelagert ist. Ferner hat die Innenfläche 84 der Wand 30 einen kreisförmigen Rand 86 und die zylindrische Fläche 82 der Spule hat eine kreisförmige Kante 88, die sich in Richtung auf die Auslaßkammer in axialem Abstand vom kreisförmigen Rand 86 befindet, wenn sich das Ventil in der in Fig. 2 dargestellten, geschlossenen Stellung befindet.

Das in der Kammer 22 angeordnete Ende der Spule 80 hat eine zylindrische Umfangsflache 28 und eine zylindrische Randkante 44 wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel· Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird Jedoch der übrige Teil des in der Kammer 22 angeordneten Spulenendes von mehreren, in Umfangsrichtung schmalen und sich radial nach außen erstreckenden Führungsleisten gebildet, die sich so weit in axialer Richtung erstrecken, daß sie die Stirnwand der Kammer berühren, um die Bewegung der Spule 80 in Schließrichtung zu begrenzen. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 stützen und führen diese Führungsleisten die Spule bei ihrer hin- und hergehenden Bewegung·

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Wenn sich das Entlastungsventil in seiner in Fig· 2 dargestellten, geschlossenen Lage befindet, hat die Spulenkante 44 vom Rand 42 der öffnung zur Auslaßkammer 38 einen axialen Abstand von der Länge L und die Spulenkante 88 hat vom kreisförmigen Rand 86 der Wand 30 einen axialen Abstand von der Größe M₀ Die durch die Abstände L und M dargestellte Überlappung verhindert einen Druckverlust zur Leitung 74 durch die Auslaßkammer 38 und die Auslaßöffnung 40·

Die in den Kammern 22 und 24 angeordneten Enden der Spule 80 haben beide Druckaufnahmeflächen, deren Flächengröße durch die jeweiligen Durchmesser der Zylinder 28 und 32 bestimmt wird, die mit D1 und D2 bezeichnet sind· Infolgedessen kann die auf das Spulenelement wirkende Schließkraft zum Geschlossenhalten dft· flRtlastungsventiles für Ventile, bei denen die AbmesM^g Bf £L«ich der Abmessung D2 1st, entweder durch die Ventilfeder 48 allein oder durch die Ventilfeder zusammen mit dem Sy stem druck erzeugt werden, der auf die Flächendifferenz der druckaufnehmenden Oberflächen wirkt, wo die Abmessung D2 größer ist als die Abmessung D1.

Ansprechvermögen und Wirkungsweise des in Fig· 2 dargestellten Pressen-Überlastschutzsystems und des hierzu gehörigen Ventiles entsprechen demjenigen des weiter oben in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig· 1 beschriebenen Ausfuhrungsbeispieles· Insoweit verschiebt

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der Überdruck In der Kammer 22 die Spule 80 In die Öffnungsrichtung _β Wenn die Spulenkante 88 den kreisförmigen Rand 86 der Wand 30 passiert» öffnet sich die Kammer 24 zur Auslaßkammer 38 und die Spule wird daraufhin In der Öffnungsrichtung von dem Flüssigkeitsdruck in der Kammer 22 beschleunigt· Aufgrund der axialen Überlappung der Zylinderfläche 82 und der Fläche 84 der Wand 30 wird sich die Kammer 24 nicht sofort öffnen, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. der Fall ist. Infolgedessen wird die Ansprechzeit bei der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung etwas länger sein. In jedem Falle folgt dem Ablassen von Flüssigkeit unter Systemdruck aus der Kammer 24 sofort eine Beschleunigung der Spule aufgrund der Tatsache, daß die Flüssigkeit in der Kammer 22 einen Druck hat, der den vorgegebenen Systemdruck übersteigt· Es ist bei der Erfindung also wesentlich, daß die Kammer 24 sich entweder früher oder gleichzeitig mit der Kammer 22 öffnet· Infolgedessen muß die axiale Streckenlänge M stets gleich oder kleiner als die axiale Streckenlänge L sein· Man erkennt hieraus, daß die Ansprechzeit in dem Maße reduziert wird, wie das Maß M gegenüber dem MaB L kleiner wird·

Fig. 3 zeigt die Wirkungsweise eines Entlastungsventils nach der Erfindung in Verbindung mit einer anderen Verkörperung einer Pressen-Überlastsohutzvorrichtung· Verschiedene Teile der in Fig· 3 dargestellten Vorrichtung entsprechen denen der In Figo 1 gezeigten Anlag·· In diesen Figuren erscheinen deshalb gleiche Bezugszeichen zum Bezeichnen ein-

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ander entsprechender TeIIe₀

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird Hydraulikflüssigkeit aus dem Speicher 58 zu den Teilen des Systems durch das Entlastungsventil 16 und eine Bypassleitung 100 zwi-

j sehen den Kammern 22 und 24 geleitet· Mehr im einzelnen

j wird Flüssigkeit von der Quelle 58 aus durch eine Leitung

102 in die Kammer 24, von hier durch die Bypassleitung 100 und das Rückschlagventil 104 in die Kammer 22 und von dort j durch eine Speiseleitung 106 und ein mehrstufiges Spindel

ventil (Schnüffelventil) 108 in die Kammer 14 der Oberlast-Zylinder-Kolbeneinheit geleitet.

Des Rückschlagventil 104 läßt die Hydraulikflüssigkeit mit Systemdruck von *\er Kammer 24 in die Kammer 22 fließen, es verhindert jedoch den Durchfluß in entgegengesetzter Rlchtung, während bei dem Ausführungsbeispiel nach FIg* 1 die Flüssigkeit in der Kammer 24 auf Systemdruck gehalten wird, wenn ein Flüssigkeitsdruck auf das Entlastungsventil 16 übertragen wird, der eine Pressenüberlastung anzeigt·

Die Schnüffelventilvorrichtung 108 ist in geeigneter Weise an dem Überlastzylinder 10 so angeordnet, daß sie mit der Kammer 14 in Verbindung steht_o Sie verfügt über erste und zweite, federbelastete Ventilverschlußstücke 110 und 112· Die Ventilelemente 110 und 112 sind normalerweise geschlossen und bei dem dargestellten Ausführungebeispiel mit Löchern 110a und 112a versehen, die einen Durchfluß von Flüssigkeit in die Kammer 14 gestatten, so daß der in der Kammer

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14 herrschende Normaldruck der vorgegebene Druck ist, der von der Pumpe 54 und dem Drucksteuerventil 62 im System gehalten wird.

Den SchnUffelventilverschlußstücken 110 und 112 sind entsprechende Auslaßkammern 114 und 116 zug*~>rdnet und diese Auslaßkammern stehen mit einer gemeinsamen Auslaßöffnung 116 in Verbindung, die zu einer Auslaßleitung 120 führt, die beispielsweise mit einem Flüssigkeitsauslaß iür den Rückfluß zum Speicher 58 versehen sein kann· Die Schnüffelventllvorrichtung arbeitet als Ablaßventil für die Flüssigkeit In der Kammer 14 und als Druckverstärker für die Flüssigkeit im System zwischen der Kammer 22 und der Schnüffelventilvorrichtung. Hierbei setzt eine Überlastung der Presse, die das Volumen der Kammer 14 reduziert, die darin befindliche Flüssigkeit bis zu 9iner Druckhöhe unter Druck, die den vorgegebenen Systemdruck übersteigt. Die Ventilverschlußstücke 110 und 112 öffnen sich dann, um Flüssigkeit zwischen ihnen und Flüssigkeit in der Kammer 14 durch die Ablaßöffnungen 118 und 120 austreten zu lassen. Gleichzeitig verursacht die Verschiebung der Ventilglieder 110 und 11? ein Ansteigen des Flüssigkeitsdruckes in der Leitung 106 und in der Kammer 22 des Entlastungsventiles 16· Der erhöhte Druck in der Kammer 22 verschiebt die Ventilspule 20 in der weiter oben in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig· 1 beschriebenen Weist, um die Kammer 24 zur Ablaßöffnung 38 hin zu öffnen und hierdurch die Spule in öffnungs-

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richtung zum Offnen der Kammer 22 zur Ablaßöffnung 38 hin zu beschleunigen·

Man erkennt, daß der Druck in der Kammer 22 und in der Leitung 106 rasch abfällt und den auf die SohnUffelventile 110 und 112 wirkenden FlUssigkeitsschlieBdruck aufnimmt, so daß sich die Schnüffelventile vollständig 'Jl£- nen und unter kleinster Schließkraft offen bleiben, während die Flüssigkeit in der Kammer 14 aus der Ablaßleitung 120 ausfließt.

Obgleich bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Zweistufen-Schnüffelventil dargestellt ist, kann der beabsichtigte Flüssigkeitsabfluß und die Druckverstärkerfunktion auch mit einer einstufigen Einrichtung erreicht werdenο

Die Verwendung einer Schnüffelventilvorrichtung in der Überlastschutzvorrichtung ermöglicht es auch, daß das System mit einem Druck in der Überlastkammer 14 arbeitet, der geringer ist als der vorgegebene Systemdruck in den Entlastungsventilkammern 22 und 24· Insoweit kann die öffnung 11Oaim Schnüffelventilelement 110 fortgelassen werden, um die Fließverbindung zwischen der Kammer 14 und der Leitung 106 zu unterbrechen. Die Kammer 14 kann dann von einer Flüssigkeitsquelle bis zu einem vorgegebenen Druck beschickt werden, die unabhängig von dem Speicher 58 ist·

Die Kammern 22 und 24 des Entlastungsventiles 16 und die

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Leitung 106 werden von der Pumpe 54 mit einem Systemdruck versorgt, der oberhalb des Druckes in der !Lämmer 14 liegt· Bei einer überlastung der Presse steigt der Druck in der Kammer 14 genügend hoch über deren vorgegebenen Druck an und die Schnüffelventilelemente 110 und 112 werden verschoben und öfinen die Kammer 14 zu der Abflußöffnung 118 und erhöhen den Flüssigkeitsdruck in der Leitung 106 und der Kammer 22, um das Entlastungsventil 16 in der weiter oben beschriebenen Weise zu betätigen. Die Öffnung des Ventiles 16 entlastet die Kammer 22 und die Leitung 106, wie weiter oben erläutert, vom Druck und ermöglicht den Schnüffelventilelementen 110 und 112, den Flüssigkeitsstrom von der Kammer 14 die Ablaßöffnung 118 voll zu öffnen.

Wie in der Pressentechnik wohl bekannt, kann eine vorgegebene Presse einen, zwei oder vier Oberlast-Zylinder-Kolbenvorrichtungen aufweisen· Wie in Fig. 3 gezeigt, kann eine solche zusätzliche Überlastvorrichtung mit Zylinder 10* durch eine zugehörige SchnUffelventilvorrichtung 108' an die Speiseleitung 106 angeschlossen sein. Das System ist mit einem einzigen Entlastungsventil 16 arbeitsfähig, welches Flüssigkeit zugleich von mehreren Überlastvorriohtungen in der oben näher beschriebenen Weise abläfit. Mehr im einzelnen sind solche Vielfachüberlastvorrichtungen derart an die Presse angeschlossen, daß sie einzeln auf einen entsprechenden Überlastfall an-

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sprechen· Wenn die Presse beispielsweise zwei Werkzeugsätze aufweist, ist Jede Überlastvorrichtung einem Werkzeugeatz zugeordnet· Wenn dann ein überlastfall bei je» dem Werkzeugsatz auftritt, müssen beide Überlastvorrichtungen betätigt werden, um der Presse Schutz zu geben« Bei der in Fig· 3 dargestellten Vorrichtung wird bei Betätigung eines Schnüffelventiles und der darauf folgenden Öffnung des Ventiles 16 HaltedruckflUssigkeit aus dem zweiten Schnüffelventil abgelassen, wodurch sich das letztere öffnet, um Flüssigkeit aus dem zugehörigen überlastzylinder abzulassen.

Obgleich in Fig· 3 eine Vielzahl von Überlastvorrichtungen und das Ventil 16 in Verbindung mit Schnüffelventilvorrichtungen gezeigt sind, erkennt man doch, daß die Ventile 16 in den in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen in ähnlicher Weise in Verbindung mit dem Absenken einer Vielzahl von Überlastvorrichtungen verwendbar sind, die in unmittelbarer Fließverbindung mit ihnen stehen·

In den Fig. 4 bis δ ist eine bevorzugte Ausführungsform eines EntlaSamgsventiles nach der Erfindung dargestellt. Dieses bevorzugte Ventil ist in Fig. 4 in Verbindläng mit einer Pressen-Überlastvorrichtung in seiner Gesamtheit und in den Fig. 5 bis 8 im Detail dargestellt.

Das Entlastungsventil hat ein Gehäuse, das aus einem Gehäusekörper 130 und einer Endplatte 132 besteht. Die End«

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4h -³⁰- LfO

platte 132 ist mit einer Vielzahl von mit Gewinde versehenen Befestigungsmittel 134 am Gehäusekörper 13O befeatigt und das Ventilgehäuse ist an dem ^überlaatzylinder 136 mit Bolzen 138 angeschraubte Die Flächenverbindung zwischen dem Gehäusekörper 130 und der Endplatte 132 ist gegen eine Flüssigkeitsleckage zwischen diesen beiden Teilen beispielsweise mit Hilfe einer O-Ring-Dichtung in geeigneter Weise abgedichtet· In ähnlicher Weise ist zwischen dem Gehäusekörper 130 und dem Überlastzylinder 136 eine Flächendichtung, beispielsweise mittels einer O-Ring-Dichtung 142, vorgesehen·

Der Gehäusekörper 130 weist eine Axialbohrung mit zylindrischem Mittelteil auf, in dem ein hubbeweglicher Spulenteil gleitend gelagert ist, wie dies im folgenden noch näher beschrieben werden wird· Die Bohrung im Gehäusekörper 130 ist auf einer Seite des Mittelteiles 144 in radialer Richtung erweitert und bildet zusammen mit der Endplatte 132 eine zylindrische Flüssigkeit-Einlaßkammer 148» Auch auf der anderen Seite des mittleren Teiles 144 ist die Bohrung in radialer Richtung erweitert und bildet eine Auslaßkammer 150, welche die Spule 146 umgibt_o Diametral einander gegenüberliegende Auslaßöffnungen 152 erstrecken sich in radialer Richtung durch den Gehäusekörper 130 und öffnen sich in die Auslaßkammer 150· Die Verbindung zwischen dem zylindrischen Mittelteil 144 der Bohrung und der Kammer 148 ist abgeschrägt, um einen ringförmigen Ventilsitz 154 zu bilden·

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Die Verbindungsstelle zwischen dent Mittelteil 144 und der Auslaßkammer 150 bildet eine zylindrische Kante 156» Die Bohrung im Gehäusekörper 130 hat ferner einen zylindrischen Teil 133 von gleichförmigem Durchmesser, der sich von dem dem Überlastzylinder 136 zugewandten Ende des Gehäusekörpers aus in die Auslaßkammor 130 öffnet·

Die Spule 146 ist an ihrem einen Ende mit einem sich radial nach außen erstreckenden Ventilverschlußteil 160 versehen, der in der Kammer 148 angeordnet und mit einer Schr^tfläche 162 versehen ist, die sich auf die Ventilsitzfläche 134 legen kann, um die Einlaßkammer 148 gegen die Auslaßkammer 150 zu verschließen«. Die Spule 146 ist ferner mit einer Axialbohrung 164 versehen, die sich von der Stirnfläche des Ventilverschlußteiles 160 aus in die Spule hinein erstreckt· Ferner weist die Endplatte 132 eine Axialbohrung 168 auf, die mit der Bohrung 164 fluchtet. In den Bohrungen 164 und 168 sind die einander gegenüberliegenden Enden einer vorgespannten Feder 170 angeordnet, die dazu dient, die Spule 146 in Schließrichtung vorzuspannen« Die Endplatte 132 ist mit einer Flüssigkeitseinlaßöffnung 172 vereihen, durch die Flüssigkeit in die Kammer 148 geleitet wird.

Das andere Ende der Spule 146 weist einen Ventilkopf mit einem zylindrischen Teil 174 und einem konischen Teil 176 an dem in axialer Richtung inneren Ende des zylindrischen Teiles auf. Der Außendurchmesser des zylindrischen Teiles 174 ist so bemessen, daß dieser zylindrische Teil in der

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zylindrischen Bohrung 158 abdichtend gleiten kann· Die zylindrische Bohrung 136 bildet Bit der Auslaßkammer 130 eine zylindrische Linie 178 und mit dem äußeren Ende des Gehäusekörpers 130 eine zylindrische Linie 180· Der axiale Abstand zwischen den Linien 178 und 180 definiert eine Kammer 182, die gegenüber der Auslaßkammer 130 geschlossen ist, wenn sich das Ventil, wie in den Fig. 4 und 3 gezeigt, in seiner Schließstellung befindet. In dieser Schließstellung haben der zylindrische Teil 174 und die zylindrische Bohrung 138 ferner eine axiale Überlappung von etwa 0,316 cm zwischen dem Rand 178 und der in axialer Richtung äußeren Kante 184 des zylindrischen Teiles 174· Der zylindrische Teil 174 hat eine ebene Flüssigkeitsdruckaufnahmefläche 186, gegen die der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 182 wirkt, um die Spule 146, wie in den Fig. 4 und 3 gezeigt, nach links zu drängen·

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der mittlere Teil 188 der Spule 146 im wesentlichen quadratischen Querschnitt und seine Kanten zwischen anliegenden Seiten sind bei 190 mit einem Radius abgerundet, der dem Radius der zylindrischen Wandung 144 entspricht· Infolgedessen liegen die abgerundeten Kanten 190 an der zylindrischen Wandung 144 mit Gleitsitz an und führen und unterstützen den Spulenteil 146 gleitend bei seiner hin- und hergehenden Bewegung· Die Bereiche zwischen den flachen Seitenwinden des Spulenteiles 188 und der zylindrischen Wandung 144 bilden Axial-

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durchlässe 192 für den Durchfluß der Flüssigkeit aus der Kammer 148 zur Auslaßkammer 130«

Wie in Figo 4 schematisch angedeutet, wird Hydraulikflüssigkeit von einer Vorratsquelle 194 durch eine Speiseleitung 196 mit Rückflußsperrventil 198 in die Flüssigkeit-Aufnahmekammer 136a im Uberlastzylinder 136 gepumpt. Die Kammer 182 des Entlastungsventileβ steht mit der Kammer 136a durch eine öffnung 200 in Verbindung, während Flüssigkeit unter Systemdruck die Ventilkammer 182 füllt· Flüssigkeit unter Systemdruck wird dann durch die Leitung 202 in die Ventilkammer 148 geleitet, wobei die Spule 146 durch den Flüssigkeitsdruck in der Kammer 148 und durch die Vorspannkraft eier teder 184 in Schließrichtung vorgespannt wird.

Man erkennt, daß die Außenfläche 166 der Spule zusammen mit der inneren Stirnfläche der Ausnehmung 164 in der Spule eine Druckaufnahmefläche bildet, die in der Kammer 148 von unter Druck stehender Flüssigkeit beaufschlagt wird und daß diese Fläche eine Flächengröße hat, die von dem Durchmesser der radial am weitesten außen liegenden Kante der Ventilsitzfläche 154 bestimmt wird. Dieser Flächenbereich ist vorzugsweise größer als der Flächenbereich der Druck aufnahmefläche 186 am gegenüberliegenden Ende der Spule,

<- die eine Druckaufnahme fläche bildet, welche von einer unter

Druck stehenden Flüssigkeit in der Kammer 182 beaufschlagt wird.

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Beim Betrieb des in den Fig. 4 bis 8 dargestellten Ventiles wird die Vorrichtung durch die Arbeit der Pumpe 204 und das einstellbare Rückschlagventil 206 bis zu einem vorgegebenen Druck gefüllt, wobei der Druck in der Kammer 136a des Überlastzylinders 136 und in der Kammer 182 des Entlastungsventile s ebenso groß ist wie der Druck der Flüssigkeit in der Kammer 148 des Entlastungsventiles. Dieses Druckverhältn.⁴.s

hält das Entlastungsventil normalerweise geschlossen. Bei

einer auf die Presse einwirkenden Überlastung erhöht sich der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 136a des Zylinders 136 und infolgedessen auch in der Kammer 182 des Entlastungsventile s. Hierbei verhindert das Rückflußsperrventil 198 den Durchfluß von Flüssigkeit von erhöhtem Druck zur Ventilkammer 148. Hierdurch wird die Spule 146 aus ihrer in Fig. gezeigten Lage nach links in die in Fig. 6 dargestellte Stellung verschoben.

Beim Abheben der Ventilsitzfläche 162 vom Ventilsitz 154 wird sofort Flüssigkeit unter Systemdruck aus der Ventilkammer 148 in die Auslaßkammer 150 abgeleitet, wobei der Strom dieser abgelassenen Flüssigkeit an dem mittleren Teil der Spule entlang nach rechts fließt, wie dies durch die Pfeile in Fig. 6 angedeutet ist. Sobald dieser Abfluß beginnt, tritt in der Kammer 146 ein Druckabfall auf, der die gegen die Spule wirkende Schließvorapannung rasch redu- ! ziert· Als Folg· hiervon beschleunigt die in der Ventil*

kammer 182 unter einem den vorgegebenen Systemdruck über-

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steigenden Druck stehende Flüssigkeit die Bewegung der Spule 146 in Öffnungsrichtung. Bei den folgenden Vorbeilauf des Außenrandes 184 an der Kante 178 wird dann die Kammer 182 zur AuslaBkammer 150 hin geöffnet.

Wie weiter oben erwähnt, wird die Bewegung des Spulenteiles in Öffnungsrichtung durch den Ausfluß von Flüssigkeit unter Systemdruck aus der Kammer 148 beschleunigt. Da die Spule sich dabei in Fig. 6 nach links in ihre Offenstellung bewegt, erreicht der konische Teil 176 der Spule den Rand 156 an dem entsprechenden Ende der zylindrischen öffnung 144. Der aus der Kammer 148 durch die Durchlässe 192 länge der Spule in Fig. 6 nach rechts fließende Flüssigkeitsstrom stößt auf die konische Fläche 176, während diese an der Kante 156 anliegt. Hierdurch wird die Öffnungsbewegung der Spule so weit abgebremst, daß die Möglichkeit einer Zerstörung der Spule auf ein Mindestmaß reduziert wird, wenn diese mit ihrer Stirnfläche 166 gegen die Innenfläche der Endplatte 132 stößt. Gleichzeitig wird das Betriebsgeräusch herabgesetzt. Die in die Auslaßkammer 150 aus den Kammern 148 und 182 abgelassene Flüssigkeit wird natürlich durch die Auslaßöffnungen 152 abgelassen, so daß sie durch die in Fig. 4 gezeigten Rückflußleitungen 208 in den Flüssigkeitsvorratsbehälter zurückfließt.

Bei einer Befestigung des Entlastungsventiles unmittelbar am Entlastungszylinder der Presse wird aus der Tatsache

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Nutzen gezogen; da0 weniger FlUsslgkeltsleltungen für die notwendige übertragung τοη Hydraulikflüssigkeit auf das überlastsohutzsystem erforderlieh sind· Man erkennt, daß die Befestigung des Entlastungsventiles in der in Fig. 4 gezeigten Art auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Flg. 1 bis 3 BOglich sind· Man erkennt ferner» daß bei der Verkörperung der Erfindung nach den Fig· 4 bis 8 das Rückflußsperrventil 198 auch auf des Ventilgehäuse Kontiert und durch geeignete öffnungen zwischen die Kammern 148 und 182 eingeschaltet sein könnte und in einer solchen Anordnung den Durchfluß von Flüssigkeit von der Kammer 148 zur Kammer 182 ermöglichen, Jedoch den umgekehrten Durchfluß zwischen diesen Kammern verhindern würde· Die Vorrichtung würde dann von der Quelle aus durch die Kammer 148, das letztgenannte Rückfluß sperrventil, die Kammer 182 und von da durch die Flüssigkeit-Aufnahmekammer 136a in den Überlastzylinder beschickt· Man erkennt auch, daß das Rückschlagventil in das Entlastungsventil eingebaut sein könnte, um die ihm zugedachte Funktion zu erfüllen·

Die Erfindung ist nicht auf die Aasführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind eine Reihe von Abwandlungen und Änderungen möglich, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

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Claims (1)

1. Schutzansprüche

   1. Entlastungsventil, insbesondere für eine hydraulische Überlastschutzvorrichtung für Pressen od.dgl., gekennzeichnet durch ein Gehäuse (18) mit zwei im Abstand voneinander angeordneten, mit einem unter Betriebsdruck stehenden Medium füllbaren Druckkammern (22, 24 bzw. 148, 182), von denen die erste Druckkammer (22 bzw· 182) an die zu überwachende Druckleitung angeschlossen ist, und mit einem Auslaß (38 bzw· 150) und einem im Gehäuse (18) axial verschiebbaren, spulenförmigen Schieber (20), der mit an den Enden angeordneten Ventilverschlußstücken versehen ist, die mit im Gehäuse (18) angeordneten Sitzflächen (32, 2a bzw. 84, 86 bzw. 154, 158) zusammenwirken, welche in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß bei einer Axialverschiebung des spulenförmigen Schiebers (20) im öffnungssinne zuerst die zweite Druckkammer (24 bzw· 148) und danach die erste, an den höheren Druck angeschlossene Druckkammer (22) an den Auslaß (38 bzw. 150) angeschlossen wird.

   2. Hydraulisches Entlastungsventil, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (18 bzw. 130) mit zwei Hydraulikflüssigkeit aufnehmenden Kammern (22, 24 bzw· 148, 182) vorgesehen ist, zwischen denen ein Auslaß (38 bzw. 150) angeordnet ist und daß jede Kammer (22, 24 bzw. 148, 182) eine Einlaßöffnung

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   (50, 52 bzw. 200, 172) und eine Auslaßöffnung (192, 152) aufweist, wobei die Auslaßöffnungen (192) zu dem Auslaß (38 bzw. 150) koaxial sind und mit diesem in Durchflußverbindung stehen, daß koaxial zu den Auslaßöffnungen ein durch Druckflüssigkeit betätigtes Ventilelement (20 bzw. 146) angeordnet ist, das im Gehäuse in Längsrichtung verschiebbar und zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung hin- und herbewegbar ist und einander gegenüberliegende Endteile ^34, 44 bzw. 162, 184) aufweist, die mit den entsprechenden Au si aß öffnungen zusammenwirken, und daß das Ventilelement (20 bzw. 146) unter der Wirkung einer Feder (48 bzw. 170) steht, die das Ventilelement (20 bzw. 146) in seiner erste Stellung vorspannt, in der sich seine Endteile (34, 44 bzw« 162, 184) in den ihnen zugeordneten Kammern (24, 22) befinden, und daß die Endstelle des Ventilelementes Flüssigkeitsdruck aufnehmende Endflächen (166, 186) aufweiaen, von denen die Endfläche (D2) des Endteiles in der zweiten Kammer (24 bzw. 148) mindestens ebenso groß ist wie die Endfläche (D1) des Ven tuend teile s in der ersten Kammer (22 bzw. 182).

   3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung in der ersten Kammer (22) von einer zylindrischen Wand (26) gebildet wird, die in axialer Richtung einen Außenrand (42) aufweist und daß der entsprechende Endteil des spulenförmigen Ventilschiebers ' (20) einen zylindrischen Kopf (28) hat, der von der

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   Kante (42) aus die Wand (26) eine cjciale Strecke (L) weit bedeckt, wenn sich der Ventilschieber (20) in seiner ersten Stellung befindet und daß der Ventilschieber (20) einen zweiten zylindrischen Kopf aufweist, der in der Schließstellung seinen zylindrischen Sitz eine vom Auslaßrand (86) der anderen Kammer (24) ausgehende Strecke (M) weit bedeckt, die kleiner ist als die axiale Strecke (L).

   4· Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung der zweiten Kammer (24) einen Ventilsitz (32) aufweist, der eich quer zur Achse dieser Auslaßöffnung erstreckt, und daß der entsprechende Endteil des Ventilschiebers (20) eine mit der Ventilsitzfläche (32) zusammenwirkende v^ntilfläche (36 bzw. 84) aufweistο

   5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die endseitige Stirnfläche auf dem Endteil in der zweiten Kammer (24) eine Fläche (D2) hat, die größer ist als die Fläche (D1) auf dem Endteil in der ersten Kammer.

   6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung der zweiten Kammer (24) eine zylindrische Wandung (84) und der entsprechende Endteil des Ventilschiebers (20) einen zylindrischen

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   Kopf (82) aufweist, dar in dl· zylindrisch· Wand (84) dar Auslaßöffnung dar zweiten Kammer (24) eingreift.

   7. Entlastungsventil, insbesondere für eine überlastschutzsicherung nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (130) mit zwei koaxialen, zylindrischen Kammern (148, 182) zur Aufnahme von Druckflüssigkeit vorgesehen sind und daß zwischen den Kammern (148 und 182) Entleerungskanäle (188) vorgesehen sind und daß jede Kammer (148, 182) ein im Abstand von den Durchflußöffnungen angeordnetes äußeres Ende und ein inneres Ende aufweist, welches zylindrisch ist und sich in die Durchflußöffnung öffnet und einen Auslaß von der jeweiligen Kammer zur Durchflußöffnung bildet, daß ein spulenförmiger Ventilschieber (188) koaxial zu den Kammern (148 und 182) angeordnet ist, der axial in einander entgegengesetzten Richtungen zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung hin- und herverschiebbar ist und daß die einander gegenüberliegenden Enden des Ventilschiebers (188) Je einer der Kammern (148 und 182) zugeordnet sind und daß das eine Ende (174) des Ventilschiebers (188) zylindrisch ist und eine Umfangsflache aufweist, die in die zylindrische Innenwand (138) der einen Kammer (182) eingreift, um deren Auslaß zu verschließen, wenn der spulenförmige Schieber (188) sich in seiner ersten Stellung befindet und daß die zweite Kammer (148)

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   einen ringförmigen Ventilsitz (134) aufweist, der sich quor zur Achse des entsprechenden zylindrischen, Inneren Endes erstreckt und daß sich das andere Ende des spulenförmlgen Ventllschlebers (188) In dieser zweiten Kammer (148) befindet und einen radial vorstehenden Teil (160) aufweist, der mit der Sitzfläche (134) zusammenwirkt und den Auslaß der Kammer (146) verschließt, wenn sich der spulenförmige Sohleber (188) In seiner ersten Stellung befindet, und daß In der zweiten Kammer (148) Federorgane (170) angeordnet sind, die den Ventilschieber (188) in seiner erste Stellung drängen und daß das eine Ende des Ventilschiebers (188) eine DruckflUssigkeitsaufnahmefläche von vorgegebener Flächenausdehnung und das andere Ende des VentilscMebers eine Druckfläche hat, die eine größere Flächenausdehnung hat als die Fläche des ersten Ventilschieberendes und daß jede Kammer (148, 182) eine Einlaßöffnung (172 bzw. 196) für unter Arbeitsdruck stehende Flüssigkeit aufweist, wobei der Ventilschieber (188) durch die Feder (170) und durch die unter Arbeitsdruck stehende Flüssigkeit in der zweiten Kammer (148), die gegen die größere Schieberfläche wirkt, in der ersten Stellung gehalten wird, wobei die Umfangsflache des einen Endes des Ventilschiebers (188) eine axiale Ausdehnung hat, welche die öffnung der ersten Kammer (182) bei einer Bewegung des Ventilschiebers (188) von seiner ersten in seine zweite Stellung verzögert und daß der Ventilschieber (188) aus seiner ersten Stellung

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   in seine zweite Stellung unter der Wirkung der in der ersten Kammer vorhandenen Flüssigkeit verschiebbar 1st, die unter einem Druck steht, der den vorgegebenen Druck übersteigt und daß die axialen Abmessungen zum aufeinanderfolgenden Offnen der zweiten und der ersten Kammer (148 und 182) so getroffen sind, daß zuerst die Entleerung von Flüssigkeit unter Arbeitsdruck au3 der zweiten Kammer (148) eingeleitet wird, während die Druckflüssigkeit in der ersten Kammer (182), die unter Überdruck steht, die Verschiebung des Ventilschiebers (188) in seine zveite Stellung zunächst beschleunigt und dann diese erste Kammer (182) zu den Entleerungsdurchflußöffnungen öffnet.

   8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der spulenfömoige Schieber (188) eine Federaufnahme Öffnung (164) aufweist, die sich von dem anderen Ende (166) der Spule (188) in deren Inneres erstreckt und eine Feder (170) aufnimmt, deren eines Ende an der Stirnwand der Ausnehmung (164) und deren anderes Ende an der Kammerwand anliegt.

   9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßdurchflußöffnungen einen zu den Kammern (148 und 182) koaxialen Durchlaß (192) aufweisen, daß der spulenförmige Ventilschieber einen Mittelteil aufweist, an dem Führungen (190) für den spulenförmigen Ventil-

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   schieber (188) angeordnet sindo

   10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (192) im Querschnitt zylindrisch und der Mittelteil (144) des spulenförmigen Schiebers polygonal ist und Längsseiten und sich in Längsrichtung erstreckende Kantenflächen (190) aufweist, die die Führungen bilden_o

   11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Ventilschiebers (188) einen im Abstand von der Flüssigkeitsdruck aufnehmenden Endfläche (186) axial nach innen sich erstreckenden Endteil (176) aufweist, der sich von der zylindrischen Umfangsflache (174) aus axial und radial nach innen konisch verjüngt und eine ringförmige Bremsfläche für den Schieber (188) bildet.

   12e Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Auslaß eine ringförmige Auslaßkammer (150) gehört, die neben dem in axialer Richtung inneren Ende der ersten Kammer (182) angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser des inneren Endes der Kammer (182) und daß der Auslaß eine Auslaßöffnung (152) im Gehäuse (130) aufweist, die radial von der Auslaßkammer (150) wegführt.

   13· Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn-

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   zeichnet, daß der Axialdurchlaß (192) im Gehäuse zwischen dem Auslaß (150) und der zweiten Kammer (148) zylindrisch ist.

   14· Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß aus der zweiten Kammer (24) einen ringförmigen Ventilsitz (32) aufweist, der mit der kreisförmigen öffnung koaxial ist und daß das zweite Ventilglied (28) sich quer gegen den ringförmigen Sitz legt.

   15· Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß der zweiten Kammer (24) eine ringförmige Sitzfläche aufweist, die den Ventilsitz für die zweite Ventilkammer (24) bildet und daß das zweite Ventilglied ringförmig ist und sich axial gegen die ringförmige Ventilsitzfläche (32) legt, wenn die zweite Kammer (24) geschlossen ist.

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