DE8800747U1

DE8800747U1 - Steuervorrichtung für einen hydraulischen Motor

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Publication number: DE8800747U1
Application number: DE8800747U
Authority: DE
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1988-01-22
Publication date: 1988-03-10

Description

DR.-ING, ULRiCN KNOBLAUCH " " _10DO

DAfCKifAiJWAi¥ &bgr;&oacgr;&udigr;&Ogr; FRANKFURT/MAIN 1, DKN^l· Jan, 19ÖO

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POSTQIRO FRANKFUWT/M 342B-6O5

DRESDNER 6ANK FRANKFURT/M 2300308 &lgr; TELEFON (069) 663&Ogr;1&Ogr;

" 4 -" TELEFAX (069) S63002

TELEGRAMM: KNOPAT TELEX 4 WBir KNOPA D

DANFOSS A/S, DK-643Q NORDBORG Steuervorrichtung für einen hydraulischen Motor

Die Neuerung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für einen hydraulischen Motor, mit einem Zweirichtungs-Steüerventil, das über eine Zulaufleitung mit einem Pumpenanschluß, über eine Ablaufleitung mit einem Behälteranschluß und über zwei Motorleitungen mit dem Motor verbindbar ist, mit einem in der Zulaufleitung angeordneten Kompensationsventil, das den zulaufseitigen Druck= abfall am Steuerventil etwa konstant hält und mit einer Lastdruckleitung zur Beeinflussung des Kompensationsvehiö tils und gegebenenfalls des Pumpendruckes, die zwei Anfangsabschnitte zur Verbindung mit je einer richtungsabhängig wirksamen Lastdruckfühlstelle sowie eine Drosselsteile aufweist, wobei dahinter eine zur Ablaufleitung führende Zweigleitung mit einem Überdruckventil abgeht.

Solche Steuervorrichtungen sind beispielsweise aus DE-OS 33 02 000 bekannt. Steuerventil und Kompensationsventil bilden gemeinsam ein Proportionalventil, bei dem die Stellung des Steuerventilschiebers einer bestimmten Motorgeschwindigkeit entspricht. Der Lastdruck wird

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am Ausgang des Steuerventils abgegriffen; er belastet - gemeinsam mit einer Feder - den Schieber des Kompensationsventils in Öffnungsrichturig, während der Eingangs^ drück des Steuerventils ihn in Schließrichtung belastet.

Übersteigt der Lastdrück einen vorgegebenen Wert, spricht das Überdruckventil an. Das abströmende Druckmittel ruft an der Drossel einen Druckabfall hervor* Die Off-

nungsbslastur.g des Schiebers des Kömpsnsatior.sventils J wird geringer. Das Kompensationsventil bewegt sich in Schließrichtung. Der Druck wird auf den Öffnungsdruck des Überdruckventils begrenzt. Im Gegensatz zu Druckentlastungsventilen, welche die Motorleitung mit dem Behälter verbinden, ergibt sich der Vorteil, daß nur verhältnismäßig kleine Fliissigkeitsmengen abgeleitet werden müssen. Dies senkt Energieverluste und erlaubt es, mit kleineren Pumpen zu arbeiten.

Der Neuerung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine Steuervor- ^! SO richtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei ,

der der zulässige Druck in den Motorleitungen in Abhängigkeit von der Betätigungsrichtung unterschiedliche I

Werte haben kann.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß j jeder LastdruckfUhlstelle ein eigenes Überdruckventil \ zugeordnet ist, indem für jede der beiden Anfangsab- !

I schnitte eine Drosselstelle und eine Zweigleitung mit i Überdruckventil vorgesehen ist, und daß die Anfangsab- ' schnitte über ein Wechselventi1 mit dem Rest der Lastdruckleitung verbunden sind.

Bei diesem Aufbau der Steuervorrichtung gibt es zwei Überdruckventile, die auf unterschiedliche Ansprechwerte eingestellt werden können. Das Wechselventil sorgt dafür, daß jeweils derjenige Anfangsabschnitt, der mit der Motorleitung höheren Drucks verbunden ist, mit dem

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des? LascdrfUckleitung in Verbindung steht, Das zügehörige Überdruckventil arbeitet daher ffiit der Drossel in dieseffi Anfangsabschnitt derart zusammen, daß beim Ansprechen des Überdruckventils der Druckabfall an der Drossel dafür sorgt, daß das Kompensätionsveritil sich i in Schließrichtüng bewegt* Dies gilt für beide Betätig gungsrichtungen.

Es besteht nunmehr die Möglichkeit, bei einem Hubmotör 1Ö die beim Heben wirksame Motdirzuleitung mit einem höheren Druck, beispielsweise 1.50 bair, und die beim Senken wirk- : same Motorzüleitung mit einem geringeren Druck, beispielsweise 40 bar, abzusichern. Bei einem Greifer kann ! man den in Richtung der Greifkraft wirkenden Mäximaldruck j auf einem höheren Wert begrenzen als den für die Rückbe- j wegung bis an einen Endanschlag erforderlichen Druck. &igr;

Vorzugsweise sind die Überdruckventile einstellbar* j Man kann daher eine Anpassung an den Anwendungszweck vornehmen.

Besonders günstig ist es, wenn die Einstellvorrichtungen der Überdruckventile frei zugänglich sind. Man kann dann sogar während des Betriebes oder für jeden einzel- ■ nen Belastungsfall eine Verstellung des Ansprechwertes vornehmen. Dies ist beispielsweise von Interesse, wenn ein Greifer abwechselnd Gegenstände unterschiedlicher Stabilität erfassen soll.

Insbesondere können die Zweigleitungen aus einem die übrigen Ventile enthaltenden Ventilblock herausgeführt sein. Dies erlaubt dann eine Bediendung von einem Plats, der vom Ventilblock entfernt ist.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verschlußstück des Wechselventils durch Neutralstellungsfedern belastet und in der Ruhestellung von seinen beiden Ditzen abgehoben. Das Verschlußstück behält daher nicht die jeweils letzte Arbeitslage bei, sondern kehrt nach jeder Motorbetätigung in die Ruhestellung zurück. Dies ist besonders bei Steuervorrichtungen mit abgesperrter Lastdruckleitung zu empfehlen, bei denen andernfalls das Verschlußstück unter ungünstigen Umständen nicht in der Lage ist, sich unter Verdrängung eines kleinen Flüssigkeitsvolumens von seinem Sitz zu verlagern.

Konstruktiv empfiehlt es sich, daß das Wechselventil als VerschlußstUck eine von zwei gleichen Federn gegensinnig belastete Kugel, als ersten Sitz das Stirnende einer die eine Feder abstutzenden, am anderen Ende einen Eingang aufweisenden ersten Buchse und als zweiten Sitz eine Stufe in einer die erste Buchse mit einem Ende umschließend festhaltende, die andere Feder abstützende, am anderen Ende einen weiteren Eingang und zwischen den Sitzen einen Ausgang aufweisende zweite Buchse aufweist. Auf diese Weise entsteht ein einfach herstellbares und aus wenigen Teilen bestehendes Wechselventil, das als Einbauteil in die Bohrung eines Ventilblocks eingesetzt werden kann.

Desweiteren empfiehlt sich der Zusammenbau der Steuer- und Kompensationsventilo für mindestens zv/ei Motoren, wobei die Lastdruckleitung der einzelnen Motoren je mit dem zugehörigen Kompensationsventil und untereinander über ein zweites Wechselventil mit einem zum Druckregler führenden Endabschnitt verbunden sind. Der Zusammenbau solcher Ventilblöcke ist an sich bekannt. Die zweiten Wechselverttile Sperren hierbei die Lastdruekleitungen geringeren Drueks ab. Öie Funktiortsfähigkeit der So abgesperrten Lästdruckleitungert kann aber auf jeden fäll mit Hili'e des federbelasteten ersten Wechselventils aufrechterhalten bleiben,

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Die Neuerung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ventilblock mit der neuerungsgemäßen Steuervorrichtung im Schaltbild und

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch ein neuerungsgemäf? verwendbares Wechselventil.

Fig. 1 zeigt zwei Ventilblöcke 1 und 2, die je eine Steuervorrichtung für einen hydraulischen Motor 3 bzw. aufweisen. Allen Ventilblöcken ist eine Verstellpumpe und ein Behälter 6 gemeinsam. Die Verstellpumpe 5 hat ein mit Hilfe eines Druckreglers 7 veränderbares Fördervolumen. Der Druckregler steht unter dem Einfluß des Druckes LS in einem Endabschnitt 8 einer Lastdruckleitung 9. Diese ist über ein bei zu hohem Druck ansprechendes Sicherheitsventil 10 mit dem Behälter 6 verbunden.

Der Ventilblock 1 enthält ein Steuerventil 11, das aus der veranschaulichten Neutralstellung, in der es mit Hilfe der Federn 12 und 13 gehalten ist, durch ein Verstellorgan 14 in eine von zwei Arbeitsstellungen gebracht werden kann. In der einen Arbeitsstellung bewegt sich der Kolben 15 des Motors 3 nach links, in der anderen Arbeitsstellung nach rechts.

Zu diesem Zweck ist das Steuerventil 11 über eine Zulaufleitung 16, die ein Kompeneationsventil 17 aufweist, mit einem Pumpenanschluß P, Über eine Ablaufleitung 18 mit einem Behälteranschluß T und über zwei Motorleitungen 19 und 20 mit zwei Motoranschlüssen A bzw. B verbunden, In der Ruhesteilung sind all diese Leitungen irt dem Steuerventil Il gesperrt.

&igr; Die Lastdruckleitung 9 besitzt zwei Anfangsabschnitte

21 und 22, die in der Neutralsteliung mit der Behälterleitung 18 verbunden sind. In der einen Arbeitsstellung ist der Anfangsabschnitt 22 mit einer Lastdruckfühlstel-Ie 23 am Ausgang des Steuerventils 11 verbunden, so daß das Lastdrucksignal LS iem Druck in der Motorleitung 19 entspricht. Hierbei ist der andere Anfangsabschnitt 21 nach wie vor mit der Behälterleitung 18 verbunden . In der anderen Arbeitsstellung ist der Anfangsabschnitt 21 mit der Lastfühlstelle 24 verbunden, so

daß das Lastdrucksignal LS dem Druck in der Motorleitung 20 entspricht. Hierbei liegt der erste Anfangsabschnitt

22 an der Benälterleitung 18.

Die beiden Anfangsabschnitte 21 und 22 sind über ein

Wechselventil 25 mit einem Mittelabschnitt 26 der Lastdruckleifung 9 verbunden. Der an der Stelle 23 oder 24 abgenommene Lastdruck wirkt gemeinsam mit einer Feder 27 in Schließrichtung auf das Kompensationsventil 17, das in entgegengesetzter Richtung vom Zulaufdruck des Steuerventils 11 belastet ist. Infolgedessen hält das Kompensationsventil 17 den Druckabfall an der zuflußseitigen Drossel des Steuerventils 11 auf einem von der Kraft der Feder 27 abhängigen Wert. Das Steuerventil 11 wirkt daher als Proportionalventil.

Beiden Anfangsabschnitten 21 und 22 ist je eine Drosselstelle 27 bzw. 28 zugeordnet. Außerdem ist der Anfangsabschnitt 21 über eine Zweigleitung mit einem Überdruckventil 29 und der Anfangsabschnitt 22 über eine Zweigleitung mit einem Überdruckventil 30 mit der Behälterleitung 18 verbunden. Diese Überdruckventile besitzen Einstellvorrichtungen 31, 32, mit denen derjenige Druck,

j bei dem das Ventil öffnet» eingestellt werden kann.

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Wenn in einer Betriebsstellung, in der die Fühlerdruckstelle 23 wirksam ist, ein Überdruck in der Motorleitung 19 auftreten sollte, öffnet das Überdruckventil 30. An der Drosselstelle 27 tritt ein Druckabfall auf. Infol gedessen bewegt sich das Kompensationsventil 17 in Richtung der Schließstellung, und der Druck in der Motorleitung IS wird auf den Öffnungsdruck des Überdruckventils begrenzt- Entsprechendes gilt für das Überdruckventil 29, wenn die Lastdruckfühlstelle 24 wirksam gemacht worden ist. Mit Hilfe der Einstel!vorrichtungen 31 und 32 können unterschiedliche Ansprechwerte für die Überdruckventile 29 und 30 eingestellt werden.

Der Innenaufbau des Ventilblocks 2 entspricht demjenigen der Fig. 1. Unterschiedlich ist nur, daß die Überdruckventile 129 und 130 sowie die zugehörigen Zweigleitungen 121 und 122 aus dem Ventilblock 2 herausgeführt sind. Die Einstellvorrichtungen 131 und 132 sind demnach frei zugänglich. Sie können auch während des Betriebes bedient werden.

Damit der D uckregler 7 der Pumpe 5 immer den Lastdruck LS des am stärksten belasteten Motors empfängt, ist ein Wechselventil 33 vorgesehen, das mit dem Endabschnitt 108 der Lastdruckleitung 9 des Ventilblocks 2 einerseits und dem Mittelabschnitt 26 der Lastdruckleitung 9 im Ventilblock 1 andererseits verbunden ist.

Eine Ausführungsform eines Wechselventils 25 ist in Fig. 2 näher veranschaulicht. Dieses Ventil ist als Baueinheit in eine Bohrung des Ventilblocks 1 einsetzbar. Als Verschlußstück dient eine Kugel 34, die mit zwei Ventilsitzen 35 und 36 zusammenwirken kann. Die Kugel ist von beiden Seiten her durch einander gleichs Federn 37 und 38 belastet, so daß sie normalerweise zwischen den beiden Sitzen gehalten wird. Der Sitz 35

wird durch die Stirnseite einer Buchse 39 gebildet, die am gegenüberliegenden Ende einen Eingang 40 besitzt, der beispielsweise mit dem Anfangsabschnitt 21 verbunden ist. Außerdem nimmt die Buchse 39 die Feder 37 auf« j

Der andere Sitz 36 wird durch eine Stufe in einer zweiten Buchse 41 gebildet, welche die Buchse 39 umgreift und durch einen Bördelrand 42 festhält. Die Buchse 41 nimmt die Feder 38 auf und besitzt einen durch eine Querbohrung gebildeten Eingang 43, der beispielsweise mit dem Anfangsabschnitt 22 verbunden ist. Ein Ausgang 44 befindet sich zwischen den beiden Sitzen 34 und 36* Dieser Ausgang ist beispielsweise mit dem Mittelabschnitt 26 verbunden* Beim Einsetzen in eine Ventilblock-Bohrung erfolgt die Abdichtung nach auße*. mit Hilfe eines Dichtringes 45.

Es sei angenommen, daß das VerschlußstUck 34 unter dem Überschuß de*; Drucks am Eingang 40 gegen den Sitz 36 gedrückt wird. Ist dieses Arbeitsspiel beendet, kehrt das Verschlußstück unter dem Einfluß der Federn in die veranschaulichte Ruhestellung zurück. Würden die Federn j fehlen, behielte es seine Dichtstellung am Sitz 36 bei. Würde nun ein Drucküberschuß am Eingang 43 vorhanden sein, müßte das VerschlußstUck 34, um vom Sitz 36 abzuheben, zunächst eine kleine Flüssigkeitsmenge verdrängen. Dies ist bei einer abgesperrten Lastdruckleitung 9 häufig nicht möglich, so daß eine Fehlfunktion eintreten würde. Eine Absperrung erfolgt insbesondere dann, wenn das Wechselventil 33 wegen einer höheren Belastung eines anderen Motors den Mittelabschnitt 26 verschließt. Die Federn geben daher eine erhöhte Funktionssicherheit.

Bei diesem Überdruck-RegelVorgang verkleinert sich der Steuerdruckraum des Kompensationsventils 17. Die hierbei zu verdrängende Druckflüssigkeitsmenge kann über das Wechselventil 25 zu einem der Ausgänge A oder B strömen.

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ßie Federn 37 und 38 stellen sicher, daß das Verschlußstück 34 die fichtige Position einnimmt, in der es keine eingesperrte Flüssigkeit gibt* Ohne Federn besteht die Gefahr, daß bei Schräglagen das Verschlußstück am fälsehen Sitz anliegt, was zum Einsperren von Flüssigkeit führen Würde.

In der Zeichnung sind lediglich horizontal arbeitende Kolbenmotoren Veranschaulicht* Die beanspruchte Steueriö Vorrichtung läßt sich aber auch bei anderen Motoren, z.B. vertikalen Kolbenmotoren und bei rotierenden Motoren, anwenden.

Zahlreiche Elemente, die in solchen Steuervorrichtungen Üblich sind, wurden nicht eingezeichnet, beispielsweise j Ansaugventile zwischen den Motorleitungen und der Behäl- j terleitung. Dasselbe gilt für Ventilanordnungen zum j Schutz der Pumpe. Die Pumpe kann ein konstantes Fördervolumen haben und mit einem Ableit-Druckregler versehen sein. Die Steuerventile 11 können auch auf andere Weise als von Hand, beispielsweise elektrisch, pneumatisch &igr; oder hydraulisch, betäti.gt werden.

Claims

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH

PATENTANWALT eooo Frankfurt/main 1. den ^l · Jan.

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POSTGIRO FRANKFURT/M 342S-6OB K/b

DRESDNER BANK. FRANKFURT/M 23OO3O8 TELEFON (O69) 563O1O

TELEFAX (069) 563OO2

TELEGRAMM KNOPAT

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Schutzansprüche

1. Steuervorrichtung für einen hydraulischen Motor, mit einem Zweirichtungs-Steuerventil, das über eine Zulaufleitung mit einem Pumpenanschluß, über eine

&idiagr; Ablaufleitung mit einem Behälteranschluß und über

5 zwei Motorleitungen mit dem Motor verbindbar ist, mit einem in der Zulaufleitung angeordneten Kompensationsventil, das den zulaufseitigen Druckabfall am Steuerventil etwa konstant hält und mit einer Lastdruckleitung zur Beeinflussung des Kompensationventils und gegebenenfalls des Pumpendruckes, die zwei Anfangsabschnitte zur Verbindung mit je einer richtungsabhängig wirksamen Lastdruckfühlstelle sowie eine Drosselstelle aufweist, wobei dahinter eine zur Ablaufleitung führende Zweigleitung mit einem Überdruckventil abgeht,dadurch gekennzeichnet, daß jeder LastdruckfUhlstelle (23, 24) ein eigenes Über-

druckventil (29, 30) zugeordnet ist, indem für jede der beiden Anfangsabschnitte (21, 22) eine Drosselstelle (27, 28) und eine Zweigleitung mit Überdruckventil vorgesehen ist, und daß die Anfangsabschnitte über ein Wechselventil (25) mit dem Rest der Lastdruckleitung (9) verbunden sind.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckventile (29, 30; 129, 130) einstellbar sind.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtungen (31, 32; 131, 132) der Überdruckventile (29, 30; 129, 130) frei zugänglich sind.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ^Kennzeichnet, daß die Zweigleitungen (121, 122) aus einem die übrigen Ventile enthaltenden Ventilblock (2) herausgeführt sind.
5. Steuervorrichcung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (34) des Wechselventils (25) durch Neutralstellungsfedern (37, 38) belastet und in der Ruhestellung von seinen beiden Sitzen abgehoben ist.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechs*ylventil (25) als Verschlußstück (34) eine von zwei gleichen Federn (3⁷, 33) gegensinnig belastete Kugel, als ersten Sitz (35) das Stirnende einer die eine Feder (37) abstützenden, am andern Ende einen Eingang (40) aufweisenden ersten Buchse (39) und als zweiten Sitz eine Stufe in einer die erste Buchse mit einem Ende umschließend festhaltende, die andere Feder i38) abstutzende, am anderen Ende einen weiteren Eingang (43) und zwischen den Sitzen einen Ausgang (44) aufweisende zweite Buchse (41) aufweist.

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Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch den Zusammenbau der Steuer- und Kompensätionsvehtile für mindestens zwei Motoren, wobei die Lastdruckleitüng (26, 108) der einzelnen Motoren je mit dem zugehörigen Kömpensationsventil (17) und untereinander über ein zweites Wechselventil (33) mit einem zum Druckregler (7) führenden Endabschnitt (8) Verbünden sind.