DE9114043U1 - Steuerventil zur lastabhängigen Steuerung eines hydraulischen Vorschubmotors - Google Patents

Steuerventil zur lastabhängigen Steuerung eines hydraulischen Vorschubmotors

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/08Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/086Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods with a fluid-actuated cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/06Control
    • F04B1/08Control regulated by delivery pressure

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Description

LEINE & KÖNIG
PATENTANWÄLTE
Dipl.-Ing. Sigurd Leine ■ Dipl.-Phys. Dr. Norbert König zugelassen beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys
Burckhardtstraße 1 30 Telefon (0511) 62 3005
D-3000 Hannover 1 Telelax (0511) 6221 05
Teiex 922118 leiko d
Unser Zeichen Datum
756/17 .10 .1991
DrK/Si
CEDIMA Diamantwerkzeug-
und Maschinenhandelsgesellschaft
m.b.H.
Steuerventil zur lastabhängigen Steuerung eines hydraulischen Vorschubmotors
Die Erfindung betrifft ein Steuerventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur lastabhängigen Steuerung eines hydraulischen Vorschubmotors für ein durch einen hydraulischen Antriebsmotor angetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere einen Fugenschneider für Beton, Asphalt oder dergleichen.
Arbeitsgeräte, beispielsweise Schneidscheiben und Diamantsägeblätter, die auf Fugenschneidern und Betonfräsen betrieben werden, müssen in ihrer Vorschubbewegung geregelt und überwacht werden, da die Zusammensetzung von Beton und Asphalt mit harten und weichen Zuschlagstoffen und Bewehrungseisen keinen gleichmäßigen Vorschub der Schneidscheiben erlaubt. Es ist daher üblich, daß der Bediener stets nach den Schneidbedingungen die Vorschubgeschwindigkeit einregelt, überwacht und laufend korrigiert.
Es ist bereits ein Steuerventil der betreffenden Art bekannt, das als Proportionalsteuerventil ausgebildet ist und einen zum Vorschub eines Fugenschneiders dienenden Hydraulikmotor lastabhängig regelt. Diese bekannte hydraulische Vorsteuerung besteht aus mehreren Bauteilen und ist daher sehr kostspielig. Es sind auch elektronische lastabhängige Steuerungen für Fugenschneider und Betonfräsen bekannt, jedoch sind diese ebenfalls sehr aufwendig und im rauhen Betrieb störanfällig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Steuerventil der betreffenden Art zu schaffen, das die lastabhängige Steuerung eines Hydraulikmotors für den Vorschub eines Arbeitsgerätes, insbesondere eines Fugenschneiders oder einer Betonfräse, gestattet, einfach und zuverlässig im Aufbau und darüberhinaus preiswert ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst .
Der Grundgedanke dieser Lehre besteht darin, ein Steuerventil zu schaffen, mit dessen Hilfe der Speiseanschluß des hydraulischen Vorschubmotors mit dessen Rücklaufanschluß in Abhängigkeit von dem Speisedruck des Antriebsmotors, also dessen Belastung, verbindbar ist. Nimmt also die Belastung des Antriebsmotors für das Werkzeug, also z.
B. eine Schneidscheibe oder ein Diamantsägeblatt eines Fugenschneiders oder einer Betonfräse zu, so wird der Kolben zunehmend mit Druck beaufschlagt und in Richtung auf die Feder bewegt, wodurch der zwischen dem Mantel des Kolbens und dem Zylinder vorgesehene Strömungsraum einen sich zunehmend vergrößernden Strömungsquerschnitt von dem Zuführanschluß zu dem Rückführanschluß und damit einen zunehmenden Nebenschluß für den Vorschubmotor bewirkt. Dadurch wird die Leistung des Vorschubmotors, und somit auch der Vorschub selbst, verringert, wodurch wiederum die Belastung des Antriebsmotors für das Werkzeug sinkt. Somit ist insgesamt ein Regelkreis gebildet, durch den die Vor- . Schubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Belastung des Werkzeugs geregelt wird.
Eine derartige Regelung ist nicht nur bei Fugenschneidern oder Betonfräsen zweckmäßig, sondern in allen Fällen, in denen die Vorschubgeschwindigkeit eines Werkzeugs in Abhängigkeit von dessen Belastung geregelt werden soll. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen des Strömungsraumes sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben.
Die Ausbildung des Strömungsraumes als Ringraum mit keil-
förmigem Querschnitt hat den Vorteil, daß sich der Kolben beliebig verdrehen kann, ohne daß die Funktionstüchtigkeit des Steuerventiles beeinträchtigt wird. Bei einer Ausbildung des Strömungsraumes gemäß Anspruch 3 ist der Kolben vorzugsweise mit einer Verdrehsicherung versehen.
Zur Einstellung des Regelbereichs ist gemäß einer im Anspruch 5 angegebenen Weiterbildung der Erfindung eine Einstellschraube vorgesehen, auf der sich die Feder auf der dem Kolben abgewandten Seite abstützt.
Eine andere im Ansprüche angegebene Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß an den Druckanschluß ein Drosselventil angeschlossen ist. Hierdurch kann die Gefahr eines pulsierenden Arbeitens des Steuerventiles verringert werden.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuerventiles im Axialschnitt ,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuerventiles im Axialschnitt und
Fig. 3 eine Draufsicht des Steuerkolbens nach Fig. 2.
Gleiche Bauteile in den Figuren der Zeichnung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In einem Zylinder 1 ist ein Steuerkolben 2 beweglich angeordnet, der durch eine Feder 3 bis zu einem über eine Einstellschraube 4 vorgegebenen Arbeitsdruck in einer Endlage gehalten wird, in der er in der Zeichnung nach rechts gegen einen Boden des Zylinders 1 anstößt, in dem sich ein
Druckanschluß 6 für Druckflüssigkeit zur Beaufschlagung des Kolbens 2 mit dem Speisedruck P1 eines nicht dargestellten Antriebsmotors für eine Schneidscheibe oder ein Diamantsägeblatt für einen Fugenschneider oder eine Betonfräse befindet.
Zwischen dem Mantel des Kolbens 2 und dem Zylinder 1 ist ein Strömungsraum 5 vorgesehen, dessen Strömungsquerschnitt sich in Richtung der Feder 3 verringert. Dieser Strömungsraum 5 kann als Ringraum mit keilförmigem Querschnitt zwischen dem Kolben und dem Zylinder ausgebildet sein, wozu der Mantel des Kolbens 2 in einem vorgegebenen Mantelbereich in Form eines Kegelstumfpes 51 ausgebildet ist, vgl. Fig . 1.
Der Strömungsraum 5 kann aber auch durch eine langgestreckte, in Bewegungsrichtung des Kolbens verlaufende, sich in Richtung der Feder 3 in ihrem Strömungsquerschnitt vorzugsweise keilförmig verengende Ausnehmung 5" gebildet werden, vgl. Fig. 2. In diesem Falle ist der Kolben vorzugsweise mit einer Verdrehsicherung ausgestattet.
Aus den Fig. 1 und 2 ist zu ersehen, daß die Basis des Kegelstumpfes 5' und die Spitze der Ausnehmung 5" dicht vor einem Zuführanschluß 7 enden, der zur Verbindung mit dem Speiseanschluß des nicht dargestellten hydraulischen Vorschubmotors dient. Dieser Speisedruck ist mit P2 bezeichnet.
Auf der der Feder 3 abgewandten Seite des Zuführanschlusses 7 ist ein Rückführanschluß 8 vorgesehen, der zum Anschluß an die Rückführleitung des hydraulischen Vorschubmotors dient und im Verschiebebereich des Kolbens 2 mit der Strömungsraum 5 in Verbindung steht. Die Rückführrichtung des Rückführanschlusses 8 ist mit einem Anschluß A gekennzeichnet. Dichtungen 9 dienen zur Abdichtung des Kolbens 2 gegenüber der Innenwandung des Zylinders 1.
Ist das Steuerventil in der angegebenen Weise angeschlossen, wobei Druckanschluß 6 mit dem Speisedruck P1
des Antriebsmotors für das Werkzeug beaufschlagt, der Zuführanschluß 7 mit der Speiseleitung des hydraulischen Vorschubmotors und Rückführanschluß 8 mit der Rückführleitung des hydraulischen Vorschubmotors verbunden ist, so befindet sich der Kolben 2 in der dargestellten Ruhelage, so daß Zuführanschluß 7 und Rückführanschluß 8 nicht durch den Strömungsraum 5 miteinander in Verbindung stehen.
Steigt der Druck P1 auf der Speiseseite des hydraulischen
Antriebsmotors für das Werkzeug an, so wird der Kolben 2 mit diesem Druck beaufschlagt und bewegt sich in Abhängigkeit von der Einstellung der Feder 7 in der Zeichnung Figur 1 und 2 nach links, so daß der Strömungsraum 5 mit seiner engsten Stelle in den Bereich des Zuführanschlusses 7 gelangt, so daß entsprechend dem sich überdeckenden Querschnitt eine Verbindung zwischen Zuführanschluß 7 und Rückführanschluß 8 entsteht, die einen Nebenschluß für die Anschlußleitungen des hydraulischen Vorschubmotors darstellt. Dadurch wird dessen Leistung in der gewünschten
Weise verringert. Bei abnehmendem Druck P1 kehrt sich der
Vorgang um, so daß insgesamt eine Regelwirkung erzeugt ist.

Claims (6)

  1. LEINE & KÖNIG
    PATENTANWÄLTE
    Dipl-Ing. Sigurd Leine ■ Dipl.-Phys. Dr. Norbert König zugelassen beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys
    Burckhardtstraße 1 Telefon (0511)62 30
    D-3000 Hannover 1 Telelax (0511)622105
    Telex 9 22118 leikod
    Unser Zeichen Dalum
    CEDIMA Diamantwerkzeug- 756/17 30.10.1991
    und Maschinenhandelsgesellschaft DrK/Si m. b .H
    Ansprüche
    1. Steuerventil zur lastabhängigen Steuerung eines hydraulischen Vorschubmotors für ein durch einen hydraulischen Antriebsmotor angetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere einen Fugenschneider für Beton, Asphalt oder dergleichen, gekennzeichnet
    durch einen Zylinder (1), in dem ein Kolben (2) verschieblich angeordnet ist, der auf der einen Seite durch eine Feder (3) belastet ist,
    durch einen auf der der Feder abgewandten Seite des Kolbens (2) in dem Zylinder (1) angeordneten Druckanschluß (6) für Druckflüssigkeit zur Beaufschlagung des Kolbens (2) mit dem Speisedruck des Antriebsmotors,
    durch einen zwischen dem Kolben (2) und dem Zylinder (1) vorgesehenen Strömungsraum (5) mit sich in Richtung der Feder (3) verringerndem Strömungsquerschnitt,
    durch einen mit dem Speiseanschluß des Vorschubmotors zu verbindenden Zuführanschluß (7) in der Wandung des Zylinders (1), wobei der Zuführanschluß (7) in Bewegungsrichtung des Kolbens an einer Stelle angeordnet ist, an der der Strömungsraum (5) in der Ruhelage des Kolbens bei einer vorgegebenen Vorspannung der Feder
    (3) rait seinem minimalen Strömungsquerschnitt dicht vor dem Zuführanschluß (7) liegt, und
    durch einen mit dem Rücklauf des Vorschubmotors zu verbindenden Rückführanschluß (8), der auf der der Feder (3) abgewandten Seite des Zuführanschlusses (7) angeordnet ist und mit dem Strömungsraum (5) in Verbindung steht.
  2. 2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Strömungsraumes (5) der Mantel des Kolbens (2) in einem vorgegebenen Mantelbereich kegelstumpf förmig (51) ausgebildet ist, so daß zwischen Kolben und Zylinder ein Ringraum mit keilförmigem Querschnitt entsteht.
  3. 3. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Bildung des Strömungsraumes (5) im Mantel des Kolbens (2) eine langgestreckte, in Bewegungsrichtung des Kolbens verlaufende, sich in Richtung der Feder (3) in ihrem Strömungsquerschnitt vorzugsweise keilförmig verengende Ausnehmung (5") ausgebildet ist.
  4. 4. Steuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichent,
    daß der Kolben (2) im Zylinder (1) verdrehsicher angeordnet ist.
  5. 5. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß sich die Feder (3) auf der dem Kolben (2) abgewandten Seite auf einer Einstellschraube (4) abstützt.
  6. 6. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Druckanschluß (6) ein Drosselventil angeschlossen ist.
DE9114043U 1991-10-24 1991-11-09 Steuerventil zur lastabhängigen Steuerung eines hydraulischen Vorschubmotors Expired - Lifetime DE9114043U1 (de)

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DE3607270A1 (de) * 1985-03-06 1986-09-11 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Druckregelventil fuer ein hydraulisches stellglied

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