EP0870723A2 - Hydraulic gripper with pressure limiting valve - Google Patents
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- EP0870723A2 EP0870723A2 EP98106326A EP98106326A EP0870723A2 EP 0870723 A2 EP0870723 A2 EP 0870723A2 EP 98106326 A EP98106326 A EP 98106326A EP 98106326 A EP98106326 A EP 98106326A EP 0870723 A2 EP0870723 A2 EP 0870723A2
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Hydraulikgreifer mit Hydraulikzylinder mit Kolben und Kolbenstange sowie einem Druckbegrenzungsventil und betrifft außerdem ein solches Druckbegrenzungsventil.The invention relates to a hydraulic gripper with hydraulic cylinders with pistons and Piston rod and a pressure relief valve and also affects one such a pressure relief valve.
Es ist bekannt, Bagger und Autoladekräne mit verschiedenen Anbaugeräten anzubieten. Anbaugeräte sind dabei beispielsweise verschiedene Arten von Greifern, insbesondere Polypengreifer, Zweischalengreifer oder dergleichen. Bagger und Ladekräne stellen dabei vorbestimmte Drücke zur Verfügung, die durch Anschluß eines entsprechenden Anbaugerätes auch in diesem wirken.It is known to offer excavators and car loading cranes with various attachments. Attachments are, for example, different types of grippers, in particular polyp grabs, clamshell grabs or the like. Excavator and loading cranes provide predetermined pressures available through connection of an appropriate attachment also work in this.
Es kann dabei wie von J. Martens, Hydrostatische Antriebe für Hüttenwerkskräne, in: Klepzig Fachberichte 81 (1973), 51 - 59 erörtert, vorkommen, daß für bestimmte Anlagenbereiche höhere Drücke gewünscht werden als für die Anlage insgesamt. Dafür ist dort ein Druckübersetzer vorgesehen, der den Druck innerhalb eines Stripperzylinders auf das Doppelte des Druckes in den Rohrleitungen etc. erhöht. Dies ist jedoch ein Spezialproblem, das in Großanlagen, Hüttenwerken oder bei Zangenkränen in Hafenanlagen auftreten kann.It can be done by J. Martens, Hydrostatic drives for metallurgical cranes , discussed in: Klepzig Fachberichte 81 (1973), 51 - 59, that higher pressures are desired for certain plant areas than for the plant as a whole. For this purpose, a pressure intensifier is provided, which increases the pressure inside a stripper cylinder to twice the pressure in the pipelines, etc. However, this is a special problem that can occur in large systems, steelworks or with cranes in port facilities.
Bei Baggem oder anderen auf Baustellen benutzten fahrbaren Vorrichtungen mit Hydraulikgreifem stellen sich andere Probleme. Oftmals kommt es vor, daß die von Bagger und Ladekran zur Verfügung gestellten Drücke die Drücke überschreiten, die in einem Anbaugerät maximal herrschen dürfen. Um eine diesbezügliche Zerstörung des Anbaugerätes durch zu hohe Drücke zu vermeiden, werden zwischen Bagger oder Ladekran und dem entsprechenden Anbaugerät Druckbegrenzungsventile vorgesehen. Diese werden als separate Geräte zugekauft, beispielsweise von den Herstellen der Anbaugeräte zusätzlich angeboten. Die separaten Druckbegrenzungsventile begrenzen als zwischengeschaltetes Element den von dem Bagger oder Ladekran zur Verfügung gestellten maximalen Druck. An dem Anbaugerät wirkt dann also jeweils ein geringerer Maximaldruck als an dem Bagger oder Ladekran. Die Anbaugeräte werden dadurch hinsichtlich ihrer Hydraulikzylinder gegen eine Zerstörung durch zu hohe wirksame Drücke geschützt.With excavators or other mobile devices used on construction sites Hydraulic grabs pose other problems. It often happens that the pressures provided by excavators and loading cranes exceed pressures, that may prevail in one attachment. To do this Avoid destruction of the attachment due to excessive pressures between the excavator or loading crane and the corresponding attachment Pressure relief valves provided. These are purchased as separate devices, for example, additionally offered by the manufacturers of the attachments. The separate pressure relief valves limit as an intermediate Element the maximum provided by the excavator or loading crane Pressure. A lower maximum pressure then acts on the attachment than on the excavator or loading crane. The attachments are thereby with regard to their hydraulic cylinders against destruction by too high effective Pressures protected.
Ein Druckbegrenzungsventil soll den Arbeitsdruck des Hydrauliköls auf einen maximalen Druck begrenzen. Außerdem soll es eine kleine Ansprechzeit haben und dennoch schwingungsfrei arbeiten. Die Hysterese zwischen Öffnungs- und Schließdruck und der Leckölstrom sollen möglichst gering sein. Bekannt sind Druckbegrenzungsventile mit einer Verschluß- und Federspannschraube, welche mit einem Schlüssel oder Handrad betätigt und verstellt werden kann. Solche Druckbegrenzungsventile weisen einen Dämpfungskolben mit Ventilkegel, eine Spannfeder mit Anschlag und eine Stellschraube, die von außen zugänglich und von einer Schutzkappe abgedeckt ist, auf. Hydrauliköl wird seitlich dem Druckbegrenzungsventil zugeführt im Bereich einer Dämpfungskolben und Ventilkegel verbindenden Stange quer zu dieser. Es stellt sich ein Gleichgewichtszustand zwischen dem gegen den Ventilkegel wirkenden Öldruck und der Federkraft ein. Mit zunehmendem Öldruck steigt zugleich der Druck auf den Ventilkegel. Dieser spricht an in Abhängigkeit von der Steifigkeit der Feder. Durch Betätigen der Stellschraube kann die Feder verstellt werden. Der Ventilkegel öffnet dann bei einem anderen Druck als zuvor eingestellt war. Dadurch kann ein mit dem Druckbegrenzungsventil versehener Hydraulikzylinder an verschiedene Anwendungsmöglichkeiten, also insbesondere verschiedene Typen von Hydraulikgreifem, hinsichtlich der Maximaldrücke angepaßt werden.A pressure relief valve is designed to reduce the working pressure of the hydraulic oil to one limit maximum pressure. It should also have a short response time and still work vibration-free. The hysteresis between opening and Closing pressure and the leakage oil flow should be as low as possible. Are known Pressure relief valves with a plug and spring tension screw, which can be operated and adjusted with a key or handwheel. Such Pressure relief valves have a damping piston with a valve cone, one Tension spring with stop and a set screw that is accessible and accessible from the outside is covered by a protective cap. Hydraulic oil is on the side of the Pressure relief valve fed in the area of a damping piston and valve cone connecting rod across this. A state of equilibrium arises between the oil pressure acting against the valve plug and the spring force a. With increasing oil pressure, the pressure on the valve cone also increases. This responds depending on the stiffness of the spring. By pressing the spring can be adjusted using the adjusting screw. The valve cone opens then set at a different pressure than before. This allows a with the pressure relief valve to various hydraulic cylinders Possible applications, in particular different types of hydraulic grippers, be adjusted with regard to the maximum pressures.
Zumeist werden die bekannten Druckbegrenzungsventile außerhalb des Greifers zwischen der Schlauchverbindung von Bagger oder Ladekran und Greifer vorgesehen. Oftmals werden sie in Form eines rechteckigen Metallblocks, der voreingestellt und versiegelt wird, dort integriert. Da diese von außen zugängliche Anordnung des Druckbegrenzungsventils manipulierbar ist, können auch Schäden durch Überschreiten des ursprünglich eingestellten Maximaldruckes oder durch falsche Einstellung, nämlich beispielsweise Einstellung für ein anderes Anbaugerät auftreten. Most of the known pressure relief valves are outside the gripper provided between the hose connection of the excavator or loading crane and gripper. They are often preset in the form of a rectangular metal block and sealed, integrated there. Because these are accessible from the outside Arrangement of the pressure relief valve can be manipulated, too Damage caused by exceeding the originally set maximum pressure or by wrong setting, for example setting for another Attachment occur.
Eine ähnliche Anordnung ist beispielsweise auch in der DE 195 00 606 A1 vorgesehen. Dort ist im Gehäuse eines Senkbremsventils zusätzlich noch ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen. Eine Ventilfeder ist zwischen das Ventilglied und eine verstellbare Schließschraube eingespannt. Die Schließschraube ist über eine Plombe versiegelt.A similar arrangement is also provided, for example, in DE 195 00 606 A1. There is an additional one in the housing of a lowering brake valve Pressure relief valve provided. A valve spring is between the valve member and an adjustable locking screw clamped. The locking screw is sealed with a seal.
Im rauhen Betrieb auf Baustellen reißen derartige Plomben erfahrungsgemäß nach einigen Monaten durch Unachtsamkeit ab oder werden auch vorsätzlich entfemt. Eine nicht nachprüfbare Manipulation ist ohne weiteres möglich.Experience has shown that such seals tear in rough operation on construction sites after a few months due to carelessness or even willful removed. A non-verifiable manipulation is easily possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikgreifer mit Druckbegrenzungsventil zu schaffen, welcher sich selbst schützt und welcher nach Inbetriebnahme nicht mehr hinsichtlich seines eingestellten Maximaldruckes manipulierbar ist.The invention is therefore based on the object of having a hydraulic gripper To create pressure relief valve, which protects itself and which after commissioning no longer with regard to its set maximum pressure is manipulable.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Druckbegrenzungsventil in dem Hydraulikzylinder von außen unzugänglich eingebaut und integriert ist.The object is achieved in that the pressure relief valve in the hydraulic cylinder is installed and integrated inaccessible from the outside.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.Further developments of the invention are defined in the subclaims.
Dadurch wird ein Hydraulikgreifer mit Druckbegrenzungsventil vorgesehen, durch welches die Kosten für ein separates Druckbegrenzungsventil zum Schutz eines Anbaugerätes für einen Bagger oder einen Ladekran eingespart werden. Damit können Kosten in Höhe von bis zu 20 % des Greiferpreises eingespart werden. Da nur ein spezifisch auf den speziellen Greifer abgestimmtes Druckbegrenzungsventil in diesem eingebaut ist, ist eine Schädigung durch zu großen wirkenden Druck nicht mehr möglich. Einbau oder korrektes Einstellen kann nicht, wie bei bekannten separaten Ventilen, vergessen werden. Da das Druckbegrenzungsventil in den Hydraulikzylinder integriert ist, ist auch keine Manipulation von außen mehr möglich. This provides a hydraulic gripper with a pressure relief valve which is the cost of a separate pressure relief valve to protect a Attachment for an excavator or a loading crane can be saved. In order to costs of up to 20% of the gripper price can be saved. Because there is only a pressure relief valve that is specifically tailored to the special gripper is built in, is damage by too large acting pressure is no longer possible. Installation or correct setting not to be forgotten, as with known separate valves. Because the pressure relief valve is integrated in the hydraulic cylinder, is also no manipulation more possible from the outside.
In dem Moment, in dem ein zu großer Druck, beispielsweise mehr als 250 bar bzw. 25 MPa, auf den Hydraulikzylinder wirkt, schaltet das Druckbegrenzungsventil. Es findet dann kein größerer Druckaufbau im Zylinder mehr statt, da das einströmende Öl durch das im Kolben/Zylinder angeordnete Druckbegrenzungsventil hindurch und durch die Kolbenstange des Hydraulikzylinders hindurch wieder zurück in den Öltank fließt. Es greift dadurch nicht mehr an dem Kolben an. Ein voreingestellter Öffnungs- oder Schließdruck, beispielsweise eines Greifers, kann dadurch nicht mehr überschritten werden. Schäden durch Überschreiten eines vorgegebenen Druckes können an den Hydraulikzylindern dadurch nicht mehr auftreten.The moment when the pressure is too high, for example more than 250 bar or 25 MPa, on the hydraulic cylinder, the pressure relief valve switches. There is then no greater pressure build-up in the cylinder, because that Incoming oil through the pressure relief valve arranged in the piston / cylinder through and through the piston rod of the hydraulic cylinder flows back into the oil tank. As a result, it no longer engages the piston on. A preset opening or closing pressure, for example of a gripper, can no longer be exceeded. Damage from exceeding a predetermined pressure can thereby on the hydraulic cylinders no longer occur.
Durch den bereits herstellerseitigen Einbau des Ventils in einem Anbaugerät, wie den Greifern, ist eine gerätespezifische Druckbegrenzung bereits im Gerät vorgesehen. Unbewußte oder bewußte Falscheinstellungen, wie bei bekannten extemen Ventilen, werden also vermieden. Der Fertigungsaufwand der Hydraulikzylinder mit erfindungsgemäßem Druckbegrenzungsventil ist gegenüber herkömmlichen Bauweisen nicht größer, da Bohrungen an der betreffenden Stelle bereits zum Zusammenstecken und Anschließen von Druckleitungen vorhanden sind.Due to the manufacturer's installation of the valve in an attachment, such as the grippers, a device-specific pressure limitation is already provided in the device. Unconscious or deliberate misadjustments, as with known extreme ones Valves are avoided. The manufacturing effort of the hydraulic cylinder with the pressure relief valve according to the invention is compared to conventional Construction methods not bigger, because holes in the relevant place already available for plugging and connecting pressure lines are.
Im Prinzip wird ein Druckbegrenzungsventil für Hydraulikgreifer mit Hydraulikzylinder mit Kolben und Kolbenstange geschaffen, bei dem das Druckbegrenzungsventil einmal voreinstellbar, integriert und gedämpft ist. Die einmalige Voreinstellbarkeit des Druckbegrenzungsventiles wird durch eine Feder, vorzugsweise eine Spiralfeder, bewirkt, die einerseits in einem Gehäuse gegen eine Wandung gelagert, andererseits gegen eine Kolbenplatte gedrückt ist. Von der entgegengesetzten Seite drückt gegen diese Kolbenplatte ein Kegelkolben. Der Kegelkolben weist eine Kegelfläche auf und lagert in einer vorderen Öffnung eines inneren Gehäuses. An dem Kegelkolben strömt im Normalfall das Hydrauliköl vorbei. Dabei trifft das Hydrauliköl schräg auf die Kegelfläche. Wird der Druck des Hydrauliköls auf die Kegelfläche größer als die voreingestellte Kraft der Feder, wird der Kegelkolben gegen die Kolbenplatte gedrückt und gibt einen Spalt in der vorderen Öffnung des inneren Gehäuses zum Durchtritt des Hydrauliköles frei. Das Hydrauliköl gelangt dadurch in eine Kammer im Inneren der Kolbenstange. Von dort gelangt es wieder zurück in den Öltank. Das Druckbegrenzungsventil ist im Inneren des Hydraulikzylinders im Bereich von Kolben und Kolbenstange vorgesehen. Es ist also im Hydraulikzylinder integriert. Durch das Vorsehen der Feder in Durchströmungsrichtung des Öles für den Überlastfall werden Schwingungen und Druckstöße des strömenden Hydrauliköls nicht mehr unmittelbar wirksam, sondern gedämpft. Anstelle eines Kegelkolbens kann auch eine Kugel vorgesehen werden.In principle, a pressure relief valve for hydraulic grippers with hydraulic cylinders created with piston and piston rod, in which the pressure relief valve can be preset, integrated and damped. The one time Presetting of the pressure relief valve is preferably by a spring a spiral spring, the one hand in a housing against one Wall mounted, on the other hand is pressed against a piston plate. Of the opposite side presses against this piston plate a conical piston. Of the Tapered piston has a tapered surface and is supported in a front opening an inner case. The hydraulic oil normally flows at the cone piston past. The hydraulic oil hits the conical surface at an angle. Will the Hydraulic oil pressure on the cone surface is greater than the preset force the spring, the conical piston is pressed against the piston plate and gives one Gap in the front opening of the inner housing for the passage of the hydraulic oil free. The hydraulic oil thereby gets into a chamber inside the Piston rod. From there it gets back into the oil tank. The pressure relief valve is inside the hydraulic cylinder in the area of pistons and Piston rod provided. So it is integrated in the hydraulic cylinder. By the Provide the spring in the direction of flow of the oil in the event of an overload vibrations and pressure surges of the flowing hydraulic oil are no longer immediately effective, but subdued. Instead of a tapered piston, too a ball can be provided.
Besonders bevorzugt wird ein einstellbares, direktgesteuertes Kegelsitzventil in Patronenbauweise verwendet. Dies wirkt gegenüber bekannten Druckbegrenzungsventilen in Patronenbauweise umgekehrt, weswegen es besonders bevorzugt bei Hydraulikzylindern verwendet wird. Das Druckbegrenzungsventil ist nämlich bevorzugt so aufgebaut, daß ein gehärteter und geschliffener Sitz des Kegelkolbens vorgesehen ist, der hohe Dichtheit gewährt. Der Kegelkolben bleibt so lange geschlossen, bis der im Hydraulikölanschluß wirkende Druck auf der diesem ausgesetzten Ventilkegelfläche eine Kraft größer als die eingestellte Federkraft erzeugt. Das Ventil öffnet und gibt den Durchfluß an dem Kegelkolben vorbei frei in Richtung durch die Feder hindurch in die Kolbenstange und in das Zylinderrohr des Hydraulikzylinders hinein.An adjustable, directly controlled conical seat valve in is particularly preferred Cartridge design used. This works in comparison to known pressure relief valves reversed in cartridge design, which is why it is particularly preferred is used in hydraulic cylinders. The pressure relief valve is namely preferably constructed so that a hardened and ground seat of Tapered piston is provided, which ensures high tightness. The cone piston remains closed until the pressure acting in the hydraulic oil connection on the this exposed valve cone area a force greater than the set one Spring force generated. The valve opens and gives the flow on the cone piston past freely in the direction through the spring into the piston rod and into the Cylinder tube of the hydraulic cylinder.
Bei den bekannten Druckbegrenzungsventilen fließt bei einem Druckanstieg das Hydrauliköl an dem Ventilkegel vorbei, nicht jedoch durch die Feder hindurch in die Kolbenstange/Zylinderrohranordnung hinein. Im wesentlichen behält das Hydrauliköl dabei seine eigentliche Fließrichtung (von rechts nach links), ohne eine Umlenkung und Dämpfung, durch die Feder bei.In the known pressure relief valves, this flows when the pressure rises Hydraulic oil past the valve cone, but not through the spring into the piston rod / cylinder tube assembly. The hydraulic oil essentially retains its actual flow direction (from right to left), without one Redirection and damping, by the spring.
Patronenbauweise bedeutet, daß das Ventilgehäuse als Einschraubpatrone mit einem Außengewinde versehen ist und als fertiges Bauteil an entsprechender Stelle im Hydraulikzylinder eingeschraubt werden kann. Cartridge design means that the valve housing with a screw-in cartridge is provided with an external thread and as a finished component on the corresponding Can be screwed into the hydraulic cylinder.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel eines Hydraulikgreifers mit Druckbegrenzungsventil anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
Figur 1- eine Schnittansicht eines Druckbegrenzungsventiles,
- Figur 2
- eine Schnittansicht eines Hydraulikzylinders mit eingebautem Druckbegrenzungsventil gemäß Figur 1,
Figur 3- eine Seitenansicht des Hydraulikzylinders gemäß Figur 2,
Figur 4- eine Seitenansicht eines Zweischalengreifers mit einem Hydraulikzylinder gemäß Figur 3, in geöffneter und in geschlossener Position und
Figur 5- eine Seitenansicht des Zweischalengreifers gemäß Figur 4 in 90°-Drehung.
- Figure 1
- 2 shows a sectional view of a pressure relief valve,
- Figure 2
- 2 shows a sectional view of a hydraulic cylinder with a built-in pressure relief valve according to FIG. 1,
- Figure 3
- 3 shows a side view of the hydraulic cylinder according to FIG. 2,
- Figure 4
- a side view of a clamshell bucket with a hydraulic cylinder according to Figure 3, in the open and in the closed position and
- Figure 5
- a side view of the clamshell grab according to Figure 4 in 90 ° rotation.
In Figur 1 ist eine Schnittansicht eines Druckbegrenzungsventils 1 dargestellt.
Das Druckbegrenzungsventil weist Patronenbauweise auf. Es ist ein Gehäuse 2
vorgesehen. In seinem verdickten Bereich 3 weist das Gehäuse eine senkrecht
verlaufende Durchgangsbohrung 4 auf. Im vorderen schmaleren Bereich 5 ist
ebenfalls eine senkrecht verlaufende Durchgangsbohrung 6 vorgesehen. In den
vorderen schmalen Bereich 5 ist eine Hülse 7 mit einer Durchgangsöffnung 8 in
einer Abschlußplatte 9 eingefügt.In Figure 1 , a sectional view of a
In der Hülse 7 ist eine Spiralfeder 10 angeordnet. Die Spiralfeder lagert mit ihrem
einen Ende auf der Innenseite 11 der Abschlußplatte 9 an. Mit ihrem anderen
Ende lagert die Spiralfeder an einer Kolbenplatte 12 an. Die Kolbenplatte ragt mit
einem inneren auskragenden Element 13 in die Spiralfeder 10 hinein.A
Auf der Rückseite des auskragenden Elementes 13 der Kolbenplatte 12 ist eine
Ausnehmung 14 vorgesehen. In dieser Ausnehmung lagert ein Kegelkolben 15
mit seinem nahezu kugelförmigen Kopfteil 16. Das kugelförmige Kopfteil geht
über in ein kegelförmiges Zwischenteil. An das kegelförmige Zwischenteil 17
schließt sich ein stangenförmiges Teil 18 an. Das stangenförmige Teil 18 geht
über in ein mit einer Nut 19 versehenes im Vergleich zum stangenförmigen
Teil 18 auskragendes Endteil 20. Das Endteil 20 ist verschiebbar in einem inneren
Gehäuse 21 gelagert. Das innere Gehäuse ist seinerseits in einer Ausnehmung
22 in dem Gehäuse 2 vorgesehen.On the back of the
Das innere Gehäuse 21 weist im Bereich des kegelförmigen Zwischenteils 17
und des stangenförmigen Teils 18 des Kegelkolbens 15 schräg auf die Kegelfläche
des kegelförmigen Zwischenteils 17 zulaufende Durchgangsbohrungen 23
auf. Der Kegelkolben 15 ist in eine vordere Öffnung 24 des inneren Gehäuses 21
als Sitz so eingefügt, daß das kugelförmige Kopfteil 16 das innere Gehäuse 21
zur Kolbenplatte 12 hin gegenüber dem Gehäuse 2 verschließt.The
Wird Hydrauliköl von einem Hydrosystem in die Durchgangsbohrung 4 hineingepumpt,
tritt dieses normalerweise durch die Durchgangsbohrungen 23 des
inneren Gehäuses 21 hindurch und auf der anderen Seite der Durchgangsbohrung
4 wieder hinaus. Dies ist durch Pfeile in Figur 1 angedeutet. Die Spiralfeder
10 drückt den Kegelkolben 15 gegen seinen Sitz und sperrt dadurch in Ruhestellung
die Verbindung des Hydrosystem-Hydrauliköls zum Öltank. Steigt der
Widerstand von außen über ein Hydrometer im Hydrosystem an, wirkt der entstehende
Druck zugleich allseitig, auch senkrecht auf die Wirkfläche, den Kegel
des Kegelkolbens 15, des Ventils. Wird der Druck des Hydrauliköls so weit erhöht,
daß er größer ist als der Gegendruck der Spiralfeder 10, wird über die Kegelfläche
des kegelförmigen Zwischenteils 17 des Kegelkolbens 15 letzterer
gegen die Spiralfeder 10 gedrückt. Dadurch wird das kugelförmige Kopfteil 16
von dem Sitz des Kegels im inneren Gehäuse 21 abgehoben und weg gedrückt.
Es öffnet dadurch die vordere Öffnung 24 des inneren Gehäuses 21, wodurch
das Hydrauliköl an dem kugelförmigen Kopfteil 16 des Kegelkolbens vorbei in
eine in dem Gehäuse 2 gebildete Kammer 25 eintreten kann. Aus der Kammer
25 gelangt das Hydrauliköl dann durch die Durchgangsbohrung 6 und/oder die
Durchgangsöffnung 8, in Richtung der Pfeile aus dem Gehäuse 2 wieder hinaus,
da es vom Verbraucher (Hydraulikzylinder) nicht abgenommen wurde. Vorzugsweise
wird es unter Umwandlung der Druckenergie in thermische Energie
wieder zurückgeleitet in den Öltank für das Hydraulköl. Dies ist in Figur 1 durch
"T" angedeutet. Der Druck des Hydrauliköles, welches durch die Durchgangsbohrung
4 in das Gehäuse eintritt, ist durch "P" angedeutet.If hydraulic oil is pumped into the through
Mit steigendem Durchflußstrom wird auch der Durchflußquerschnitt vergrößert. Dies bedeutet, daß sich der Hub des Kegelkolbens vergrößert und gegen die Feder drückt. Die Rückstellkraft der Feder nimmt dadurch entsprechend ihrer Charakteristik zu.As the flow rate increases, the flow cross section also increases. This means that the stroke of the conical piston increases and against the Spring presses. The restoring force of the spring increases accordingly Characteristic too.
Das in Figur 1 dargestellte Druckbegrenzungsventil wird als direkt gesteuertes
Kegelsitzventil in Patronenbauweise bezeichnet. Es ist vorzugsweise mit einem
gehärteten und geschliffenen Sitz und Kegel versehen. Dadurch wird eine hohe
Dichtheit des Ventils gewährleistet. Durch das Zusammenwirken von Kegelkolben
15 und Spiralfeder 10 wird ein Schwingen des Ventils, welches durch
einen Wechsel statischer und dynamischer Kräfte am Kegel auftreten könnte,
verhindert. Die Öffnungsweite des Ventils, also der Grad des Abhebens des kugelförmigen
Kopfteiles 16 von dem inneren Gehäuse 21 ist abhängig vom Druckanstieg
bei "P". Die maximal wirksame Hydraulikölkraft vor Ansprechen des
Druckbegrenzungsventils wird durch geeignete Wahl der Charakteristik der Spiralfeder
10 vorgenommen. Beispielsweise wird der Druck bei Zweischalengreifern
auf 250 bar + 10 bar (25 MPa + 1 MPa) begrenzt, wenn diese für einen
Maximaldruck von ca. 250 bar entsprechend 25 MPa ausgelegt sind.The pressure relief valve shown in Figure 1 is controlled directly
Designated poppet valve in cartridge design. It is preferably with one
hardened and ground seat and cone. This makes a high one
Ensures tightness of the valve. By the interaction of tapered
Das Eindrehen der Nut 19 in den Kolben 15 trägt dazu bei, daß diese als Entlastungsrille
wirkt und durch sie die auf den Kolben wirkende hydraulische Querkraft
wesentlich reduziert werden kann. Es wird ein Druckausgleich auf den Kolbenumfang
erzielt. Dadurch kann die eventuell mit unterschiedlichen Drücken
beaufschlagte Umfangsfläche des Kolbens klein gehalten werden. Durch das
Schwimmen des Kegelkolbens im Hydrauliköl ist ein sauberer Sitz, eine gute
Funktionsfähigkeit und ein verschleißarmes Arbeiten ermöglicht.The screwing in of the
Figur 2 zeigt eine Schnittansicht eines Hydraulikzylinders 26 mit eingebautem
Druckbegrenzungsventil 1. Der Hydraulikzylinder 26 weist ein Gehäuse 27 auf.
An dem Gehäuse 27 sind vier Anschlußelemente 28 zum Anschließen von Gelenken
eines Anbaugerätes, beispielsweise eines Polypengreifers oder eines
Zweischalengreifers vorgesehen. Die Anschlußelemente weisen zu diesem
Zweck Durchgangsbohrungen 29 und kleine vorgesetzte Hülsen 30 auf. FIG. 2 shows a sectional view of a
In seinen beiden stirnseitigen Abschlußplatten 31, 32 sind Bohrungen 33, 34 für
die Ölzu- und -abfuhr vorgesehen. An den Bohrungen sind jeweils außen auf der
Abschlußplatte 31, 32 Gewindestopfen 35 vorgesehen zum Anschluß von Ölleitungen.
Die dargestellten Bohrungen sind jeweils um 90° gedreht gezeichnet.In its two
An der Abschlußplatte 32 ist ein Zylinderrohr 36 angeschweißt. Am Ende des
Zylinderrohres 36 ist eine Führungsbuchse 37 vorgesehen. In dieser Führungsbuchse
lagert verschiebbar eine Kolbenstange 38. Die Kolbenstange ist mit der
Abschlußplatte 31 verschweißt. Gegenüber der Führungsbuchse 37 ist die Kolbenstange
38 durch Dichtungen 39 und einen Abstreifer 40 abgedichtet.A
Innerhalb der Kolbenstange 38 ist eine Durchgangsbohrung 41 vorgesehen. Die
Durchgangsbohrung führt zu einer Kammer 42. In diese Kammer 42 ist das
Druckbegrenzungsventil 1 gemäß Figur 1 eingefügt. Im Übergangsbereich von
Kolbenstange 38 zum Kolben 44 ist senkrecht zu der Durchgangsbohrung 41 der
Kolbenstange 38 eine weitere Durchgangsbohrung 43 vorgesehen. Die
Durchgangsbohrung 43 verbindet die Kammer 42 mit dem Raum zwischen Zylinderrohr
36 und Kolbenstange 38 zweifach.A through
Die Kolbenstange 38 ist im Bereich des Druckbegrenzungsventils 1 mit einem
Kolben 44 fest verbunden, beispielsweise verschweißt. Der Kolben 44 ist über
eine Kolbendichtung 45 sowie einen Kolbenführungsring 46 gegenüber dem
Zylinderrohr 36 verschiebbar abgedichtet.The
Bei Normalbetrieb tritt Öl durch die Bohrung 33 für die Ölzufuhr in eine Kammer
47 in der Abschlußplatte 32 ein. Der Öldruck wirkt auf den Kolben 44. Der
Kolben 44 wird dadurch innerhalb des Zylinderrohres 36 in Pfeilrichtung bewegt.
Die Kolbenstange 38 wird in Pfeilrichtung von dem Öl weggedrückt. Der Hydraulikzylinder
wird ausgefahren. Die Durchgangsbohrung 4 des Druckbegrenzungsventiles,
welche mit der Kammer 47 verbunden ist, wird von dem Öl ohne Betätigung
des Druckbegrenzungsventiles durchströmt. Zum Einfahren des Hydraulikzylinders
strömt Öl in die Bohrung 34 ein. Es gelangt in die Kammer 42, von
dort durch die Durchgangsöffnung 8 des Druckbegrenzungsventils in dieses
hinein. Es drückt gegen die Kolbenplatte 12 und dadurch den Kegel des Kegelkolbens
15 in seinen Sitz. Durch die Schlitze der Feder 10 strömt das Öl durch
die Durchgangsbohrungen 6 aus dem Ventil wieder heraus, durch die Bohrungen
43 hindurch in die Kammer zwischen Zylinderrohr 36 und Kolbenstange 38 hinein.
Der Öldruck des in diese Kammer einströmenden Öls richtet sich gegen den
Kolben 44, wodurch dieser entgegen Pfeilrichtung wieder zurückbewegt wird. Der
Hydraulikzylinder wird eingefahren.During normal operation, oil enters a chamber through the bore 33 for the
Durch Vorsehen von zwei Durchgangsbohrungen 6 und einer Durchgangsöffnung
8 weisen die Bohrungen 6 den gleichen Durchlaß auf wie die Öffnung 8.By providing two through bores 6 and one through
Bei bekannten Hydraulikzylindern ist eine Bohrung 6 ausreichend, da bei diesen
keine Kolbenstangen-Durchgangsbohrung 41 vorgesehen ist.In known hydraulic cylinders, a bore 6 is sufficient, because in these
no piston rod through
Erst in dem Augenblick, in dem ein - durch die Federkraft der Spiralfeder 10 des
Druckbegrenzungsventils vorbestimmter - Öldruck überschritten wird, wird das
Druckbegrenzungsventil betätigt. Das Öl tritt dann, wie in Figur 1 beschrieben,
aus dem Druckbegrenzungsventil aus. Es gelangt dadurch in die Kammer 42
innerhalb der Kolbenstange 38. Von dort aus gelangt es durch die Durchgangsbohrung
41 zur Bohrung 34 für die Ölabfuhr. Das Öl strömt also direkt von der
Bohrung für die Ölzufuhr zu der Bohrung für die Ölabfuhr. Dabei wird der Kolben
44 nicht betätigt. Der Hydraulikzylinder verbleibt in der zuvor innegehabten
Stellung. Erst bei nachlassendem Öldruck kann wieder eine Betätigung des Kolbens
erfolgen. Diese Wirkweise ist konträr zu der bei herkömmlichen bekannten
Druckbegrenzungsventilen, welche manuell eingestellt und von außen zugänglich
an einem Hydraulikzylinder vorgesehen sind und bei denen das Öl quer zum
Ventilkegel an diesem vorbeiströmt, nicht jedoch durch die Feder hindurch. Only at the moment when - by the spring force of the
In Figur 3 ist eine Seitenansicht des Hydraulikzylinders gemäß Figur 2 dargestellt.
Die Anschlußelemente 28 mit ihren Durchgangsbohrungen 29 und den
vorgesetzten Hülsen 30 sind zu erkennen. Mit strichpunktierter Linie ist der ungefähre
Verlauf der Kolbenstange 38 angedeutet. FIG. 3 shows a side view of the hydraulic cylinder according to FIG. 2. The connecting
Figur 4 zeigt als ein Beispiel für ein Anbaugerät mit Druckbegrenzungsventil in
einer Seitenansicht einen Zweischalengreifer 48 in geschlossener Position A und
nur bruchstückhaft in geöffneter Position B. Über Gelenke 49 sind die Anschlußelemente
28 mit den beiden Schalen 50, 51 des Zweischalengreifers 48 gelenkig
verbunden. Figure 4 shows an example of an attachment with pressure relief valve in a side view of a
Wird der Hydraulikzylinder ausgefahren, schließen sich die beiden Schalen
50, 51 des Zweischalengreifers 48. Wird umgekehrt der Hydraulikzylinder
zusammengefahren, öffnen sich die beiden Schalen 50, 51, wie stilisiert angedeutet
in Position B.When the hydraulic cylinder is extended, the two shells close
50, 51 of the
In Figur 5 ist eine Seitenansicht des Zweischalengreifers 48 gemäß Figur 4 in
der um 90° gedrehten Position dargestellt, in der Draufsicht auf Schale 50. FIG. 5 shows a side view of the
Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Druckbegrenzungsventil weist einen Kegelkolben
mit Kegelfläche auf. Dadurch wird ein optimales Ansprechen des
Druckbegrenzungsventils ermöglicht. Es findet eine gute Dämpfung statt. In einer
anderen alternativen Ausführungsform kann anstelle des Kegels auch eine Kugel
vorgesehen werden. Die vordere Form eines solchen Kugelkolbens gleicht der
des Kegelkolbens. Anstelle des kegelförmigen Zwischenteils ist bei dem Kugelkolben
die kugelige Fläche in der vorderen Öffnung 24 des inneren Gehäuses 21
als Sitz eingefügt. Das Hydrauliköl trifft auf diese kugelige Fläche. Durch die
Wölbung findet nicht eine gleichförmige Weiterleitung der ausgeübten Kraft statt,
sondern durch überall unterschiedliche Auftreffwinkel eine ungleichförmige
Weiterleitung. Dabei besteht die Gefahr, daß ungedämpfte Vibrationen oder ein
Flattern des Ventiles bei Drucklastschwankungen auftreten können. Dies sind
unerwünschte Effekte, da dadurch eine gewisse Unruhe in den Hydraulikzylinder
eingebracht wird. Bevorzugt wird daher ein Kegelkolben für das Druckbegrenzungsventil
verwendet. The pressure relief valve shown in Figures 1 and 2 has a cone piston
with conical surface on. This ensures an optimal response of the
Pressure relief valve enables. There is good damping. In a
another alternative embodiment can also use a ball instead of the cone
be provided. The front shape of such a ball piston is similar to that
of the cone piston. Instead of the conical intermediate part is the ball piston
the spherical surface in the
- 11
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 22nd
- Gehäusecasing
- 33rd
- verdickter Bereichthickened area
- 44th
- DurchgangsbohrungThrough hole
- 55
- schmaler Bereichnarrow area
- 66
- DurchgangsbohrungThrough hole
- 77
- HülseSleeve
- 88th
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 99
- AbschlußplatteEnd plate
- 1010th
- SpiralfederCoil spring
- 1111
- Innenseiteinside
- 1212th
- KolbenplattePiston plate
- 1313
- auskragendes Elementcantilevered element
- 1414
- AusnehmungRecess
- 1515
- KegelkolbenTapered piston
- 1616
- kugelförmiges Kopfteilspherical headboard
- 1717th
- kegelförmiges Zwischenteilconical intermediate part
- 1818th
- stangenförmiges Teilrod-shaped part
- 1919th
- NutGroove
- 2020th
- EndteilEnd part
- 2121
- inneres Gehäuseinner housing
- 2222
- AusnehmungRecess
- 2323
- DurchgangsbohrungThrough hole
- 2424th
- vordere Öffnungfront opening
- 2525th
- Kammerchamber
- 2626
- HydraulikzylinderHydraulic cylinder
- 2727
- Gehäusecasing
- 2828
- AnschlußelementConnector
- 2929
- Durchgangsbohrung Through hole
- 3030th
- vorgesetzte Hülsesuperior sleeve
- 3131
- stirnseitige Abschlußplattefront end plate
- 3232
- stimseitige Abschlußplattefront end plate
- 3333
- Bohrung für ÖlzufuhrHole for oil supply
- 3434
- Bohrung für ÖlabfuhrHole for oil drainage
- 3535
- GewindestopfenThreaded plug
- 3636
- ZylinderrohrCylinder barrel
- 3737
- FührungsbuchseGuide bushing
- 3838
- KolbenstangePiston rod
- 3939
- DichtungenSeals
- 4040
- AbstreiferWipers
- 4141
- DurchgangsbohrungThrough hole
- 4242
- Kammerchamber
- 4343
- DurchgangsbohrungThrough hole
- 4444
- Kolbenpiston
- 4545
- KolbendichtungPiston seal
- 4646
- KolbenführungsringPiston guide ring
- 4747
- Kammerchamber
- 4848
- ZweischalengreiferClamshell buckets
- 4949
- GelenkeJoints
- 5050
- SchaleBowl
- 5151
- SchaleBowl
- AA
- geschlossene Positionclosed position
- BB
- geöffnete Positionopen position
Claims (13)
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckbegrenzungsventil (1) in dem Hydraulikzylinder (26) von außen unzugänglich eingebaut und integriert ist.Hydraulic gripper with hydraulic cylinder (26) with piston (44) and piston rod (38) and a pressure relief valve (1),
characterized by
that the pressure relief valve (1) in the hydraulic cylinder (26) is installed and integrated inaccessible from the outside.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckbegrenzungsventil (1) einmal voreinstellbar und gedämpft ist.Hydraulic gripper according to claim 1,
characterized by
that the pressure relief valve (1) can be preset and damped once.
dadurch gekennzeichnet,
daß im Druckbegrenzungsventil (1) eine Feder (10) zum Schaffen einer Voreinstellbarkeit vorgesehen ist.Hydraulic gripper according to claim 1 or 2,
characterized by
that a spring (10) is provided in the pressure relief valve (1) to create a presetting.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckbegrenzungsventil (1) einen Kegelkolben (15) mit Kegelsitz, der mit der Feder (10) zusammenwirkt, aufweist.Hydraulic gripper according to one of claims 1 to 3,
characterized by
that the pressure relief valve (1) has a tapered piston (15) with a tapered seat which interacts with the spring (10).
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckbegrenzungsventil (1) eine Kugel mit Sitz, die mit der Feder (10) zusammenwirkt, aufweist. Hydraulic gripper according to one of claims 1 to 3,
characterized by
that the pressure relief valve (1) has a ball with a seat which interacts with the spring (10).
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Übersteigen eines vorbestimmten Öldruckes (P) des Hydrauliköls das Druckbegrenzungsventil (1) direkt anspricht und den Kolben (44) kraftfrei schaltet.Hydraulic gripper according to one of claims 1 to 5,
characterized by
that when a predetermined oil pressure (P) of the hydraulic oil is exceeded, the pressure relief valve (1) responds directly and switches the piston (44) without force.
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Übersteigen eines vorbestimmten Öldruckes (P) des Hydrauliköls der Kegelkolben (15) oder die Kugel gegen die Feder (10) so gedrückt wird, daß das Öl an ihm vorbei durch eine vordere Öffnung (24) eines inneren, den Kegelkolben (15) oder die Kugel umgebenden Gehäuses (21) in eine Kammer (25) des Druckbegrenzungsventils (1) und aus dieser heraus zu einer Bohrung (34) für die Ölabfuhr gelangt.Hydraulic gripper according to claim 6,
characterized by
that when a predetermined oil pressure (P) of the hydraulic oil is exceeded, the tapered piston (15) or the ball is pressed against the spring (10) so that the oil past it through a front opening (24) of an inner, the tapered piston (15) or the housing (21) surrounding the ball enters a chamber (25) of the pressure relief valve (1) and out of this to a bore (34) for the oil discharge.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Durchgangsbohrung (23) eine solche Schräglage zu der Kegelfläche an einem kegelförmigen Zwischenteil (17) des Kegelkolbens (15) oder zu der Kugelfläche der Kugel aufweist, daß der Kegelkolben oder die Kugel nur bei einem durch die Vorspannung der Feder (10) vorbestimmten Druck des Öles anspricht.Hydraulic gripper according to one of claims 1 to 7,
characterized by
that a through hole (23) has such an inclined position to the conical surface on a conical intermediate part (17) of the conical piston (15) or to the spherical surface of the ball, that the conical piston or the ball only at one predetermined by the bias of the spring (10) Pressure of the oil responds.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckbegrenzungsventil (1) in Patronenbauweise innerhalb des Hydraulikzylinders (26) vorgesehen ist. Hydraulic gripper according to one of claims 1 to 8,
characterized by
that the pressure relief valve (1) is provided in cartridge design within the hydraulic cylinder (26).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (44), die Kolbenstange (38) und der Hydraulikzylinder (26) Ausnehmungen aufweisen, in die das Druckbegrenzungsventil (1) eingefügt, insbesondere eingeschraubt, ist.Hydraulic gripper according to one of claims 1 to 9,
characterized by
that the piston (44), the piston rod (38) and the hydraulic cylinder (26) have recesses into which the pressure relief valve (1) is inserted, in particular screwed.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckbegrenzungsventil (1) ein direkt gesteuertes Kegelsitzventil in Patronenbauweise ist.Hydraulic gripper according to one of claims 1 to 10,
characterized by
that the pressure relief valve (1) is a directly controlled cone seat valve in cartridge design.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckbegrenzungsventil (1) einen im Kolben (44) fest angeordneten Ventilsitz aufweist, den ein Kopfteil (16) verschließen kann, welches von einer Feder (10) beaufschlagt wird, die sich am Kolben (44) abstützt, und durch die durch das Druckbegrenzungsventil (1) hindurch fließendes Öl von einem ersten Raum, gebildet von dem Kolben (44) mit dem Zylinder (26), sowie von außen beaufschlagt in einen zweiten Raum innerhalb der Kolbenstange (38) hineinfließt und Öl aus einem dritten ringzylindrischen Raum, gebildet von der Kolbenstange (38) mit dem Hydraulikzylinder (26) sowie Öl abgebend an eine Ölabfuhr, verdrängen kann, wobei ein einziger Kolben (44) mit dem Hydraulikzylinder (26) den ersten und zweiten Raum bildet, der zweite Raum über Bohrungen (43) in der Kolbenstange (38) mit dem dritten Raum verbunden ist und der zweite Raum durch eine sich in der Längsachse der Kolbenstange (38) entstehende bis aus dem Ringraum herausgeführten Bohrung (41) mit der Ölabfuhr verbunden ist.Hydraulic gripper according to one of claims 1 to 11,
characterized by
that the pressure relief valve (1) has a fixed valve seat in the piston (44) which a head part (16) can close, which is acted upon by a spring (10) which is supported on the piston (44), and by which Pressure limiting valve (1) oil flowing through from a first space, formed by the piston (44) with the cylinder (26), and flows from outside into a second space inside the piston rod (38) and forms oil from a third annular cylindrical space from the piston rod (38) with the hydraulic cylinder (26) as well as delivering oil to an oil drain, a single piston (44) with the hydraulic cylinder (26) forming the first and second space, the second space via bores (43) in the piston rod (38) is connected to the third space and the second space is connected to the oil drainage through a bore (41) emerging in the longitudinal axis of the piston rod (38) and leading out of the annular space is.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19715010 | 1997-04-11 | ||
DE1997115010 DE19715010B4 (en) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | Hydraulic gripper with pressure relief valve |
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EP0870723A2 true EP0870723A2 (en) | 1998-10-14 |
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Family
ID=7826129
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EP98106326A Withdrawn EP0870723A3 (en) | 1997-04-11 | 1998-04-07 | Hydraulic gripper with pressure limiting valve |
Country Status (2)
Country | Link |
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EP (1) | EP0870723A3 (en) |
DE (1) | DE19715010B4 (en) |
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US11668251B2 (en) | 2021-01-28 | 2023-06-06 | Honeywell International Inc. | Actuator with thermal protection |
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-
1997
- 1997-04-11 DE DE1997115010 patent/DE19715010B4/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-04-07 EP EP98106326A patent/EP0870723A3/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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---|---|
DE19715010A1 (en) | 1998-10-15 |
DE19715010B4 (en) | 2004-12-09 |
EP0870723A3 (en) | 2000-05-03 |
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