EP1222416B1

EP1222416B1 - Steuerventileinheit für einen hydraulischen aufzug

Info

Publication number: EP1222416B1
Application number: EP01962699A
Authority: EP
Inventors: Sead Veletovac; Luigi Del Re; Andreas Schrempf
Original assignee: Wittur AG
Current assignee: Wittur AG
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: CA2383190A1; EP1222416A2; US6742629B2; MXPA01013142A; DE50111267D1; US20020153204A1; WO2002002974A2; KR20020030792A; WO2002002974A3; HRP20020191A2; PL357194A1; JP2004502114A; BR0106900A; AU8383101A; AU770145B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinheit (28) für einen hydraulischen Aufzug. Sie enthält zwei Steuerventile (5, 15), mit denen der Fluss von Hydrauliköl von einem Tank zu einem eine Aufzugskabine antreibenden Hubzylinder bzw. vom Hubzylinder zum Tank steuerbar ist. Bei Aufwärtsfahrt der Aufzugskabine wird Hydrauliköl mittels einer von einem Elektromotor angetriebenen Pumpe vom Tank über die Steuerventileinheit (28) zum Hubzylinder gefördert, während bei Abwärtsfahrt der Aufzugskabine das Hydrauliköl über die Steuerventileinheit (28) zum Tank strömt, ohne dass die Pumpe in Betrieb ist. Erfindungsgemäss ist zur Steuerung der Aufwärtsfahrt und der Abwärtsfahrt der Aufzugskabine in der Steuerventileinheit (28) je ein einziges vorsteuerbares Steuerventil (5, 15) vorhanden, deren jedes sowohl als Rückschlagventil als auch als Proportionalventil wirkt. In jedem der Steuerventile (5, 15) ist ein einziger Drosselkörper (35; 55) vorhanden, der gegenüber einem Sitz (36; 56) verschiebbar ist. Dabei wirken auf den Drosselkörper (35; 55) einerseits eine Rückstellfeder (37; 57) und andererseits ein Vorsteuerventil (5V; 15V) ein, deren jedes durch einen elektrisch ansteuerbaren Proportionalmagneten (5M; 15M) betätigbar ist. Die Steuerventileinheit (28) ist somit sehr einfach aufgebaut und entsprechend kostengünstig herstellbar. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass Einstellelemente nicht nötig sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerventileinheit für einen hydraulischen Aufzug gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Steuerventileinheiten werden zur Beeinflussung des Stroms von Hydrauliköl zwischen einer Pumpe bzw. einem Tank und einem Antriebszylinder für den direkten oder indirekten Antrieb einer Aufzugskabine verwendet.
Eine Steuerventileinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist aus der US-A-5,040,639 bekannt. Sie umfasst drei vorgesteuerte Steuerventile sowie ein Rückschlagventil, bei welchem mit einem Stellungsgeber der Öffnungszustand überwacht wird. Außerdem sind neben festen Drosseln auch noch einige Einstellelemente vorhanden.
Aus EP-A2-0 964 163 ist eine ähnliche Steuerventileinheit bekannt, die noch erheblich komplexer aufgebaut ist und neben vier Hauptsteuerventilen und drei Vorsteuerventilen eine ganze Reihe von mechanischen Einstellelementen enthält.
Aus der US-A-4,637,495 ist eine Steuerventileinheit für einen hydraulischen Aufzug zur Steuerung der Aufwärtsfahrt bekannt. Die Ventileinheit weist ein Steuerventil im Hauptstrom der Hydraulikflüssigkeit zwischen Pumpe und Aufzugzylinder und ein Bypassventil zwischen Zufuhrleitung und Rückflussleitung auf. Das Steuerventil ist als federbeaufschlagtes Rückschlagventil ausgeführt. Das Bypassventil wird über einen Kolben bewegt und regelt hydraulisch die Öffnung des Steuerventils. Die Durchflussmenge des Bypassventils kann mit einer Einstellvorrichtung auf die Betriebsbedingungen eingestellt werden. Eine Steuerung auch der Abwärtsfahrt machen weitere Baugruppen erforderlich.
US-A-4,153,074 beschreibt eine Steuerventileinheit zur Steuerung eines Aufzugs, bei dem zur Steuerung der Aufwärtsfahrt und der Abwärtsfahrt je ein vorsteuerbares Steuerventil vorhanden ist, deren jedes sowohl als Rückschlagventil als auch als Proportionalventil wirkt. Die Kraftübertragung von jeweils einem Steuerkolben auf das Ventilelement erfolgt über teleskopartige Stellelemente. Diese Anordnung ist aufwendig zu fertigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerventileinheit zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und ohne Einstellelemente auskommt. Daraus folgen niedrigere Fertigungskosten und bei der Inbetriebnahme sind zeitraubende Einstellungen nicht nötig.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: ein Schema des hydraulischen Aufzugs samt der Einrichtung zu dessen Steuerung,
Fig. 2: eine Steuerventileinheit in einer schematischen Darstellung,
Fig. 3: die gleiche Steuerventileinheit bei Ansteuerung für die Aufwärtsfahrt des hydraulischen Aufzugs,
Fig. 4: wie Fig. 3, jedoch bei Ansteuerung für Abwärtsfahrt,
Fig. 5: einen Drosselkörper mit Gegenkolben und Stellstange,
Fig. 6: eine Ausführungsvariante für den Gegenkolben,
Fig. 7: ein Detail des Gegenkolbens,
Fig. 8a bis 8d: Varianten des Drosselkörpers,
Fig. 9a und 9b: Varianten einer Hubbegrenzung,
Fig. 10: ein Detail eines Kolbens,
Fig. 11: eine Mantelfläche des Drosselkörpers,
Fig. 12a und 12b: Teilschnitte durch einen Drosselkörper und
Fig. 13: eine spezielle Gestaltung einer Öffnung am Drosselkörper.

In der Figur 1 bedeutet 1 eine Aufzugskabine eines hydraulischen Aufzugs, die von einem Hubkolben 2 bewegbar ist. Der Hubkolben 2 bildet zusammen mit einem Hubzylinder 3 einen bekannten hydraulischen Antrieb. An diesen hydraulischen Antrieb ist eine Zylinderleitung 4 angeschlossen, durch die Hydrauliköl förderbar ist. Die Zylinderleitung 4 ist andererseits an ein erstes Steuerventil 5 angeschlossen, das wenigstens die Funktionen eines Proportionalventils und eines Rückschlagventils in sich vereinigt, so dass es sich entweder wie ein Proportionalventil oder wie ein Rückschlagventil verhält, was davon abhängt, wie das Steuerventil 5 angesteuert wird, was noch besprochen wird. Die Proportionalventilfunktion kann dabei in bekannter Weise mit einem Hauptventil und einem Vorsteuerventil erzielt werden, wobei das Vorsteuerventil von einem elektrischen Antrieb, beispielsweise einem Proportionalmagneten, betätigt wird. Das geschlossene Rückschlagventil hält die Aufzugskabine 1 in der jeweiligen Position.
Das Steuerventil 5 ist über eine Pumpenleitung 8, in der ein Druckpulsationsdämpfer 9 angeordnet sein kann, mit einer Pumpe 10 verbunden, mittels der Hydrauliköl aus einem Tank 11 zum hydraulischen Antrieb förderbar ist. Die Pumpe 10 wird von einem Elektromotor 12 angetrieben, dem ein Stromversorgungsteil 13 zugeordnet ist. In der Pumpenleitung 8 herrscht ein Druck P_P.
Zwischen dem Steuerventil 5 und dem Tank 11 besteht eine weitere Hydrauliköl führende Leitung, nämlich eine Rücklaufleitung 14, in der ein zweites Steuerventil 15 angeordnet ist. Dieses Steuerventil 15 erlaubt den fast widerstandslosen Rücklauf des Hydrauliköls von der Pumpe 10 in den Tank 11, wenn der Druck P_P einen gewissen Schwellenwert überschritten hat. Dadurch kann der Druck P_P den besagten Schwellenwert nicht wesentlich übersteigen. Es ist nun so, dass dieser Schwellenwert durch ein elektrisches Signal veränderbar ist, so dass das Steuerventil 15 eine Druckregelfunktion in ähnlicher Weise wie ein bekanntes Proportionalventil übernehmen kann. Auch zur Erzielung dieser Funktion kann man, wie bei einem Proportionalventil, in bekannter Weise auf ein Hauptventil und ein Vorsteuerventil zurückgreifen, welches von einem Proportionahnagneten betätigt wird, der elektrisch ansteuerbar ist.
In der Zylinderleitung 4 befindet sich, vorzugsweise unmittelbar am entsprechenden Anschluss des Steuerventils 5 oder am Steuerventil 5 selbst, ein Lastdrucksensor 18, der über eine erste Messleitung 19 mit einem Steuergerät 20 verbunden ist. Das dem Betrieb des hydraulischen Aufzugs dienende Steuergerät 20 ist damit in der Lage zu erkennen, welcher Druck P_Z in der Zylinderleitung 4 herrscht. Dieser Druck P_Z gibt bei stillstehender Aufzugskabine 1 die Belastung der Aufzugskabine 1 wieder. Mit Hilfe dieses Drucks P_Z können Steuer- und Regelvorgänge beeinflusst und Betriebszustände ermittelt werden. Das Steuergerät 20 kann auch aus mehreren Steuer- und Reglereinheiten bestehen.
Vorteilhaft ist an der Zylinderleitung 4, wiederum vorzugsweise unmittelbar am entsprechenden Anschluss des Steuerventils 5 oder am Steuerventil 5 selbst, ein Temperatursensor 21 angeordnet, der über eine zweite Messleitung 22 mit dem Steuergerät 20 verbunden ist. Weil Hydrauliköl eine mit seiner Temperatur deutlich variierende Viskosität aufweist, kann die Steuerung und Regelung des hydraulischen Aufzugs deutlich verbessert werden, wenn die Temperatur des Hydrauliköls als Parameter in Steuer- und Regelvorgänge einbezogen wird.
Vorteilhaft ist ein weiterer Drucksensor, nämlich ein Pumpendrucksensor 23, vorhanden, der den Druck P_P in der Pumpenleitung 8 erfasst und vorteilhaft unmittelbar am entsprechenden Anschluss der Pumpenleitung 8 am Steuerventil 5 angeordnet ist. Der Pumpendrucksensor 23 übermittelt seinen Messwert über eine weitere Messleitung 24 ebenfalls an das Steuergerät 20.
Vom Steuergerät 20 führt eine erste Steuerleitung 25 zum Steuerventil 5. Dadurch ist dieses Steuerventil 5 vom Steuergerät 20 aus elektrisch steuerbar. Daneben führt eine zweite Steuerleitung 26 zum Steuerventil 15, so dass auch diese vom Steuergerät 20 her steuerbar ist. Ausserdem führt eine dritte Steuerleitung 27 vom Steuergerät 20 zum Stromversorgungsteil 13, wodurch der Motor 12 ein- und ausgeschaltet werden kann, gegebenenfalls aber auch die Drehzahl des Motors 12 und damit die Fördermenge der Pumpe 10 vom Steuergerät 20 her beeinflussbar ist.
Durch die Ansteuerung der Steuerventile 5 und 15 vom Steuergerät 20 her wird bestimmt, wie sich die Steuerventile 5 und 15 funktionell verhalten. Werden die Steuerventile 5 und 15 vom Steuergerät 20 nicht angesteuert, verhalten sich beide Steuerventile 5 und 15 grundsätzlich wie ein unterschiedlich vorspannbares Rückschlagventil. Werden die Steuerventile 5 und 15 vom Steuergerät 20 durch ein Steuersignal angesteuert, wirken sie als Proportionalventile.
Erfindungsgemäss sind die beiden Steuerventile 5 und 15 in einer Steuerventileinheit 28 vereinigt, was in der Figur durch eine die beiden Steuerventile 5 und 15 umfassende gestrichelte Linie angedeutet ist. Das hat den Vorteil, dass der Montageaufwand auf der Baustelle des hydraulischen Aufzugs vermindert wird. Gemäss dem allgemeinen Erfindungsgedanken sind die beiden Steuerventile 5 und 15 ähnlich und unter Verwendung gleicher Teile aufgebaut, was verschiedene Vorteil hat, auf die noch eingegangen wird.
Bevor auf das Wesen der Erfindung im einzelnen eingegangen wird, sei zunächst die prinzipielle Funktionsweise erläutert: Bei Stillstand der Aufzugskabine 1 ist wesentlich, dass das Steuerventil 5 jetzt geschlossen ist, was wie schon erwähnt dadurch erreicht wird, dass es vom Steuergerät 20 kein Steuersignal über die Signalleitung 25 erhält, also als Rückschlagventil wirkt. Auch das Steuerventil 15 kann geschlossen sein, jedoch ist dies nicht notwendigerweise immer der Fall. So ist es möglich, dass auch bei Stillstand der Aufzugskabine 1 die Pumpe 10 läuft, also Hydrauliköl fördert, dass aber das geförderte Hydrauliköl über das Steuerventil 15 zurück in den Tank 11 fliesst. In der Regel erhalten aber bei Stillstand beide Steuerventile 5 und 15 keine Steuersignale vom Steuergerät 20, so dass in beiden Fällen nur die Rückschlagventilfunktion möglich ist.
Das elektrisch nicht angesteuerte Steuerventil 5 schliesst automatisch durch die Wirkung des Druckes P_Z, den die Aufzugskabine 1 erzeugt, wenn dieser Druck P_Z grösser ist als der Druck P_P. Erwähnt wurde schon, dass in diesem Zustand der Lastdrucksensor 18 die durch die Aufzugskabine 1 verursachte Last anzeigt. Dabei wird die effektive Last der Aufzugskabine 1 ermittelt und dem Steuergerät 20 übermittelt. Das Steuergerät 20 kann damit erkennen, ob die Aufzugskabine 1 leer oder beladen ist und auch die Grösse der Beladung ist somit bekannt.
Wenn sich die Aufzugskabine 1 in Aufwärtsrichtung bewegen soll, wird zunächst vom Steuergerät 20 über die Steuerleitung 27 das Stromversorgungsteil 13 aktiviert und damit der Elektromotor 12 in Drehung versetzt, wodurch die Pumpe 10 zu laufen beginnt und Hydrauliköl fördert. Dadurch steigt der Druck P_P in der Pumpenleitung 8. Sobald dieser Druck P_P einen mit der Vorspannung des Rückschlagventils des Steuerventils 15 korrelierten Wert übersteigt, öffnet das Rückschlagventil des Steuerventils 15, so dass der Druck P_P diesen Wert zunächst nicht übersteigen kann. Ist dieser Druckwert, was üblicherweise der Fall sein wird, kleiner als der Druck P_Z in der Zylinderleitung 4, so bleibt das Steuerventil 5 geschlossen, und es fliesst kein Hydrauliköl in die Zylinderleitung 4 hinein. Somit bewirkt das Einschalten der Pumpe 10 noch keine Bewegung der Aufzugskabine 1, weil die gesamte von der Pumpe 10 geförderte Menge des Hydrauliköls in diesem Fall über das Steuerventil 15 in den Tank 11 zurückgefördert wird. Um eine Bewegung der Aufzugskabine 1 zu erreichen, kann nun das Steuergerät 20 die Proportionalventilfunktion des Steuerventils 15 über die Signalleitung 26 steuern, so dass ein grösserer hydraulischer Widerstand auf dem Steuerventil 15 eingestellt wird. Dies erlaubt nun, den Druck P_P so weit zu erhöhen, bis die notwendige Menge des Hydrauliköls durch das Steuerventil 5 in die Zylinderleitung 4 hineinfliessen kann. Dabei fliesst ein Teil des von der Pumpe 10 geförderten Stroms von Hydrauliköl über das Steuerventil 15 in den Tank 11 zurück. Jener Teil des von der Pumpe 10 geförderten Stroms von Hydrauliköl, der nicht über das Steuerventil 15 in den Tank 11 zurückgeleitet wird, fliesst durch das als Rückschlagventil wirkende Steuerventil 5 aufgrund der herrschenden Druckdifferenz über das Steuerventil 5 in die Zylinderleitung 4, hebt also die Aufzugskabine 1 an. Auf diese Weise ist eine stufenlose Steuerung des zum Hubzylinder 3 strömenden Hydrauliköls möglich, ohne dass die Drehzahl der Pumpe 10 geregelt werden muss. Die Pumpe 10 muss nur so ausgelegt werden, dass sie eine für die maximale Geschwindigkeit der Aufzugskabine 1 ausreichende Fördermenge von Hydrauliköl beim maximalen erwarteten Gegendruck bei der Nenndrehzahl liefern kann, wobei die üblichen Reservefaktoren und sonstigen Margen zu berücksichtigen sind.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Steuerventileinheit 28 ist in den Figuren 2 bis 4 dargestellt. Dabei zeigt die Figur 2 einen Grundzustand ohne jegliche Ansteuerung der in der Steuerventileinheit 28 enthaltenen Steuerventile 5 und 15. Die Figur 3 zeigt einen Zustand während der Aufwärtsfahrt der Aufzugskabine 1 (Fig. 1), während die Figur 4 den Zustand während der Abwärtsfahrt zeigt.
In den Figuren 2 bis 4 ist die Steuerventileinheit 28 gezeigt, die eine Vereinigung der Steuerventile 5 und 15 darstellt. In den Figuren stellt der obere Teil das Steuerventil 5, der untere Teil das Steuerventil 15 dar. Mit [4] ist der Anschluss der Steuerventileinheit 28 an die Zylinderleitung 4 (Fig. 1) dargestellt, mit [8] der Anschluss an die Pumpenleitung 8 und mit [14] der Anschluss an die Rücklaufleitung 14. In den Anschlussräumen sind die dort herrschenden Drücke P_Z und P_P eingezeichnet, die in der Beschreibung zuvor erwähnt worden sind und die mit den hier nicht eingezeichneten Drucksensoren erfassbar sind. Jedes der Steuerventile 5 und 15 besteht aus einem Hauptventil und einem Vorsteuerventil, das seinerseits jeweils von einem Proportionalmagneten betätigt wird.
Die Steuerventileinheit 28 besteht aus zwei Gehäuseteilen, nämlich einem ersten Gehäuseteil 30, das die Hauptventile der Steuerventile 5 und 15 beinhaltet, und einem zweiten Gehäuseteil 31, in dem die zugehörigen Vorsteuerventile untergebracht sind, die mit 5_V und 15_V bezeichnet sind. Dabei kann das Gehäuseteil 31 selbst zweiteilig sein, indem jedes der Vorsteuerventile 5_V und 15_V ein eigenes Gehäuseteil besitzt. Jedem der Vorsteuerventile 5_V und 15_V ist ein Proportionalmagnet zugeordnet, nämlich dem Vorsteuerventil 5_V der Proportionalmagnet 5_M und dem Vorsteuerventil 15_V der Proportionalmagnet 15_M. Diese Proportionalmagnete 5_M und 15_M sind vom Steuergerät 20 (Fig. 1) über die Steuerleitungen 25 bzw. 26 ansteuerbar.
Das erste Gehäuseteil 30 enthält mehrere Kammern. Eine erste Kammer wird als Zylinderkammer 32 bezeichnet. An diese schliesst sich die Zylinderleitung 4 (Fig. 1) an, weshalb der entsprechende Anschluss mit [4] bezeichnet ist. Eine zweite Kammer wird als Pumpenkammer 33 bezeichnet, an die die Pumpenleitung 8 anschliesst, was mit dem Bezugszeichen [8] dargestellt ist. Eine weitere Kammer wird als Rücklaufkammer 34 bezeichnet, an die die Rücklaufleitung 14 anschliesst, was entsprechend mit dem Bezugszeichen [14] bezeichnet ist.
In einer Öffnung zwischen der Zylinderkammer 32 und der Pumpenkammer 33 ist ein erster Drosselkörper 35 angeordnet, der zusammen mit einem im Gehäuseteil 30 eingeformten ersten Ventilsitz 36 das Hauptventil des Steuerventils 5 bildet. Erfindungsgemäss ist dieses Hauptventil des Steuerventils 5 das wesentliche Element, das den Fluss von Hydrauliköl von und zum Hubzylinder 3 (Fig. 1) direkt beeinflusst. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass je nach Ansteuerung des Vorsteuerventils 5_v ein geringer Teilstrom auch über dieses Vorsteuerventil 5_V fliessen kann. Das Hauptventil des Steuerventils 5 beinhaltet die Funktion eines Rückschlagventils und gleichzeitig die Funktion eines Proportionalventils, was nachfolgend erläutert wird. Das Rückschlagventil erfüllt dabei die in EN-Sicherheitsnormen niedergelegten Anforderungen, so dass ein zusätzliches Sicherheitsventil nicht erforderlich ist.
Der Drosselkörper 35 wird einerseits betätigt durch eine Rückstellfeder 37. Durch diese Rückstellfeder 37 wird das Hauptventil geschlossen gehalten, solange der Druck P_P in der Pumpenkammer 33 nicht grösser ist als der Druck P_Z in der Zylinderkammer 32. Das ist beispielsweise der Fall, wenn die Pumpe 10 (Fig. 1) nicht läuft und die Aufzugskabine 1 (Fig. 1) stillsteht.
Auf den Drosselkörper 35 wirken andererseits Stellelemente ein, die durch die Ansteuerung des Vorsteuerventils 5_V bewegt werden. Diese Stellelemente umfassen einen Gegenkolben 38 mit einer daran befestigten Stellstange 39. Der Gegenkolben 38 ist in einem Führungsraum 40, der im Gehäuseteil 30 angeordnet ist, verschiebbar. Der Gegenkolben 38 seinerseits ist betätigbar vom Vorsteuerventils 5_V und zwar wie folgt. Vom Proportionalmagnet 5_M wird in bekannter Weise über einen Tauchankerstössel 41 gegen eine Vorsteuer-Regelfeder 42 auf einen Vorsteuerkolben 43 eingewirkt. Aus der Bewegung des Vorsteuerkolbens 43 folgt der Aufbau eines Steuerdrucks P_X in einem Steuerdruckraum 44. Dieser Steuerdruck P_X hängt von der Bewegung des Vorsteuerkolbens 43 ab und wird damit auch von der Vorsteuer-Regelfeder 42 bestimmt. Dadurch, dass das Vorsteuerventil 5_V über einen ersten Verbindungskanal 45 den Druck P_Z in der Zylinderkammer 32 erfasst und über einen zweiten Verbindungskanal 46 auch den Druck erfasst, der in der Rücklaufkammer 34 herrscht, werden keinerlei Einstellelemente benötigt, um den richtigen Steuerdruck P_X zu erreichen.
Das Vorsteuerventil 5_V regelt den Steuerdruck P_X, wobei der Steuerdruck P_X eine Funktion der Drücke in Zylinderkammer 32 und Rücklaufkammer 34 und des Hubs des Vorsteuerkolbens 43 ist, welcher seinerseits von der Ansteuerung des Vorsteuerventils 5_V bestimmt ist.
Durch den Steuerdruck P_X wird auf einen in einer Steuerkammer 47 verschiebbaren Kolben 48 eingewirkt. Der Kolben 48 stützt sich über eine Hauptventil-Regelfeder 49 gegen das Gehäuseteil 30 ab. Die Bewegung des Kolbens 48 wird mittels einer Steuerstange 50 auf den Gegenkolben 38 übertragen. Die Hauptventil-Regelfeder 49 wirkt also einerseits als Rückstellfeder für den Kolben 48, andererseits aber eben auch als Regelfeder für das Hauptventil des Steuerventils 5. Auch hier sind erfindungsgemäss keinerlei Einstellelemente erforderlich.
Nach der Erfindung wird also nur ein einziger Drosselkörper 35, der zusammen mit dem Ventilsitz 36 den Fluss des Hydrauliköls von und zum Hubzylinder 3 (Fig. 1) beeinflusst bzw. bestimmt, benötigt, um sowohl die Funktion des Rückschlagventils als auch die Funktion des Proportionalventils zu erreichen.
Nach dem gleichen Grundprinzip ist auch das zweite Steuerventil 15 gestaltet. In einer Öffnung zwischen der Pumpenkammer 33 und Rücklaufkammer 34 ist ein zweiter Drosselkörper 55 angeordnet, der zusammen mit einem im Gehäuseteil 30 eingeformten zweiten Ventilsitz 56 das Hauptventil des Steuerventils 15 bildet. Dieses Hauptventil des Steuerventils 15 beinhaltet ebenfalls die Funktion eines Rückschlagventils und gleichzeitig die Funktion eines Proportionalventils, was nachfolgend erläutert wird.
Der Drosselkörper 55 wird einerseits betätigt durch eine Rückstellfeder 57. Durch diese Rückstellfeder 57 wird das Hauptventil geschlossen gehalten, solange der Druck P_P in der Pumpenkammer 33 nicht grösser ist als der Druck in der Rücklaufkammer 34. Das ist beispielsweise der Fall, wenn die Pumpe 10 (Fig. 1) nicht läuft.
Auf den Drosselkörper 55 wirken andererseits Stellelemente ein, die durch die Ansteuerung des Vorsteuerventils 15_V bewegt werden. Im Unterschied zum zuvor beschriebenen Steuerventil 5 wird beim Steuerventil 15 vom Proportionalmagneten 15_M ohne Zwischenschaltung eines Gegenkolbens auf den Drosselkörper 55 eingewirkt. Auch der Drosselkörper 55 ist betätigbar vom Vorsteuerventil 15_V und zwar wie folgt. Vom Proportionalmagnet 15_M wird in bekannter Weise über einen Tauchankerstössel 61 gegen eine Vorsteuer-Regelfeder 62 auf einen Vorsteuerkolben 63 eingewirkt. Aus der Bewegung des Vorsteuerkolbens 63 folgt der Aufbau eines Steuerdrucks P_Y in einem Steuerdruckraum 64. Dieser Steuerdruck P_Y hängt von der Bewegung des Vorsteuerkolbens 63 ab und wird damit auch von der Vorsteuer-Regelfeder 62 bestimmt. Dadurch, dass das Vorsteuerventil 15_V über einen weiteren Verbindungskanal 65 den Druck P_P in der Pumpenkammer 33 erfasst und über den zuvor erwähnten Verbindungskanal 46 auch den Druck erfasst, der in der Rücklaufkammer 34 herrscht, werden keinerlei Einstellelemente benötigt, um den richtigen Steuerdruck P_Y zu erreichen. Der Verbindungskanal 65 ist gestrichelt gezeichnet, weil er in einer anderen Ebene liegt, damit er unter Umgehung der Rücklaufkammer 34 die Verbindung vom Vorsteuerventil 15_V zur Pumpenkammer 33 herstellen kann.
Das Vorsteuerventil 15_V regelt den Steuerdruck P_Y, wobei der Steuerdruck P_Y eine Funktion der Drücke in Pumpenkammer 33 und Rücklaufkammer 34 und des Hubs des Vorsteuerkolbens 63 ist, welcher seinerseits von der Ansteuerung des Vorsteuerventils 15_V bestimmt ist. Durch den Steuerdruck P_Y wird auf einen in einer Steuerkammer 67 verschiebbaren Kolben 68 eingewirkt. Der Kolben 68 stützt sich über eine Hauptventil-Regelfeder 69 gegen das Gehäuseteil 30 ab. Die Bewegung des Kolbens 68 wird mittels einer Steuerstange 70 auf den Drosselkörper 55 übertragen. Die Hauptventil-Regelfeder 69 wirkt also einerseits als Rückstellfeder für den Kolben 68, andererseits aber eben auch als Regelfeder für das Hauptventil des Steuerventils 15. Auch hier sind erfindungsgemäss keinerlei Einstellelemente erforderlich.
Leichter verständlich wird dies anhand der Figur 3. Hier ist nämlich ein Zustand dargestellt, bei dem die Pumpe 10 läuft, wegen des gestiegenen Druckes P_P den Drosselkörper 55 gegen die Rückstellfeder 57 gedrückt und so vom Ventilsitz 56 abgehoben hat. Der Proportionalmagnet 15_M ist angesteuert, wodurch der Kolben 68 infolge des gestiegenen Steuerdrucks P_Y nach links, also in Richtung auf den Drosselkörper 55 verschoben ist. Die Bewegung des Kolbens 68 wird durch die Steuerstange 70 direkt auf den Drosselkörper 55 übertragen.
Sobald die Pumpe 10 zu laufen beginnt, steigt der Druck P_P. Damit wird aber sofort das Hauptventil des Steuerventils 15 geöffnet, indem der Drosselkörper 55 sich gegen die Rückstellfeder 57 bewegt. Das von der Pumpe 10 geförderte Hydrauliköl strömt von der Pumpenkammer 33 in die Rücklaufkammer 34 und von dort über die Rücklaufleitung 14 (Fig. 1) zum Tank 11. Erwähnt sei ergänzend, dass der Drosselkörper 35 des Steuerventils 5 nicht gegen die Rückstellfeder 37 bewegt werden kann, weil infolge des durch die Last der Aufzugskabine 1 erzeugten relativ hohen Druckes P_Z das Hauptventil des ersten Steuerventils 5 wegen der positiven Druckdifferenz P_Z - P_P auf jeden Fall geschlossen bleibt.
Um nun die Aufwärtsfahrt für die Aufzugskabine 1 einzuleiten, wird, wie dies eingangs erwähnt worden ist, die Proportionalventilfunktion des Steuerventils 15 aktiviert. Das geschieht durch Ansteuern des Proportionalmagneten 15_M über die Steuerleitung 26.
In der Figur 3 ist weiter gezeigt, dass infolge des gestiegenen Druckes P_P, auch der Drosselkörper 35 des Hauptventils des ersten Steuerventils 5 gegen die Rückstellfeder 37 bewegt worden ist. Diese Bewegung kann dann auftreten, sobald der Druck P_P so viel grösser als der Druck P_Z ist, dass auch die Kraft der Rückstellfeder 37 überwunden wird. In dem in der Figur 3 dargestellten Zustand wird also Hydrauliköl durch die Zylinderleitung 4 in den Hubzylinder 3 gefördert, was die Aufwärtsbewegung der Aufzugskabine 1 bewirkt. Betont sei, dass das Öffnen des Hauptventils des Steuerventils 5 ohne die Ansteuerung des Proportionalmagneten 5_M, also ohne Mitwirkung des Vorsteuerventils 5_V allein aufgrund der positiven Druckdifferenz P_P-P_Z zustande kommt. Die Aufwärtsfahrt der Aufzugskabine 1 wird also allein durch Ansteuerung des Proportionalmagneten 15_M erreicht und das Hauptventil des Steuerventils 5 hat nur die Rückschlagventilfunktion.
Analog zum Steuerventil 5 weist auch das Steuerventil 15 einen Gegenkörper 58 und eine Stellstange 59 auf. Im Unterschied zum Steuerventil 5, bei dem die Stellstange 39 am Gegenkolben 38 fest angebracht ist, während der Drosselkörper 35 ein separates Teil ist, bilden beim Steuerventil 15 Gegenkörper 58, Stellstange 59 und Drosselkörper 55 ein einziges Teil. Diese Unterschiede sind in den Figuren 2 und 3 klar zu erkennen. Der Gegenkörper 58 befindet sich dann, wenn das Steuerventil 15 geschlossen ist, in einer Aussparung 60 im ersten Gehäuseteil 30. Der Durchmesser der Aussparung 60 kann deutlich grösser sein als der Durchmesser des Gegenkörpers 58. Ist dies der Fall, so hat der Gegenkörper 58 hinsichtlich Kraftwirkung keinen Einfluss auf das aus dem Drosselkörper 55 und dem Ventilsitz 56 gebildete Hauptventil des Steuerventils 15. Vorteilhaft können in der Aussparung 60 Führungsrippen angeordnet sein, mit denen der Gegenkörper 58 geführt wird.
Funktionell haben die Gegenkörper 38 und 58 die folgende unterschiedliche Bedeutung. Auf die Gegenkörper 38 und 58 wirkt der Druck in der Pumpenkammer 33 in gleicher Weise wie auf die Drosselkörper 35 und 55. Wenn nun in vorteilhafter Weise die Durchmesser von Gegenkörper 38 und 58 gleich gross sind wie die Durchmesser der Drosselkörper 35 und 55, bewirkt dies einen Kraftausgleich. Beim ersten Steuerventil 5, bei dem Drosselkörper 35 einerseits und Gegenkörper 38 mit Stellstange 39 andererseits getrennte Teile sind, wirkt auf den Gegenkörper 38 die gleiche durch den Druck P_P verursachte Kraft wie auf den Drosselkörper 35. Die Kraft, die das Vorsteuerventil 5_M aufbringen muss, um den Kolben 48 und die Steuerstange 50 gegen den Gegenkolben 38 und den Drosselkörper 35 zu bewegen, wird also nicht durch Differenzkräfte verändert. Beim Steuerventil 15 ist die starre Verbindung des Gegenkolbens 58 mit dem Drosselkörper 55 deshalb nötig, weil hier der Gegenkolben 58 auf der dem Vorsteuerventil 15_M abgewandten Seite des Hauptventils liegt, so dass die Kraftübertragung nicht über den Gegenkolben 58 erfolgt. Weil der Durchmesser der Aussparung 60 deutlich grösser ist als der Durchmesser des Gegenkolbens 58, wirkt beim Gegenkolben 58 der Druck P_P allseitig, entfaltet also keine Gegenkraft auf den Drosselkörper 55.
In der Figur 4 ist eine Stellung der Steuerventileinheit 28 bei Abwärtsfahrt der Auszugskabine 1 (Fig. 1) gezeigt. Die Pumpe 10 (Fig. 1) läuft dann nicht. Entsprechend ist der Druck P_P klein. Vor Beginn der Abwärtsfahrt der Aufzugskabine 1 ist wegen der Tatsache, dass der Druck P_Z in der Zylinderkammer 32 deutlich grösser ist als der Druck P_P in der Pumpenkammer 33 das aus Drosselkörper 35 und Sitz 36 gebildete Hauptventil des Steuerventils 5 geschlossen. Um die Abwärtsfahrt der Aufzugskabine 1 einzuleiten, wird der Proportionalmagnet 5_M angesteuert. Dieser wirkt über den Tauchankerstössel 41 auf das Vorsteuerventil 5_V ein, welches den Steuerdruck P_X in der Steuerkammer 47 aufbaut. Die Grösse des Steuerdrucks P_X wird durch die Ansteuerung des Proportionalmagneten 5_M und die Vorsteuer-Regelfeder 42 bestimmt und ist natürlich ebenso vom Druck P_Z in der Zylinderkammer 32 und vom Druck in der Rücklaufkammer 34 beeinflusst. Mit zunehmender Ansteuerung des Proportionalmagneten 5_M steigt der Steuerdruck P_X im Steuerdruckraum 44, wodurch der Kolben 48 gegen die Kraft der Hauptventil-Regelfeder 49 in Richtung auf den Gegenkolben 38 bewegt wird. Dabei wird diese Bewegung über die Steuerstange 50 auf den Gegenkolben 38 übertragen. Dessen Bewegung wird über die Stellstange 39 auf den Drosselkörper 35 übertragen. Somit öffnet das Hauptventil des Steuerventils 5.
Durch dieses Öffnen steigt nun der Druck P_P in der Pumpenkammer 33. Dadurch wird der Drosselkörper 55 gegen die Rückstellfeder 57 gedrückt, so dass der Drosselkörper 55 vom Ventilsitz 56 abhebt. Das Hydrauliköl kann nun über das aus Drosselkörper 55 und Ventilsitz 56 gebildete Hauptventil des Steuerventils 15 über die Rücklaufkammer 34 in die Rücklaufleitung 14 (Fig. 1) und somit in den Tank 11 abfliessen. Es sei der Vollständigkeit halber erwähnt, dass ein Teil des Hydrauliköls auch vom Pumpenraum 33 über die Pumpenleitung 8 (Fig. 1) und die Pumpe 10 in den Tank 11 zurückfliessen kann, weil die Pumpen üblicherweise einen Leckverlust ausweisen. Welcher Teilstrom über die Pumpe 10 fliesst, hängt von der Bauart der Pumpe 10 und der Federrate der Rückstellfeder 57 ab. Dabei ist es je nach Bauart der Pumpe 10 durchaus möglich, dass durch den Fluss des Hydrauliköls die Pumpe 10, obwohl vom Motor 12 nicht angetrieben, in Drehung versetzt wird. Der Vollständigkeit halber sei ausserdem erwähnt, dass ein weiterer Teilstrom auch über das Vorsteuerventil 5_V fliesst.
Das aus Drosselkörper 55 und Ventilsitz 56 gebildete Hauptventil des Steuerventils 15 wirkt somit bei Abwärtsfahrt als Rückschlagventil, welches allein durch den Druck P_P geöffnet wird. Eine Ansteuerung des Proportionalmagneten 15_M findet also nicht statt und somit ist auch das Vorsteuerventil 15_V ohne Funktion.
Zur Steuerung von Aufwärts- und Abwärtsfahrt der Aufzugskabine 1 (Fig. 1) sind also nach der Erfindung nur die beiden Steuerventile 5 und 15 erforderlich, die jeweils die Funktionen von Rückschlagventil und Proportionalventil in sich vereinigen. Die Rückschlagventilfunktionen der Steuerventile 5 und 15 erfüllen gleichzeitig die Anforderungen von EN-Sicherheitsnormen. Dabei erfüllt das Steuerventil 5 die Funktion des Sicherheitsventils, während das Steuerventil 15 ein zusätzliches Pumpenüberdruckventil entbehrlich macht. Die erfindungsgemässe Steuerventileinheit 28 hat also einen besonders einfachen Aufbau und ist kostengünstig herstellbar. Wenn die Drosselkörper 35 und 55 nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung identisch sind, bedeutet auch dies einen Vorteil hinsichtlich der Herstellungskosten, weil nicht verschiedene Drosselkörper fabriziert werden müssen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Gegenkörper 38 und 58 auf ihrer dem Drosselkörper 35 bzw. 55 zugewandten Seite keine ebene Fläche aufweisen, sondern wenn die dem Drosselkörper 35 bzw. 55 zugewandte Seite die Gestalt eines Kegelstumpfes besitzt. In der Figur 5 ist der Schliesskörper 55 samt Gegenkörper 58 und der diese beiden Teile verbindenden Stellstange 59 gezeigt. Die dem Schliesskörper 55 zugewandte Fläche hat die Gestalt eines Kegelstumpfes 80. Vorteilhaft bildet die Fläche des Kegelstumpfes 80 gegen eine senkrecht auf der Längsachse stehende Fläche einen Winkel ä von etwa 15 bis 25 Grad. Dadurch wird erreicht, dass bei grosser Durchflussrate durch das Hauptventil des Steuerventils 15 entstehende dynamische Kräfte keine nachteiligen Rückwirkungen auf das Vorsteuerventil 15_V haben.
Vorteilhaft ist es ausserdem, wenn der Gegenkörper 58 des Steuerventils 15 die gleiche Form und Grösse aufweist wie der Gegenkörper 38 des Steuerventils 5. Wenn die Gegenkörper 38 und 58 identisch sind, hat dies den Vorteil, dass weniger verschiedene Teile gefertigt und vorgehalten werden müssen und die Fertigungslosgrösse doppelt so gross ist, was sich hinsichtlich Fertigungskosten günstig auswirkt. Bedeutsam ist dies auch im Hinblick auf Servicearbeiten vor Ort. In der Figur 6 ist ein Gegenkörper 58 gezeigt, dessen Gestalt und Grösse dem Gegenkörper 38 (Fig. 4) entspricht. Der Winkel a ist auch hier vorhanden. In der Figur 7 ist nochmals der Gegenkörper gezeigt, der als Gegenkörper 38 für das Steuerventil 5 und als Gegenkörper 58 für das Steuerventil 15 verwendbar ist, wobei wiederum der Winkel á auftritt.
Die Grösse der Aussparung 60 ist jeweils an die Grösse des Gegenkörpers 58 angepasst. Ist also der Gegenkörper 58 nach Figur 5 ausgeführt, so ist die Tiefe der Aussparung 60 gering. Ist aber die Grösse des Gegenkörpers 58 nach Figur 6 ausgeführt, so ist die Tiefe der Aussparung 60 entsprechend grösser, so dass der Gegenkörper 58 bei geschlossenem Hauptventil des zweiten Steuerventils 15 in der Aussparung 60 Platz findet.
In den Figuren 8a bis 8d sind Details der Drosselkörper 35, 55 gezeigt, nämlich verschiedene Ausführungsvarianten. An eine Basis 90 schliesst sich jeweils ein Zylinder 91 an, dessen Mantelfläche mit der Bezugszahl 92 bezeichnet ist. In den Zylinder 91 sind Öffnungen 93 eingefräst, durch die das Hydrauliköl durchtreten kann. Vorteilhaft sind beispielsweise in den Umfang des Zylinders 91 sechs gleichmässig verteilte Öffnungen 93 eingefräst. Die Öffnungen 93 können unterschiedliche Gestalt haben. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 8a sind die Öffnungen 93 im an die Basis 90 anschliessenden Teil V-förmig und im daran anschliessenden Teil von konstanter Breite. Daraus ergibt sich, dass der wirksame Durchtrittsquerschnitt für das Hydrauliköl mit zunehmendem Hub des Drosselkörpers 35, 55 zunächst progressiv und dann bei weiter zunehmendem Hub linear zunimmt. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 8b haben die Öffnungen 92 im an die Basis anschliessenden Teil statt der V-förmigen eine kelchförmige Gestalt. Daraus ergibt sich, dass der wirksame Durchtrittsquerschnitt für das Hydrauliköl nichtlinear ist. Ausgehend vom geschlossenen Zustand der Steuerventile 5 bzw. 15 nimmt bei Betätigung in Öffnungsrichtung der wirksame Durchtrittsquerschnitt für das Hydrauliköl zunächst nur wenig zu, wird dann mit zunehmendem Hub zunehmend grösser und wird dann später mit weiter zunehmenden Hub abnehmend grösser. Anschliessend bleibt er wiederum konstant.
In der Figur 8c ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Öffnungen 93 deutlich gestuft sind. Im ersten Hubbereich ist die Öffnung 93 V-förmig und geht dann abrupt in eine Rechteckform über. Das bedeutet, dass der wirksame Durchtrittsquerschnitt für das Hydrauliköl anfangs leicht zunimmt und dann sprunghaft auf einen Maximalwert ändert, bei dem dann der Durchtrittsquerschnitt unabhängig vom weiteren Hub ist.
In der Figur 8d ist ein weiteres Beispiel gezeigt, bei dem die Öffnungen 93 nur gestuft sind. Im ersten Hubbereich hat die Öffnung 93 eine geringe Breite und geht dann abrupt in eine
Rechteckform grössere Breite über. Das bedeutet, dass der wirksame Durchtrittsquerschnitt für das Hydrauliköl anfangs einen ersten Wert hat und dann sprunghaft auf einen Maximalwert ändert, bei dem dann der Durchtrittsquerschnitt unabhängig vom weiteren Hub ist.
Durch die Gestalt der Drosselkörper 35, 55 lässt sich also die Durchflusscharakteristik der Steuerventile 5 und 15 an die jeweilige Aufzugsanlage und an die Steuerungsart in weiten Grenzen anpassen. Die zuvor gezeigten Beispiele lassen die Möglichkeiten erahnen, die sich bieten. Durch unterschiedliche Gestalten der Drosselkörper 35 und 55 lassen sich die Steuerventile 5 und 15 also an verschiedene Aufgaben und Anlagen anpassen. Beim bekannten Stand der Technik existieren für die unterschiedlichen Anwendungen jeweils unterschiedliche Bauarten und Baugrössen. Durch die Erfindung wird also erreicht, dass mit nur einer einzigen Steuerventileinheit 28 durch geringfügige Abwandlungen sowohl kleinere wie grössere Aufzugsanlagen steuerbar sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, eine Hubbegrenzung vorzusehen. Eine solche Hubbegrenzung kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass der mögliche Weg der Kolben 48 bzw. 68 innerhalb der Steuerkammer 47 bzw. 67 begrenzt wird. In den Figuren 9a und 9b sind dafür geeignete Varianten gezeigt.
In der Figur 9a ist ein Detail aus den Figuren 2 bis 4 gezeigt, nämlich die Steuerkammer 47 bzw. 67 mit dem in ihr verschiebbaren Kolben 48 bzw. 68. In die zylindrische Innenwand der Steuerkammer 47 bzw. 67 sind etliche Ringnuten 95 eingestochen. In diese Ringnuten 95 sind Sprengringe 96 einsetzbar. Je nach gewünschter Hubbegrenzung wird ein Sprengring 96 in eine der Ringnuten 95 eingesetzt. Damit ist der Hub, den der Kolben 48 bzw. 68 machen kann, begrenzt. Genau entsprechend wird damit auch der Hub der Drosselkörper 35 bzw. 55 der Steuerventile 5 bzw. 15 (Fig. 2 bis 4) begrenzt. Auf diese Weise ist es möglich, bei der Montage der Steuerventileinheit 28 festzulegen, für welchen maximalen Nenndurchfluss die Steuerventileinheit 28 ausgelegt sein soll. Unterschiedliche Baugrössen von Steuerventileinheiten 28 sind damit unnötig.
Eine vorteilhafte Variante der Hubbegrenzung ist in der Figur 9b dargestellt. Hier sind die fertigungstechnisch problematischen Ringnuten 95 (Fig. 9a) nicht nötig. Stattdessen ist in die Steuerkammer 47 bzw. 67 ein Distanzring 97 eingesetzt. Dessen äusserer Durchmesser ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Steuerkammer 47 bzw. 67. Hier bestimmt die Länge des zylindrischen Distanzrings die Hubbegrenzung. Gegenüber der Variante nach Figur 9a, bei der die möglichen Hubbegrenzungen, nämlich beispielsweise 5, 8, 11 und 14 mm, von den Positionen der einzelnen Ringnuten 95 abhängen, besteht hier die Möglichkeit, beliebige Hubbegrenzungen vorzusehen.
In der Figur 10 ist ein Detail der Kolben 48, 68 gezeigt. Sie weisen an ihrem äusseren Umfang eine Nut 98 auf, in der eine ringförmige elastische Dichtung 99 eingesetzt ist. Durch diese Dichtung 99 wird der Spalt zwischen der zylindrischen Aussenfläche der Kolben 48, 68 und der Innenwand der Steuerkammer 47, 67 (Fig. 2) weitestgehend ausgefüllt. Die Dichtung 99 erfüllt in vorteilhafter Weise die Aufgabe, die Leckage zu verringern, denn durch sie wird der Leckstrom von Hydrauliköl von der Steuerkammer 47, 67 in Richtung Hauptventil der Steuerventile 5, 15 entscheidend verringert.
In der Fig. 11 ist die Mantelfläche eines Drosselkörpers 35 (Fig. 2) gezeigt. Die schon im Zusammenhang mit den Fig. 8a bis 8d erwähnten Öffnungen 93, die dort unterschiedliche Gestalt, aber jeweils alle an einem Drosselkörper 35 gleiche Grösse haben, sind hier nun nicht alle gleich gross. Die Öffnung 93 der Fig. 11 beginnt in einem Abstand d von der Basis 90 (Fig. 8a-d) entfernt, während eine weitere Öffnung 93' in einem Abstand d' beginnt und eine weitere Öffnung 93" in einem Abstand d". Der kleinste Abstand d ist beispielsweise 1 mm gross. Durch diese unterschiedliche Grösse der einzelnen Öffnungen 93 wird vorteilhaft erreicht, dass über die Festlegung der einzelnen Abstände d, d', d" usw. die vom Ventilhub abhängige Durchflusscharakteristik beliebig festlegbar ist, um so die Durchflusscharakteristik an die jeweiligen Bedürfnisse optimal anpassbar zu machen..
In den Fig. 12a und 12b sind weitere mögliche Details von Öffnungen 93 gezeigt. In der Fig. 12a ist eine Öffnung 93 gezeigt, deren Wurzel 93w analog zur Fig. 11 in einem bestimmten Abstand von der Basis 90 beginnt. Die Tiefe einer solchen Öffnung, ebenso aber auch die Breite, folgen vorteilhaft einer Bemessungsregel, die dadurch charakterisiert ist, dass die wirksame Fläche A der Öffnung 93 eine Funktion eines Abstands y von der Wurzel 93w ist. Eine besonders vorteilhafte Bemessungsregel ist dabei die, dass die Fläche A proportional ist der 2,5-ten Potenz des Abstands y, also der folgenden Formel gehorcht: $A = k \cdot y^{2, 5}$
In dieser Formel ist k ein Proportionalitätsfaktor.
Die Fig. 12 b zeigt einen Schnitt zur Fig. 12a im Abstand y von der Wurzel 93w. Dabei beginnen im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 11 alle Öffnungen 93 mit ihrer Wurzel 93w (Fig. 12a) im gleichen Abstand von der Basis 90, jedoch ist es auch denkbar, dass diese Lösung mit jener nach Fig. 11 kobiniert wird, was in der Fig. 12b dadurch angedeutet ist, daß mit gestrichelter Linie eine der Öffnungen tiefer ist, weil deren Wurzel 93w in einem geringeren Abstand von der Basis 90 beginnt.
In der Fig. 13 ist eine Begrenzungslinie einer Öffnung 93 in einer besonders vorteilhaften Gestalt gezeigt. Im Bereich der Wurzel der Öffnung 93 weist diese Öffnung 93 einen Radius von beispielsweise 1 mm auf. An einen 180-Grad-Bogen schliessen sich geschwungene Begrenzungslinien an. Durch die Gestaltung dieser Begrenzungslinien lassen sich besondere Durchflusscharakteristika erreichen.
Grundsätzlich dienen die vorbeschriebenen besonderen Massnahmen der Gestaltung der Öffnungen 93 dem Zweck, zu erreichen, dass bei allen Durchflüssen ein genügend grosser Druckregelbereich zur Verfügung steht.
Die erfindungsgemässe Steuerventileinheit 28 wurde eingangs im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben. Die bei dieser Steuerungsart nötigen Drucksensoren 18 und 23 wurden in den weiteren Figuren nicht dargestellt, weil der vorbekannte Stand der Technik dafür schon Vorbilder liefert. Das gleiche gilt für den Temperatursensor.
Die erfindungsgemässe Steuerventileinheit 28 ist aber nicht nur dazu bestimmt, im Zusammenhang mit einer in der Figur 1 gezeigten Anlage in der entsprechend der Beschreibung zu Figur 1 erwähnten Betriebsweise verwendet zu werden. So kann die erfindungsgemässe Steuerventileinheit 28 auch bei beliebigen anderen Bauartvarianten verwendet werden, beispielsweise auch dann, wenn die Pumpe 10 drehzahlgeregelt wird, was auch ein anderes Steuerprinzip für die Steuerventileinheit 28 nach sich zieht.

Claims

Steuerventileinheit (28) für einen hydraulischen Aufzug, die Steuerventile (5, 15) und Vorsteuerventile (5_V, 15_V) enthält, mit denen der Fluss von Hydrauliköl von einem Tank (11) zu einem eine Aufzugskabine (1) antreibenden Hubzylinder (3) bzw. vom Hubzylinder (3) zum Tank (11) steuerbar ist, wobei für eine Aufwärtsfahrt der Aufzugskabine (1) das Hydrauliköl mittels einer von einem Elektromotor (12) angetriebenen Pumpe (10) vom Tank (11) über die Steuerventileinheit (28) zum Hubzylinder (3) förderbar ist und für eine Abwärtsfahrt der Auszugskabine (1) das Hydrauliköl über die Steuerventileinheit (28) zum Tank (11) förderbar ist, und wobei zur Steuerung der Aufwärtsfahrt und der Abwärtsfahrt der Aufzugskabine (1) je ein einziges vorsteuerbares Steuerventil (5, 15) vorhanden ist, deren jedes sowohl als Rückschlagventil als auch als Proportionalventil wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass
beim die Abwärtsfahrt steuernden Steuerventil (5) die Kraftübertragung von dessen Vorsteuerventil (5_V) mittels eines gegen eine Hauptventil-Regelfeder (49) wirkenden Kolbens (48) über eine Steuerstange (50) auf einen Gegenkolben (38) erfolgt, der über eine daran befestigte Stellstange (39) einen Drosselkörper (35) bewegt, wobei der Durchmesser des Gegenkolbens (38) gleich dem Durchmesser des Drosselkörpers (35) ist, und
beim die Aufwärtsfahrt steuernden Steuerventil (15) die Kraftübertragung von dessen Vorsteuerventil (15_V) mittels eines gegen eine Hauptventil-Regelfeder (69) wirkenden Kolbens (68) über eine Steuerstange (70) auf einen Drosselkörper (55) erfolgt und dass der Drosselkörper (55) über eine Stellstange (59) mit einem Gegenkolben (58) fest verbunden ist, wobei der Durchmesser des Gegenkolbens (58) gleich dem Durchmesser des Drosselkörpers (55) ist.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem der Steuerventile (5, 15) ein einziger Drosselkörper (35; 55) vorhanden ist, der gegenüber einem Sitz (36; 56) verschiebbar ist.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Drosselkörper (35; 55) einerseits eine Rückstellfeder (37; 57) und andererseits ein Vorsteuerventil (5_V; 15_V) einwirken, deren jedes durch einen elektrisch ansteuerbaren Proportionalmagneten (5_M; 15_M) betätigbar ist.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim die Aufwärtsfahrt steuernden Steuerventil (15) dessen Rückstellfeder (57) und dessen Vorsteuerventil (15_V) gleichsinnig auf dessen Drosselkörper (55) in Schliessrichtung wirken.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim die Abwärtsfahrt steuernden Steuerventil (5) dessen Rückstellfeder (37) auf dessen Drosselkörper (35) in Schliessrichtung wirkt, während dessen Vorsteuerventil (5_V) in Öffnungsrichtung wirkt.
Steuerventileinheit (28) nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselkörper (35) des die Abwärtsfahrt steuernden Steuerventils (5) und der Drosselkörper (55) des die Aufwärtsfahrt steuernden Steuerventils (15) gleiche Gestalt und Dimensionen aufweisen.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (48; 68) auf seinem äusseren Umfang eine Nut (98) aufweist, in die eine elastische Dichtung (99) eingesetzt ist.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Drosselkörper (35; 55) zugewandte Fläche des Gegenkörpers (38; 58) die Gestalt eines Kegelstumpfes aufweist.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des Kegelstumpfes (80) gegen eine senkrecht auf der Längsachse stehende Fläche einen Winkel a von etwa 15 bis 25 Grad bildet.
Steuerventileinheit (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselkörper (35; 55) gebildet sind aus einer Basis (90) und einem daran anschliessenden Zylinder (91), in dessen Mantelfläche (92) Öffnungen (93) eingefräst sind.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (93) zumindest teilweise V-förmig sind.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (93) eine kelchförmige Gestalt aufweisen.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (93) gestuft sind.
Steuerventileinheit (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (95, 96; 97) vorhanden sind, mit denen der Weg des Kolbens (48; 68) begrenzbar ist.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegbegrenzung erfolgt durch einen Sprengring (96), der in eine von mehreren in die zylindrische Innenwand von Steuerkammern (47; 67) eingestochenen Ringnuten (95) einsetzbar ist.
Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in die Steuerkammer (47; 67) ein zylindrischer Distanzring (97) einsetzbar ist, dessen äusserer Durchmesser geringfügig kleiner als der Durchmesser der Steuerkammer (47; 67) ist und durch dessen Länge die Hubbegrenzung bestimmbar ist.