WO2002002974A2 - Steuerventileinheit für einen hydraulischen aufzug - Google Patents

Steuerventileinheit für einen hydraulischen aufzug Download PDF

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WO2002002974A2
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Luigi Del Re
Andreas Schrempf
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Wittur Ag
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    • F15B2211/8613Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being oscillations

Definitions

  • the invention relates to a control valve unit for a hydraulic elevator according to the preamble of claim 1.
  • Such control valve units are used to influence the flow of hydraulic oil between a pump or a tank and a drive cylinder for the direct or indirect drive of an elevator car.
  • a control valve unit of the type mentioned in the preamble of claim 1 is known from US-A-5,040,639. It includes three pilot operated control valves and a check valve, in which the position of the opening is monitored with a position transmitter. In addition to fixed throttles, there are also some adjustment elements.
  • a similar control valve unit is known from EP-A2-0 964 163, which is constructed in a considerably more complex manner and, in addition to four main control valves and three pilot control valves, contains a whole series of mechanical setting elements.
  • the invention has for its object to provide a control valve unit which is simple in construction and does not require any adjustment elements. This results in lower manufacturing costs and time-consuming settings are not necessary during commissioning.
  • FIG. 1 shows a diagram of the hydraulic elevator including the device for controlling it
  • Fig. 13 shows a special design of an opening on the throttle body.
  • 1 means an elevator car of a hydraulic elevator, which can be moved by a reciprocating piston 2.
  • the reciprocating piston 2 forms, together with a lifting cylinder 3, a known hydraulic drive.
  • a cylinder line 4 is connected to this hydraulic drive, through which hydraulic coils can be conveyed.
  • the cylinder line 4, is connected to a first control valve 5, which combines at least the functions of a proportional valve and a check valve, so that it behaves either like a proportional valve or like a check valve, which depends on how the control valve 5 is controlled, what is still discussed.
  • the proportional valve function can be achieved in a known manner with a main valve and a pilot valve, the pilot valve being actuated by an electric drive, for example a proportional magnet.
  • the closed check valve holds the elevator car 1 in the respective position.
  • the control valve 5 is connected to a pump 10 via a pump line 8, in which a pressure pulsation damper 9 can be arranged, by means of which pump hydraulic pumps can be conveyed from a tank 11 for hydraulic drive.
  • the pump 10 is driven by an electric motor 12 to which a power supply part 13 is assigned.
  • a pressure P P prevails in the pump line 8.
  • a second control valve 15 is arranged between the control valve 5 and the tank 11 between the control valve 5 and the tank 11 there is a further line leading to hydraulic piston, namely a return line 14, in which a second control valve 15 is arranged.
  • This control valve 15 allows the hydraulic oil to flow back almost without resistance from the pump 10 into the tank 11 when the pressure P P has exceeded a certain threshold value. As a result, the pressure P P cannot substantially exceed said threshold value. It is now the case that this threshold value can be changed by an electrical signal, so that the control valve 15 can take over a pressure control function in a manner similar to a known proportional valve.
  • a main valve and a pilot valve can be used in a known manner, which is actuated by a proportional magnet which can be controlled electrically.
  • a load pressure sensor 18 is located in the cylinder line 4, preferably directly at the corresponding connection of the control valve 5 or on the control valve 5 itself, and is connected to a control unit 20 via a first measuring line 19.
  • the control device 20 serving to operate the hydraulic elevator is thus able to recognize the pressure P z prevailing in the cylinder line 4.
  • this pressure P z reflects the load on the elevator car 1.
  • control and regulating processes can be influenced and operating states can be determined.
  • the control unit 20 can also consist of several control and regulator units.
  • a further pressure sensor namely a pump pressure sensor 23, is advantageously present, which detects the pressure P P in the pump line 8 and is advantageously arranged directly at the corresponding connection of the pump line 8 on the control valve 5.
  • the pump pressure sensor 23 also transmits its measured value to the control unit 20 via a further measuring line 24.
  • a first control line 25 leads from the control unit 20 to the control valve 5.
  • this control valve 5 can be electrically controlled from the control unit 20.
  • a second control line 26 leads to the control valve 15, so that this can also be controlled by the control unit 20.
  • a third control line 27 leads from the control unit 20 to the power supply part 13, whereby the motor 12 can be switched on and off, but possibly also the speed of the motor 12 and thus the delivery rate of the pump 10 can be influenced by the control unit 20.
  • both control valves 5 and 15 basically behave like a check valve that can be preloaded differently. If the control valves 5 and 15 are actuated by the control device 20 by means of a control signal, they act as proportional valves.
  • the two control valves 5 and 15 are combined in a control valve unit 28, which is indicated in the figure by a dashed line comprising the two control valves 5 and 15. This has the advantage that the assembly effort on the construction site of the hydraulic elevator is reduced. According to the general idea of the invention, the two control valves 5 and 15 are similar and constructed using the same parts, which has different advantages, which will be discussed below.
  • the electrically not controlled control valve 5 closes automatically due to the effect of the pressure P z which the elevator car 1 generates when this pressure P z is greater than the pressure P P. It has already been mentioned that in this state the load pressure sensor 18 indicates the load caused by the elevator car 1. The effective load of the elevator car 1 is determined and transmitted to the control unit 20. The control device 20 can thus recognize whether the elevator car 1 is empty or loaded and the size of the load is thus also known. If the elevator car 1 is to move in the upward direction, the control unit 20 first activates the power supply part 13 via the control line 27 and thus sets the electric motor 12 in rotation, as a result of which the pump 10 starts to run and promotes hydraulic power. As a result, the pressure P P in the pump line 8 rises.
  • 2 shows a basic state without any control of the control valves 5 and 15 contained in the control valve unit 28.
  • FIG. 3 shows a state during the upward movement of the elevator car 1 (FIG. 1), while FIG. 4 shows the state during the downward movement.
  • FIGS. 2 to 4 show the control valve unit 28, which represents a combination of the control valves 5 and 15.
  • the upper part represents the control valve 5
  • the lower part the control valve 15.
  • [4] shows the connection of the control valve unit 28 to the cylinder line 4 (FIG. 1)
  • [8] shows the connection to the pump line 8 and with [14] the connection to the return line 14.
  • the pressures P z and P P prevailing in the connection spaces are drawn in, which were mentioned in the description above and which can be detected with the pressure sensors not shown here.
  • Each of the control valves 5 and 15 consists of a main valve and a pilot valve, which in turn is actuated by a proportional magnet.
  • the control valve unit 28 consists of two housing parts, namely a first housing part 30, which contains the main valves of the control valves 5 and 15, and a second housing part 31, in which the associated pilot valves, which are denoted by 5 V and 15 V , are accommodated.
  • the housing part 31 itself can be in two parts, in that each of the pilot valves 5 V and 15 V has its own housing part.
  • a proportional magnet is assigned to each of the pilot valves 5 V and 15 v , namely the pilot valve 5 V the proportional magnet 5 M and the pilot valve 15 v the proportional magnet 15 M.
  • These proportional magnets 5 M and 15 M can be controlled by control unit 20 (FIG. 1) via control lines 25 and 26, respectively.
  • the first housing part 30 contains several chambers.
  • a first chamber is referred to as a cylinder chamber 32.
  • the cylinder line 4 (FIG. 1) connects to this, which is why the corresponding connection is designated by [4].
  • a second chamber is referred to as a pump chamber 33, to which the pump line 8 connects, which is represented by the reference symbol [8].
  • Another chamber is referred to as the return chamber 34, to which the return line 14 connects, which is correspondingly designated by the reference symbol [14].
  • a first throttle body 35 is arranged in an opening between the cylinder chamber 32 and the pump chamber 33 and, together with a first valve seat 36 formed in the housing part 30, forms the main valve of the control valve 5.
  • this main valve of the control valve 5 is the essential element which directly influences the flow of hydraulic fluid to and from the lifting cylinder 3 (FIG. 1).
  • the main valve of the control valve 5 contains the function of a check valve and at the same time the function of a proportional valve, which is explained below.
  • the check valve fulfills the requirements set out in EN safety standards, so that an additional safety valve is not required.
  • the throttle body 35 is actuated on the one hand by a return spring 37.
  • the main valve is kept closed by this return spring 37 as long as the pressure P P in the pump chamber 33 is not greater than the pressure P z in the cylinder chamber 32. This is the case, for example, when the pump 10 (FIG. 1) is not running and the elevator car 1 (FIG. 1) is at a standstill.
  • control elements act on the throttle body 35 and are moved by the control of the pilot valve 5 V.
  • These adjusting elements comprise a counter-piston 38 with an adjusting rod 39 fastened thereon.
  • the counter-piston 38 is displaceable in a guide space 40 which is arranged in the housing part 30.
  • the counter-piston 38 in turn can be actuated by the pilot valve 5 V as follows.
  • the proportional magnet 5 M acts on a pilot piston 43 in a known manner via a plunger plunger 41 against a pilot control spring 42.
  • the movement of the pilot piston 43 results in the build-up of a control pressure P x in a control pressure chamber 44.
  • This control pressure P x depends on the movement of the pilot piston 43 and is therefore also determined by the pilot control spring 42.
  • pilot valve 5 V detects the pressure P z in the cylinder chamber 32 via a first connecting duct 45 and also detects the pressure prevailing in the return chamber 34 via a second connecting duct 46, no adjustment elements are required in order to obtain the correct control pressure Px to reach.
  • the pilot valve 5 V regulates the control pressure P ⁇ 5 , the control pressure P x being a function of the pressures in the cylinder chamber 32 and the return chamber 34 and the stroke of the pilot piston 43, which in turn is determined by the control of the pilot valve 5 V.
  • the control pressure P acts on a piston 48 which is displaceable in a control chamber 47.
  • the piston 48 is supported by a main valve control spring 49 against the gel part 30.
  • the movement of the piston 48 is transmitted to the counter-piston 38 by means of a control rod 50.
  • the main valve control spring 49 thus acts on the one hand as a return spring for the piston 48, but on the other hand also acts as a control spring for the main valve of the control valve 5. According to the invention, no adjustment elements are required here either.
  • the second control valve 15 is designed according to the same basic principle.
  • a second throttle body 55 is arranged in an opening between the pump chamber 33 and the return chamber 34 and, together with a second valve seat 56 formed in the housing part 30, forms the main valve of the control valve 15.
  • This main valve of the control valve 15 also includes the function of a check valve and at the same time the function of a proportional valve, which is explained below.
  • the throttle body 55 is actuated on the one hand by a return spring 57.
  • This return spring 57 keeps the main valve closed as long as the pressure P P in the pump chamber 33 is not greater than the pressure in the return chamber 34. This is the case, for example, when the pump 10 (Fig. 1) is not running.
  • control elements act on the throttle body 55 and are moved by the control of the pilot valve 15 v .
  • control valve 5 is acted M 15 without the interposition of a counter-piston to the throttle body 55 when control valve 15 by the proportional solenoid.
  • the throttle body 55 can also be actuated by the pilot valve 15 v as follows.
  • the proportional magnet 15 M acts in a known manner on a pilot piston 63 via a plunger plunger 61 against a pilot control spring 62.
  • the movement of the pilot piston 63 results in the build-up of a control pressure Py in a control pressure chamber 64.
  • This control pressure P ⁇ depends on the movement of the pilot piston 63 and is therefore also determined by the pilot control spring 62.
  • the pilot valve 15 v detects the pressure P P in the pump chamber 33 via a further connection duct 65 and also detects the pressure prevailing in the return chamber 34 via the connection duct 46 mentioned above, no adjustment elements are required to determine the correct one To reach control pressure Py.
  • the connecting channel 65 is shown in dashed lines because it lies in a different plane so that it can make the connection from the pilot valve 15 v to the pump chamber 33 bypassing the return chamber 34.
  • the pilot valve 15 v regulates the control pressure P ⁇ , the control pressure P ⁇ being a function of the pressures in the pump chamber 33 and the return chamber 34 and the stroke of the pilot piston 63, which in turn is determined by the actuation of the pilot valve 15 v .
  • the control pressure P ⁇ acts on a piston 68 which is displaceable in a control chamber 67.
  • the piston 68 is supported by a main valve control spring 69 against the housing part 30.
  • the movement of the piston 68 is transmitted to the throttle body 55 by means of a control rod 70.
  • the main valve control spring 69 thus acts on the one hand as a return spring for the piston 68, but on the other hand also as a control spring for the main valve of the control valve 15.
  • no adjustment elements are required according to the invention.
  • the proportional valve function of the control valve 15 is activated, as mentioned at the beginning. This is done by actuating the proportional magnet 15 M via the control line 26.
  • FIG. 3 also shows that, as a result of the increased pressure P P , the throttle body 35 of the main valve of the first control valve 5 has also been moved against the return spring 37. This movement can then occur as soon as the pressure P P is so much greater than the pressure P z that the force of the return spring 37 is also overcome.
  • hydraulic piston is thus conveyed through the cylinder line 4 into the lifting cylinder 3, which causes the elevator car 1 to move upwards.
  • the opening of the main valve of the control valve 5 takes place without the control of the proportional magnet 5 M , that is to say without the involvement of the pilot valve 5 V, solely because of the positive pressure difference P P -P Z.
  • the upward travel of the elevator car 1 is thus achieved solely by actuating the proportional magnet 15 M and the main valve of the control valve 5 has only the check valve function.
  • the control valve 15 also has a counter body 58 and an actuating rod 59.
  • the actuating rod 39 is fixedly attached to the counter-piston 38
  • the throttle body 35 is a separate part in the control valve 15 counter body 58, adjusting rod 59 and throttle body 55 a single part.
  • the counter body 58 has regard to The effect of force has no influence on the main valve of the control valve 15 formed from the throttle body 55 and the valve seat 56.
  • Guide ribs with which the counter body 58 is guided can advantageously be arranged in the recess 60.
  • the counter bodies 38 and 58 have the following different meanings.
  • the pressure in the pump chamber 33 acts on the counter-bodies 38 and 58 in the same way as on the throttle bodies 35 and 55. If the diameters of the counter-bodies 38 and 58 are advantageously the same size as the diameters of the throttle bodies 35 and 55, this results a balance of forces.
  • the first control valve 5 in which the throttle body 35 on the one hand and the counter body 38 with the actuating rod 39 on the other hand are separate parts, the same force acting on the throttle body 35 as is caused by the pressure P P acts on the throttle body 35.
  • the force which the pilot valve 5 M exerts must in order to move the piston 48 and the control rod 50 against the counter-piston 38 and the throttle body 35 is not changed by differential forces.
  • the rigid connection of the counter-piston 58 to the throttle body 55 is necessary because here the counter-piston 58 lies on the side of the main valve facing away from the pilot valve 15 M , so that the force is not transmitted via the counter-piston 58. Because the diameter of the recess 60 is significantly larger than the diameter of the counter-piston 58, the pressure P P acts on all sides in the counter-piston 58, and therefore does not develop any counterforce on the throttle body 55.
  • FIG. 4 shows a position of the control valve unit 28 when the pull-out cabin 1 (FIG. 1) moves downward.
  • the pump 10 (FIG. 1) then does not run. Accordingly, the pressure P P is small.
  • the main valve of the control valve 5 formed from the throttle body 35 and seat 36 is closed.
  • the pro- portionalmagnet 5 M driven. This acts via the plunger plunger 41 on the pilot valve 5 V , which builds up the control pressure P x in the control chamber 47.
  • the size of the control pressure P x is determined by the control of the proportional magnet 5M and the pilot control spring 42 and is of course also influenced by the pressure P z in the cylinder chamber 32 and by the pressure in the return chamber 34.
  • the control pressure P x in the control pressure chamber 44 increases, as a result of which the piston 48 is moved in the direction of the counter-piston 38 against the force of the main valve control spring 49. This movement is transmitted to the counter-piston 38 via the control rod 50.
  • Whose movement is transmitted to the throttle body 35 via the adjusting rod 39.
  • the main valve of the control valve 5 thus opens.
  • the main valve of the control valve 15 formed from the throttle body 55 and the valve seat 56 thus acts as a check valve when traveling downward, which is opened solely by the pressure P P.
  • the proportional solenoid 15M is therefore not actuated and therefore the pilot valve 15 v is also without function.
  • control valves 5 and 15 are required according to the invention, each of which functions of check valve and proportional valve combine.
  • the check valve functions of control valves 5 and 15 also meet the requirements of EN safety standards.
  • the control valve 5 fulfills the function of the safety valve, while the control valve 15 makes an additional pump pressure relief valve unnecessary.
  • the control valve unit 28 according to the invention thus has a particularly simple structure and can be produced inexpensively. If the throttle bodies 35 and 55 are identical according to an advantageous embodiment of the invention, this also means an advantage in terms of production costs because different throttle bodies do not have to be manufactured.
  • FIG. 5 shows the closing body 55 together with the counter body 58 and the connecting rod 59 connecting these two parts.
  • the surface facing the closing body 55 has the shape of a truncated cone 80.
  • the surface of the truncated cone 80 advantageously forms an angle Winkel of approximately 15 to 25 degrees with respect to a surface perpendicular to the longitudinal axis. It is thereby achieved that dynamic forces generated by the main valve of the control valve 15 at a high flow rate have no adverse repercussions on the pilot valve 15 v .
  • the counter body 58 of the control valve 15 has the same shape and size as the counter body 38 of the control valve 5. If the counter bodies 38 and 58 are identical, this has the advantage that fewer different parts have to be manufactured and kept in stock the production lot size is twice as large, which has a favorable effect on production costs. This is also important with regard to service work on site.
  • a counter body 58 is shown in FIG. 6, the shape and size of which corresponds to the counter body 38 (FIG. 4). The angle a is also present here.
  • FIG. 7 shows the counter body again, which can be used as a counter body 38 for the control valve 5 and as a counter body 58 for the control valve 15, with the angle a again occurring.
  • the size of the recess 60 is in each case adapted to the size of the counter body 58. If the counter body 58 is designed according to FIG. 5, the depth of the recess 60 is small. If, however, the size of the counter body 58 is designed according to FIG. 6, the depth of the recess 60 is correspondingly greater, so that the counter body 58 can be accommodated in the recess 60 when the main valve of the second control valve 15 is closed.
  • FIGS. 8a to 8d Details of the throttle bodies 35, 55 are shown in FIGS. 8a to 8d, namely different design variants.
  • a cylinder 91 connects to a base 90, the lateral surface of which is designated by the reference number 92. Openings 93 are milled into the cylinder 91, through which the hydraulic piston can pass. For example, six evenly distributed openings 93 are advantageously milled into the circumference of the cylinder 91.
  • the openings 93 can have different shapes.
  • the openings 93 in the part adjoining the base 90 are V-shaped and in the part adjoining them are of constant width. It follows from this that the effective passage cross section for the hydraulic piston initially increases progressively with increasing stroke of throttle body 35, 55 and then increases linearly with increasing stroke.
  • the openings 92 in the part adjoining the base have a cup-shaped shape instead of the V-shaped one.
  • the effective passage cross-section for the hydraulic piston is non-linear. Starting from the closed state of the control valves 5 and 15, the effective passage cross-section for the hydraulic piston initially increases only slightly when actuated in the opening direction, then becomes increasingly larger with increasing stroke and then later decreases with increasing stroke. Then it remains constant.
  • FIG. 8c shows an example in which the openings 93 are clearly stepped.
  • the opening 93 is V-shaped and then abruptly changes into a rectangular shape. This means that the effective cross-section for the hydraulic piston initially increases slightly and then changes abruptly to a maximum value at which the cross-section is then independent of the further stroke.
  • FIG. 8d Another example is shown in FIG. 8d, in which the openings 93 are only stepped. In the first stroke range, the opening 93 has a small width and then abruptly goes into one Rectangular shape greater width. This means that the effective passage cross-section for the hydraulic piston initially has a first value and then changes abruptly to a maximum value at which the passage cross-section is then independent of the further stroke.
  • the shape of the throttle bodies 35, 55 means that the flow characteristics of the control valves 5 and 15 can be adapted within wide limits to the respective elevator system and the type of control.
  • the examples shown above give an idea of the possibilities that are available. By different designs of the throttle bodies 35 and 55, the control valves 5 and 15 can thus be adapted to different tasks and systems. In the known prior art, different types and sizes exist for the different applications. It is thus achieved by the invention that both small and large elevator systems can be controlled with only a single control valve unit 28 by slight modifications.
  • a further advantageous embodiment consists in providing a stroke limitation.
  • Such a stroke limitation can advantageously be achieved in that the possible path of the pistons 48 and 68 within the control chamber 47 and 67 is limited. Suitable variants are shown in FIGS. 9a and 9b.
  • FIG. 9 a shows a detail from FIGS. 2 to 4, namely the control chamber 47 or 67 with the piston 48 or 68 which can be displaced therein.
  • a number of annular grooves 95 are pierced into the cylindrical inner wall of the control chamber 47 and 67. Snap rings 96 can be inserted into these ring grooves 95. Depending on the desired stroke limitation, a snap ring 96 is inserted into one of the ring grooves 95.
  • the stroke that the piston 48 or 68 can make is thus limited.
  • the stroke of the throttle bodies 35 and 55 of the control valves 5 and 15 (FIGS. 2 to 4) is also limited accordingly. In this way, it is possible to determine during the assembly of the control valve unit 28 for which maximum nominal flow rate the control valve unit 28 is to be designed. Different sizes of control valve units 28 are therefore unnecessary.
  • FIG. 9b An advantageous variant of the stroke limitation is shown in FIG. 9b.
  • the ring grooves 95 (FIG. 9a), which are problematic in terms of production technology, are not necessary here. Instead, a spacer ring 97 is inserted into the control chamber 47 or 67. Its outer diameter is slightly smaller than the diameter of the control chamber 47 or 67.
  • the length of the cylindrical spacer ring determines the stroke limitation.
  • the possible stroke limits namely, for example, 5, 8, 11 and 14 mm, depend on the positions of the individual annular grooves 95, there is the possibility of providing any desired stroke limits.
  • FIG. 2 A detail of the pistons 48, 68 is shown in FIG. They have a groove 98 on their outer circumference, in which an annular elastic seal 99 is inserted.
  • This seal 99 largely fills the gap between the cylindrical outer surface of the pistons 48, 68 and the inner wall of the control chamber 47, 67 (FIG. 2).
  • the seal 99 advantageously fulfills the task of reducing the leakage, because it decisively reduces the leakage of hydraulic fluid from the control chamber 47, 67 in the direction of the main valve of the control valves 5, 15.
  • FIG. 11 shows the outer surface of a throttle body 35 (FIG. 2).
  • the opening 93 of FIG. 11 begins at a distance d from the base 90 (FIGS. 8a-d), while another opening 93 'begins at a distance d' and another opening 93 "at a distance d".
  • the smallest distance d is, for example, 1 mm.
  • This different size of the individual openings 93 advantageously achieves the fact that the flow characteristic dependent on the valve lift can be defined as desired by defining the individual distances d, d ', d "etc., so that the flow characteristic can be optimally adapted to the respective needs.
  • FIG. 12a and 12b show further possible details of openings 93.
  • An opening 93 is shown in FIG. 12a, the root 93 w of which begins analogously to FIG. 11 at a certain distance from the base 90.
  • the depth of such an opening, but also the width advantageously follow a dimensioning rule, which is characterized in that the effective area A of the opening 93 is a function of a distance y from the root 93w.
  • k is a proportionality factor
  • FIG. 12 b shows a section to FIG. 12 a at a distance y from the root 93 w.
  • all openings 93 begin with their roots 93 w (FIG. 12 a) at the same distance from the base 90, but it is also conceivable that this solution is combined with that of FIG. 11 what is indicated in FIG. 12 b by the fact that one of the openings is deeper with a broken line, because its root 93 w begins at a smaller distance from the base 90.
  • this opening 93 shows a boundary line of an opening 93 in a particularly advantageous shape.
  • this opening 93 has a radius of, for example, 1 mm.
  • a 180-degree arc is followed by curved boundary lines.
  • the special measures described above for the design of the openings 93 serve the purpose of ensuring that a sufficiently large pressure control range is available for all flow rates.
  • control valve unit 28 was initially described in connection with FIG. 1.
  • the pressure sensors 18 and 23 required for this type of control have not been shown in the other figures because the prior art already provides models for this. The same applies to the temperature sensor.
  • control valve unit 28 according to the invention is not only intended to be used in connection with a system shown in FIG. 1 in the operating mode mentioned in the description for FIG. 1.
  • control valve unit 28 according to the invention can also be used with any other type of construction, with for example, even if the pump 10 is speed-controlled, which also entails another control principle for the control valve unit 28.

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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

Steuerventileinheit für einen hydraulischen Aufzug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerventileinheit für einen hydraulischen Aufzug ge- mäss 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 Öffhungszustand überwacht wird. Ausserdem sind neben festen Drosseln auch noch einige Einstellelemente vorhanden.
Aus EP-A2-0 964 163 ist eine älmliche Steuerventileinheit bekannt, die noch erheblich komplexer aufgebaut ist und neben vier Hauptsteuerventilen und drei Vorsteuerventilen eine ganze Reihe von mechanischen Einstellelementen enthält.
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 Ausfuhrungsbeispiele 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 Ausfuhrungsvariante für den Gegenkolben,
Fig. 7 ein Detail des Gegenkolbens,
Fig. 8 a 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 12 b Teilschnitte durch einen Drosselkörper und
Fig. 13 eine spezielle Gestaltung einer Öffnung am Drosselkörper. ϊn 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 Hydrauhkol 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 Hydrauhkol 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 PP.
Zwischen dem Steuerventil 5 und dem Tank 11 besteht eine weitere Hydrauhkol 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 PP einen gewissen Schwellenwert überschritten hat. Dadurch kann der Druck PP 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 Dmckregelfunktion 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 Proportionalmagneten betätigt wird, der elektrisch ansteuerbar ist. In der Zylinderleitung 4 befindet sich, vorzugsweise unmittelbar am entsprechenden An- schluss 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 Pz in der Zylinderleitung 4 herrscht. Dieser Druck Pz gibt bei stillstehender Aufzugskabine 1 die Belastung der Aufzugskabine 1 wieder. Mit Hilfe dieses Drucks Pz 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 Hydrauhkol 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 PP 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 Hydrauhkol 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 Pz, den die Aufzugskabine 1 erzeugt, wenn dieser Druck Pz grösser ist als der Druck PP. 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 Grosse 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 Hydrauhkol fördert. Dadurch steigt der Druck PP in der Pumpenleitung 8. Sobald dieser Druck PP einen mit der Vorspannung des Rückschlagventils des Steuerventils 15 korrelier- ten Wert übersteigt, öffnet das Rückschlagventil des Steuerventils 15, so dass der Druck PP diesen Wert zunächst nicht übersteigen kann. Ist dieser Druckwert, was üblicherweise der Fall sein wird, kleiner als der Druck Pz in der Zylinderleitung 4, so bleibt das Steuerventil 5 geschlossen, und es fliesst kein Hydrauhkol 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 PP so weit zu erhöhen, bis die notwendige Menge des Hydrauliköls durch das Steuerventil 5 in die Zylinderleitung 4 hin- einfliessen kann. Dabei fliesst ein Teil des von der Pumpe 10 geförderten Stroms von Hydrauhkol über das Steuerventil 15 in den Tank 11 zurück. Jener Teil des von der Pumpe 10 geförderten Stroms von Hydrauhkol, 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 erfmdungsgemässen 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 Pz und PP 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 5V und 15v bezeichnet sind. Dabei kann das Gehäuseteil 31 selbst zweiteilig sein, indem jedes der Vorsteuerventile 5V und 15v ein eigenes Gehäuseteil besitzt. Jedem der Vorsteuerventile 5V und 15v ist ein Proportionalmagnet zugeordnet, nämlich dem Vorsteuerventil 5V der Proportionalmagnet 5M und dem Vorsteuerventil 15v der Proportionalmagnet 15M. Diese Proportionalmagnete 5M und 15M 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 Hydrauhkol von und zum Hubzylinder 3 (Fig. 1) direkt beeinflusst. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass je nach Ansteuerung des Vorsteuerventils 5V ein geringer Teilstrom auch über dieses Vorsteuerventil 5V fhessen 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 PP in der Pumpenkammer 33 nicht grösser ist als der Druck Pz 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 5V 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 5V und zwar wie folgt. Vom Proportionalmagnet 5M 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 Px in einem Steuerdruckraum 44. Dieser Steuerdruck Px hängt von der Bewegung des Vorsteuerkolbens 43 ab und wird damit auch von der Vorsteuer-Regelfeder 42 bestimmt. Dadurch, dass das Vorsteuerventil 5V über einen ersten Verbindungskanal 45 den Druck Pz 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 Px zu erreichen. Das Vorsteuerventil 5V regelt den Steuerdruck Pχ5 wobei der Steuerdruck Px eine Funktion der Drücke in Zylinderkammer 32 und Rücklaufkammer 34 und des Hubs des Vorsteuerkolbens 43 ist, welcher seinerseits von der Ansteuerung des Vorsteuerventils 5V bestimmt ist.
Durch den Steuerdruck P wird auf einen in einer Steuerkammer 47 verschiebbaren Kolben 48 eingewirkt. Der Kolben 48 stützt sich über eine Hauptventil-Regelfeder 49 gegen das Geliäuseteil 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 erfmdungsgemäss 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 PP 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 15v bewegt werden. Im Unterschied zum zuvor beschriebenen Steuerventil 5 wird beim Steuerventil 15 vom Proportionalmagneten 15M ohne Zwischenschaltung eines Gegenkolbens auf den Drosselkörper 55 eingewirkt. Auch der Drosselkörper 55 ist betätigbar vom Vorsteuerventil 15v und zwar wie folgt. Vom Proportionalmagnet 15M 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 Py in einem Steuerdruckraum 64. Dieser Steuerdruck Pγ hängt von der Bewegung des Vorsteuerkolbens 63 ab und wird damit auch von der Vorsteuer-Regelfeder 62 bestimmt. Dadurch, dass das Vorsteuerventil 15v über einen weiteren Ver- bindungskanal 65 den Druck PP 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 Py 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 15v zur Pumpenkammer 33 herstellen kann.
Das Vorsteuerventil 15v regelt den Steuerdruck Pγ, wobei der Steuerdruck Pγ eine Funktion der Drücke in Pumpenkammer 33 und Rücklaufkammer 34 und des Hubs des Vorsteuerkolbens 63 ist, welcher seinerseits von der Ansteuerung des Vorsteuerventils 15v bestimmt ist. Durch den Steuerdruck Pγ 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 PP den Drosselkörper 55 gegen die Rückstellfeder 57 gedrückt und so vom Ventilsitz 56 abgehoben hat. Der Proportionalmagnet 15M ist angesteuert, wodurch der Kolben 68 infolge des gestiegenen Steuer- drucks Pγ 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 PP. 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 Hydrauhkol 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 Pz das Hauptventil des ersten Steuerventils 5 wegen der positiven Druckdifferenz Pz - PP 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 15M über die Steuerleitung 26.
In der Figur 3 ist weiter gezeigt, dass infolge des gestiegenen Druckes PP, 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 PP so viel grösser als der Druck Pz ist, dass auch die Kraft der Rückstellfeder 37 überwunden wird. In dem in der Figur 3 dargestellten Zustand wird also Hydrauhkol 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 5M, also ohne Mitwirkung des Vorsteuerventils 5V allein aufgrund der positiven Druckdifferenz PP-PZ zustande kommt. Die Aufwärtsfahrt der Aufzugskabine 1 wird also allein durch Ansteuerung des Proportionalmagneten 15M 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 erkemien. 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.
Funktionen 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 PP verursachte Kraft wie auf den Drosselkörper 35. Die Kraft, die das Vorsteuerventil 5M 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 15M 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 PP 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 PP klein. Vor Beginn der Abwärtsfahrt der Aufzugskabine 1 ist wegen der Tatsache, dass der Druck Pz in der Zylinderkammer 32 deutlich grösser ist als der Druck PP 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 Pro- portionalmagnet 5M angesteuert. Dieser wirkt über den Tauchankerstössel 41 auf das Vorsteuerventil 5V ein, welches den Steuerdruck Px in der Steuerkammer 47 aufbaut. Die Grosse des Steuerdrucks Px wird durch die Ansteuerung des Proportionalmagneten 5M und die Vorsteuer-Regelfeder 42 bestimmt und ist natürlich ebenso vom Druck Pz in der Zylinderkammer 32 und vom Druck in der Rücklaufkammer 34 beeinflusst. Mit zunehmender Ansteuerung des Proportionalmagneten 5M steigt der Steuerdruck Px 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 PP in der Pumpenkammer 33. Dadurch wird der Drosselkörper 55 gegen die Rückstellfeder 57 gedrückt, so dass der Drosselkörper 55 vom Ventilsitz 56 abhebt. Das Hydrauhkol 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 5V fliesst.
Das aus Drosselkörper 55 und Ventilsitz 56 gebildete Hauptventil des Steuerventils 15 wirkt somit bei Abwärtsfahrt als Rückschlagventil, welches allein durch den Druck PP geöffnet wird. Eine Ansteuerung des Proportionalmagneten 15M findet also nicht statt und somit ist auch das Vorsteuerventil 15v 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 erf llen 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, l 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 grösser Durchflussrate durch das Hauptventil des Steuerventils 15 entstehende dynamische Kräfte keine nachteiligen Rückwirkungen auf das Vorsteuerventil 15v haben.
Vorteilhaft ist es ausserdem, wenn der Gegenkörper 58 des Steuerventils 15 die gleiche Form und Grosse 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. l der Figur 6 ist ein Gegenkörper 58 gezeigt, dessen Gestalt und Grosse 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 ä auftritt. Die Grosse der Aussparung 60 ist jeweils an die Grosse des Gegenkörpers 58 angepasst. Ist also der Gegenkörper 58 nach Figur 5 ausgeführt, so ist die Tiefe der Aussparung 60 gering. Ist aber die Grosse 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. l den Zylinder 91 sind Öffnungen 93 eingefräst, durch die das Hydrauhkol 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 anschhessenden Teil V-förmig und im daran anschhessenden Teil von konstanter Breite. Daraus ergibt sich, dass der wirksame Durchtrittsquerschnitt für das Hydrauhkol 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 anschhessenden Teil statt der V-förmigen eine kelchförmige Gestalt. Daraus ergibt sich, dass der wirksame Durchtrittsquerschnitt für das Hydrauhkol nichtlinear ist. Ausgehend vom geschlossenen Zustand der Steuerventile 5 bzw. 15 nimmt bei Betätigung in Öffnungsrichtung der wirksame Durchtrittsquerschnitt für das Hydrauhkol zunächst nur wenig zu, wird dann mit zunehmendem Hub zunehmend grösser und wird dann später mit weiter zunehmenden Hub abnehmend grösser. Ansc liessend 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 Hydrauhkol 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 Hydrauhkol 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 9 a und 9b sind dafür geeignete Varianten gezeigt.
In der Figur 9 a 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 Hydrauhkol 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 Grosse 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 Grosse 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 93 w 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 ' 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 93 w (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 grösser 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, bei- spielsweise auch dann, wenn die Pumpe 10 drehzahlgeregelt wird, was auch ein anderes Steuerprinzip für die Steuerventileinheit 28 nach sich zieht.

Claims

Patentansprüche
1. Steuerventileinheit (28) für einen hydraulischen Aufzug, die Steuerventile (5, 15) und Vorsteuerventile (5V, 15v) enthält, mit denen der Fluss von Hydrauhkol 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 Hydrauhkol 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 Hydrauhkol über die Steuerventileinheit (28) zum Tank (11) förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass 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.
2. 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.
3. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Drosselkörper (35; 55) einerseits eine Rückstellfeder (37; 57) und andererseits ein Vorsteuerventil (5 v; 15v) einwirken, deren jedes durch einen elektrisch ansteuerbaren Proportionalmagneten (5 ; 15M) betätigbar ist.
4. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeiclmet, dass beim die Aufwärtsfahrt steuernden Steuerventil (15) dessen Rückstellfeder (57) und dessen Vorsteuerventil (15v) gleichsinnig auf dessen Drosselkörper (55) in Schliessrichtung wirken.
5. 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 (5V) in Öffnungsrichtung wirkt.
6. 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.
7. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim die Abwärtsfahrt steuernden Steuerventil (5) die Kraftübertragung von dessen Vorsteuerventil (5V) 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) den Drosselkörper (35) bewegt, wobei der Durchmesser des Gegenkolbens (38) gleich dem Durchmesser des Drosselkörpers (35) ist.
8. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim die Aufwärtsfahrt steuernden Steuerventil (15) die Kraftübertragung von dessen Vorsteuerventil (15v) mittels eines gegen eine Hauptventil-Regelfeder (69) wirkenden Kolbens (68) über eine Steuerstange (70) auf den 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.
9. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (48; 68) auf seinem äusseren Umfang eine Nut (98) aufweist, in die eine elastische Dichtung (99) eingesetzt ist.
10. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Drosselkörper (35; 55) zugewandte Fläche des Gegenkörpers (38; 58) die Gestalt eines Kegelstumpfes aufweist.
11. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 10, 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.
12. Steuerventileinheit (28) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselkörper (35; 55) gebildet sind aus einer Basis (90) und einem daran anschhessenden Zylinder (91), in dessen Mantelfläche (92) Öffnungen (93) eingefräst sind.
13. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (93) zumindest teilweise V-förmig sind.
14. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (93) eine kelchförmige Gestalt aufweisen.
15. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (93) gestuft sind.
16. Steuerventileinheit (28) nach einem der Ansprüche 7 bzw. 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (95, 96; 97) vorhanden sind, mit denen der Weg des Kolbens (48; 68) begrenzbar ist.
17. Steuerventileinheit (28) nach Ansprach 16, 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.
18. Steuerventileinheit (28) nach Anspruch 16, 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.
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