DE10016040C1 - Hydraulische Leitungskupplungsanordnung - Google Patents
Hydraulische LeitungskupplungsanordnungInfo
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Abstract
Es wird eine hydraulische Leitungskupplungsanordnung an einem Verbraucher (1) angegeben mit einer Pumpenleitung (9), einer Tankleitung (10) und einem Sicherheitsventil (11) in der Pumpenleitung (9), dessen Ventilelement (12) von einem Schließdruck aus der Tankleitung (10) in Schließrichtung beaufschlagt ist. DOLLAR A Mit einer derartigen Leitungskupplung möchte man den Verbraucher schützen können. DOLLAR A Hierzu ist das Ventilelement (12, 27) von einer Feder (13) in Öffnungsrichtung beaufschlagt und zumindest bei geöffnetem Sicherheitsventil (11) durch den Druck aus der Pumpenleitung (9) in Öffnungsrichtung und in Schließrichtung mit der gleichen Kraft beaufschlagt.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Leitungskupp
lungsanordnung an einem Verbraucher mit einer Pumpen
leitung, einer Tankleitung und einem Sicherheitsventil
in der Pumpenleitung, dessen Ventilelement von einem
Schließdruck aus der Tankleitung in Schließrichtung be
aufschlagt ist.
Eine derartige Leitungskupplungsanordnung ist aus der
DE 199 22 866 A1 bekannt.
Wenn der Verbraucher mit einem Versorger verbunden
wird, dann werden Eingangsventile an der Pumpenleitung
und an der Tankleitung geöffnet, so daß der Druck in
der Pumpenleitung vom Versorger zum Verbraucher und die
dabei verdrängte hydraulische Flüssigkeit über die Tan
kleitung wieder zurück zum Versorger gelangen kann. Ein
Anwendungsfall für eine derartige hydraulische Lei
tungskupplung sind landwirtschaftliche Maschinen mit
wechselnden Anbaugeräten, bei denen die Geräte, bei
spielsweise ein Kreiselmäher oder ein Ladewagen, nicht
nur mechanisch mit dem Traktor verbunden werden müssen,
sondern auch hydraulisch versorgt werden müssen. Wenn
bei einer derartigen Leitungskupplung die Tankleitung
nicht richtig mit dem Versorger gekuppelt ist, ist sie
an ihrem Ende geschlossen. Dementsprechend steigt der
Pumpendruck in der Tankleitung und schließt das Sicher
heitsventil, so daß die dem Sicherheitsventil nachge
schalteten Hydraulikaggregate des Verbrauchers nicht
über einen längeren Zeitraum mit dem Pumpendruck bela
stet werden.
DE 38 16 987 C1 zeigt ein Sicherheitsventil für eine
Leitungskupplungsanordnung, das am Versorger instal
liert ist. Dieses Sicherheitsventil sperrt eine Pumpen
leitung, solange eine Kupplungsverbindung zur Tanklei
tung des Verbrauchers noch nicht hergestellt ist. Beim
Herstellen dieser Kupplungsverbindung werden nicht nur
Ventile an den beiden Enden der Tankleitung von Versor
ger und Verbraucher geöffnet, sondern es wird über ein
mechanisch durch einen Schlüssel betätigtes Ventil auch
eine Druckabsenkung auf der Schließseite des Sicher
heitsventils verursacht, so daß der Pumpendruck das Si
cherheitsventil in Öffnungsstellung bewegen kann.
DE 37 28 986 A1 zeigt ein weiteres Sicherheitsventil
für hydraulische Rotationsantriebe, das ebenfalls am
Versorger angeordnet ist. An der Tankkupplung, d. h. dem
Kupplungsteil, das die Tankleitung des Verbrauchers mit
der Tankleitung des Versorgers verbindet, ist ein Ven
tilschieber vorgesehen, der beim Herstellen der Kupp
lungsverbindung verschoben wird. Solange dieser Ventil
schieber noch nicht verschoben ist, stellt er eine Ver
bindung der Tankleitung zu einem Abzweig der Pumpenlei
tung des Versorgers sicher, so daß Hydraulikflüssigkeit
noch im Versorger wieder zum Tank zurückfließen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überla
stung des Verbrauchers bei fehlerhafter Kupplung zu
verhindern.
Diese Aufgabe wird bei der hydraulischen Leitungskupp
lungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch ge
löst, daß das Ventilelement von einer Feder in Öff
nungsrichtung beaufschlagt ist und zumindest bei geöff
netem Sicherheitsventil das Ventilelement durch den
Druck aus der Pumpenleitung in Öffnungsrichtung und in
Schließrichtung mit der gleichen Kraft beaufschlagt
ist.
Bei einer derartigen Ausgestaltung ist für das Schlie
ßen des Sicherheitsventils, also für die Bewegung des
Ventilelementes nur noch eine Kraftdifferenz ausschlag
gebend, die sich zwischen der Kraft der Feder, die in
Öffnungsrichtung wirkt, und der Kraft, die auf dem
Druck in der Tankleitung beruht, ergibt. Das Ventilele
ment wird, wenn es geöffnet ist, von der Hydraulikflüs
sigkeit in der Pumpenleitung durchströmt. Es ist nicht
zu vermeiden, daß das Ventilelement auch von dem Druck
in der Pumpenleitung beaufschlagt wird. Erfindungsgemäß
ist das Ventilelement aber kräftemäßig ausgeglichen,
obwohl es vom Druck in der Pumpenleitung beaufschlagt
ist, weil dieser Druck in beide Richtungen wirkt. Er
findungsgemäß ist nun vorgesehen, daß man diesen Druck
egalisiert, also den Druck in der Pumpenleitung sowohl
in Öffnungsrichtung als auch in Schließrichtung auf das
Ventilelement wirken läßt. Das Ventilelement ist also
diesbezüglich im Gleichgewicht. Wenn nun eine Druckän
derung in der Tankleitung auftritt, dann kann diese un
mittelbar auf das Ventilelement wirken, ohne daß erst
Gegendrücke überwunden werden müssen, die beispielswei
se vom Druck in der Pumpenleitung herrühren. Dies hat
außerdem den vorteilhaften Effekt, daß man durch die
Wahl der Feder, die das Ventilelement in Öffnungsstel
lung drückt, einen Einfluß auf den "Schließdruck" neh
men kann, bei dem das Sicherheitsventil die Versorgung
des Verbrauchers unterbricht und die Pumpenleitung
schließt. Dementsprechend ist eine relativ genaue An
passung an die Aggregate des Verbrauchers möglich.
Vorzugsweise sind ein Schließdruckanschluß und ein Öff
nungsdruckanschluß des Sicherheitsventils mit einem
Eingang des Sicherheitsventils verbunden. Diese Ausge
staltung ermöglicht, daß das Sicherheitsventil sofort
wieder öffnet, wenn der Druck in der Tankleitung ab
sinkt, beispielsweise dann, wenn man die Leitungskupp
lung der Tankleitung wieder korrigiert oder erneut ver
bunden hat.
In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
der Schließdruckanschluß mit dem Eingang und der Öff
nungsdruckanschluß mit dem Ausgang des Sicherheitsven
tils verbunden ist, in diesem Fall bleibt das Sicher
heitsventil in der geschlossenen Stellung, auch wenn
der Druck im Tankanschluß wieder abgesunken ist. Dies
ist eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme, weil der Be
nutzer gezwungen ist, für die Öffnung des Sicherheits
ventils selbst Sorge zu tragen. Er wird also angehal
ten, genau zu überprüfen, ob die Tankleitungskupplung
ordnungsgemäß arbeitet.
Vorzugsweise ist das Ventilelement des Sicherheitsven
tils als gestufter Kolben ausgebildet, der mit einer
Übergangsfläche zwischen einem oberen Ende mit größerem
Durchmesser und einem unteren Ende mit kleinerem Durch
messer an einer Dichtkante anliegt. Das Sicherheitsven
til soll dicht schließen. Ein derartig dichtes Schließen
erreicht man mit einfachen Mitteln dadurch, daß man
eine Fläche und eine Kante zusammenwirken läßt. Mit ei
ner derartigen Paarung läßt sich in der Regel eine bes
sere Dichtigkeit erzielen als mit der reinen Anlage von
zwei Flächen aneinander. Darüber hinaus kann man mit
den unterschiedlichen Durchmessern des Kolbens Flächen
verhältnisse schaffen, die so austariert sind, daß der
Druck aus der Pumpenleitung in beide Bewegungsrichtun
gen des Kolbens die gleiche Kraft erzeugt.
Hierbei ist bevorzugt, daß der Durchmesser des Kolbens
im Anschluß an die Übergangsfläche kleiner als der
Durchmesser eines unteren Bohrungsabschnitts einer Ge
häusebohrung ist, in der der Kolben verschiebbar ange
ordnet ist, und sich in einer vorbestimmten Entfernung
von der Übergangsfläche auf den Durchmesser der Bohrung
erweitert, wobei der durch die Durchmesserverringerung
gebildete Kolbenringraum mit einem Pumpenleitungsan
schluß in Verbindung steht. Der Druck in diesem Pumpen
leitungsanschluß wirkt also bei geschlossenem Sicher
heitsventil auf zwei gleich große Flächenabschnitte des
Kolbens. Die hierdurch hervorgerufenen Kräfte sind also
ausgeglichen, weil sie in beide Bewegungsrichtungen des
Kolbens gleich groß sind. Die Bezeichnungen "unteres"
und "oberes" Ende dienen zur besseren Erläuterung. Sie
bedeuten nicht zwangsläufig eine Orientierung des Kol
bens im Raum.
Vorzugsweise ist der Kolben am oberen Ende von einem
Gehäuseringraum umgeben, der mit einem anderen Pumpen
leitungsanschluß in Verbindung steht. In diesen Rin
graum ragt das über die Dichtkante überstehende Ende
der Übergangsfläche hinein. Dementsprechend kann der
Druck in diesem Ringraum sich nicht nur in Umfangsrichtung
des Kolbens gleichmäßig verteilen, er kann auch
auf diesen Überstand in Öffnungsrichtung wirken.
Vorzugsweise ist das obere Ende des Kolbens in einem
oberen Bohrungsabschnitt der Gehäusebohrung geführt,
wobei ein Gehäusevorsprung in eine Kolbenbohrung in der
Stirnseite des Kolbens hineinragt und mit dem Kolben
einen ersten Druckraum begrenzt, der mit einem Pumpen
leitungsanschluß in Verbindung steht, während die ver
bleibende Fläche der Stirnseite mit der Gehäusebohrung
einen zweiten Druckraum begrenzt, der mit der Tanklei
tung in Verbindung steht. Die Fläche des Kolbens im er
sten Druckraum bildet sozusagen das Gegengewicht zu dem
Überstand der Übergangsfläche über die Dichtkante. Da
mit ist auch für den Druck, der auf diese Flächen
wirkt, ein Ausgleich gegeben. Der Kolben wird also zu
mindest in der Öffnungsstellung ausschließlich von der
Kraft der Feder und vom Druck in der Tankleitung beauf
schlagt, der im zweiten Druckraum wirkt, den Kolben al
so auf der Ringfläche beaufschlagt, die den Gehäusevor
sprung umgibt. Dies ist eine konstruktiv relativ einfa
che Lösung, die sich auch mit geringem Aufwand fertigen
läßt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
der erste Druckraum mit dem Gehäuseringraum über eine
Drosselleitung verbunden ist. In diesem Fall ist der
Kolben sowohl in der geöffneten Stellung des Sicher
heitsventils als auch in der geschlossenen Stellung des
Sicherheitsventils ausschließlich von der Kraftdiffe
renz zwischen der Kraft der Feder und der vom Druck in
der Tankleitung hervorgerufenen Kraft beaufschlagt.
Wenn also der Druck in der Tankleitung nach einer Stö
rung wieder absinkt, dann kann das Sicherheitsventil
öffnen.
In einer alternativen Ausgestaltung ist der erste
Druckraum mit dem Kolbenringraum über eine Drossellei
tung verbunden. In diesem Fall wird der Kolben in der
Schließstellung festgehalten, wenn der Druck in der
Tankleitung über einen vorbestimmten Druck, der die
Kraft der Feder übersteigt, angestiegen ist.
Vorzugsweise weist der Verbraucher einen Verbraucher
tank auf. Dieser Verbrauchertank ist in der Lage, Hy
draulikflüssigkeit aufzunehmen, die von Aggregaten des
Verbrauchers noch abgegeben wird und nicht durch die
Tankkupplung abfließen kann.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Tankleitung über ein
Überdruckventil mit dem Verbrauchertank verbunden ist.
Der Abfluß der Hydraulikflüssigkeit in den Verbraucher
tank erfolgt also erst ab einem gewissen Druck.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung
beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Aus
führungsbeispiels,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 ein Sicherheitsventil für die Ausführung nach
Fig. 2 und
Fig. 4 ein Sicherheitsventil für die Ausführung nach
Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen hydraulischen Verbraucher 1, der von
einem Versorger 2 mit Hydraulikflüssigkeit unter Druck
versorgt wird. Der Versorger 2 kann beispielsweise ein
Traktor oder eine andere Arbeitsmaschine sein, die mit
wechselnden Anbaugeräten betrieben wird, beispielsweise
einem Kreiselmäher, einem Hubgerüst oder einer Ladevor
richtung. Hierzu weist der Verbraucher 1 mehrere hy
draulische Aggregate 3, 4 auf, die einen hydraulischen
Druck benötigen, beispielsweise hydraulische Arbeitszy
linder oder Motoren. Beim Anschließen des Verbrauchers
1 an den Versorger 2 muß also nicht nur eine nicht nä
her dargestellte mechanische Verbindung hergestellt
werden, sondern es muß auch eine hydraulische Kupplung
hergestellt werden. Hierzu weist der Versorger an einem
Pumpenanschluß PA ein Kupplungsventil 5 auf, das mit
einem Kupplungsventil 6 einer Pumpenleitung 9 des Ver
brauchers zusammengesteckt werden kann. Normalerweise
sind die beiden Kupplungsventile 5, 6 geschlossen. Sie
öffnen erst, wenn die Kupplungsverbindung hergestellt
worden ist. Im ungekuppelten oder getrennten Zustand
wird also ein Austritt von Hydraulikflüssigkeit durch
die Kupplungsventile 5, 6 verhindert.
In ähnlicher Weise ist ein Tankanschluß TA des Versor
gers mit einem Kupplungsventil 7 versehen, das mit ei
nem Kupplungsventil 8 an einer Tankleitung 10 des Ver
brauchers zusammenwirkt. Wenn die Kupplungsverbindung
hergestellt ist, dann sind die beiden Kupplungsventile
7, 8 geöffnet und die Hydraulikflüssigkeit kann von der
Tankleitung 10 des Verbrauchers 1 wieder zum Versorger
2 zurückfließen.
Wenn die Kupplungsverbindung zwischen dem Pumpenan
schluß PA und der Pumpenleitung 9 nicht ordnungsgemäß
hergestellt worden ist, dann kann der Verbraucher 1
nicht arbeiten, weil die Aggregate 3, 4 nicht mit Hy
draulikflüssigkeit unter Druck versorgt werden. Dies
ist im Grunde genommen aber die einzige Folge. Eine Be
schädigung der Aggregate ist in der Regel nicht zu be
fürchten.
Anders sieht es aus, wenn die Kupplungsverbindung zum
Tankanschluß TA nicht oder nicht ordnungsgemäß arbei
tet. In diesem Fall kann die Hydraulikflüssigkeit aus
der Tankleitung 10 nicht oder nicht mit der erforderli
chen Menge abfließen. In diesem Fall baut sich in der
Tankleitung ein Druck auf, der zu einer Beschädigung
der Aggregate 3, 4 führen kann. Viele Aggregate 3, 4
sind nicht dafür ausgelegt, daß an ihrem Ausgang ein
höherer hydraulischer Druck herrscht.
Um diese Gefahr zu verringern oder sogar zu beseitigen,
ist ein Sicherheitsventil 11 in der Pumpenleitung 9
vorgesehen, dessen Ventilelement 12 in der dargestell
ten Öffnungsstellung den Durchgang von Hydraulikflüs
sigkeit durch die Pumpenleitung ermöglicht, also vom
Kupplungsventil 6 zu den Aggregaten 3, 4. Wenn das Si
cherheitsventil 11 umgeschaltet wird, dann wird diese
Verbindung unterbrochen, d. h. das Ventilelement 12 wird
in seine andere Stellung verschoben, die in seiner obe
ren Hälfte dargestellt ist.
Das Ventilelement 12 ist von einer Feder 13 in Öff
nungsrichtung belastet, d. h. die Feder 13 versucht, das
Ventilelement 12 in die in Fig. 1 dargestellte Öff
nungsstellung zu verschieben. Das Ventilelement 12 ist
über einen Schließdruckeingang 14 und eine Stichleitung
15 mit der Tankleitung 10 beaufschlagt, d. h. der Druck
in der Tankleitung 10 belastet das Ventilelement 12 in
Schließrichtung.
Ferner ist das Ventilelement 12 mit einem Druck am Ein
gang 16 des Sicherheitsventils 11 belastet, und zwar
über einen Schließdruckanschluß 14a in Schließrichtung,
während es über einen Öffnungsdruckanschluß 41 in Öff
nungsrichtung von einem Druck am Ausgang 17 des Sicher
heitsventils 11 belastet ist. Bei geöffnetem Sicher
heitsventil 11, bei dem der Druckabfall durch das Si
cherheitsventil 11 zu vernachlässigen ist, ist das Ven
tilelement 12 also in beiden Bewegungsrichtungen vom
Druck in der Pumpenleitung beaufschlagt. Die Flächen,
auf die dieser Druck wirkt, sind so austariert, daß das
Ventilelement 12 diesbezüglich im Gleichgewicht ist.
Die Kräfte auf das Ventilelement 12 stammen also aus
schließlich von der Feder 13 und dem Druck aus der Tan
kleitung 10. Wenn der Druck in der Tankleitung 10 an
steigt und die Kraft der Feder 13 überwindet, schließt
das Sicherheitsventil 12.
Der Verbraucher 1 weist ferner einen Verbrauchertank 18
auf, der mit der Tankleitung 10 über ein Überdruckven
til 19 verbunden ist. In den Verbrauchertank 18 mündet
auch ein Leckageanschluß 20 des Sicherheitsventils 11.
Über das Überdruckventil 19 können dementsprechend noch
Drücke abgebaut werden, die nach dem Schließen des Si
cherheitsventils 11 an den Ausgängen der Aggregate 3, 4
herrschen. Das Überdruckventil 19 öffnet erst, wenn das
Sicherheitsventil 11 geschlossen ist.
Fig. 2 zeigt eine etwas abgewandelte Ausgestaltung, bei
der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind. Der einzige Unterschied liegt hierbei in der Be
schaltung des Sicherheitsventils 11. Beide Seiten des
Ventilelements 12 sind mit dem Eingang 16 des Sicher
heitsventils 11 verbunden, so daß der Druck aus der
Pumpenleitung 9 sowohl in der Schließstellung, als auch
in der Öffnungsstellung des Sicherheitsventils 11 an
beide Seiten des Ventilelements 12 gelangt.
Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Darstellung schema
tisch den Aufbau des Sicherheitsventils 11. Hierbei
ist, wie in der Darstellung der Fig. 1, der Versorger 2
an der linken Seite vorgesehen, während die Aggregate
3, 4 an der rechten Seite des Sicherheitsventils 11
vorgesehen sind.
Das Sicherheitsventil 11 weist ein Gehäuse 20 auf, in
dem eine Gehäusebohrung 21 angeordnet ist. Die Gehäuse
bohrung weist einen unteren Abschnitt 22 auf, an den
sich nach oben ein Gehäuseringraum 23 anschließt, der
gegenüber dem unteren Abschnitt 22 einen vergrößerten
Durchmesser aufweist. Oben an den Gehäuseringraum 23
schließt sich ein oberer Abschnitt der Gehäusebohrung
21 an, dessen Durchmesser zwischen dem Durchmesser des
unteren Abschnitts 22 und dem des Gehäuseringraums 23
liegt.
Zwischen dem unteren Abschnitt 22 und dem Gehäuserin
graum 23 ist eine Dichtkante 25 ausgebildet.
Am oberen Ende der Gehäusebohrung 21 ist ein Hilfskol
ben 26 angeordnet, der zylinderförmig ausgebildet ist
und zentrisch in die Gehäusebohrung 21 hineinragt. Die
ser Hilfskolben 26 muß nicht unbedingt mit dem Gehäuse
verbunden sein. Aus fertigungstechnischen Gründen wird
eine Trennung sogar zu bevorzugen sein.
Die Bezeichnungen "oben" und "unten" beziehen sich auf
die Darstellung der Fig. 3 und werden aus Gründen der
Erläuterung verwendet. Damit ist aber keine Festlegung
des Gehäuses im Raum verbunden, d. h. das Sicherheitsventil
11 kann durchaus auch um 90° gekippt oder um
180° gedreht werden.
In der Gehäusebohrung 21 ist ein Kolben 27 angeordnet,
der unten von einer Feder 28 unterstützt ist. Die Feder
28 stützt sich an einem Widerlager im Gehäuse 20 ab,
das nicht näher dargestellt ist. Die Feder 28 ent
spricht der Feder 13 nach Fig. 1. Der Kolben 27 bildet
das Ventilelement 12.
Der Kolben 27 hat am unteren Ende den gleichen Durch
messer A1 wie der untere Abschnitt 22 der Gehäuseboh
rung 21. An das untere Ende schließt sich ein Abschnitt
mit einem verringerten Durchmesser an, so daß zwischen
dem Kolben 27 und dem Gehäuse 20 ein Kolbenringraum 29
ausgebildet ist. Der Durchmesser des Kolbens vergrößert
sich dann in einem Übergangsabschnitt 30 auf einen
Durchmesser A2, der größer als der Durchmesser A1 ist
und mit dem Durchmesser des oberen Abschnitts 24 der
Gehäusebohrung 21 übereinstimmt. Der Übergangsabschnitt
30 ist dementsprechend von einer konischen Übergangs
fläche 31 umgeben, die mit der Dichtkante 25 zusammen
wirkt, wenn das Sicherheitsventil 11 geschlossen ist.
Am oberen Ende weist der Kolben eine Kolbenbohrung 32
auf, in die der Hilfskolben 26 hineinragt. Die Kolben
bohrung 32 und der Hilfskolben 26 haben einen Durchmes
ser A3. Der Kolben 27 ist im oberen Abschnitt 24 mit
einem O-Ring 33 und im unteren Abschnitt mit einem O-
Ring 34 gegenüber der Gehäusebohrung 21 abgedichtet.
Die Kolbenbohrung 32 begrenzt zusammen mit dem Vor
sprung 26 einen ersten Druckraum 35. Der Hilfskolben 26
wird durch den Druck im ersten Druckraum 35 gegen die
Stirnwand der Gehäusebohrung gepreßt. Die Stirnseite 36
des Kolbens 27 begrenzt mit dem Gehäuse 20 und dem
Hilfskolben 26 einen zweiten Druckraum 36, der den
Hilfskolben 26 ringförmig umgibt.
Der zweite Druckraum steht über die Leitung 15 mit der
Tankleitung 10 in Verbindung. Der Gehäuseringraum 23
steht mit dem Eingang 16 der Pumpenleitung 9 in Verbin
dung, während der Kolbenringraum 29 mit dem Ausgang 17
der Pumpenleitung in Verbindung steht.
Die Durchmesser A1, A2, A3 sind so gewählt, daß die
durch die Durchmesser definierten Flächen F(A1), F(A2),
F(A3) folgender Beziehung genügen:
F(A2) - F(A1) = F(A3).
Bei der Ausgestaltung des Ventils 11 nach Fig. 3 ist
der Gehäuseringraum 23 über eine Drossel 37 mit dem er
sten Druckraum 35 verbunden. Die Ausgestaltung nach
Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausgestaltung nach
Fig. 3 einerseits dadurch, daß der erste Druckraum 35
über eine Drossel 38 mit dem Kolbenringraum 29 verbun
den ist. Ferner ist die Durchströmungsrichtung umge
kehrt, d. h. der Kolbenringraum 29 steht mit dem Eingang
16 der Pumpenleitung 9 in Verbindung, während der Ge
häuseringraum 23 mit dem Ausgang 17 der Pumpenleitung
in Verbindung steht. Fig. 3 stellt also das Sicher
heitsventil 11 aus der Ausführungsform nach Fig. 2 dar,
während Fig. 4 das Sicherheitsventil 11 aus Fig. 1 dar
stellt.
In beiden Ausgestaltungen ist noch das Überdruckventil
19 erkennbar, das in einer anderen Ebene als die Ein
gangsleitung zum Eingang 16 angeordnet und dessen Zu
leitung deswegen teilweise gestrichelt gezeichnet ist.
Das Überdruckventil 19 öffnet gegen die Kraft einer Fe
der 39 in den Verbrauchertank 18.
Das Sicherheitsventil nach Fig. 3 arbeitet folgenderma
ßen:
Druck, der am Eingang 16 der Pumpenleitung 9 ansteht,
wirkt über die Drossel 37 im Druckraum 35 und beauf
schlagt die Fläche F(A3) in Schließrichtung. Gleichzei
tig wirkt der Druck aus der Pumpenleitung 9 aber auch
im Gehäuseringraum 23 und wirkt auf die über die Dicht
kante 25 überstehenden Teile der Übergangsfläche 31 in
Öffnungsrichtung. Diese Fläche hat eine Größe F(A2) -
F(A1) = F(A3), d. h. der Kolben 27 ist im Hinblick auf
die Kräfte vom Druck aus der Pumpenleitung 9 ausgegli
chen.
Auf die Stirnseite 40 des Kolbens 27 wirkt der Druck
aus der Tankleitung 10 in Schließrichtung. In Öffnungs
richtung des Kolbens 27 wirkt die Feder 28.
Wenn die Kupplungsverbindung mit den beiden Kupplungs
ventilen 7, 8 ordnungsgemäß arbeitet, dann baut sich in
der Tankleitung 10 nur ein kleiner Druck auf, so daß
die Federkraft 28 ausreicht, den Kolben 27 von der
Dichtkante 27 abzuheben. In diesem Augenblick gelangt
der Druck aus der Pumpenleitung 9 auch in den Kolben
ringraum 29. Die dann dem Druck aus der Pumpenleitung
ausgesetzten Flächen sind in beide entgegengesetzte
Richtungen gleich groß, so daß auch hier das druckmäßi
ge Gleichgewicht auf dem Kolben 27 im Hinblick auf den
Druck aus der Pumpenleitung aufrechterhalten wird.
Wenn nun der Druck in der Tankleitung 10 ansteigt, dann
erhöht sich auch der Druck im zweiten Druckraum 36 und
damit der Druck auf die Stirnseite 40 des Kolbens 27.
Wenn die daraus resultierende Kraft, d. h. der Druck auf
die Fläche F(A2) - F(A3) mal Druck in der Tankleitung
10 größer wird als die Kraft der Feder 28, dann ver
schiebt dieser Druck aus der Tankleitung den Kolben 27
nach unten, und zwar solange, bis die Übergangsfläche
31 an der Dichtkante 25 aufsetzt. Damit ist der Weg vom
Eingang 16 zum Ausgang 17 verschlossen und die Pumpen
leitung 9 gesperrt. Die Aggregate 3, 4 werden also
nicht mehr mit Druck aus der Pumpenleitung 9 belastet.
Möglicherweise noch anstehende Hydraulikflüssigkeit
kann über das Überdruckventil 19 in den Verbrauchertank
18 entsorgt werden.
Das Sicherheitsventil nach Fig. 4 arbeitet prinzipiell
genauso, wobei durch die andere Anordnung der Drossel
38 dafür Sorge getragen ist, daß sich das Sicherheits
ventil 11 nicht selbständig öffnen kann, wenn der Druck
in der Tankleitung 10 nach einem Fehlerfall wieder
absinkt.
Im geöffneten Zustand ist die Situation genau wie bei
der Ausgestaltung nach Fig. 3. Der Druck aus dem Ein
gang 16 wirkt auf die beiden Begrenzungsflächen des
Kolbenringraums 29, also mit gleich großen Kräften nach
oben und nach unten. Die Kräfte, die durch den Druck
auf die Flächenbereiche der Übergangsfläche 31 verur
sacht werden, die über die Dichtkante 25 überstehen,
werden durch die Kräfte kompensiert, die der Druck im
ersten Druckraum 35 ausübt. Dementsprechend wird die
Bewegung des Kolbens 27 ausschließlich durch die Feder
28 und den Druck im zweiten Druckraum 36, der auf die
Stirnseite 40 des Kolbens 27 wirkt, gesteuert. Wenn al
so der Druck in der Tankleitung 10 ansteigt, dann wird
der Kolben, wenn der Druck die Kraft der Feder 28 überwindet,
zur Anlage an der Dichtkante 25 gebracht und
das Sicherheitsventil 11 ist geschlossen. Im geschlos
senen Zustand kann der Druck in der ersten Druckkammer
35 aber nicht kompensiert werden, d. h. der Druck in
Schließrichtung ist größer als der Druck in Öffnungs
richtung. Der Bediener muß das Sicherheitsventil also
"bewußt" in Betrieb nehmen, sei es durch Absenken des
Drucks im Eingang 16 oder durch eine manuelle Betäti
gung des Kolbens 27.
Claims (11)
1. Hydraulische Leitungskupplungsanordnung an einem
Verbraucher mit einer Pumpenleitung, einer Tanklei
tung und einem Sicherheitsventil in der Pumpenlei
tung, dessen Ventilelement von einem Schließdruck
aus der Tankleitung in Schließrichtung beaufschlagt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement
(12, 27) von einer Feder (13, 28) in Öffnungsrich
tung beaufschlagt ist und zumindest bei geöffnetem
Sicherheitsventil (11) das Ventilelement (12, 27)
durch den Druck aus der Pumpenleitung (9) in Öff
nungsrichtung und in Schließrichtung mit der glei
chen Kraft beaufschlagt ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Schließdruckanschluß (14a) und ein Öff
nungsdruckanschluß (41) des Sicherheitsventils (11)
mit einem Eingang (16) des Sicherheitsventils (11)
verbunden sind.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schließdruckanschluß (14) mit dem Eingang
(16) und der Öffnungsdruckanschluß mit dem Ausgang
(17) des Sicherheitsventils verbunden sind.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilelement (12) des Si
cherheitsventils als gestufter Kolben (27) ausge
bildet ist, der mit einer Übergangsfläche (31) zwi
schen einem oberen Ende mit größerem Durchmesser
(A2) und einem unteren Ende (22) mit kleinerem
Durchmesser (A1) an einer Dichtkante (25) anliegt.
5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser des Kolbens (27) im Anschluß an
die Übergangsfläche (31) kleiner ist als der Durch
messer eines unteren Bohrungsabschnitts (22) einer
Gehäusebohrung (21), in der der Kolben (27) ver
schiebbar angeordnet ist, und sich in einer vorbe
stimmten Entfernung von der Übergangsfläche (31)
auf den Durchmesser der Bohrung (21) erweitert, wo
bei der durch die Durchmesserverringerung gebildete
Kolbenringraum (29) mit einem Pumpenleitungsan
schluß (16, 17) in Verbindung steht.
6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (27) am oberen Ende von einem Gehäu
seringraum (23) umgeben ist, der mit einem anderen
Pumpenleitungsanschluß (17, 16) in Verbindung
steht.
7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das obere Ende des Kolbens (27) in einem oberen
Bohrungsabschnitt (24) der Gehäusebohrung (21) ge
führt ist, wobei ein Gehäusevorsprung (26) in eine
Kolbenbohrung (32) in der Stirnseite (40) des Kol
bens (27) hineinragt und mit dem Kolben (27) einen
ersten Druckraum (35) begrenzt, der mit einem Pum
penleitungsanschluß (16) in Verbindung steht, wäh
rend die verbleibende Fläche der Stirnseite (40)
mit der Gehäusebohrung (21) einen zweiten Druckraum
(36) begrenzt, der mit der Tankleitung (10) in Ver
bindung steht.
8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Druckraum (35) mit dem Gehäuserin
graum (23) über eine Drosselleitung (37) verbunden
ist.
9. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Druckraum (35) mit dem Kolbendruck
raum (29) über eine Drosselleitung (38) verbunden
ist.
10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verbraucher (1) einen Ver
brauchertank (18) aufweist.
11. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Tankleitung (10) über ein Überdruckventil
(19) mit dem Verbrauchertank (18) verbunden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000116040 DE10016040C1 (de) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | Hydraulische Leitungskupplungsanordnung |
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DE2000116040 DE10016040C1 (de) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | Hydraulische Leitungskupplungsanordnung |
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DE (1) | DE10016040C1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3091239A1 (de) * | 2015-04-30 | 2016-11-09 | Hydac Fluidtechnik GmbH | Sicherheitsvorrichtung |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3728986A1 (de) * | 1987-08-29 | 1989-03-09 | Busatis Werke Kg | Sicherheitsventil fuer hydraulische rotationsantriebe |
DE3816987C1 (en) * | 1988-05-18 | 1989-11-23 | Emil Weber Fabrik Fuer Oelhydraulik Gmbh & Co, 7129 Gueglingen, De | Safety valve |
DE19922866A1 (de) * | 1999-05-19 | 2000-12-07 | Danfoss Fluid Power As Nordbor | Hydraulische Leitungskupplung |
-
2000
- 2000-03-31 DE DE2000116040 patent/DE10016040C1/de not_active Expired - Fee Related
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