DE1095071B - Selbsttaetiges Ventil zum Steuern des Zu- und Rueckflusses zu und von einem hydraulischen Zylinder - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbsttätiges Ventil zum Steuern des Zu- und Rückflusses zu und von einem hydraulischen Zylinder mit Kolben, die einerseits unter Federdruck und andererseits unter dem Druck des zu steuernden Druckmittels stehen und abhängig von diesen Kräften die Verschlußteile beeinflussen.

Ein Nachteil der bekannten \^Aentile ähnlicher Funktion war es bisher, daß diese unter ständigem Anlaufen und Anhalten absatzweise arbeiteten und daher die Bewegung des Arbeitskolbens behinderten. Andere Bauarten steuerten nur eine einzige Leitung in einem einzigen Arbeitszylinder entsprechend der Druckänderung in einer anderen Leitung in einem anderen Arbeitszylinder. Eine Kontrolle über den Druck in der zweiten Leitung war nicht vorhanden.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.

Hierzu werden zwei feder- und druckmittelbelastete Kolben vorgesehen, die eine mittlere Bohrung besitzen, in die hinein sich je ein hohles, einseitig verschlossenes, mit seitlichen Bohrungen versehenes, längsverschiebliches Verschlußteil erstreckt, das auf seiner verschlossenen Seite unter dem Einfluß je eines weiteren feder- und druckmittelbelasteten Kolbens steht, bei dessen Verschiebung unter dem Druck des Druckmittels die \^rerschiebung des Verschlußteils in Öffnungsrichtung freigegeben wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Zeichnungen und der Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaubild mit dem Ventil nach der Erfindung in einer neutralen Stellung,

Fig. 2 ein Schaubild mit einer Stellung des Ventils, bei der der hydraulische Zylinder mit Druckmittel beschickt wird,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Ventils, Fig. 4 eine Stirnansicht des Ventils und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4 in einem etwas größeren Maßstab.

In den schematischen Darstellungen nach Fig. 1 und 2 ist der hdraulische Zylinder mit 10 und der darin bewegliche Kolben mit 11 bezeichnet. Das selbsttätige Ventil nach der Erfindung ist mit 12 bezeichnet. Das hydraulische System weist eine Pumpe 13 auf, deren Saugseite mittels einer Leitung 14 mit einem Flüssigkeitsbehälter 15 verbunden ist. Die Druckseite der Pumpe 13 ist mittels einer Leitung 16 mit einem von Hand betätigbaren Steuerventil 17 verbunden. Das Steuerventil 17 weist einen Steuerhebel 17α auf. Das 5" Steuerventil 17 und der Behälter 15 sind mittels einer Leitung 18 verbunden. Das Steuerventil 17 ist mit dem oberen Ende des Zylinders 10 über eine Leitung 19 verbunden, die mittels des selbsttätigen Ventils 12 Selbsttätiges Ventil

zum Steuern des Zu- und Rückflusses

zu und von einem hydraulischen Zylinder

Anmelder:

Emhart Manufacturing Company,
Hartford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. November 1956

David Melvin Richey, Woodbridge, Conn. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

unterbrochen wird, während das Steuerventil 17 mit dem unteren Ende des Zylinders 10 über eine Leitung 20 verbunden ist, die von dem selbsttätigen Ventil 12 unterbrochen wird.

Das Ventilgehäuse 12 α ist mit zwei entgegengesetzt angeordneten Zylindern 21 versehen. Es besitzt auch zwei entgegengesetzt angeordnete Zylinder 22, von denen jeder axial mit einem Zylinder 21 ausgerichtet ist. Zwei Kolben 23 α sind in den Zylindern 22 verschiebbar, wobei sich ein Stößel 23 von einem Zylinder 22 in ein Ende des Zylinders 21 hinein erstreckt.

Die Leitungen 19 und 20, die sich zwischen dem Steuerventil 17 und dem oberen bzw. unteren Ende des Zylinders 10 erstrecken und von dem selbsttätigen Ventil 12 unterbrochen werden, stehen mit den beiden im Gehäuse 12 α gebildeten Leitungen 24 in Verbindung. Je eine der Leitungen 24 ist mit dem einen Ende eines der Zylinder 21 verbunden ebenso wie mit dem entsprechenden Ende eines Zylinder 22. Es sind in den Zylindern 21 zwei Kolben 26 vorgesehen. Der Teil der Leitung 19, der von dem hydraulischen Zylinder 10 zum Ventilgehäuse 12 α führt, ist mit der Leitung 28 verbunden und erstreckt sich in einen Zylinder 21. Der von dem hydraulischen Zylinder 10 zum Ventilgehäuse 12 α führende Teil der Leitung 20 ist mit der Leitung 30 verbunden, die sich in den anderen Zylinder 21 erstreckt. Jede Leitung 24 ist gegabelt, um mit den Zylindern 21 und 22 in Verbindung zu stehen. Dieses

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braucht jedoch in der Praxis nicht der Fall zu sein, wie sich später erweisen wird.

Jeder Kolben 26 nimmt ein Verschlußteil 31 auf, das sich axial in ihm erstreckt und darin verschiebbar ist. Die Verschlußteile 31 sind mit einem vergrößerten, abgeschrägten Bund 32 versehen, der mit einer von dem Kolben 26 gebildeten Auflage zusammenwirkt, um hier abdichtend zur Anlage zu kommen. Leichte Druckfedern 33 sind an den von den Kolben 23 entfernten Seiten eines jeden Kolbens 26 angebracht, die den KoI-ben26 in Richtung auf den Kolben 23 α drücken. Jede Feder 33 umfaßt ein Verschlußteil 31. Der Schaft jedes Verschlußteils 31 ist hohl und mit einem Paar diametral entgegengesetzter Bohrungen 34 versehen, die an den Bund 32 angrenzen. Davon entfernt ist jeder Schaft mit einer Mehrzahl von größeren, seitlichen Bohrungen 35 versehen. Die Schäfte der Verschlußteile 31 sind an den von den Bunden 32 entfernten Enden offen. Die Kolben 23a können mit den Stößeln 23 mit den Bunden 32 in Eingriff treten, um die Verschlußteile 31 in ihre Auflagestellung an den Kolben 26 zu bewegen. Druckfedern 37, die kräftiger sind als die Druckfedern 33, sind in den Zylindern 22 angeordnet, wobei jede Feder 37 zwischen der Fläche eines Kolbens 23a und dem entgegengesetzten Ende des Zylinders 22 angebracht ist. Ein Paar zylindrischer Abstandselemente 39 sind vorgesehen, um die Bewegung der Kolben 23 a zu begrenzen.

In der tatsächlichen Ausführung in Fig. 3 bis 5 werden die Zylinder 21 von Sackbohrungen 40 gebildet. Jede Sackbohrung 40 ist bei 41 erweitert, ebenso bei 42 und bei 43. Dort nimmt sie eine Platte 44 auf. Die Stößel 23 erstrecken sich durch die Platten 44, die innen und außen mit Dichtungen versehen sind.

Es sind zwei Buchsen 45 vorgesehen, die in die Bohrungen 43 eingesetzt sind und sich um ein gewisses Maß aus dem Gehäuse 12a heraus erstrecken. Die Buchsen 45 umschließen die Kolben 23 a, mit Dichtungen versehen sind. Die Buchsen 45 sind einseitig bei

45 a verschlossen. Mach Fig. 5 trennt jede Platte 44 zusammen mit

einer Buchse 45 einen Zylinder 21 von einem Zylinder 22. Jede Buchse 45 ist mit einer breiten Ringnut 47 versehen, die mit einer radialen öffnung 48 in Verbindung steht. Die Ringnuten 47 stehen in direkter Verbindung mit den Leitungen 24, die als Bohrungen (vgl. Fig. 3 und 4) auf einer Seite des Ventilgehäuses 12a ausgebildet sind. Die Buchsen 45 sind mit Dichtungen

46 versehen.

Jeder Kolben 26 hat einen Rumpfteil 51, der mit einer Ringnut versehen ist, um die Dichtung 52 aufzunehmen. Jeder Kolben 26 hat eine rohrförmige Verlängerung von etwas kleinerem Durchmesser als der Rumpfteil 51, die in einem Flansch 53 von einem größeren Durchmesser als der Rumpf 51 endet. Die rohrförmige Verlängerung jedes Kolbens 26 weist radiale öffnungen 56 auf, durch welche die Flüssigkeit vom und zum hohlen Schaft des Verschlußteils 31 gelangen kann.

Die Bohrungen 35 in jedem Verschlußteil 31 sind in gegenüberliegenden Paaren angeordnet. Die Bohrungen 35 erstrecken sich in der Nähe der offenen Enden der Verschlußteilgeschäfte. Zwei gegenüberliegende Bohrungen 36 sind in jedem Verschlußteil 31 benachbart zu den gegenüberliegenden Bohrungen 34 ausgebildet. Die Bohrungen 36, die ungefähr dieselbe Größe haben wie die Bohrungen 35, sind im rechten Winkel zu den Bohrungen 34 angeordnet.

Wie in Fig. 3 und 4 veranschaulicht, werden die Leitungen 28 und 30 durch Bohrungen gebildet, die sich durch den oberen Teil des Gehäuses 12α in die inneren Enden der Bohrungen 40 hinein erstrecken. Eine Deckplatte 58 schließt das offene, äußere Ende einer der Buchsen 45, während eine Deckplatte 59 das offene, äußere Ende der anderen Buchse 45 schließt. Die Deckplatten 58 und 50 können mit Dichtungen versehen werden.

Die Arbeitsweise des selbsttätigen Ventils 12 ist wie folgt: Wenn sich der Kolben 11 in dem hydraulischen Zylinder in seiner mittleren Ruhestellung und der von Hand betätigbare Steuerhebel 17a des Steuerventils 17 in seiner neutralen Stellung befindet (vgl. Fig. 1), um die in das Steuerventil 17 eintretende Flüssigkeit von der Leitung 16 zur Rückleitung 18 zu leiten, sind die Verschlußteile 31 in dem selbsttätigen Ventil 12 geschlossen. Die Kolben 26 haben das Bestreben, zum Teil infolge der Kraft der Druckfedern 33 in der gezeigten Stellung zu bleiben. Auch die federbelasteten Kolben 23 a haben unter diesen Bedingungen das Bestreben, in ihren Ruhestellungen zu verharren. Befinden sich die Kolben 23 α in ihrer Ruhestellung, werden die Stößel 23 in ihrer voll ausgefahrenen Stellung gehalten, so daß die Bunde 32 der Verschlußteile 31 in Anlage an den Kolben 23 α gehalten werden. Dadurch ist der Fuß der hydraulischen Flüssigkeit zum und vom Zylinder 10 unterbrochen. In Fig. 5 ist dieselbe Ruhestellung veranschaulicht. Dabei liegen Bunde 23 b der Kolben 23 α an den entsprechenden Enden 45 α der Buchsen 45 an, um dadurch die Arbeitsflächen der Kolben 23 a von den Endplatten 45 a in Abstand zu halten, so daß die öffnungen 48 nicht ganz von den Kolben 23 a geschlossen werden. Die Bohrungen 34 und 36 in jedem Verschlußteil 31 werden mittels des Kolbens 26 geschlossen.

Wenn der von Hand betätigbare Hebel 17a von der neutralen Stellung der Fig. 1 zur Stellung der Fig. 2 bewegt wird, wird hydraulische Flüssigkeit von der Saugseite der Pumpe 13 durch das Steuerventil 17 hindurch zur Leitung 20 geleitet, die mit der einen in dem Ventilgehäuse 12a gebildeten Leitung 24 in Verbindung steht. Der Druck der aus der Leitung 24 in den entsprechenden Zylinder 22 fließenden Flüssigkeit bewirkt die Bewegung des Kolbens 23 a, um den entsprechenden Stößel 23 zurückzuziehen, wodurch das Verschlußteil 31 dem Stößel 23 folgen kann unter dem Einfluß der von dem Zylinder 10 in die Leitung 19 und den entsprechenden Zylinder 21 fließenden Flüssigkeit. Die Flüssigkeit aus der Leitung 19 fließt dann in das offene Ende des Schaftes des Verschlußteils 31 sowie auch durch die Bohrungen 35. Der Kolben 26, in dem das Verschlußteil 31 verschiebbar ist, folgt dem Stößel 23, bis er durch die Platte 44 angehalten wird. Eine weitere Bewegung des Verschlußteils 31 gibt zuerst die Bohrungen 34 und dann die Bohrungen 36 frei, so daß die Flüssigkeit aus dem Schaft an der anderen Seite des Kolbens 26 und aus dem Zylinder 21 herausfließen kann. Sie gelangt dann in die Leitung 24, die Leitung 19 und zum Steuerventil 17, durch welches sie durch die Leitung 18 zum Behälter 15 strömt.

Gleichzeitig mit dem oben beschriebenen Fluß aus dem Zylinder 10 zu dem Behälter 15 oder etwas früher gelangt die Flüssigkeit von der Leitung 20, 24 in den anderen Zylinder 21 (wie in Fig. 2 unten links) an der den Kolben 23 zugewendeten Seite des Kolbens 26, und der Druck der Flüssigkeit bewirkt die Bewegung des Kolbens 26 nach links, wodurch die Feder 33 weiter zusammengedrückt wird. Es versteht sich, daß der Kolben 26 das Bestreben hat, sich zu bewegen, bevor die Bewegung des Kolbens 23 a infolge der mit dem Kolben 26 verbundenen leichteren Feder bewirkt wird.

Das Verschlußteil 31 hat wenig oder gar kein Bestreben, dem Kolben 26 zu folgen, infolge der verhältnismäßig kleinen Oberfläche des Bundes 32, so daß es mit dem Stößel 23 im Eingriff bleibt, welcher fest steht. Diese Bewegung des Kolbens 26 gibt zuerst die Bohrungen 34 und dann die Bohrungen 36 frei. Die Flüssigkeit fließt aus dem hohlen Schaft an der anderen Seite des Kolbens 26 durch die Bohrungen 35 heraus. Sie fließt dann aus Zylinder 21 durch die Leitung 30, in die Leitung 20 und zum unteren Ende des hydraulischen Zylinders 10.

Der oben beschriebene Flüssigkeitsstrom durch die Anlage bewirkt die Bewegung des Kolbens 11, um die Kolbenstange 11 α auszufahren, wodurch sie z. B. eine Aufwärtsschwenkbewegung eines Auflegers oder Ladebaums bewirkt. Wenn der von Hand betätigbare Hebel 17a des Steuerventils 17 in seine neutrale Stellung bewegt wird, wird die Flüssigkeit in dem hydraulischen Zylinder 10 durch das Ventil 12 abgeschlossen, um eine Abwärtsbewegung des Kolbens 11 zu verhindern, selbst wenn die Kraft an der Kolbenstange 11a einen beträchtlichen Druck auf den Kolben 11 ausüben sollte. Das Ventil 12 ist in ähnlicher Art wirksam, um die Bewegung des Kolbens 11 in entgegengesetzter Richtung zu bremsen und anzuhalten.

Dabei ist es möglich, daß das Verschlußteil 31 als Druckentlastungsventil wirkt, um einen Bruch z. B. der Leitung 20 für den Fall zu verhindern, daß die darin befindliche Flüssigkeit einen ungewöhnlich hohen Druck erreichen sollte, wie beispielsweise bei einem äußerst raschen Temperaturanstieg.

Außerdem versteht sich, daß der Druck der Federn 37 auf die Kolben 23 a vorher bestimmt werden kann.

Außerdem ist ersichtlich, daß die Stellung des Verschlußteils, durch welches die Flüssigkeit von dem hydraulischen Zylinder 10 entweicht, von dem Druck der zu dem Zylinder 10 fließenden Flüssigkeit gesteuert wird. Diese ist dann von besonderer Bedeutung, wenn diese Flüssigkeit das Bestreben hat, von einem Ende des hydraulischen Zylinders 10 schneller zu entweichen, als die Flüssigkeit von der Pumpe 13 zu dem anderen Ende des Zylinders 10 geführt werden kann. Dieses Bestreben, das wirksam verhindert wird, entsteht, wenn Flüssigkeit in den Zylinder 10 eingelassen wird, um den Kolben 11 in einer Richtung zu bewegen, und zur gleichen Zeit ein starker Druck auf die Kolbenstange 11a außerhalb des Zylinders 10 und in derselben Richtung ausgeübt wird.

Es ist auch ersichtlich, daß der Fluß durch jedes Verschlußteil 31 fortschreitend größer wird, wenn es bewegt wird. Dies ermöglicht auch ein gleichmäßiges Arbeiten des Kolbens 11 ohne Unterbrechungen.

Wenn der von Hand betätigbare Hebel 17 a aus der in Fig. 1 veranschaulichten Stellung in eine der in Fig. 2 veranschaulichten Stellung des Hebels 17a entgegengesetzte Richtung bewegt wird, wird der Fluß durch das Ventil 12 umgekehrt als in Fig. 2 verlaufen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Selbsttätiges Ventil zum Steuern des Zu- und Rückflusses zu und von einem hydraulischen Zylinder mit Kolben, die einerseits unter Federdruck und andererseits unter dem Druck des zu steuernden Druckmittels stehen und abhängig von diesen Kräften die Verschlußteile beeinflussen, gekennzeichnet durch zwei feder- (33) und druckmittelbelastete Kolben (26), die eine mittlere Bohrung besitzen, in die hinein sich je ein hohles, einseitig verschlossenes, mit seitlichen Bohrungen (34, 35, 36) versehenes, längsverschiebliches Verschlußteil (31) erstreckt, das auf seiner verschlos-

ao senen Seite unter dem Einfluß je eines weiteren feder- (37) und druckmittelbelasteten Kolbens (23 a) steht, bei dessen Verschiebung unter dem Druck des Druckmittels die Verschiebung des Verschlußteils (31) in Öffnungsrichtung freigegeben wird.

2. Ventil nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (23 a) stärker auf den ersten Kolben (26) hin vorgespannt ist als der erste Kolben (26) auf den zweiten Kolben (23 a).

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (23 a) mit einem Stößel (23) versehen ist, der am Verschlußteil (31) anliegt.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Flüssigkeitsleitungen (24) von der Pumpe (13) und zum Behälter (15) mit der den Federn (33 bzw. 37) abgewandten Seite der Kolben (26 bzw. 23 a) in Verbindung steht.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (31) einen Bund (32) aufweist, an den sich in der Schließstellung des Verschlußteils (31) der zugehörige erste Kolben (26) dichtend anlegt.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (32) des Verschlußteils (31) einen abgeschrägten Übergang zum hohlen Schaftteil besitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 483 312, 2 500 627,
633 153,2 732 851.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen