DE1426578A1 - Vorrichtung zur Ableitung von UEber- oder Unterdruck aus den Arbeitskammern einer hydraulischen Anlage - Google Patents

Description

Vorrichtlang zur Ableitung von Über- oder Unterdruck aus den Arbeitskammern einer hydraulischen Anlage.

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zur Ableitung von Über- otler Unterdruck aus den Arbeitskammern einer hydraulischen Anlage zur Erzeugung von Wechselbewegungen von Teilen mit großem Trägheitsmoment, die von einem hydraulischen Motor mit zwei Kammern über einen, von einer Druckflüssigkeitsquelle gespeisten Verteiler gesteuert werden. An den zu den Arbeits-

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kanmern führenden Leitungen sind in bekannterWeise Sicherheitsventils angeschlossen,deren Aus^ängo zu einen BeservobohältGr führen und dio.vie ea ebenfalls bekannt ist,aus einem als Kolben ausgebildeten YerscliluSgliod bestehen,das sowohl unter der Wirkung Giner Druckfeder alo auch, unter einer Oiffereuskraft steht,die aua dea Druck des Druckmittels vor und hinter den YorsehluQkolben an unterachiadlichen Angriffsflächen gebildet wird» Boide KraftwirJcuusen sind so gerichtet und bemessen,daß der Verachlußkolben dae Auslaßventil normalerweise verschließt.

dieser Art
3ei einer bekannten Torrichtung/teilt der VereciiluO— kolben einen Zylinder in swoi Kammern,deren eine den Sits dea Abfluß ventile aufweist, dae von den Kolben, unter den Einfluß einer Druckfeder in der andern Kamner geschloeoen wird. Zusätzlich wirkt in beiden Eamnern dar Brück dea Druokciittala,und svrar auf der Ventilsoite dee Kolbens auf tine kleinere Fläche dee Kolbens al» auf der Gegenseite in der «weiten Kammer. Die eo entstehende Differenakraft druckt den VersuUlußkolben,die Druckfeder unterstützend,a^uiT den Yentilaitz für den Auslaß«

Der bekannte Toraohlußkolben weist eine Bohrung Bit einem ebenfalls federbelasteten Hilfsventil zur ewaiton Kasuer ftui,das den Druokmittel-Inhalt dieser Kaatner bei übor-

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. eohreitung eines festgelegten Arbeitsdruckes zum Auslaß freigibt. Die zweite Kammer- iat durch, eines kleine kalibrierte öffnung alt aor Arbaisleitunß verbunden,die dan Nächfluß von Druckmittel becrenzt. Spricht bei einen Grenzdruck das die aweite Kamner öffnende Hilfsventil an, bo fällt der Druck in dieser Eamcior unter den Differenz- und Pedordruclc fur dön Veroohlußkolben, so taJS dieser das Ilauptventil für den Druckaittelabfluß freigibt,allerdinge nur so kurz bis der Hachfluß des JBrucknittela durch die Begrensungsöffnung in der zweiten Kaxaaer wieder den früheren Zustand herstellt . Diese Arbeitsweise der bekannten Vorrichtung mit HilXs~ und Hauptventil,die beide nit unterochiedlichen Druckfedern versehen οind,bewirkt ein Pendeln und Schlagen der Ventile was au unerwünschten Stößen ia Arbeitskreis Anlaß gibt.

Die Erfindung vermeidet diese Bachteile durch einen anderen Aufbau des Sicherheitsventile. Es weist erfindungsgem&fl neben dem Terschlußkolben svei weitere mit diesem koaxiale , Kolben auf« Der Yerochlußkolben bositr.t eine Bohrung,ia . νeicher ein Tauchkolben frei bewegbar ist. Dieser wird einseitig voo Druckmittel bftaufschlagt und verschließt einen Durchlaß in dem dritten,die Gegenkraft liefernden Drackkolben, dessen Bewegung in Verschlußrichtung durch die. Druckfeder und einen Anschlag begrenzt ist.

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Biece Vorrichtung arbeitet unabhängig von einem 2eitversagerten und druckabhängigen Zufluß in der zweiten Kammer,da diese ständig mit der Arbeitsleitung verbunden ist. Es let außerdem nur ein Pederclement vorhanden» eodaß Pendelvorgänge sicher vermieden werden*

Gemäß einer vorteilhaften AnafUhrungsfona der Erfindung haben die Querschnitte dea Veraohlußkolbenc,seines Ventileitsee, dee lauchkolbona sowie des Durchlasses im Gogondruckkülben stufenweise abnehmende "Werte· Daraus ergibt sloh tin vorteilhaftes Betriebaverhalten de» Sicherheitsventile und günstige Bemtssungawerte fUr die Druokfoder.

Die Erfindung 1st anhand der Zeichnung näher erläutert, weicht einen schematisehen Schnitt zeigt.

Die dargestellte Vorrichtung soll z.B. tinea Wtrkseugmaßchinentisch eine Vechselbewegung erteilen· Sie ist la Ganzen auf beliebige getigntts Weieo ausgebildet und tnthält tlnen hydraulischen. Rotor 1 alt ewtl Kammern 2 und 3, . eine DruckflUasigkeitsqutllt A und einen Verteiler 5, welcher la zweien soiner Stellungen die DruokfIUsαißkoltsq.u9lle 4 nlt derjenigen der beiden Kammern 2 und 3 verbindet ,weicht der gewünschten Bewegungsrichtung dea Werkscugaaschinentleches entspricht ,während die andere Kammer mit einem drucklosen Baum 6 verbunden ist ,während or in einer dritten (in der Abbildung cargea teilt en)

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Stellung die beiden zwischen dem Verteiler, und den beiden Kaataorn 2 und 3 angeordneten Leitungen 7 und 6 verschließt und die Druckflüsai&icGltscLuelle 4 abtrennt.

Beiopielabalbcr ist angenommen,daß der hydrauliücäe Motor durch einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder gebildet wird, dessen Kolben 9 die Karacern 2 und 3 in einen Zylinder 10 voneinander trennt. Ia allgemeinen tritt die Stange 11 des Kolbens 9 nur durch oine der Kammern des Arbeitszylinder, nämlich die Kammer 3, sodaö fUr einen gegebenen Hub des Kolbens die Voluoenänderungen in dieser Kamaer kleiner als in der gegenüberliegenden Kammer 2 sind. GeaäS einer Aueführungsabwandlung kann der hydraulische Motor auch eine Drehbewegung ausführen·

Bs let ferner angenonnen,daß die DruckflUssigkeitsquelle 4 durch eine Pumpe (wobei die Strömungsrichtung auf der Abbildung durch einen PfQlI schematisch dargestellt ist) und der drucklose Baum 6 durch einem Torratsbehälter gebildet wird ,in welchem die Pumpe 4 ansaugt, und au welchem der . . Verteiler 5 Über Leitungen 12 und 12a die aus den Kammern 2 und 3 auegetriebene Flüeaigkeit leiten kann. Schließlich kann der Verteiler 5 die Fora eines Gleitschiebers 13 haben, wie dargestellt,oder die eines Drehschiebers·

Vie bereite oben ausgeführt»entsteht,wenn der Schieber 13 aua der Stellung (auf der linken Seite der Abb.),in welcher

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er die Speisung der Kaiaeier 3 bewirkt (Bewegung des Xolbeixs 9 in der Preilrichtuns),in die dargestellte Stc-lluag gebracht wird,in waloher er die beiden leitungen 7 und 6 und die Kanzaern 2 und 3 ver3Chlio0t,ein überdruck in äec Kamaor 2 und der Leitung 7 und ein Unterdruck in der Kancer 3 und der Leitung 8. Werui der Kolben S bei seiner Bewegung in ent£egsnseset2-tcia Sinn btillgesetiyt wird, entsteht ein überdruck in der Kammer 5 und der Leitung b und ein Unterdruck in der Karaaer 2 und der Leitung 7.

Uq die flciiädlichon Wirkungen vcn su nonen Überdrucken

eu verhindern ,ist in bekannterweiße zwischen einem (zweckmäßig durch den Vorratsbehälter 6 gebildeten).-EntlastungarauQ und jeder der Leitungen 7 und u ein Sicherheitsventil angeordnet« Ee besteht eri'indungs~ gemäß aus;

- einem in einen Ventilkörpor 15 gleitend verschieblichen Tersohlußslied 14}

~ einem frei in des TerschluBglied 14 gleitenden tauchkolben 16;

• und eines* Geeendruciucolben 17»wölciier i;woi Kannorn Xn dem Körper 15 abgrenzt,nämlich eine erste Karaaer I8_swelche auÜerdcTa durch die durch das Yerecl'ilußglied H und aeinen Tauchkolben 16 gebildeto Anordnung begrenzt wird und ait dem Entlastungsraua über einen Kanal 19 in Yerbindung steht,und eine zweite Kammer 20»

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welche ait der b«trefienden Leitung 7 odor 8 Über einen Kanal 21 in Verbindung steht.

In. der Kassier 1G 1st eino Feder 22 zwischen dom Vercchluß·» Clied 14 und dem Kolben 17 angeordnet,ξvicehen den beiden Kaoaern IS und 20 ist eine durch den Tauchkolben 16 gesteuerte Verbindun£3ö££nung 23 Vorgesehen,und der in der betref!enden Leitung 7 oder 8 herrschende Druck wird auf beide Seiten dee Tauchkolbens 16 zur Einwirkung gebracht, welcher an Ventilsitz 23 einen geringeren Querschnitt abdeckt ale an dor gegenüberliegenden Kolbenfläche.

In der Abbildung Bind die Betußszeichen der Teile des der Kammer 3 dea Arbeitszylinder^ und der leitung 8 zugeordneten Sicherheitsventils mit den Buchstaben a, vergehen, UQ aim von den Seilen des der Kanuaer 2 des Arbeitezylinders und der Leitung 7 sageordneten Sicherheitsventils su unter» scheiden*

Sie Verochlußglieder 14 und 14a sind,vorzugsweise symmetrisch, In Bohrungen 24 und 24a angeordnet ,welche alt einem mittleren ,alt dem Vorratsbehälter 6 durch Kanäle 26 und 26a. verbundenen Durchlaß 25 In einer Flucht liegen und in Kanal» 27 bzw. 27a munden »welche In dost Korper 15 ausgebildet sind und einen Xeil der Leitungen 7 oder ΰ bilden· Der mittlere Durchlaß 25 uilndet seinerseits auf jedor

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Seite in die Kanäle 27 und 27a, über Sitae 28, 28a,, und die Köpfe 29» 2S'£ dar Versehlußgliedor t4, Η?* wirken ext äioaen Sitzen ßo suaacu3en»da3 die Kaaiaern 27 and 27fi von dem Durciilaß 25 getrennt werden·

Die Tauchkolben 16, 16j| können frei ia Bohrungen JO, 30a, gleiten,welche sich in den Versciiluß^llcdorn H» Ha, parallel zu dsr Crlsitaciiss derselbe» Isis ia die Kammern 18, 1ö& ©r^treekes %za& auf ά&τ anderen Soito mit aen Ka~ nälea 27» 27a über q,u©rliegende ÖXfaangen 31,3"Ia, in Terbin&uag stehön· Me BQiirungen 30 sind 30a hören vor dea Köpfen 23 j 29a, der Terochlußglied@r auf, I?ie öifnunson 23 und 23a sind ia den Kolben 17» 17ji susgebildet,und die in die Kaiamera 1ü_t Ifeauetretenden Baden 32,32a^ der Taughkolbon 16, 16a sind ao auesebildet»daß sie diese Öffnungen verschließen können.

Schließlich haben di· Querschnitte 1» B» C, 3> der Bohrungen 24» 24a, der Sitze 20,. 28g/ der Bohroagau 30, 3C)a und dar öffnungen 23, 23a ella&hliok abnehmende ¥erte { AyByC^D ),

Die obige hydraulieche Torriohtung arbeitet XolgendermaSen»

die DruckTlttssigieil; aus dem Kaujil 27 durch die Öffnung 31 durchtritt,wirst der Arbeitsdruck dureh den Querschnitt 0 ©isersaits auf dea fauohkolben 16_fwölohös er gegen den

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Kolben 17 drückt,da ja der Tauchkolben ait seines anaeren Ende in die Kammer 18 austritt, in .welcher über den Kanal 19 ein Druck herrscht»welcher verhältnismäßig klein oder null ist und andererseits auf das Yeraclilu.2£lied Η in aera-Sinn seiner Schließung* Bei Fehlen des Tauchkolbens würde ein das Yersohlußglied 14 _2U öffnen suchender Arbeitsdruck auf den Querschnitt A-B wirken,wobei der so entwickelten Kraft für einen bestimmten Wert dieees Überdrucke durch die Feder 22 daa Gleichgewicht gehalten werden muß* Das Vorhandensein des Tauchkolbens 16»welcher von dem Verschluß- * glied 14 in axialer Sichtung unabhängig 1st,verringert jedoch um den Vert C den Querschnitt_tauf welchen der das Verschlußglied au Offnen suchende Arbeitsdruck wirkt, •odaS dieser hler den Wert A~(B+C) annimmt. Bios gestattet bei gleichem Druck und gleichen Querschnitt (A-B) die Benutzung einer schwächeren,nachgiebigeren und kleineren Feder 22.

Der Tauchkolben 16,veloher,wde ofeen ausgeführt ,gegen den . |

Kolben 17 gedruckt wird.verschließt dl· öffnung 25,vorauf.

der auf die laaner 20 durch den Kanal 2t übertragene Druck den abßedichte1i»n Kolben 1? bis gegen einen Anschlag 33 drück da auf der anderta Seite des Xolbenc der relative Bruok null durch den Xa»al 19 aufrechterhalten wird. Dadurch wird ' die »uf das Yeiechlußglied H wirkende Feder 22 susaoaen« eedrüoirt»wodurch diee«« *betriebsBereitⁿ gemaoht wird.

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Die öffnung 23 wird durch den Tauchkolben 16i geschlossen geltalüsß,welcher gegen den Kolben 17 durch den in den gev/ünscuten Sinn auf den Querschnitt C-D wirkenden Druck gedrückt wird. Infolge der geringen Belastung,für welche die Feder 22 beaesaoa. iat, tritt der obige Vorgang bei eines verhältnismäßig geringen Druck auf,wodurch ein genügender Sieherheitaspielr&un entsteht,um das Verschlußglied "betriebsbereit^ zu Bachen,bevor der Gronzüberdmek, bei welchem eich daa Yersahluäglied öffnen soll,erreicht wird.

tritt nun der Grenztiberdruok auf,so kann,da der Gogendruckkolbeh 17 bereits an Anschlag33 liegt,nur noch eine Bewegung dee YereohluBkclbene H gegen die gespannte feder eintreten,da der Querschnitt der Flächen A+C-D größer ist als derjenige you B. Der Terschluäkolben 14 gibt daher den Ventilsitz 23 für des Abfluß des Druck-Bitte la solange frei,bis der überdruck beseitigt 1st;

Vena dagegen in der Leitung 8 und der= Kanal 27a «in überdruck herraeaijwirkt dieser iiun&ohst auf den Sauchlcolbea 1% durch den Querschnitt (C-D) und hebt ihn von dea Kolben 17a. ab« Hierauf wirkt dieser-Unterdrück nacxi Freilegung ä@r OiSwmg 23a welter is. dsa gleichen Sinn vi« vorher_fr jedoes. auf um gaiizen Querschnitt C des Tauobkolbens töa,_fda dana das ganz® End® 52^ desselben iß der Kammer IBa liegt ,welch© zmMQhmt unter einem steht,welcher praktisch sail ist,und der

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kolben koamt ait deta Kopf 29_a des Versehlußgliedos Ha, in Berührung. Gleichzeitig entspannt sich die Feder 22a, und druckt den Kolben 17a, zurück,welcher seine Bewegung unter der Wirkung de3 Unterdruckö bis su einen Anschlag 34a, fortsetzen kann,selbst wenn sich die Feder 22a, vorher vollständig entapannt hat. Da die öffnung 23a, offen iet, herrscht in der Kammer Ica, ebenfalls Euaindest ein leilunterdmck infolge der ürucicvarlusto an deta sie axt deua Vorratsbehälter 6 vei'binucmden Kanal 19a,· 2s 3tehen daher allo querlie^enden Plächsn dea Yerschlußgliedes t4a unter (| dieses Unterdruck,ait Ausnahme des in den Burehlafi 23 eintretenden Abschnitt dea Kopfes 29|^· Der Unterdruck kann daher offenbar das Versciilufißliad 14a von dem Sitz 2^a.. abheben.

Ein Überdruck in dea Kanal 27 {oder 27a) kann also die Öffnung des VereohluSgliedea H (oder Ha,) bewirken,wenn dieser Überdruck bei seiner Einwirkung einen genügenden Wert erreicht, ua den Widerstand der durch den Kolbon 17 (oder 17a) gespannten feder 22 (oder 22a) su überwinden. - Ebenso kann ein Unterdruck in dem Kanal 27 (oder 27a) die öffnung dea Yerschlußgliedea 14 (odor 14a,) bewirken.

Wie bereits ausgeführt,entsteht,wenn der Yerteilungsachieber 13 aua der Stellung,in welcher er die Speisung der Kammer und die Entleerung der K&aser 2 des ArbeiteZylinders bewirkt

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(nach der linken Seite der Abbildung verschobene Stellung) in die mittlere (dargestellte) Stellung gebracht wird« in welcher er dio beidtm Kammern dos Arbeitszylindera . yeröchliefit_fin der leitung 7* 27 oin Überdruck und in der Leitung 8, 27a, ein unterdruck. Y/enn der Überdruck den cbigen Grenzwert Übersteigt,öffnet eich das Yeroclilußglied 14 seitweilig in der angegebenen Weise,30 daß eine gewisse* aus der Xatsner 2 konraende PlUsaigkeitsnange durch den Durchlaß 25 austreten kann· Während dieser Seit folgt der Kolben 9 des Arbeitaeylindera der Bewegung des Teils, welchen er normalerweise antreibt mit großer Trägheit, und eine PlUssigkeitumenge,welche gleich der der in der Kataster 3 bei dieser Bewegung verdrängten Flüssigkeit ist, ■ wird in deia Kanal 25 nach Abheben des Yersehlußgliedee 1% angesaugt. Wenn die kinetisch· Energie der beweglichen Anordnung teilweise aufgezehrt ist,wird der in der Leitung 7 herrschende Überdruck kleiner als die Sicherhoitagrenze, und daa TsreohluSglied H ßchließt ölen. Der Kolben 9 bleibt stehen, wo durch der Unterdrück In der Leitung 8 aufgehoben und das Yeraohlußgliad Ha geschlossen wird.

Wenn die in dea Kaaaera 2 und 3 b@v?&gt®n Flüssigkeitstnengen stets gleich sind (wie diea bei einem Arbeltssylinder der I?all 1st »deesen Stang© 11 duech die beiden Kaiaiaera tiltt,oder bei einem sich drehenden hydraullae&on Motor) _t erfolgt einfach ein yiUßsigkeitsauatausch Über den

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DurcelaJ 2§ «wischen den Kanälen 27 und 27a,_P Venn diese FlUaeiglceitaffiensGn verschieden sind „erfolgt» der Auegleich durch» Förde rung oder Anaaugung in dem Kanal 26·

Die obigen BieheÄeitaeinriohtungen s tür üb natürlich in

keiner Weise dao normale Arbeiten der hydraulischen Vor-

■" ■ . »

richtung»

Venn nämlioh der Verteiler 5 mit Druckflüssigkeit eine der Kammern 2 und 3 speist und die andere auf AUolaß achaltet ,bleiben <Ue beiden Tercchlufiglieder 14 und Ua geachlaoaen₍und «war 4a· auf der Zufuhrsolte liegende duroh die feder 22 oder 22a,da der Druck der Flüssigkeit kleiner ale der öfimtassdruck deeVerechluSgliedea iet*«fthrend da· Vorochlußglied auf der Auolaflsaito durch, den Druck geochloeeen bleibt »welcher durch, die Eruckverluste auf dem RUckweg au dem Torratibehälter & aufrächterhalten wird.

Wenn je&ooh der noroalervai·« vcu den kolben. 9 aage triebone- Teil eine Antriebowirkung ausübt und mehr PlUaei^keit ^:. an8außt,ala dl· luape A liefert,erta<5glicht der alaii auf der Zufulireeite auabildonde unterdruck die Öffnung; de· entoprechenden Veracivluagliedea 14 oder Ha, und die Ergan-Bung der FÖrdermeoge der Pompe durch ?lUaaigkeit,velche durch die Kanal« 12a, und 26 unmittelbar dem Yorrfttsbahttlter 6 eatnommen wird· Ia diesem fall ist dar auf dar luslaßoeite

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licrroch«flä· Überdruck im allgsaelnen mielit'ausreichend, vm {Sie öffnung dos entsprechenden Verschlußgliedeo zu bewirken. ,

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   1«) Vorriohtaag sur Ableitung Ton über* und unterdruck aun 4en Irbettikaamerti einer hydrauliBchea Anlage feur Ere«ö#ing Ton VeoUeelbewegung«n von Teilon mit eroüoa IrXgJieitaaomentgdi· Ton. einem bydrauliaciien Motor Bit swei Kamaern über eines Tön einer Druck-

   geapeiaten TerteiXer gesteuert d*Be«n tu den ArbeitDtoumuera führenden Leitun^ea Stob«rhtitsventil« »nße»chloe»«n sind» deren Ausgänge cu «in^at KeBerrebehttXter fuhren und die eiacn Yerschlußkolbea «ufweia«si_td«r aowolil unter der Wirkung einer Druckfeder al« auch unter einer SifferanÄkraft in Yereohluörichtim^ eteht_rdie durch, vdae Dructoiittel an unterschlodlictiea QueracJmitten vor und hinter dea Yeracliluökolbon gebildet wird,

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   dadurch gekennzeichnet_tda3 außer dea Yerechlußkolben (H) der «line Bohrung (30) aufweist »ein in ihm beve£- barer Tauchkolben (16) vorgooolien lot »de? bei Einvirkung dee Druckmittels einen iJurchlaß (23) in einea woiteren,gegen den Veroelilußkclben (H) Vörcchiebbare Gegondruckkulben (17) vcr30hliciJt,und ttafl die Druckfeaer (22) sjieoiien doa YerochluBkolben (14) und dea Ge^ondruakkclbon (17) angeordnet ist,deaaen Bewegung in Tersoaluflriobtunö bei gespannter Pedor (22) durch «inen Anacülag (33) begruaxt 1st«

   2·) Torrichtung naeh inaprueh 1 ,dadurch daJt der Qutrechni tt (A) der Boürune (24) in welcher der TereohluSkolboa (14) verschiebbar let ,der Querschnitt (B) dea ait den TerschlüSßlled Bueannaenwixv kenden Tentilsitsee (28),der Quereohnitt (C) der Bohrung (30) dee Tauchkolbens (16) sowie der Querschnitt (S) des Durchlaeaea (23) la Qegeadruokkolbe& (1?) stufenweise abnohiMnde Werte aufwoi oen·

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