DE1500300C - Halte- und Löseeinrichtung für hydraulische Wegeventile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halte- und Löseeinrichtung für handbetätigte Steuerschieber hydraulischer Wegeventile zum Steuern von Arbeitszylindern, welche den von Hand aus der neutralen zu einer Steuerstellung verschobenen Steuerschieber S unter Zusammendrückung der entgegenwirkenden Rückführfeder in der Endstellung festhält und den Steuerschieber auch selbsttätig löst, so daß er in seine neutrale Stellung zurückspringt, wobei das aus dem Arbeitszylinder rücklaufende Medium gestaut ist und sein Staudruck beim Erreichen einer Steuerstellung die in Verschiebungsrichtung von der neutralen Stellung zur Steuerstellung hinten liegende Stirnfläche des Steuerschiebers beaufschlagt, wobei die vom Staudruck ausgeübte Kraft größer ist als die der Rückführfeder.

Bei einem aus der USA.-Patentschrift 2 864 402 bekannten Ventil mit einer Halte- und Lösevorrichtung dieser Art entsteht der Staudruck durch Drosseln des in die Endkammern des Ventils eingeleiteten Rücklaufstromes mit Hilfe zweier Drosseleinrichtungen, die durch in eine Längsbohrung des Steuerschiebers eintauchende Kolben gebildet sind. Es ist auch aus der USA.-Patentschrift 2 615 433 bekannt, zum Stauen des Rücklaufstromes Rückhalteventile zu verwenden. Bei diesen bekannten Ventilen wirkt sich jedoch nachteilig aus, daß die zum Betätigen des Ventils erforderliche Kraft nach anfänglichem linearem Anstieg die Richtung wechselt und außerdem in einem engen Hubbereich vom kleinsten auf einen Höchstwert ansteigt, was die Feinfühligkeit der Betätigung des Ventils in den Zwischen Stellungen des Steuerschiebers in großem Maße beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halte- und Löseeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine weit größere Feinfühligkeit der Ventilbetätigung in den Zwischenstellungen des Schiebers möglich macht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Steuerschieber an beiden Stirnseiten mit einem Hals und dieser mit einer Kolbenscheibe koaxial verbunden ist und daß die Kolbenscheibe in einem Zylinderfortsatz verschiebbar ist, aus dem sie kurz vor Erreichen der einen Schieberendlage austaucht, derart, daß ein Rücklaufringkanal mit dem Zylinderfortsatz verbunden ist.

Hierdurch ist es möglich, den Rücklaufstrom in den Zwischenstellungen des Steuerschiebers in eine Umfangsnut desselben einzuleiten. Infolgedessen wird der Steuerschieber je nach Querschnittsgröße der Kolbenscheibe im Vergleich zum Querschnitt des mittleren Teils des Schiebers ganz oder teilweise druckentlastet. Die Abhängigkeit zwischen der auf den Steuerschieber ausgeübten Betätigungskraft und dessen Verschiebungsweg entspricht somit im wesentliehen der linearen Charakteristik der Rückführfeder des Ventils.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Böden der Zylinderfortsätze den Kolbenscheiben als Anschläge für die beidseitige Schieberhubbegrenzung dienen.

Zweckmäßigerweise besteht die Staueinrichung aus einem in eine Sammelleitung der Rückläufe eingeschalteten Rückhalteventil sowie aus Staudüsen, die zwischen jedem Zylinderfortsatz und dem drucklosen Umlauf vorgesehen sind, derart, daß der Rücklauf g₅ der Arbeitszylinder bei Erreichen der Steuerschicberendlage von diesem in zwei Rücklaufkreise verzweigt ist.

In einer weiteren Ausgestaltung nach der Erfindung besteht die Staueinrichtung aus Druckbegrenzungsventilen mit parallelgeschalteten Staudüsen, welche zwischen den Zylinderfortsätzen und dem drucklosen Umlauf vorgesehen sind.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein symbolisiertes Ausführungsbeispiel der Einrichtung, während die

F i g. 2 das Ende eines Steuerschiebers schematisch in seiner Mittelstellung,

Fig. 3 den gleichen in der einen,

F i g. 4 den gleichen in der anderen Endstellung darstellen.

Nach Fig. 1 kann eine Hydraulikpumpe 1 die eine oder andere Kolbenfläche zweier Arbeitszylinder 2 bzw. 2 a mit Druckflüssigkeit beaufschlagen, wobei, die handbetätigten Wegeventile 3 bzw. 3 a die Umsteuerung bewirken. In der gezeichneten Mittellage sind die Zylinderleitungen 4 und 5 bzw. 4 a und 5a abgesperrt und die Förderung der Pumpe 1 wird über die Pumpenleitung 6 in den drucklosen Umlauf 7 geleitet. Die zuletzt genannten Leitungen sind über ein Druckbegrenzungsventil 8 verbunden, das auf einen hohen Arbeitsdruck eingestellt ist. Für den Rücklauf aus den Arbeitszylindern sind gesonderte den Wegeventilen nachgeschaltete Leitungen 9 und 10 vorgesehen, die über eine sie vereinigende Leitung 11 sowie über ein zweites, auf beispielsweise 3 atü, eingestelltes Rückhalteventil 12 an den drucklosen Umlauf 7 angeschlossen sind.

Der Steuerschieber 3 bzw. 3 a der Wegeventile ist in seinen drei mittleren Steuerfeldern von üblicher Ausführung. An den Stirnflächen jedoch ist er mit einem Hals 13 (Fig. 2) und dieser mit einer Kolbenscheibe 14 koaxial verbunden, die in einem Zylinderfortsatz 15 dichtend verschiebbar ist. Die Kolbenkammern 16 oberhalb der Kolbenscheibe 14 sind über Leitungen 17, die Staudüsen 18 enthalten, an den drucklosen Umlauf 7 angeschlossen.

Der Steuerschieberzylinder ist im Gegensatz zu üblichen Ausführungen zusätzlich mit einem Ringkanal 19 (F i g. 2 bis 4) versehen, an den die Rücklaufleitung 20, 10 (F i g. 1) angeschlossen ist. In der konstruktiven Ausbildung (F i g. 2 bis 4) sind beide im Rücklauf 20 vereinigt. In diesen schematischen Zeichnungen sind die Rückführfedern nicht dargestellt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Halte- und Löseeinrichtung ist wie folgt:

In der Mittelstellung der Steuerschiebers und 3a (F i g. 1) fördert die Pumpe 1 in den drucklosen Umlauf 6, 7. Die Leitungen 4 und 5 bzw. Aa und Sa der Arbeitszylinder 2 bzw. 2a sind abgesperrt. Entsprechend ist in F i g. 2 die Arbeitszylinderleitung 4 vom Rücklauf 20 getrennt. Wird nun der Steuerschieber in der Zeichnung (F i g. 1) abwärts bewegt, so sperrt er zunächst die Pumpenleitung 6 zum nachgeschalteten Wegeventil 3 a und zur Rücklaufleitung 7. Dabei spricht das Druckbegrenzungsventil 8 an. Nach weiterer Abwärtsbewegung verbindet der Steuerschieber die Druckleitung 22 mit der Zylinderleitung 5 und gleichzeitig die Zylinderleitung 4 mit dem Rücklauf 21, 11, welcher durch das Rückhalteventil 12 auf beispielsweise 3 atü gehalten wird. In dieser abwärts gerichteten, aber noch

nicht beendeten Schieberstellung hat gemäß Fig. 3 die Steuerkante 23 gegenüber der Steuerkante 24 geöffnet, während jedoch die Steuerkanten 25 und 26 noch überdeckt sind, der Ringkanal 19 also noch keine Verbindung zum Zylinderfortsatz 16 hat. Die Zylinderleitung 4 ist mit der Rücklaufleitung 20, 10, 11 verbunden. Bis hierher ist der Steuerschieber druckausgeglichen und daher feinfühlig zu betätigen. Wird nun der Steuerschieber in seine untere Anschlaglage geführt, so öffnen sich kurz zuvor auch die Steuerkanten 25, 26. Der Zylinderfortsatz 16 und damit die Stirnfläche des Steuerschiebers werden vom Rücklaufdruck beaufschlagt. Er hält den Steuerschieber in der Endlage, solange der Druck im Zylinderfortsatz 16 anhält. Zwar ist nun ein zweiter Rücklauf über die Leitung 17 zum drucklosen Umlauf 7 offen, er ist jedoch durch die Staudüse 18 derart gedrosselt, daß der Rückflußdruck von etwa 3 atü im Zylinderfortsatz 16 erhalten bleibt. Bleibt jedoch der Kolben des Arbeitszylinders 2 in irgendeiner Lage stehen, womit der Rücklauf aufhört, so bricht der Rücklaufdruck nach geringfügigem Druckmittelabfluß durch die Drossel 18 zusammen und damit auch im Zylinderfortsatz 16. Als Folge hiervon bewegt die Rückführfeder den Steuerschieber sofort in seine Mittellage zurück. Der gleiche Vorgang tritt auch bei einem Ausfall der Hydraulikpumpe 1 ein, denn auch dann bleibt der Arbeitskolben mindestens in dem Augenblick stehen, in dem sich seine Bewegungsrichtung unter dem Einfluß einer auf ihm ruhenden Last umkehrt. Dieser Umkehraugenblick genügt zur Zürückführung des Steuerschiebers in seine Mittellage. Danach sind die Leitungen 4 und 5 bzw. 4 α und 5 α abgesperrt, so daß die Einrichtung zugleich eine Sicherung gegen das Zurücksinken belasteter Arbeitskolben bei Ausfall der Pumpe darstellt. Die Einfügung entsprechender Zusatzeinrichtungen (Rückschlagventil) erübrigt sich.

Wird der Steuerschieber zur Umsteuerung in entgegengesetzter Richtung, also in der Zeichnung nach oben bewegt, so dient die Staudüse 18 dazu, den Zylinderfortsatz 16 zu entleeren (F i g. 4).

Die erfindungsgemäße Einrichtung hält also den Steuerschieber mit Hilfe des durch das Rückhalteventil 12 erzeugten Rücklaufdruckes in seiner jeweiligen Endlage fest und löst ihn beim Zusammenbruch dieses Druckes. Bei dieser Lösung ist die Schalttoleranz relativ gering, da für sie die Toleranz der relativ schwachen Schieberrückführfedern bestimmend ist. Dadurch wird der Nutzungsbereich des Betriebsdruckes nur geringfügig gemindert. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß die Halte- und Löseeinrichtung mit rein hydraulischen, daher einfachen Mitteln arbeitet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Halte-und Löseeinrichtung für handbetätigte Steuerschieber hydraulischer Wegeventile zum Steuern von Arbeitszylindern, welche den von Hand aus der neutralen zu einer Steuerstellung verschobenen Steuerschieber unter Zusammendrückung der entgegenwirkenden Rückführfeder in der Endstellung festhält und den Steuerschieber auch selbsttätig löst, so daß er in seine neutrale

■ Stellung zurückspringt, wobei das aus dem Arbeitszylinder rücklaufende Medium gestaut ist und sein Staudruck beim Erreichen einer Steuerstellung die in Verschiebungsrichtung von der neutralen Stellung zur Steuerstellung hinten

. liegende Stirnfläche des Steuerschiebers beaufschlagt, wobei die vom Staudruck ausgeübte Kraft größer ist als die der Rückführfeder, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (3, 3 d) an beiden Stirnseiten mit einem Hals (13) und dieser mit einer Kolbenscheibe (14) koaxial verbunden ist und daß die Kolbenscheibe in einem Zylinderfortsatz (15) verschiebbar ist, aus dem sie kurz vor Erreichen der einen Schieberendlage austaucht, derart, daß ein Rücklaufringkanal (19) mit dem Zylinderfortsatz verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden der Zylinderfortsätze (15) den Kolbenscheiben (14) als Anschläge für die beidseitige Schieberhubbegrenzung dienen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Staueinrichtung aus einem in eine Sammelleitung (11) der Rückläufe (9, 10) eingeschalteten Rückhalteventil (12) besteht sowie aus Staudüsen (18), die zwischen jedem Zylinderfortsatz (15) und dem drucklosen Umlauf (7) vorgesehen sind, derart, daß der Rücklauf der Arbeitszylinder bei Erreichen der Steuerschieberendlage von diesem in zwei Rücklaufkreise verzweigt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Staueinrichtung aus Druckbegrenzungsventilen mit parallelge-, schalteten Staudüsen besteht, welche zwischen den Zylinderfortsätzen (15) und dem drucklosen Umlauf vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen