DE1751817A1 - Regelvorrichtung fuer hydraulische Betaetigungsglieder - Google Patents

Description

PATENTANWALT

DIPL.-PHYS. DR.WALTER LANGHOFF 1 7 R 1 8 1 7

a MÖNCHEN 27, MAUERKIRCHERSTRASSE 4 I / vJ I O I f

München, den 2,8.1968 Mein Zeichen: 64-461

Beschreibung

zu der Patentanmeldung der Firma The Cessna Aircraft Company, 5800 E» Pawnee Road Wichita, Kansas/USA

Regelvorrichtung für hydraulische BetätigungBglleder

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für hydraul!- | Bche Betätigungaglleder, insbesondere für lineare und rotierende hydraulische Motoren» die am Ende ihres Hubes eine sich progressiv verkleinernde Auelaßöffnung aufweisen·

Die bisher bekannten hydraulieohen Motoren verwenden als einzige Dämpfungeeinrlohtung bei der Hubumkehr eine sich progressiv verkleinernde Auslaßöffnung. Eine derartige Dämpfung bei der Hubumkehr eignet sioh jedoch nicht für schneller bewegte Betätigungsglieder mit verhältnismäßig

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großen Kräften bzw. Drehmomenten. Ee hat sich herausgestellt, daß die Trägheit der bewegten Massen verschiedene ungünstige Wirkungen hervorruft.

Hydraulisch betätigte Vorrichtungen sind häufig sehr schwer, etwa belastete Kranaueleger, Lasthebevorrichtungen oder der gleichen. 3b ist erstrebenswert, daß diese Vorrichtungen β ο schnell wie möglich arbeiten, wobei jedooh ein plötzliches Anhalten des Betätigungsgliedes am Ende eines Hubes oder Arbeitszyklus gefährliche Stoßbelastungen in dem hydraulischen System auslösen kann und dieses dadurch außerordentlich beansprucht und die Betätigungseinrichtungen und zugeordneten mechanischen Kupplungsglieder einer starken Abnutzung unterwirft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung für hydraulische Betätigungsglieder zu βchaffen, welche eine weichere Umkehrbewegung am Ende des Hubes oder ein weicheres Anhalten in einer Zwischenstellung ermöglicht.

Die Erfindung geht aus von einer Druckregelvorrichtung für hydraulische Betätigungeglieder, welche ein Gehäuse mit einer Arbeitskammer aufweist, die durch ein bewegbares Trennglied in zwei Arbeitsräume unterteilt ist, welohe abwechselnd über eine Leitung mit einer hydraulischen Druckquelle verbindbar sind, während jeweils der andere Raum mit einer AuaLaßleitung verbunden let, und mit Ouerschnitts-

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verringerungBeinrlchtungen für die Verringerung des DurohtrittsquersehnitteB der Auelaßleitung am Ende eine& Hubes des Trenngliedes.

Di« Lorning der Aufgab· let ta wesentlichen darin iu ethen, dafl in jeder dtr iu den Arbtiteräuaen führenden Leitungen ein durch Druck uaschaltbares, normalerweise geöffnetes Ventil eingefügt 1st, dessen Steuerleitung jeweils mit dem dem Ventil nicht sugeordneten Arbeitsraum verbunden ist. Wenn der Druck in einem Arbeltsraum und damit in einer zugeordneten Steuerleitung am Ende eines Hubes durch die Verringerung des Querschnittes der Auelaßleitung stark ansteigt,

wird daß dem anderen Arbeltsraum zugeordnete Ventil geöffnet, so daß der Druck in diesem Raum aufhört und nicht mehr auf das bewegbare Trennglied, etwa einen Kolben, einwirkt.

Sine derartige Druokregelvorriohtung ergibt eine weiche Stopp- oder Umkehrbewegung, ohne das hohe Drücke in der jeweiligen Auslaßkammer des Betätigungsgiiedee auftreten können*

Die Erfindung 1st im Folgenden an Hand achematischer Zeichnungen an mehreren Ausfuhrungsbeispielen ergänzend beschrieben.

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Pig.1 zeigt teile in schematischer und teils in Sehnittdareteilung ein drehbewegbares hydraulieohes Betätigungsglied mit den zugeordneten Einrichtungen sowie die Druckregelrorrichtung naoh der Erfindung;

fig»2 ist «in Blockschaltbild «ines doppelt wirkenden linearen Betätigungsgliedes mit der Druckregelrorriohtung nach der Erfindung;

Fig.3 zeigt eine gegenüber Pig.2 erweiterte Anlage mit einer Antikavitationssohaltung;

Fig.4 zeigt eine gegenüber Pig.3 erweiterte hydraulische Schaltungsanordnung mit einer Einrichtung zum Begrenzen der Kolbengeschwindigkeit des Beta t igung sgliedes·

Fig.2 zeigt insbesondere die Grundschaltung der Regelvorrichtung naoh der Erfindung bei einem doppelt wirkenden linearen Betätigungsglied 10. Die Erfindung läßt sich auch bei anderen Betätigungegliedern anwenden, etwa bei dreh» beweglichen Gliedern (Pig.1), einfaoh wirkenden linearen Betätigungsgliedern und dergleichen. Das Betätigungsglied weist einen Zylinder 10 auf, in dem sich ein Kolben 11 mit einer durchgehenden Kolbenstange 12, die sich durch beide Stirnseiten des Zylinders hinduroh erstreckt, bewegen kann« An den beiden Enden der Kolbenstange 12 sind die su bewegenden Lasten 14 befestigt. Zur Betätigung des Betätigungs-

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gliedes dient die hydraulische Energie einer Pumpe 13 mit konstantem Pumpvolumen, wobei ein Nebenschlußventil 15 das überschüssige Volumen in den Vorratsbehälter 16 für die Hydraulikflüssigkeit ableitet. Die Bewegungsrichtung des Betätigungegliedee wird durch «in von Hand betätigbares Richtungssteuerungsventil 17 eingestellt. Wenn beispielsweise das Richtungssteuerungsventil 17 in Fig.2 nach reohts bewegt wird, gelangt Hydraulikflüssigkeit durch die öffnung λ 19 in den Arbeltsraum 18, während aus dem Arbelteraum 20 Flüssigkeit herausgedrückt wird. Die Bewegung dee Riohtungssteuerungsventilß nach links ergibt eine umgekehrte Bewegung des Kolbens, während eine Bewegung des Ventils in die Mittelstellung den Kolben 11 in einer statischen Lage verriegelt.

Die Arbeitsräume 18 bzw, 20 weisen jeweils eine Füllöffnung 19 bzw. 21 auf, welche jeweile als Einlaßöffnung oder Aue-

laßöffnung dienen. Die FUllöffnungen 19 und 20 fluchten ^ jeweils mit einem zugeordneten verjüngten Zapfen 22, die auf jeder Stirnseite des Kolbens 11 befestigt sind. Wenn der Kolben 11 sich dem Ende seines Hubes nach reohts nähert, dringt der Zapfen 22 in die Füllöffnung 21 ein und verringert allmählich den Durchtrittsquersohnltt derselben, bis die öffnung vollständig geschlossen ist. Derartige eich langsam schließende öffnungen sind an sich bekannt und können für die Zwecke der Erfindung verschiedenartig auegebildet sein.

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Sobald dl« Füllöffnung 21 sich su sohließen beginnt» nimmt der Druck In des Arbeitsraum 20 au» da dieser die kineti-•ehe Bewegungsenergie auffingt· Bei sohweren Lasten 14 1st die Trägheitewirkung derselben sueammen alt der Druökwirkung In dem Arbeitsraum so groß» daß der Druok in den Auelafiraum, da· heißt dem Baum» der Jewell· nicht an die Druck- «»lie 13 angesehloeeen ist» aohädliohe Werte annehmen kann.

In den su den Arbeitsraum» 18 und 20 führenden flüssigkeit·« leitungen 25 und 24 sind jeweils ein steuerbare· TentIl 25 .bsw· 26 eingeschaltet. Beide Ventile sind duroh eine leder in die Offhungeetellung vorgeepannt, wie in FIg»2 angedeutet 1st. Das Tent11 25 wird duroh einen SteueriylInder 27 betätigt» der aber eine eteuerleitung JO mit dem Arbeitsraum 20 verbunden 1st· Da· Tentll 25 weist ferner noch einen Pilot syl Inder 33 auf, der mit der DruokeinlaJselte dee anderen Steuerventils 26 verbunden 1st. In gleicher Weise ' let das Steuerventil 26 mit einem Steuersyllnder 28 versehen» welcher; Über «Int Steuerleitung 29 mit dem Arbelteraum 18 in verbindung steht» Ferner «Mist das steuerventil einen Pllotsylinder 52 auf, der ttber «ine Leitung 34 mit der Druok·inlaBleitung 23 de« Ventile 25 verbunden let.

Die in Fig.2 dargestellte hydraullaohe Schaltung hat folgende Wirkungsweise· Venn das Rlehtungssteuerventll 17 von Hand naoh reohta bewegt wird» etrtJmt HydraulikflüsslgkeIt in den Arbeltsraum 18, da das Ventil 25 duroh seine Feder

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in der geöffneten Stellung gehalten let. Dae Ventil 26, das in der jetzt als Auslaß dienenden Flüssigkeitsleitung 24 liegt, ist ebenfalls offen, da die Piloteylinder 28 und 32 gegensinnig wirken· Wenn der Kolben 11 sich der rechten Stirnseite des Zylinders 10 nähert, dringt der Zapfen 22 allmählich in die Öffnung 21 ein« Die kombinierte Wirkung der Verzögerung der Arbeltslast H und des Strömimgsmitteldruckes im Arbeitsraum 18 bewirken, daß der Druck in dem Auslaßraum 20 steil ansteigt. Wenn der Druck { einen vorgegebenen Wert erreicht, schaltet der Pilotzylinder 27 das Ventil 25 über die Steuerleitung 30 ab. Da. die Flüssigkeitsleitung 23 nunmehr geschlossen ist, nimmt der Druck in der Kammer 18 unmittelbar ab. Der ansteigende Druck in dem Auslaöraum 20 bewirkt in Verbindung mit dem fehlenden Druck in dem Arbeitsraum 18 eine Richtungsumkehr des auf den Kolben 11 wirkenden Differentialdruckes. Dieser Druck verzögert den Kolben sanft, ohne daß hohe Druckspitzen auftreten wie bei den bekannten Vorrichtungen. Wenn das System seinen atatischen Zustand erreicht hat und der Druck in der Auslaßkammer zurückgeht, fällt das Ventil 25 wieder in seine geöffnete Stellung zurück. Durch Bewegen des Richtungssteuerventile 17 nach linke strömt Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 24 in den Arbeitsraum 20 ein. Der Kolben 11 beweg* sich dann nach links und die Dämpfung der Kolbenbewegung am Ende des Hubes erfolgt in gleicher Weise wie bei der Rechtsbewegung beschrieben ist,

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Fl<·3 ββIgt «int gegenüber fig.2 erweitert· Schaltungsanordnung· Bein Abschalten des Strömungsmittelflusses in einen Arbeiteraum» dessen Volumen eich vergrößert, können KaYltationsbedingungen entstehen. Zur Vermeidung von Kavitationsereoheinungen sind daher bei der Sohaltung nach Ti«,3 Druckfreigabeventile 37 und 38, Rüokflußventile 39 und 40 sowie Iiederdruokrüoklau!leitungen 41 und 42 vorgesehen. Wenn ein übermäßiger Druok Ib Arbeitsraum 20 entsteht, Ofinet sloh das Druekfrelgabeventil 38 und entläßt Strömungsmittel über die Leitungen 42, 45, das Ventil 39 und die Leitung 41 in den Arbeitsraum 18. Ein übermäßiger Druok in dem Arbeitsraum 20 läßt sich also abbauen durch •ins Strömung der Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum 18, wodurch sine Kavitation vermieden wird. Ein Überdruck im Arbeitsraum 18 wird auf die gleiche Weise beseitigt.

Die Leitung 44 dient ebenfalls sur Vermeidung von Kavitationserseheinungen· Diese Leitung verbindet die Leitung 45 mit der Viederdruokrttoklaufleitung 46, die Hydraulikflüssigkeit in den Vorratsbehälter 16 abgibt. In der Leitung 46 wird ein geringer Druck von etwa 7 atii (50 PST) aufrechterhalten, wie durch den Druckbegrenzer 47 dargestellt ist. Wenn der Druck in den Arbeiteräumen 18 oder 20 niedrig wird, strömt Hydraulikflüssigkeit unter niedrigem Druok aus der Leitung 44 über das Rüoklaufventil 39 oder 40 in den Arbeitsraum 18 oder 20 und verhindert damit eine Kavitation.

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Die Schaltungsanordnung nach flg.3 hat folgende Wirkuagsweiae. ViBB til der Pumpe 15 *·* fsefftiste* »ieAtunge-•teuMTMiUl 17 «la Druekverluet auftritt, kaan duroh di« Trägheitswirkung 4sr Last U «a* 4·» Kalbens 11 tin· Kavitation entstehen. Der geringe, In dar Leitung 44 aufreoht-

trhalttn· R&okdruok rtloht Jedoch ana, um genügend Hydraulikflüaaigkeit b#reitinetellen, um dia IaTitatioo su rerw hindern·

Wann beiapieleweiae daa Steuerrentil plutslioh von raohta in dia Mittlere stallung bevegt wird, wobei dar Kolben 11 aioh auf halber Hubhöhe befindet, bewirkt die Trägheit dar last 14t d*6 dar Kolben eich nooh weiter nach rechts bewegt· Dadurch tritt ein· Kayitationamttgliohkeit in den Arbeitsraum 18 auf und kritische Drücke in dem Arbeitsraum 20. Das Druckfreigäbeνentil 38 öffnet sich sodann und läßt Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum 18 strömen» ao da! eine Kavitation vermieden ist, solange dia Trägheitswirkung der last andauert, unter den vorstehend genannten Bedingungen bewirkt das Druokfreigabβventil 38 eine Dampfung beim mittleren Hub. Es kann auch als Dämpfungssinriohtung am Ende eines Hubes in Verbindung mit der Vorrichtung nach Fig.2 wirken.

?ig.4 zeigt eine gegenüber Fig.3 erweiterte Schaltungsanordnung, bei der cuaätclioh eine Regeleinrichtung für die Kolbengesohwindifkelt vorgesehen ist. Das hydraul!·^«

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Betätigungsglied und dlt «ugβordneten teile arbeiten in It* gleiohen Weiee wie bei den flg.2 und 3, alt Attsftahme der variablen 8tr0sttAgsrentlle 4t und 50, die in die Leitungen 2J bsw_# 24 eingefügt »lad· Diese Ventile sind idea· tisch ausgebildet und weisen variable Offnungen auf, die i •ohematisoh duroh dls vier Ttatilstellungen dargestsllt ist, alt denen die AuslasetrOmung ans den lyllnder 10 durch die Leitungen 23 oder 24 Je aaefc de» Bewegungsrichtung des Kolbens 11 geändert wird« Das Yentil 49 1st Bit vier Stellungen dargestellt, die eine vollständig geeehlosssns und sine voll·tändig geöffnete Stellung umfassen, wobei das Yentil in die voll geöffnete stellung durch eine Feder vorgespannt 1st. Das variable Strömungeventil 49 wird mittels einem paar hydraulischer Pllotsylinder 51 und 55 betätigt und bei Abwesenheit eine· Druokuntersohiedea duroh die Feder 53 in die öffnungeeteilung gedrückt. Der Pilotzylinder 55 stellt den Druck in der Leitung 23 über die Strömungaleitung 57 fest. Der Pilotzylinder 51, der dem Pilotzylinder 55 entgegenwirkt, eteilt den Druck in dem Arbeitsraum 18 Über die Leitung 41 feet. Xs sei angenommen, daß der Kolben 11 nach links bewegt wird, da der Druck In dem AuslaBraum 18 den Druok in der Leitung 23 überschreitet. Sodann beetent ein Druckabfall an der Auelaflöffnung 19, so defl das variable Strumungsvent11 49 duroh den die Wirkung des Pilotzylinder· 55 und der Feder 53 Überwindenden Pllotsylinder 51 in eine Stellung mit verringertem Durohflufl gebraoht wird. Je größer der Druckunterschied swleohen dem

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Arbeiteraum 18 und der Leitung 23 ist, umso größer iet der Strömungβwiderstand dta variablen Strömungsventile 49. Wenn der Druck in dem Arbeitsraum 18 und in der Leitung 23 im wesentlichen gleich ist, bleibt das Ventil 49 in seiner vollgeöffneten stellung.

Die Schaltung nach Sig.4 hat folgende Wirkungsweise· wenn der Kolben 11 sich nach rechts bewegt und wenn eine merkliche äußere Last in derselben Richtung angreift, versucht der Kolben sich zu beschleunigen. Die vergrößerte Geschwindigkeit läßt auch den Druok im Arbeitsraum 20 ansteigen, da ein größeres Flussigkeitsvolumen durch die Füllöffnung 21 hindurchgedrttekt wird. Der erhöhte Druck läßt die Füllöffnung 21 als Drosselöffnung wirken. Der Druckabfall an derselben wird durch den Pilotaylinder 32 festgestellt, der das variable Strömungsventil 50 so verstellt, daß die Strömung in die Auelaßleitung 24 verringert wird, bis die Geschwindigkeit des Kolbens 11 wieder auf den normalen Wert abgesunken ist.

Wenn eine sehr große äußere Last 14 bewegt wird, 1st es sehr gefährlich, wenn man den Kolben 11 und die Last 14 auf eine größere Geschwindigkeit und damit eine größere kinetische Energie bringt als der DärapfungsmeohanIsmus aufnehmen kann« Die nicht absorbierte kinetische Energie am Ende eines Hubes verursacht den Aufprall auf den Zylinder 10 und die zugeordneten Bauteile.

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Pig.1 zeigt die Regeleinrichtung für die Kolbengeschwindigkeit für ein drehbeweglichββ hydraulischea Betätigungeglied 60. Die verschiedenen automatischen Ventilmechanismen nach den Fig.2, 3 und 4 sind auch bei dieser AusfUhrungeform vorhanden. Wie bereits erwähnt, läßt sich die Einrichtung naoh der Erfindung mit verschiedenartigen linearen oder rotierenden Betätigungegliedern anwenden·

Der Drehsylinder 60 weist verschiedene Offnungen an der Stirnplatte 61 des Zylinders auf. Die zum Antrieb einer Last Torgesehene Welle 62 ist mit einem bewegbaren Kolbenblatt 63 versehen» welches dichtsitzend an der inneren Oberfläche des Zylinders 60 während einer Drehbewegung anliegt. An den Zylinder 60 ist eine feste Trennwand 64 vorgesehen, welche gegenüber der Oberfläche der Welle 62 abgedichtet ist, so daß Arbeltsräume 65 und 66 gebildet sind, welche je naoh der Bewegungsrichtung dee Kolbenblattes 63 als Druckkammer oder als Auslaßkammer dienen. Die Strömung der Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder 60 kommt von der leitung 23 durch eine Reihe kleiner Öffnungen 68 In die Einlaßkammer 65 und dreht das Kolbenblatt 63 im Uhrzeigersinn. Sobald ee sich dem Qide des Hubes nähert, wie in der Zeichnung dargestellt ist, werden die Auelaßöffnungen 69 nach und nach durch eine unter Federvorspannung stehende Platte 71 verschlossen, welche an dem Kolbenblatt 63 befestigt ist und sich mit diesem bewegt. Die Platte 71 ist jedoch normal zur Oberfläche der Stirnplatte 61 frei beweglich. Venn die Strömungsrlchtigung umgekehrt wird, wird die schwache

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!•der, die die Platte 71 in Berührung mit der Stirnplatte hält, abgehoben, so da8 die Strömung durch eine Öffnung 69 flieeeen kann. Das Richtungssteuerungsventil 17, die pumpe 13, daa Hebensohlufiventil 15 und die Druckfreigabeventile 37 und 38 eind gleichartig aufgebaut wie bei der Vorrichtung nach den Pig.2, 3 und 4 und sind daher nicht besonders beschrieben. In den Arbeltsräumen 65 und 66 sind Druekmeßöffnungen 89 und 88 angebracht und über Leitungen 86 und mit den Steuerkolben 28R und 281 verbunden.

In den Ventilkörper 72 sind Abschaltventil 25 und 26 neben den Kolbengesehwindigkeitssteuerventilen 49 und 50 untergebracht. Die letztgenannten Ventile sind im wesentlichen gleich ausgebildet wie die gleichbezifferten Teile in Pig.4. Der Ventilkörper 72 ist zwar getrennt von dem Zylinder 60 dargestellt, um die Darstellung zu vereinfachen, kann jedoch mit diesem eine bauliche Einheit bilden*

Die Abschaltventil 25 und 26 sind identisch ausgebildet und umfassen einen unter Pederapannung stehenden Kolben 74 mit einem mittleren Bereich 76 von geringerem Durchmesser. Der Kolben 74 ist in der Bohrung 78 durch die Peder 80 nach unten vorgespannt. Der Druck der Peder 80 läßt sich mit den Gewindtstopfen 82, der die Feder hält, einstellen. Die Abwärtsbewegung des Kolbens 74 ist durch einen Fitting 84 begrenzt, der am unteren Ende der Bohrung 78 angeordnet let. Venn ein hoher Druck in dem Arbeiteraum 76 auftritt,

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. wird dieser durch die öffnung 88 und die leitung 87 weitergeleitet. Der erhöhte Druck läßt den Pilotkolben 281. den Widerstund der Feder 80 überwinden und bewegt den Kolben 74L nach oben, so daß die Strömung durch die Bohrung 78L unterbrochen wird. Durch die Mitte dee Kolbens 74 verläuft ein Durchtritt 94t der eine Strömung in beiden Sichtungen gwlsohen den Kammern 95 und 96 unmittelbar oberhalb und unterhalb des Kolbens 74 ermöglicht. Dar Durchtritt 92 hat eine zweifache Funktion, indem er zur Dämpfung der Aufwarte- und der Abwärtsbewegung des Kolbens 74 dient. Der Durohtritt 92L ermöglicht einen Abzug der Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer 96 und bildet eine Lecköffnung ▼on der Keßleitung 87 zu einer Stelle hinter dem Pilotkolben 281. Wenn diese Leokströmung nicht abgesogen werden könnte, wUrde der hydraulische Druck an beiden Enden des Pilotkolbens 28 gleichbleiben und der Kolben könnte sich nicht bewegen. Die obere Stirnfläche des Pilotkolbens 28 enthält eine Reihe radialer Nuten (in der Zeichnung nicht sichtbar) welche eine Strömung durch die Durchtritte 92 und 94 ermöglichen,wenn der Pilotkolben 28 sich in Berührung mit dem Ende des Durchtrittes 92 befindet. Die obere Bewegungβbahn des Kolbens 74 ist durch den Schaft 98 begrenzt, der sich von dem Stöpsel 82 aus nach unten erstreckt. Entlang des Schaftes 98 erstreckt sich' eine Nut 106, die ein Blockieren der durch den Durohtritt 94L fließenden Strömung verhindert. Die obere Stirnfläche des Kolbens 74 lot dem Druck in der Kammer 95 auegesetst, und

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dieser Kolben wirkt als Pilotkolben, der die Feder 80 beim Offenhalten des Ventils 26 unterstützt. Die Kammer 95 mißt den Druck in der Einlaßleitung 23 über die fiffnung 100, die Meßleitung 102 und die öffnung 132.

Das Gesehwindigkeitssteuerventil wirkt als variable öffnung in der Auelaßleitung 34 und wird von dem Druckabfall an den öffnungen 69 gesteuert. Das Geschwindigkeitssteuerventil 50 umfaßt einen ersten Kolben 108, der mit einem % zweiten Kolben 110 mittels eines Schlitzzapfens 112 verbunden ist. Die Kolbenanordnung ist durch eine in der Bohrung 114 liegende Feder 116 nach unten vorgespannt. Der Druck der Feder 116 läßt sich durch Einstellen des Haltestb'psels 118 variieren« Von dem Stöpsel 118 aus erstreckt sieh ein geschlitzter Schaft 125 n&oh unten, der die Aufwärtsbewegung des Kolbens 108 begrenzt, Normalerweise ist das Ventil 50 durch die Federvorspannung in seiner vollgeöffneten Stellung, wie bei dem identischen Ventil 49 dar- j gestellt ist. Die obere Stirnfläche des Kolbens 108 ist dem Druck in der Leitung 124 durch den Strömungsmitteldurchtritt 120 und über den Schlitzzapfen 112 ausgesetzt. Die untere Stirnfläche des Kolbens 110 steht unter dem Druck in der Kammer 66, und »war über die Öffnung 88 und die Leitung 122. >/enn das System sich in statischem Zustand, das heißt unter normalen ΠtrömunßsbecLindungen befindet, sind die Di tic Ire in den I ei tür»;.', κπ 24 und in der Kammer 66 gleich, no daß r.u'li /;1r.jche Krnfle auf die ^e£.er,Uber liegenden Stlrnniv^i'i »-τ.·, 'j'.r :'.( ι asu H''!. i..j!·. 110 ^u .ha β übt vovI'üj. BeJ ßlei-

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chen Drücken hält die Feder 116 das Ventil in der vollgeöffneten Stellung« Wenn der Druck in der Kammer 66 höher ist ala der in der Leitung 24, überwindet der Druck gegen den Kolben 110 die Kraft der Feder 116 und bewegt den Kolben 110 nach oben. Bei Annäherung der oberen Stirnfläche des Kolbens 110 und beim Eintritt derselben in die Bohrung 114 wird die Strömung der Hydraulikflüssigkeit allmählich herabgesetzt. Seitlich über die Oberseite des Kolbens 110 erstreckt sich eine geschlitzte Öffnung 124, deren Querschnittsfläche mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 110 in die Bohrung 114 abnimmt. Sobald der Kolben 110 die Strömung herabzusetzen beginnt, entsteht in Strömungsrichtung vor dem Kolben 110 ein Staudruck. Der vergrößerte Staudruck erhöht den Druckabfall an dem Ventil 50, bis diese möglicherweise die gegenwärtigen Strömungszustände des Zylinders 60 stabilisiert.

Die Ausführungsform nach Fig.1 hat folgende Wirkungsweise. Die Last, etwa ein Kranausleger, ist an der Welle 62 des Betätigungsgliedes 60 befestigt, um das Betätigungsglied 60 im Uhrzeigersinn zu drehen, wird das Riehtungssteuerventil 17 nach rechts bewegt, wie in Fig.1 dargestellt ist. Der Arbeitsdruck der Pumpe 13 gelangt über die Leitung 23 und die Ventile 25 und 49 in den Arbeitsraum 65. Die Strömung der Hydraulikflüssigkeit, die durch Pfeile darge·*· stellt ist, verläuft durch die Öffnungen 68 und dreht das Kolbenblatt im Uhrzeigersinn.

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Bei einer zu großen Geschwindigkeit versucht die äußere Säst die Welle 62 in der gleichen Richtung zu drehen wie durch den Druck in der Arbeitskammer verursacht wird. Die erhöhte Geschwindigkeit des Kolbenblattes 63 läßt ein grösseres Volumen durch die Auslaßöffnungen 69 strömen· Diese wirken daher als Drossel, an der ein Druckabfall eintritt, Der erhöhte Druck in dem Raum 66 wird durch die Öffnung 88 auf die untere stirnfläche des Kolben« 110R übertragen. Wenn der Druck in der Kammer 66 den Druck in der Rückleitung 24 um einen vorbestimmten wert unterschreitet, wird das Ventil 50 betätigt und verringert die Strömung durch die Leitung 24. Je größer der Druckunterschied zwischen dem Raum 66 und der Leitung 24 let» umso mehr behindert das Ventil 50 die Strömung. Unter normalen Strömungsbedingungen/ wenn also kein Druckabfall an den Auelaßöffnungen 69 auftritt, bleibt das Ventil 50 in eeiner vollgeöffneten Stellung. In der Zeichnung ist es teilweise geschlossen dargestellt, während das Ventil 49 voll geöffnet ist.

Wenn das Betätigungsglied 60 im Gegenuhrzeigersinn mit überhöhter Geschwindigkeit bewegt wird, stellt das Gesohwindigkeitsventil 49 die Auelaßströmung durch die Leitung 23 in der gleichen Art fest wie an Hand des Ventile 50 beschrieben ist.

Sobald eich das Kolbenblatt 63 dem Ende des Hubes im Gegen~ Uhrzeigersinn nähert, werden die Auelaßöffnungen 69 nach

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und nach durch die unter Pederspannung stehende Platte 71 blockiert. Der Druckanstieg In dem Raum 66, der durch die Abnahm· der Quersohnittsfläche der Austritteöffnungen 69 bedingt 1st, wird τοη dem Abechaltrentil 25 über die Leitung 68 und die Leitung 87 festgestellt. Der erhöhte Druck lädt den Pilotkolben 28L den Kolben 741 nach oben in eine Stellung bewegen, welche die Bohrung 781 vollständig blookiert. BHl einer überhöhten Geschwindigkeit in der Mitte des Hubes t*itt daa Tentil 25 ebenfalls in Tätigkeit· Om das Tentil 25 «u sohlieflen, muß die auf den Pilotkolben 28 ausgeübte Kraft gröier sein als die Kraft der Feder 80 und der In der Kammer 95L ausgeübte Druck *uβaaunangenommen. BIe Kammer 951 empfängt den Druck In der BüokXsitung über der Leitung 104 und die öffnungen 131 und 105· Wenn der Kolben 741 sich nach oben bewegt, wird die Geschwindigkeit desselben durch das den Durchtritt 92L durchfließende Strömungen! tt el gesteuert.

Beim Schließen des ibsohaltrentllee 25 fällt der Druck in den Raum 65_f wenn sloh dieser Raum vergrößert, so daß ein gröSerer Oegendruokuntersohled an dem Kolbenblatt 63 entsteht » der eine Verzögerung desselben unterstutet. Während der Bewegung des. Kolbenblattes 63 im Uhrzeigersinn bleibt das'Abschaltventil 26 vollständig geöffnet, da die feder 8OR und der Druok in der Kaomer 95R auf die obere Stirnfläche des Kolbens 74R einwirken. Die Kammer 95 nimmt den Druok in der Einlaßleitung 23 über die öffnung 100, die

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Leitung 102 und die Öffnung 132 auf.

Wenn di· äußere trägheitskraft auf die Welle 62 ist als die !«wegisiigsdaj^fungBYorrichtung aufn® wird der Druck im dem Baum 66 liber das Druckfreiga 38 abgelassen. Bas abgelassene Strömungsmittel ein Ventil 39 ia den San* 65 zurück oder im dl© Süeklauf· leitung 44 «um Vorratsbehälter.

Wenn das Richtungssteuerventll 17 nach, linke ln©w@gt wird die Ströaungirichtung unsg«kehrt und die Hydraulikflüs-Bigkeit te£tt in den Raum 66, der-jetzt den Arbeltsratüs bildet, ein und T@rdr®M das Kolbenblatt 63 iffi ^egenuhrzeigersinn. Bei einer übes^illitea f©Bchwteiigkett mißt das Ventil 49 die luslaßetrömung in äfenlicher Welse wie bei Ventil 50 beschrieben let. In dem Dämpftiagsbereica des Eutiee wird das Abschaltventil 26 in derselben weiae wie das Ventil 25 betätigt.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1.) Druckregelvorrichtung für hydraulische Betätigungsglieder, welche ein Gehäuse mit einer Arbeitskammer aufweist, die durch ein bewegbares Trennglied in zwei Arbeitsräume unterteilt ist, welche abwechselnd über eine Leitung mit einer hydraulischen Druckquelle verbindbar sind, während Jeweils der andere Raum mit einer Auslaßleitung verbunden ist, und mit Querschnittsverringerungseinrichtungen für die Verringerung des Durohtrittsquerschnittes der Auslaßleitung am Ende · eines Hubes des Trenngliedes, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der zu den Arbeitsräumen führenden Leitungen ein durch Druck umschaltbares, normalerweise geöffnetes Ventil eingefügt ist, dessen Steuerleitung Jeweils mit dem dem Ventil nicht zugeordneten Arbeitsraum verbunden ist.

   2.) Druckregelvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Strömungsmitteldurchtritt, der die Auslaßkammer mit der Arbeitskammer verbindet, durch ein Richtungsventil, welches den Durchtritt lediglich von der Auslaßkammer in die Arbeitskammer ermöglicht, und durch ein Druckfreigabeventil in den Durchtritt, welches

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   tine Strömung in demselben nur freigibt, wenn der Druck in der Auslfcfiicaminer einen vorbestimmten Wert, der gröseer let als der Betätigungsdruek für das Abschaltventil, überschreitet.

   3.) Druckregölvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Niederdruckßtrömungsquelle und durch einen zweiten Durchtritt, der die Nlederdruekströmungsquelle mit dem ersten Durchtritt an einer Stelle zwischen dem Richtungsventil und dem Druckfreigabeventil in Strömungsrichtung hinter demselben verbindet,

   4.) Druckregelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung für die Kolbengeschwindigktit.mit einem variablen Strömungsventil (49, 50),das Jn die Auslafileltung eingefügt ist und in die vollgeöffnete Stellung vorgespannt ist, und durch eine zweite Ventilbetätigungseinrichtung (108, 110) die von der Druckdifferenz zwischen der Auslaßkammer und der mit dem variablen Strömungeventil verbundenen Auslaßleitung gesteuert wird, wobei die Schaltung so getroffen ist, daß das variable Strömungsventil mit zunehmender Druckdifferenz progressiv geeohlossen wird.

   5·) Druekregeivorrichtunß nach /nepruuh 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung für die Kolben-

   Üfiiao/oiia

   geschwindigkeit mit einem «weiten, die Aualaßleitung durchauereneVen Durchtritt, mit einem in dem zweiten Durchtritt angeordneten,gleitend bewegbaren Kolben sum variablen Verringern der Quersohnlttsflache der Auelaßleitung in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Druckabfall an dem Auslaß, wobei die euersöhnitteverringerung mit sunehmendem Druckabfall größer wird, mit einer ersten Druckmeßleitung, die die Aualaßkammer mit dem «weiten Durchtritt an einer Stelle unterhalb des Kolbens verbindet, so daß der Druck in der Auslaßkammer auf eine Stirnfläche des Kolbens wirkt, mit einer «weiten Druckmeßleitung, die die Auelaßleitung mit der gegenüberliegenden Stirnfläche des Kolbens verbindet, so daß sie der von der ersten Meßleituns auf den Kolben ausgeübten Kraft entgegengeriohtet 1st, und mit einer Vorspannungselnriohtung, die den Kolben in der vollgeöffneten stellung zu halten bestrebt ist.

   6.) Druokregelvorrichtung nach Anapruoh 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Paar hydraulische Pilotkolben, welohe gegβnsinnig mit dem Abschaltventil verbunden sind, duroh eine erst· Heßelnriohtung, welche die Auelaßkammer mit dem ersten Pilotkolben verbindet, so daß bei einem Druckanstieg in der Aualaßkammer das Abschaltventil in dlt Schließstellung bewegt wird, und duroh eine zweite Meßeinrichtung, welohe die Auelaßleitung mit dem zweiten Pilotkolben verbindet, so daß daa Ab-

   t.
   001830/0112 BADORlGiNAL

   schaltventil unterstützet von einer Vorspannungsfeder in die geöffnete Stellung gedrückt wird.

   7«) Druckregelvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, in Verbindung mit einem drehbewegbaren Betätigungsglied, das ein zylindrisches Gehäuse und einen Drehkolben aufweist, gekennzeichnet durch eine Reihe öffnungen (68, 69)in einer Stirnwand des zylindrischen Gehäuses, und durch eine solche Anordnung der öffnungen, daß jdieee bei der Drehbewegung des Drehkolbens nacheinander geschlossen werden'·

   8„) Druckregelvorrichtung $aeh Anspruch 1 bis 6, unter Verwendung eines zylindrischen, geschlossenen Gehäuses mit ebenen Stirnwänden und einem darin linear bewegbaren Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben mindestens einen verjüngten Zapfen(2$ aufweist» der in eine fluchtende FUllöffnung (19, 21) am Ende der Ausstoßbewegung eindringen kann«

   009830/0812 _ßA0

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