DE1775027B1 - Hydraulisch gesteuertes schieberventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein hydraulisch gesteuertes löffeis in beispielsweise eine Fördermaschine auf eine

Ventil mit einem Gehäuse mit wenigstens einer Längs- höhere Stellung anzuheben. Gleichzeitig mit der Be-

bohrung, mit einer Einlaß- und einer Auslaßkammer, tätigung des Auslegerventils wird das Baggerlöffel-

die die Längsbohrung im Abstand voneinander ventil derart verstellt, daß es mit dem Auslegerventil schneiden, mit einem Kanal, der zwischen den Seiten 5 in Reihe geschaltet wird. Der Hub- und der Entlade-

des Gehäuses beginnt und sich quer zu und im Ab- Vorgang geschehen infolgedessen im wesentlichen

stand von der Längsbohrung zur Auslaßseite er- gleichzeitig. Zur Entladung des Baggerlöffels ist ein

streckt, mit einer ersten und einer zweiten Arbeits- geringerer Druck als zum Zurückdrehen desselben

kammer, die die Längsbohrung zu beiden Seiten der erforderlich, weil das Gewicht des Baggerlöffels und Einlaß- und Auslaßkammer schneiden, mit einer die io seiner Ladung die zur Entladung erforderliche Bewe-

Längsbohrung zwischen der ersten Arbeitskammer gung unterstützt. Nach der Entleerung des Bagger-

und der Einlaßkammer schneidenden Zweigkammer, löffeis bringt der Bedienungsmann das Gerät in die

die mit dem Kanal verbunden ist, mit wenigstens einer Ausgangsstellung zurück und der beschriebene

Ablaßkammer, die die Längsbohrung neben der zwei- Arbeitszyklus beginnt von neuem. Gewöhnlich würde ten Arbeitskammer schneidet, und mit einem Kolben- 15 zur Durchführung dieses Arbeitsablaufes ein kompli-

schieber, der am Außenumfang drei Nuten sowie ziertes hydraulisch gesteuertes Ventil und eine kom-

einen ersten und einen zweiten hohlen Teil und mit plizierte Anordnung von Leitungen erforderlich sein,

den beiden hohlen Teilen in axialem Abstand ver- um die beschriebenen Parallel- und Reihenschaltun-

bundene Öffnungen aufweist und in der Längsboh- gen vornehmen zu können.

rung von einer neutralen Stellung, in der das in die so Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen

Einlaßkammer eintretende Fluidum durch die Längs- Nachteil zu beseitigen und ein hydraulisch gesteuer-

bohrung über eine Umfangsnut des Kolbenschiebers tes Ventil zu schaffen, das bei verhältnismäßig ein- jm

zur Auslaßkammer fließt, in zwei Arbeitsstellungen fächer Bauweise eine Reihen-Parallel-Schaltung der ^

längsverschieblich ist. Fluidumsströmung zu bzw. von mehreren Zylindern

Bei Geräten mit mehreren hydraulischen Zylindern 25 oder Motoren eines Gerätes ermöglicht,

oder Motoren gibt es verschiedene Betriebszustände, Bei einem hydraulisch gesteuerten Ventil der ein-

in denen es wünschenswert ist, daß diese Zylinder gangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe gemäß

oder Motoren in Reihe oder parallel zueinander arbei- der Erfindung dadurch gelöst, daß die Umfangsnuten,

ten. Beim Reihenbetrieb können mehr als einer der die hohlen Teile und die Öffnungen derart angeord-

Zylinder oder Motoren gleichzeitig arbeiten. Anderer- 30 net sind, daß in beiden Arbeitsstellungen die direkte

seits arbeiten die Zylinder oder Motoren während des Verbindung durch die Längsbohrung zwischen der

Parallelbetriebes gewöhnlich nacheinander. Zum Einlaß- und der Auslaßkammer gesperrt ist und in

Beispiel können beim Parallelbetrieb zwei Ventile in der einen Arbeitsstellung über den ersten hohlen Teil

einer Mehrfach-Ventilanordnung zusammen betätigt des Kolbenschiebers und die ersten Öffnungen die

werden und in diesem Falle würde der erste Zylinder 35 Einlaßkammer mit der Zweigkammer und der ersten

oder Motor betätigt, bis er einen mechanischen An- Arbeitskammer und über den zweiten hohlen Teil des

schlag erreicht, worauf die Pumpe einen Druck auf- Kolbenschiebers und die zweiten Öffnungen die zweite

baut, der hoch genug ist, um den zweiten Zylinder Arbeitskammer mit der Ablaßkammer verbunden ist,

oder Motor zu betätigen. Eine solche Mehrfach-Par- während in der anderen Arbeitsstellung über den

allelventilanordnung kann man so ausbilden, daß sie 40 zweiten hohlen Teil des Kolbenschiebers und die

die Zylinder oder Motoren gleichzeitig betätigt, dazu zweiten Öffnungen die zweite Arbeitskammer mit der

müßte man jedoch die Fluidumseinspeisung einer Einlaßkammer und über den ersten hohlen Teil des

Dosierung oder Bemessung unterwerfen, was eine Kolbenschiebers und die ersten Öffnungen die erste

Leistungsminderung der Anlage zur Folge hätte. Bei Arbeitskammer mit der Zweigkammer und der Aus- J

der Reihenanordnung könnte man zwar die Zylinder 45 laßkammer verbunden ist.

oder Motoren gleichzeitig betätigen, das Problem bei Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben der gleichzeitigen Betätigung mehrerer Ventile be- sich aus den Unteransprüchen,
steht jedoch darin, daß große Zylinder oder Motoren Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichwährend der Betätigung von mehr als einem der Ven- nungen weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigt tile den gewünschten Arbeitsausgang nicht erreichen. 50 F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Ventil gemäß Für verschiedene hydraulische Geräte ist von deren der Erfindung mit dem Kolbenschieber in der neu-Funktion her eine kombinierte Reihen-Parallel- tralen Stellung,

Steuerung erforderlich, das heißt, bei diesen Geräten F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in

muß in einem Betriebszustand die Reihenschaltung Fig. 1,

und in einem anderen Betriebszustand die Parallel- 55 F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in

Schaltung angewendet werden. Bei einem hydrauli- Fig. 1.

sehen Hochlöffelbagger beispielsweise wendet man Fig. 4 einen Längsschnitt gemäß Fig. 1, in dem zum Zurückdrehen des Baggerlöffels und zum An- der Kolbenschieber sich in einer Arbeitsstellung beheben des Auslegers die Parallelschaltung an. Der findet,

für den Baggerlöffel erforderliche Druck ist geringer 60 F i g. 5 eine der F i g. 4 entsprechende Darstellung,

als der für den Ausleger erforderliche Druck. Der wobei der Kolbenschieber sich in einer zweiten

Baggerlöffel dreht sich daher zurück, bis er einen Arbeitsstellung befindet, und

mechanischen Anschlag erreicht; danach steigt der Fig. 6 einen Schnitt durch eine Mehrfach-Ventil-

Fluidumsdruck, so daß der Ausleger sich aufwärts in anordnung, die ein einteiliges Gußgehäuse aufweist,

eine dem halben Hub entsprechende Stellung bewegt. 65 wobei diese Figur die Anwendung des Ventils gemäß

Dann bringt man den Hochlöffelbagger zur Entlade- der Erfindung erläutert.

stelle und der Bedienungsmann betätigt das Ausleger- Das dargestellte, allgemein mit 10 bezeichnete,

ventil, um den Ausleger zur Entladung des Bagger- doppeltwirkende, hydraulische Reihen-Parallel-Ventil

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weist ein längliches Gehäuse 12 auf, das mit Schrau- sind daher voneinander getrennt. Über den Umfang

ben oder Bolzen an anderen hydraulischen Ventil- verteilt angeordnete erste öffnungen 53 münden in

gehäusen befestigt werden kann, um beispielsweise den linken Endteil des hohlen Teils 52 und über den

eine gewünschte Mehrfach-Ventilanordnung zu schaf- Umfang verteilt angeordnete zweite öffnungen 54

fen, wie sie etwa im USA.-Patent 3 329 169 beschrie- 5 münden in den mittleren Teil des hohlen Teils 52.

ben ist. Mehrere über den Umfang verteilt angeordnete öff-

Durch das Gehäuse 12 hindurch erstreckt sich eine nungen 55 stehen rechts von den öffnungen 54 mit

Längsbohrung 14, in der ein doppeltwirkender KoI- dem mittleren Teil des hohlen Teils 52 in Verbin-

benschieber 16 verschieblich ist. In einen gegabel- dung, während weitere über den Umfang verteilt an-

ten Einlaßkanal 17 mit die Längsbohrung 14 schnei- io geordnete öffnungen 56 rechts von den öffnungen 55

denden Einlaßkammern 18 und 19 tritt unter hohem mit einem weiteren Abschnitt des hohlen Teils 52 in

Druck stehendes Fluidum von einer nicht dargestell- Verbindung stehen. Ein unter Federdruck stehendes

ten Quelle über einen Einlaßabschnitt ein, der des- Überdruckventil 57 ist im hohlen Teil 52 angeordnet

gleichen nicht dargestellt, aber in Fachkreisen be- und unterteilt diesen in zwei Abschnitte, wobei das

kannt ist. Eine Auslaßkammer 20 schneidet die 15 Überdruckventil 57 links von den öffnungen 56 liegt.

Längsbohrung 14 zwischen den Einlaßkammern 18 Der Kolbenschieber 16 weist einen linken zylin-

und 19. Eine Zweigkammer 22 schneidet die Längs- drischen Teil 60, einen rechten zylindrischen Teil 61

bohrung 14 neben der Einlaßkammer 19 und steht und einen mittig angeordneten zylindrischen Teil 62

über einen Kanal 23 mit einem Kanal 24 in Verbin- auf und außerdem ist zwischen dem mittig angeord-

dung, der in einer Ebene liegt, die im Abstand unter- 20 neten zylindrischen Teil 62 und dem rechten zylin-

halb und im wesentlichen parallel zu der Ebene der drischen Teil 61 ein zylindrischer Teil 63 angeordnet.

Einlaß- und Auslaßkammern verläuft. Gemäß der Beiderseits des mittig angeordneten zylindrischen

Darstellung in F i g. 3 ist ein Ende 25 des Kanals 24 Teils 62 sind umlaufende Nuten 64 und 65 ausgebil-

geschlossen, während dieser Kanal 24 sich quer zu det, wobei die Nut 65 links vom zylindrischen Teil

den Seitenflächen des Gehäuses 12 zu einem offenen 25 63 angeordnet ist. Eine weitere umlaufende Nut 66

Ende 26 hin erstreckt. Arbeitsöffnungen 28 und 30 ist rechts vom zylindrischen Teil 63 angeordnet. Wenn

münden an der Außenseite des Gehäuses 12 und der Kolbenschieber sich gemäß der Darstellung in

stehen mit Arbeitskammern31 und 32 in Verbin- Fig. 1 in seiner neutralen Stellung befindet, strömt

dung, die die Längsbohrung 14 auf gegenüberliegen- Fluidum durch die Längsbohrung 14 zwischen den

den Seiten der Einlaßkammer 18 bzw. der Zweigkam- 30 Einlaßkammern 18 und 19, der Auslaßkammer 20

mer 22 schneiden. Ablaßkammern 34 und 35 schnei- und der Zweigkammer 22.

den die Längsbohrung 14 auf gegenüberliegenden Wenn im Betrieb der Kolbenschieber 16 sich in Seiten der Arbeitskammern 31 bzw. 32 und stehen der in Fig. 1 dargestellten neutralen Stellung befinmit den betreffenden Arbeitskammern über Kanäle det, sind die Arbeitskammern 31 und 32 gesperrt und 36 und 37 in Verbindung. Gleiche Druckentlastungs- 35 das durch die Einlaßkammern 18 und 19 in das Geventile 38 bzw. 39 sind in den Kanälen 36 bzw. 37 häuse 12 eintretende Druckfluidum strömt zur Ausangeordnet, laßkammer 20 und zur Zweigkammer 22, ebenso wie

Der Kolbenschieber 16 ist in F i g. 1 in der neutra- es in die öffnungen 53 des Kolbenschiebers 16 ein-

len Stellung dargestellt und kann mit bekannten Mit- tritt, um durch den hohlen Teil 52 und die öffnun-

teln, etwa mit geeigneten Lenkern, die beispielsweise 40 gen 54 in die Zweigkammer 22 zu strömen,

am in F i g. 1 linken Ende des Kolbenschiebers 16 Wenn der Kolbenschieber 16 nach rechts in die in

angreifen, in eine von zwei Arbeitsstellungen verscho- Fig. 4 dargestellte Stellung bewegt wird, ist die

ben werden. Der Kolbenschieber 16 wird von einer Fluidumsströmung in Reihe geschaltet. Die unmittel-

Schraubenfeder 40 in seine neutrale Stellung getrie- bare Strömung durch die Längsbohrung 14 zwischen

ben, wobei diese Schraubenfeder 40 eine Kraft auf 45 den Einlaßkammern 18 und 19 und der Auslaßkam-

einen von zwei Kragen 41 bzw. 42 ausübt, die auf mer 20 ist unterbrochen. Desgleichen ist die unmittel-

dem Kolbenschieber 16 angeordnet sind; die Rieh- bare Strömung durch die Längsbohrung 14 zwischen

tung der von der Feder 40 ausgeübten Kraft hängt der Einlaßkammer 19 und der Zweigkammer 22

von der Stellung des Kolbenschiebers ab. unterbrochen. Das Fluidum strömt daher durch die

Eine am Gehäuse 12 befestigte Kappe 43 um- 50 öffnungen 46 in den hohlen Teil 45 und drückt das schließt die Feder 40, die Kragen 41 und 42 und das Überdruckventil 50 nach links, um dann am Überrechte Ende des Kolbenschiebers 16. Der Kolben- druckventil 50 vorbei durch die öffnungen 48 in die schieber 16 hat einen hohlen Teil 45, der sich vom Arbeitskammer 31 und von dort durch die öffnung linken Endteil des Kolbenschiebers bis in dessen 28 in einen Zylinder od. dgl. zu strömen. Das RückMittelteil erstreckt. Mehrere auf dem Umfang verteilt 55 stromfluidum von einem Zylinder tritt durch die öffangeordnete Öffnungen 46 münden am rechten Ende nung 30 in das Gehäuse 12 ein und gelangt in die in den hohlen Teil 45, während eine weitere Reihe Arbeitskammer 32 und von dort durch die öffnungen von über den Umfang verteilt angeordneten öffnun- 55 in den hohlen Teil 52, von wo es je nach der Stelgen 48 in den mittleren Teil des hohlen Teils 45 mün- lung der anderen stromabwärts liegenden Ventile den. Ein unter Federdruck stehendes Überdruckventil 60 entweder durch die öffnungen 54 in den Zweigkanal 50 ist im hohlen Teil 45 angeordnet und unterteilt 22 oder durch die öffnungen 53 in die Auslaßkamden hohlen Teil 45 in zwei Abschnitte, wobei das mer 20 fließt. Wenn die Auslaßkammer 20 blockiert Überdruckventil 50 rechts von den mittleren öffnun- oder gesperrt ist, fließt das ganze Fluidum durch die gen 48 liegt. Zweigkammer 22 und umgekehrt.

Der Kolbenschieber 16 weist einen weiteren hohlen 65 Wenn der Kolbenschieber 16 nach links in die in

Teil 52 auf, der sich vom rechten Ende des Kolben- F i g. 5 dargestellte Stellung verschoben wird, ist die

Schiebers bis in dessen mittleren Teil links von der Fluidumsströmung parallel geschaltet. Die unmittel-

Mitte desselben erstreckt. Die hohlen Teile 45 und 52 bare Fluidumsströmung durch die Längsbohrung 14

zwischen den Einlaßkammern 18 und 19 ist unterbrochen, ebenso wie die Fluidumsströmung zwischen den Einlaßkammern und der Arbeitskammer 31 unterbrochen ist. Das Fluidum strömt daher von der Einlaßkammer 18 durch die öffnungen 53 in den höhlen Teil 52 und drückt das Überdruckventil 57 nach rechts, um an diesem vorbei durch die öffnungen 56 zur Arbeitskammer 32 und von dort durch die Arbeitsöffnung 30 zu einem Zylinder od. dgl. zu strömen. Das Fluidum strömt außerdem von der Einlaß- kammer 19 durch die öffnungen 54 in den hohlen Teil 52 und von dort durch die öffnungen 55 in die Zweigkammer 22, um zusammen mit der Strömung durch die Arbeitsöffnung 30 stromabwärts einen Parallelstrom aus dem Gehäuse 12 heraus zu schaffen. Die Rückströmung vom Zylinder tritt in die Arbeitsöffnung 28 und in die Arbeitskammer 31 ein und öffnet das Ventil 50, um dann durch die öffnungen 48 in die Ablaßkammer 34 und aus dem Gehäuse 12 heraus in einen Behälter zu gelangen. ao

Es liegt auf der Hand, daß das in der Beschreibungseinleitung dargestellte, erläuternde Anwendungsbeispiel einer Reihen-Parallel-Fluidumsströmung bei Verwendung des hier beschriebenen, konstruktiv verhältnismäßig einfachen Ventils realisier- as bar ist.

Das Reihen-Parallel-Ventil gemäß der Erfindung wurde hier in einer Ausführungsform beschrieben, die die Kombination des Ventils mit anderen üblichen Ventilen zur Bildung von Mehrfach-Ventilen ermöglicht. In Fig. 6 ist das oben beschriebene Ventil 10 als ein Teil einer Gruppe von Ventilen ausgebildet, die in einem einzigen Gußgehäuse 70 zusammengefaßt sind. Gemäß der Darstellung in Fig. 6 ist das Reihen-Parallel-Ventil 72 mit einem Ventil 74 mit schwimmendem Kolbenschieber und mit einem dopweltwirkenden Ventil 76 kombiniert, das von der im USA.-Patent 3 329 169 beschriebenen Bauart ist. Die Bau- und Funktionsweise der Ventile 72, 74 und 76 wurde bereits ausführlich beschrieben, so daß sich hier eine neuerliche Einzelbeschreibung erübrigt. Kurz zusammengefaßt weist die Ventilgruppe gemäß Fig. 6 einen Einlaßabschnitt78 und einen Auslaßabschnitt 80 sowie Ablaßkammern 82 und 84 auf. Das Reihen-Parallel-Ventil 72 weist eine Zweigkammer86 auf, die der Zweigkammer 22 der zuvor beschriebenen Ausführungsform entspricht und mit einem Zweigkanal 88 in Verbindung steht, der in Fig. 6 in gestrichelten Linien dargestellt ist. Der Zweigkanal 88 ist für eine stromabwärts gerichtete Fluidumsströmung zu den Ventilen 74 und 76 offen, wenn die Kolbenschieber dieser Ventile in ihren Längsbohrungen entsprechend angeordnet sind. Zahlreiche andere Anwendungen des Reihen-Parallel-Ventils gemäß der Erfindung liegen für den Fachmann auf der Hand.

Claims (4)

Patentansprüche: 60

1. Hydraulisch gesteuertes Ventil mit einem Gehäuse mit wenigstens einer Längsbohrung, mit einer Einlaß- und einer Auslaßkammer, die die Längsbohrung im Abstand voneinander schneiden, mit einem Kanal, der zwischen den Seiten des Gehäuses beginnt und sich quer zu und im Abstand von der Längsbohrung zur Auslaßseite erstreckt, mit einer ersten und einer zweiten Arbeitskammer, die die Längsbohrung zu beiden Seiten der Einlaß- und Auslaßkammer schneiden, mit einer die Längsbohrung zwischen der ersten Arbeitskammer und der Einlaßkammer schneidenden Zweigkammer, die mit dem Kanal verbunden ist, mit wenigstens einer Ablaßkammer, die die Längsbohrung neben der zweiten Arbeitskammer schneidet, und mit einem Kolbenschieber, der am Außenumfang drei Nuten sowie einen ersten und einen zweiten hohlen Teil und mit den beiden hohlen Teilen in axialem Abstand verbundene öffnungen aufweist und in der Längsbohrung von einer neutralen Stellung, in der das in die Einlaßkammer eintretende Fluidum durch die Längsbohrung über eine Umfangsnut des Kolbenschiebers zur Auslaßkammer fließt, in zwei Arbeitsstellungen längsverschieblich ist, dadurchgekennzeichnet, daß die Umfangsnuten, die hohlen Teile und die Öffnungen derart angeordnet sind, daß in beiden Arbeitsstellungen die direkte Verbindung durch die Längsbohrung (14) zwischen der Einlaß- (18, 19) und der Aus- M laßkammer (20) gesperrt ist und in der einen ™ Arbeitsstellung über den ersten hohlen Teil (52) des Kolbenschiebers (16) und die ersten öffnungen (53, 54, 55, 56) die Einlaßkammer (18, 19) mit der Zweigkammer (22) und der ersten Arbeitskammer (32) und über den zweiten hohlen Teil (45) des Kolbenschiebers und die zweiten öffnungen (46, 48) die zweite Arbeitskammer (31) mit der Ablaßkammer (34) verbunden ist, während in der anderen Arbeitsstellung über den zweiten hohlen Teil (45) des Kolbenschiebers und die zweiten öffnungen (46, 48) die zweite Arbeitskammer (31) mit der Einlaßkammer (18) und über den ersten hohlen Teil (52) des Kolbenschiebers und die ersten öffnungen (53, 54, 55, 56) die erste Arbeitskammer (32) mit der Zweigkammer (22) und der Auslaßkammer (20) verbunden ist. _

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste hohle Teil (52) sich im wesentlichen durch den mit Nuten (64, 65, 66) versehenen Teil des Kolbenschiebers (16) in Rich- \ tung der ersten Arbeitskammer (32) erstreckt.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den ersten hohlen Teil (52) des Kolbenschiebers mündenden Öffnungen (53, 54, 55, 56) aus über den Umfang verteilt angeordneten ersten, zweiten, dritten und vierten öffnungen bestehen, daß die in den zweiten hohlen Teil (45) des Kolbenschiebers mündenden öffnungen (46, 48) aus über den Umfang verteilt angeordneten fünften und sechsten öffnungen bestehen, daß bei in der einen Arbeitsstellung (F i g. 5) befindlichem Kolbenschieber die zweite Arbeitskammer (31) und die dieser benachbarte Ablaßkammer (34) durch die fünften und sechsten öffnungen (46, 48) verbunden sind, wobei die Zweigkammer (22) mit den dritten Öffnungen (55) in Verbindung steht und über die ersten, zweiten und dritten Öffnungen (53, 54, 55) mit der Einlaßkammer (18, 19) verbunden ist, während die Einlaßkammer mit der ersten Arbeitskammer (32) durch die ersten, zweiten und vierten öffnungen (53, 54, 56) verbunden ist, und daß bei in der anderen Arbeitsstellung (Fig. 4) befindlichem Kolbenschieber die erste Arbeits-

kammer (32) mit der Zweigkammer (22) über die dritten und zweiten Öffnungen (55. 54) und die erste Arbeitskammer (32) mit der Auslaßkammer (20) über die dritten und ersten Öffnungen (55, 53) verbunden sind.

4. Ventil nach Anspruch 3. gekennzeichnet

durch ein erstes und zweites auf Druck ansprechendes Rückschlagventil (57. 50) im ersten bzw. zweiten hohlen Teil (52. 45) des Kolbenschiebers (16), wobei das erste Rückschlagventil die vierten öffnungen (56) und das zweite Rückschlagventil die sechsten Öffnungen (48) verschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 517/209