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Entsperrbares Rückschlagventil Die Erfindung betrifft ein entsperrbares
Rückschlagventil mit einem Schließglied, einem Steuerschieber und einem durch eine
Steuerleitung beaufschlagten Steuerkolben. Derartige Ventile, auch Senkbremsventile
genannt, werden vielfach bei hydraulischen Anlagenverwendet, mit denen in Zylindern
gleitende Kolben und ölmotoren gegen die Wirkung von Lasten abgebremst werden. Sie
werden in die RXcklaufleitungen von Zylindern und Ölmotoren eingebaut und verhindern
ein unkontrolliertes Abbremsen dieser hydraulischen Geräte. Sie bewirken, daß der
Abbremsvorgang automatisch in der vom Konstrukteur beabsichtigten Weise abläuft.
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Bei einem bekannten entsperrbaren für eine Zylindersteuerung vorgesehenen
Rückschlagventil, das sich in der Rücklaufleitung des unter Last stehenden Zylinders
befindet, wird zum Abbremsen der Last die aus der einen Zylinderseite ausströmende
Flüssigkeit über einen Steuerschieber abgeleitet, der eine Steuerkante überfährt
und Je nach seiner Stellung einen kleineren oder größeren Querschnitt freigibt.
Je nach Größe dieses Spaltquerschnittes am Steuerschieber, der wie eine verstellbare
Drossel wirkt, strömt mehr oder weniger Flüssigkeit aus dem Zylinder aus. Die Steuerung
dieses in Richtung auf die kleineren Querschnitte federbelasteten Schiebers erfolgt
durch einen Hilfskolben, der mit dem Druck der in die andere Zylinderseite einströmenden
Flüssigkeit beaufschlagt ist.
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Mit der Anordnung eines solchen Rückschlagventils in einer Hydraulikanlage
ist jedoch ein exaktes Anhalten der Bewegung am Ende des beabsichtigten AbsenkLweges
keineswegs möglich, da der Steuerschieber ach im geschlossenen Zustand, wie allgemein
bekannt, undicht ist und ein weiteres, allerdings langsameres, auf die Leckverluste
des Steuerschiebers zurückzuführendes Absenken der Last nicht verhindern kann. Am
Ende des gewollten Absenkhubes muß demnach bei dem bekannten Ventil eine zusätzliche
mechanische Unterstützung der Last zu Hilfe genommen werden oder die hydraulische
Schaltung wird so geändert, daß ein zusätzlicher Abschalthahn in die Rücklaufleitung
eingebaut wird, der einen weiteren Austritt von Deckel und damit ein weiteres unbeabsichtigtes
Absenken der Last vermeidet.
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In einer Nebenschlußleitung zum Steuerschieber bei vorgenanntem Muster
liegt ein Rückschlagventil, das durch den Druck der ausströmenden Flüssigkeit geschlossen
und durch die zum Anheben der Last in die gleiche Zylinderseite einströmende Flüssigkeit
geöffnet wird. Die Hubgeschwindigkeit beim Anheben der Last ist also nicht vom Drosselquerschnitt
am Steuerschieber, sondern nur von der Pumpenleistung abhängig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten entsperrbaren
Rückschlagventile so zu verbessern, daß sie bei abgestelltem Ölkreislauf dicht sind,
ohne daß es einer zusätzlichen Einrichtung bedarf, sei es eines zusätzlichen Rückschlagventils,
eines Hahns zum Absperren der Rücklaufleitung oder einer mechanisch wirkenden Einrichtung.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Schließglied und Steuerschieber
in
Richtung des Flüssigkeitsstromes hintereinander angeordnet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das Schließglied und
der Steuerschieber einstückig ausgebildet. Für die Wirksamkeit des Steuerschiebers
weisen das Schließglied und der innere, das Schließglied führende Gehäuseniantel,
Je eine Steuerkante auf. Das Schließglied steht in Schließrichtung unter dem Druck
einer elastischen Kraft. Das Schließglied ist über eine Drosselschraube in der Hydraulikleitung
vom Druckraum des Zylinders zum Schiebergehäuse im Schließsinne belastbar. Gemäß
einer weiteren Ausführungsform bestehen das Schließglied und der Steuerschieber
aus Voneinander getrenntem Teilen.
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Das Rückschlagventil gemäß'der Erfindung gestattet Stillstand und
Bewegung von Lasten noch sicherer als bisher durcllzufiiiiren. Denn gerade die Bewegung
von Lasten beinlialtet eine Gefahr für das Bedienungspersonal, so daß angestrebt
werden muß, den Vorrang so sicher wie möglich ablaufen zu lassen. Außerdem muß die
Bedienung von Geräten zum Absenken einer Last einfach und narrensicher sein, damit
keine Fehlschaltungen möglich sind. Dazu gehört auch, daß das Ab senken einer Last
zu jedem Zeitpunkt schnell gestoppt werden kann.
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Die Vorrichtung ist auch dort mit besonderem Vorteil zu gebrauchen,
wo mehrere Zylinder, die getrennt geschaltet wird den und nicht gleichlaufgesteuert
sind, eine Last gemeinsam absenken. Hierbei kann es vorkommen, daß einer dieser
Zylinder vorläuft. Die Möglichkeit, diesen Zylinder in seiner Bewegung völlig zu
stoppen, läßt den Absenkvorgang sicher durchführen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verschlußglied
mit Schieber einstückig ausgebildet.
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Dadurch wird die Konstruktion des Ventils vereinfacht.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung.
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Es zeigen: Fig. 1 - 3 drei verschiedene Ausführungsbeispiele des
entsperrbaren Rückschlagventils.
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Im Gehäuse 1 nach Fig. 1 befindet sich das Schließglied 2 des Ventils.
Der Ventilsitz zwischen Schließglied 2 und Gehäuse 1 ist mit 3 bezeichnet. Die Feder
4, die sich am Deckel 5 des Gehäuses abstützt, belastet das Schließglied 2 im Scnließsinne.
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Im Schließglied befinden sich eine oder mehrere Bohrungen 6, die
den Innenraum 7 des Schließgliedes mit einem Raum 8 des Gehäuses verbinden und weitere
Bohrungen 9, die vom Innenraum 7 ausgehen und in der Ringnut 10 des Schließgliedes
enden.
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Im geschlossenen Zustand des Ventils ist de obere Kante 11 der Ringnut
10 um ein geringes Maß von der Kante 12 der Bohrung 13 entfernt, die durch die Wand
des Gehäuses 1 hindurchgeht und an die außen eine Schlauch- oder Rohr-9 ng 14 zum
Kolbenraum 15 des Zylinders 16 angeschlossen ist. Infolge der üblichen Bearbeitungstoleranzen
ist zwischen dem Schließglied 2 und dem Gehäuse 1 in Höhe der Kanten 11 und 12 ein
geringer Spalt vorhanden.
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Kanten 11 und 12 bilden die Schiebersteuerung des Ventils.
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Von der Bohrung 13 verläuft eine weitere Bohrung 17 parallel zur
Ventilachse, die in einer horizontalen Nut 18 der Gehäusewandung 1 endet. Die Bohrung
17 kann durch eine Drosselschraube 19 verschlossen werden. Meist ist
die
Schraube 19 nicht bis zum Ende angezogen, so daß zwischen der Bohrung 17 und der
Spitze 20 der Drosselschraube 19 ein geringer Spalt vorhanden ist.
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Im unteren Teil des Gehäuses befindet sich ein zylindrischer Raum
21, der durch den Deckel 22 verschlossen ist.
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Im Raum 21 ist ein Kolben 23 mit einer Kolbenstange 24 eingebaut,
die bis weit in den Raum 25 hineinragt, in dem sich das Schließglied 2 befindet.
Die Feder 26 hat die Aufgabe, den Kolben 23, wenn er nicht hydraulisch belastet
ist, in seine untere Stellung zu bewegen. Mit 27 ist eine Entlüftungsbohrung für
den Raum 28 bezeichnet.
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Das Schaltschema zeigt die Pumpe 30 und den-Tank 31 sowie das Ventil
32 mit den Stellungen a, b und c. Die vom Ventil 32 abgehende Leitung 33 zum Zylinder
16 ist an dessen Ringraum 34 angeschlossen. Von dieser Leitung 33 zweigt die Leitung
35 ab. Sie führt durch den Deckel 22 hindurch in den Raum 21. Die zweite am Ventil
32 angeschlossene Leitung 36 verläuft über die Bohrung 37 in den Raum 25 des Gehäuses
1. Die Leitung 14 verbindet - wie bereits erwähnt - die Bohrung 13 des Ventilgehäuses
1 mit dem Kolbenraum 15 des Zylinders 16.
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Die Funktion des Ventils nach Figur 1 ist folgende: Die Kolbenstange
des Zylinders 16 ist mechanisch mit einer Last L belastet, die abgesenkt werden
soll. Die Last wirkt in einschiebendem Sinne d--ie--Ko-l-bens-tange=(Pfeilrichtung).
Infolge dieser Last wird im Raum 15 ein hoher Druck erzeugt, der sich über die Leitung
14 zur Bohrung 13 fortpflanzt. Da die Drosselschraube 19 nicht ganz geschlossen
ist, strömt Flüssigkeit durch die Bohrung 13 in den Raum 7 innerhalb des Schließgliedes
2 und belastet die Fläche 40 des Schließgliedes in Schließrichtung. Gleichzeitig
kann Flüssigkeit durch den toleranzbedingten Spalt an den Kanten 11, 12 und die
Bohrungen 9 in den Ringraum 7 gelangen. Der gleiche Druck herrscht im Ringraum 8
und
belastet das Schließglied 2 im Öffnungssinne. Da aber der Flüssigkeitsdruck
auf der Fläche 40 des Schließgliedes, vermehrt um die Kraft der Feder 4, erheblich
größer ist als die Öffnungskraft im Raum 8, bleibt das Ventil geschlossen. Die auf
der Kolbenstange des Zylinders ruhende Last verbleibt somit in Ruhe.
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Soll die Last abgesenkt werden, so wird das Ventil 32 in die Stellung
c geschaltet. Die Flüssigkeit strömt von der Pumpe 30 aus über die Leitung 33 in
den Ringraum 34 des Zylinders und belastet den Kolben im Sinne der Absenkung. Gleichzeitig
strömt Flüssigkeit über dib Leitung 35 in den Raum 21 und hebt den Kolben 23 an,
dEr wiederum mit Kolbenstange 24 an das Schließglied 2 anstößt und dieses anhebt,
da die aufwärts gerichtete Kraft nunmehr größer ist als die Schließkraft;, die infolge
des Druckes im Kolbenraum 15 und der Kraft der Feder 4 auf das Schließglied wirkt.
Die Flüssigkeit im Raum 7, in der Bohrung 6 und im Raum 8 kann nunmehr über den
Ventilsitz 3, die Bohrung 37, die Leitung 36 und das Ventil 32 in' dea Tank 31 abströmen.
Dadurch sinkt der Druck im Raum 7 und im Raum 15, so daß sich der Druck im Zylinderraum
34 ebenfalls etwas--vermindert, weil dessen Gegendruck im Kolben raum 15 kleiner
wird. Der gleiche Druck wie im Raum 34 herrscht aber auch im Raum 21, Wenn der Druck
im Raum 21 sinkt, kann die Feder 4 das Schließglied in Richtung schließ stellung
bewegen, so daß der Spalt am Ventilsitz 3 verringert wird.
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Die eigentliche Steuerung des Schließgliedes erfolgt durch die Schiebersteuerung
mittels der Kanten 11,12 zwischen Schließglied und Gehäuse. Wenn an dieser Kantensteuerungein
großer Spalt entsteht, so fällt der Druck im Kolben
raum 15. Das
hat zur Folge, daß sich auch der Druck in den Raumen 34 und 21 verringert, so daß
das Schließglied etwas in Schließrichtung bewegt wird. Dadurch verringert sich wiederum
der Spalt zwischen den Steuerkanten 11 und 12, so daß der Druck 15 wieder ansteigt.
Demzufolge wird sich beim Absenken der Last eine Stellung des Schließgliedes 2 im
Gehäuse einstellen, die ein gleichmäßiges Absenken der Last gestattet.
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Gemäß den Fig. 2 und 3 sind Varianten in der Gestaltung des Gehäuses
für das SchlieRglied dargestellt, die sich nur unwesentlich von der Darstellung
nach Fig. 1 unterscheiden.
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Nicht gezeichnet sind die zugehörigen Lastzylinder 16, die Flüssigkeitspumpe
30, der Flüssigkeitstank 31, das den Durchfluß der Flüssigkeit regelnde Ventil 32
und die hydraulischen Leitungen.
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In Fig. 2 ist das Schließglied 2' anders ausgebildet. Unterhalb des
Ventilsitzes 3 befindet sich eine Verlängerung 50 des ScnließJliedes, die leicht
konisch gehalten ist. Die Konizität ist nur sehr klein, so daß beim Öffnen des Schließ-2'
ein kleiner Spalt entsteht, der sich vergrößert, wenn sich das Schließglied weiter
öffnet. Es entfällt die Schiebersteuerung mittels der Kanten 11, 12 nach Fig. 1.
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Sie wird durch die Steuerung des konisc nsatzes 50 ersetzt. Ebenso
fehlt die Drosselschraube 19 mit der 17.
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Bei dem Ventil nach Fig. 3 befindet sich auf der Kolbenstange 24'
des Kolbens 23 und mit der Kolbenstange 24' verbunden eine Schiebersteuerung 51,
die sie an den Zylinderwandungen des Raumes 25 führt. Die Feder 26 hat die Aufgabe,
den Kolben 23 und die Schiebersteuerung 51 in die jeweils untere Stellung zu bringen,
wenn sich im Raum 21 kein Druck befindet.
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Steigt der Druck im Raum 21, 80 bewegen sich der Kolben 23 und Schiebersteuerung
31 nach oben, bis die Schiebersteuerung 51 das Schließglied 2" berührt. In dieser
Stellung ist die Bohrung 37 von der Schiebersteuerung 51 völlig abgedeckt. Die Höhe
der Shiebersteuerung 51 ist größer als der Durchmesser der Bohrung 37, so daß in
der angegebenen Stellung die Oberkante der Schiebersteuerung 51 oberhalb der Oberkante
der Bohrung 37 und die Unterkante der Schiebersteuerung 51 unterhalb der Unterkante
der Bohrung 37 liegen.
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Bei weiter steigendem Druck im Raum 21 hebt die Schiebersteuerung
51 das Schließglied 2" vom Sitz 3 ab, so daß Flüssigkeit aus dem Kolbenraum 15 über
Bohrung 13 und Ventilsitz 3 in den Raum 25 strömen kann. Sie strömt weiter durch
die Bohrungen 52 in den Raum unterhalb der Schiebersteuerung 51 und fließt über
Bohrung 37 zum Tank ab, wobei sie die Drosselung zwischen den Unterkanten der Schiebersteuerung
51 und der Bohrung 37 überwinden muß.
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Die hierbei entstehende Drosselung ist ein Maß für den Bremseffekt.
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Schließglied 2" und Schiebersteuerung 51 sind zwei verschiedene Teile,
abweichend von der Gestaltung des Schließgliedes 2 nach Fig. 1, wonach die Schiebersteuerung'mittels
der Kanten 11, 12 vom Schließglied 2 entsprechend seiner Stellung selbst bewirkt
wird.
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Ansprüche