DE2161503A1

DE2161503A1 - Druckmittelbetätigte Einrichtung zur Steuerung eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders

Info

Publication number: DE2161503A1
Application number: DE19712161503
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-10
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1972-06-22
Also published as: CH547959A; DE2161503B2; DE2161503C3; GB1362042A; US3727639A; FR2116863A5; JPS534197B1; CA947617A; IT943800B

Description

PATENTANWÄLTE _ο1Μ

Dr. rer. nat. DiETER LOUIS L I 0 I

Dipl.-Phys. CLAL'S Γ^ί :LAU
Dipl.-lng. FRANZ LOi-RENTZ
NÜRNBERG
KESSLERPLATZ 1

/ 20/H

Jean Louis uRATZUJLL^fi, 92 iieuilly-sur-Seine, Prankreich

Druckmittelbetätigte Einrichtung zur Steuerung eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Einrichtung zur Steuerung eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders, dessen beide Zylinderräume über je ein 3/2-Wegeventil mit der Einrichtung verbunden sind, welche mittels zweier Hilfszylinder gesteuerte Ventilkörper besitzen und jeweils eine erste, mit der Druckmediumquelle verbundene, eine zweite, mit einem der Zylinderräume verbundene und eine dritte, mit einem Raum niedrigeren Druckes verbundene öffnung aufweisen, wobei der Ventilkörper jedes 3/2-Wege-wentils ständig in die Schließlage auf die erste Öffnung gedrückt wird und wahlweise eine Verbindung der zweiten Öffnung mit der ersten oder dritten öffnung gestattet.

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Die vorliegende Erfindung befaßt sich somit mit einer Einrichtung aur Zweiwege-Dteuerung eines Druckmediums. In Folgenden wird unter diesem Begriff ein hydraulisches oder pneumatisches KoEinutationssystem verstanden, das insbesondere zur Steuerung der Vorgänge in einem Hydraulik- oder Pneumatikmotor geeignet ist. Als solcher kommt z.U. ein doppeltwirkender Zylinder in Frage, dessen beide Räume jeweils mit einer Zuleitung versehen sind.

Der Erfindungsgedanke ist sowohl auf pneumatische wie auf hydraulische Steuerungen anwendbar. Im Folgenden wird jedoch durchv/egs unter Bezugnahme auf flüssige Druckmedien, z.B. Öl ι erläutert, ohne daß dadurch die Tragweite des ürfindungsgedankens beschränkt werden soll.

Die Erfindung befaßt sich im Näheren mit hydraulischen Zweiwege-Steuereinrichtungen, mittels deren wahlweise ein erster Hydraulikzu^tand hergestellt werden kann, bei dem eine erste Hydraulikleitung in Kommunikation mit einer Hochdruckquelle (Zufuhrleitung) steht, während die zweite Hydraulikleitung in Verbindung mit einem Kaum niedrigeren Druckes (Auelaß) gebracht wird. In einem zweiten einstellbaren Hydraulikzustand steht die erste Hydraulikleitung mit dem Auslaß in Verbindung, während die zweite Hydraulikleitung zugleich mit der Druckleitung gekoppelt wird. In der nachfolgenden Beschreibung wird auf diese Art der Steuerung stets unter der Bezeichnung "hydraulische Zweiwege-Steuerung" Bezug genommen.

Es sind bereite Zweiwege-Steuersysteme, insbesondere solche mit Schiebern, zur Steuerung doppeltwirkender Zylinder

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bekannt. Dieee bekannten Steuersysteme sind jedoch sehr schwer absolut dicht zu halten und es besteht stete das Risiko eines Leckens, insbesondere bei solchen Verteilern, die mit Schiebern arbeiten. Auf der anderen Seite wird für bestimmte Anwendungszwecke, insbesondere für die Steuerung elektrischer Schalter, mit der sich die vorliegende Erfindung im Einzelnen befaßt, die Forderung gestellt, daß die die Bewegungsabläufe einleitenden Signale lediglich vorübergehende Tastsignale darstellen, die nicht über längere Zeit aufrechterhalten werden und im allgemeinen die Form elektrischer Impulse besitzen. Die bekannten Systeme sind nicht ausgesprochen geeignet, auf derartige sehr kurze Impulssignale richtig anzusprechen, da die beteiligten, in lätigkeit gesetzten Verbindungsorgane keine ausreichende Zeit haben, sich auf Grund eines kurzen Signaleβ vollständig von einer in eine andere Position zu versetzen. Es ist im Gegenteil aber notwendig, daß auf Grund eines Impulssignalee ;jeder einmal eingeleitete Vorgang vollständig ausgeführt wird oder gar nicht erst eingeleitet ?d.rd.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Steuereinrichtung zu schaffen, die es erlaubt, diese Bedingung zu erfüllen una darüberhinaus bei einigen besonderen Anwendungszwecken, z.B. bei der Betätigung von Schaltern, vorteilhafterweise den Druck in der Drucis-zufuhrleitung auch nach dem Verschwinden des Schalteignales und bis zum erneuten Eintreten des entgegengesetzten Signales aufrechtzuerhalten. Die erfindungsgenäße Steuerung soll also die vorstehend geschilderten Nachteile beseitigen und die Betätigung z.B. von Schaltern auf Grund eines Tast- oder Impulssignaleβ ermöglichen, dessen Zeitdauer unter der Ab-

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laufdauer dee einzuleitenden Vorganges liegt, Erfindungsgemäß wird dies bei einer Steuereinrichtung der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß der Raum des Hilfezylinder β jedes 3/2-Wegeventile über ein Rückschlagventil, das die Rückßtrömung aue dem Raum des Hilfezylinders verhindert, und über ein eretee gesteuertes Sperrventil mit der Druckmediumquelle, über eine Leitung mit der zweiten Öffnung des 3/2-ttegeventilB und über ein weiteres geeteuertee Sperrventil mit dem Raum niedrigeren Druekee in Verbindung steht, daß die Steuermittel des ersten, mit dem Hilfezylinder dee ereten 3/2-WegeventilB verbundenen Sperrventile und die Steuermittel dee zweiten, mit dem Hilfezylinder dee zweiten 3/2-Wegeventile verbundenen Sperrventile über eine erete Synchronieationeeinrichtung für eine gleichzeitige Tastbedienung miteinander gekoppelt Bind, und daß auch die Steuermittel dee ereten, mit dem Hilfezylinder dee zweiten 3/2-Wegeventile verbundenen Sperrventile und die Steuermittel des zweiten, mit dem Hilfezylinder dee ereten 3/2-Wegeventile verbundenen Sperrventile über eine zweite Synchronieationeeinrichtung für eine gleichzeitige Taetbedienung verbunden Bind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eomit eine Zweiwege-Steuereinrichtung der vorstehend genannten Art ein jeweilB in einer von zwei Zuleitungen angeordnetes 3/2-Wegeventll, das jeweils durch den Hilfezylinder angesteuert wird. Das 3/2-Wegeventil wird von eelbet In eine erste Position oder Ruheetellung eingestellt, wo ee eine Verbindung der jeweiligen Zuleitung mit dem Raum niedrigeren Druckes (AuBlaß) herstellt. Der Hilfszylinder führt dagegen das 3/2-Wegeventil in eine zweite Poeition, wenn

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er unter Druck gesetst v/ird, in der er uie jeweilige Zuleitung in Verbindung mit der Hoehdruckquelle (Zuführleitung) bringt. Jedes der 3/2-Y.'egeventile umfalät weiterhin einen hydraulischen Haltekreis oder f.elbsthaltekreis, der durch die entsprechende Zuleitung gespeist ist und dae jeweilige 3/2-Wegeventil in der zweiten Position (Zufuhr-Sehaltstellung) hält, wenn jenes durch den Hilfszylinder dahingehend eingestellt worden ist.

Eine erste Ventilanordnung, die manuell impulsartig gesteuert wird, steuert ihrerseits zugleich die Druckbeaufschlagung eines Hilfszylinders des 3/2-Wegeventiles der ersten Zuleitung und die Druckentlastung des Haltekreiseβ dee 3/2-Wegeventiles der zweiten Zuleitung, während eine zweite Ventilanordnung, die ebenfalls impulsartig manuell gesteuert wird, ihrerseits zugleich die Druckbeaufschlagung eines Hilfskolbens des 3/2-Wegeventils der zweiten Zuleitung und die Druckentlastung des Haltekreises des 3/2-V/egeventile der ersten Zuleitung steuert.

Zweckmäßigerweise ist das Druckmedium eine Hydraulikflüssigkeit.

V/eitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Aueführungebeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüehen.

Se zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur hydraulischen Zweiwegesteuerungj

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Pig. 2 eine mehr ins Einzelne gehende Darstellung der gleichen AuBführungsforai der Erfindung und

Fig. 3 biß 5 verschiedene Ausführungsformen (elektromechanisch, mechanisch oder elektrisch) der BetätigungBVorrichtung für gesteuerte Absperrorgan gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wie eich aus den Figuren 1 und 2 ergibt, umfaßt eine erfindungsgemäße Hydrauliksteuereinriehtung 2 eine erste Leitung 4 und eine zweite Leitung 4 *, die mit einer doppeltwirkenden Kolben/Zylinder-Anordnung 6 (nachfolgend kurz "Zylinder 6" genannt) verbunden sind, deren Kolbenstange 8 auf das nicht dargestellte, zu betätigende Element einwirkt. Dieses Element ist beispielsweise der bewegliche Kontakt eines Schalters oder Unterbrechers.

Die Anordnung wird über eine Zuführleitung 9 gespeist, die mit einer Druckölquelle in Verbindung Bteht, welche

^ Bchematisch in form eines hydro-pneumatisehen Akkumula-

' tore 10 dargestellt ist.

In der ersten Leitung 4 let zwischen dieser und der Zuführleitung 9 ein erstes hydraulisch gesteuertes 3/2-Wegeventil 12 mit offener Mittelstellung eingeschaltet. Ein identisches Ventil 12 liegt in der zweiten Leitung 4¹, nämlich zwischen dieser und der Zuführleitung 9. Im Folgenden wird deshalb lediglich das 3/2-Wegenventil 12 besohrieben, wobei die entsprechenden Teile des identischen Ventils 12* mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit dem zusätzlichen Apostroph versehen sind.

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Das 3/2-Wegeventil 12 enthält zwei einander gegenüberliegende, miteinander fest verbundene Ventilkörper H und 16, die einen Doppelventilkörper bilden und wahlweise eine Verbindung der Leitung 4 mit der Zuführleitung 9 (Speiseleitung) oder einem Raum niedrigeren Druckee herstellen, der mit einer AuBtrittsöffnung 18 (Abflußleitung) verbunden ist. In Fig. 1 ist das 3/2-Wegeventil 12 in Abflußstellung und das Ventil 12» in Zuflußstellung dargestellt.

In der Ruhelage wird der Doppelventilkörper 14ι 16 des 3/2-Wegeventile beispielsweise durch eine Feder 20 in die Abflußetellung gedrückt. Der Ventilkörper 14# 16 ist hydraulisch durch einen Kolben 22 eines Hilfssylinders gesteuert, dessen Zylinderraum 24 wahlweise in Verbindung mit einer Quelle hohen Druckes (Speisung des Hilfszylindere) oder mit einem Kaum niedrigeren Druckee (Abfluß des Hilfszylinders) gebracht werden kann. Die Speisung des HilfeZylinders wird durch ein Elektromagnetventil 26 gesteuert, das zwischen einer zu der Zuflußleitung 9 führenden Leitung 28 und einer mit dem Raum 24 des HilfeZylinders verbundenen Rohrleitung 30 eingeschaltet ist.

In der im Ausführungsbeispiel gezeigten bevorzugten Ausführungsform (Fig. 1 und 2) schalten die Elektromagnetventile 26, 26* bei fehlender Erregung die Rohrleitung 30 auf Abfluß, wobei in diese Rohrleitung ein Rückschlagventil 32 eingeschaltet ist, dessen Rolle nachfolgend noch näher erläutert wird. Vorzugsweise liegen auch in den Leitungen 20, 28· kalibrierte Blendenöffnungen 29, 29', deren Funktion ebenfalls nachfolgend zur Sprache kommt.

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Wenn der elektromagnet 34 dee Elektroinagnetventilee 26 erregt wird, beispielsweise durch manuelleß Schließen einee Schalters 35, dann öffnet der Ventilkörper dee lilektromagnetventilee 26 und tiberträgt ein hydraulisches Signal, das den Hilfszylinder mit dem darin befindlichen Kolben 22 unter Druck setzt. Der Kolben 22 stellt daraufhin das 3/2-V/egeventil 12 in die Zufuhr-Sehalt st ellung,

^ die in den Figuren 1 und 2 von dem 3/2-Wegeventil 12' eingenommen wird. Jedes der beiden 3/2-Wegeventile 12, 12· ist mit einem hydraulischen Haltekreie (Selbethaltekreie) versehen, der das Ventil in der Zufuhr-Schaltstellung hält, selbst wenn das hydraulische Signal abgeklungen ist. Dieser Selbsthaltekreis besteht aus einer Leitung 36, die den Raum 24 des Hilfszylinders und die Arbeitsleitung, d.h. die Leitung 4, miteinander in Verbindung bringt. Eine kalibrierte Blende 38 ist in dieser Leitung 36 angeordnet. Ein derartiger hydraulischer Selbethaltekreis iet z.B. in dem französichen Patent 1 098 565 erläutert, so daß es genügt, darauf hinzuweisen, daß nach der Einstellung des 3/2-Wegeventile 12 oder 12· in die Zufuhr-Schaltstellung die Leitung 4 bzw.

W 4* unter Druck gelangt und gleichzeitig dieser Druck auch in dem Raum 24 des Hilfszylinders mit dem Kolben 22 aufgebaut und darin aufrechterhalten wird. Daraue ergibt sich, daß eine derartige Anordnung durch ein vorübergehendes elektrisches Signal (vorübergehende Erregung dee Elektromagneten 34 oder 34') geeteuert werden kann, eine Bedingung, die im allgemeinen für die Steuerung elektrischer Unterbrecher beeteht.

Nach der voranstellenden Erläuterung der Speisung und der Aufrechterhaltung der Schaltstellung des Hilfezylindere

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wird nunmehr die Überführung in die Ausflußstellung dieses Zylinders bzw. des Selbsthaltekreiseβ beschrieben. Der Raum 24 des Hilfszylinders oder ein beliebiger Teil des Selbsthaltekreisee ist mit einem Auslaßventil 40 versehen, das in geöffnetem Zustand den Raum 24 mit einer Austritteöffnung 42 in Verbindung bringt, die mit dem Kaum niedrigeren Druckes verbunden ist. Das Auslaßventil 40 wird beim Offnen durch das Elektromagnetventil 26* gesteuert, welches - auf gleiche Weise wie das Elektromagnetventil 26 an dem 3/2-Wegeventil 12 - die Druckbeaufechlagung des Raumes 24' des Hilfezylinders an dem 3/2-Weyeventil 12' steuert. Die Übertragung zwischen dem Elektromagnetventil 26» und dem Auslaßventil 40 kann mechanisch, elektrisch oder hydrau-Iiach oder durch eine Kombination dieser Möglichkeiten realisiert v/erden. In den Figuren 1 und 2 ist beispielsweise eine hydraulische Übertragung dargestellt, die nachfolgend erläutert wird.

Das Auslaßventil 40 wird durch einen Hilfszylinder 44 betätigt, der mit der Rohrleitung 30* des Elektromagnetventil 26' Über eine Leitung 46 verbunden ist. Daraus folgt, daß bei Erregung des Elektromagnetventiles 26' dieses da* 3/2-Wegeventil 12' in die Zufuhr-SchaltBtellung, das 3/2-Wegeventil 12 jedoch in die Auslaß-ychaltetellung verbringt, während das Elektromagnetventil 26 bei dessen Erregung gerade die umgekehrten Vorgänge steuert.

Geht man von den in den figuren 1 und 2 eingezeichneten Schaltstellungen aus, so ist die Wirkungsweise des Syetemes folgende: in der dargestellten Position ist keiner der Elektromagneten 34 oder 34· erregt. Das 3/2-Wegevantil 12·

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steht in der Zufuhr-Schaltstellung, d.h. der Ventilkörper 14* befindet eich in der Offenetellung und verbindet die Hochdruck-Zufuhrleitung 9 mit der zweiten Leitung 4', die den Baum 48 des doppeltwirkenden Zylinders 6 beaufschlagt. Das durch die Kolbenstange θ zu betätigende Element, beispielsweise der bewegliche Kontakt eines nicht dargestellten Unterbrechers, wird somit in einer seiner üxtrenilagen fe gehalten, beispielsweise in der Bchließlage des Unterbrechers. Von Bedeutung ist, daß der in den Zylinder 6 wirkende Hochdruck dort auch aufrechterhalten wird, was eich für gewisse Anwendungszwecke als vorteilhaft erweist, insbe-• sondere für Unterbrecher oder Schalter, wo ein gewisser Druck zwischen den festen und den beweglichen Kontakten erforderlich ist, um eine gute Leitfähigkeit sicherzustellen.

Der Hochdruck in der Leitung 4* wird durch die Leitung 36' des Selbathaltekreieea in den Zylinderraum 24' übertragen, bo daß dadurch das 3/2-Wegeventil 12' in der Zufuhr-Schalt- ^ stellung verbleibt, ohne daß hierzu ein permanent wirkendes "' elektrisches Signal erforderlich wäre. In dieser Schaltstellung dient die Leitung 4 als Abfluß zum Auslaß 18 hin, wobei der Ventilkörper 16 durch die Feder 20 von seinem Sitz abgehoben ist, well in dem Raum 24 des Hilfszylinders ebenso wie in der Leitung 36 des Selbathaltekreiaea kein Druck herrscht.

Wird nun, auch nur vorübergehend, der Schalter 35 geschlossen, so wird daduroh der Elektromagnet 34 des Elektromagnetventile β 26 erregt und gleichzeitig der Kaum 24 des Hilfssylindera in dem 3/2-Wegeventil 12 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Die Beaufschlagung erfolgt dabei über das Rüok-

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B chi agv en til 32 und wirkt direkt auch auf den Hilfszylinder 44' dee 3/2-Wegeventile 12·. Gleichzeitig laufen folgende Vorgänge ab: an dem 3/2-Wegeventil 12* öffnet das Auslaßventil 40* unter der Einwirkung dee Hilfszylindere 44' und entlastet über den Auslaß 42» den Kaum 24* und die Leitung 36* des Selbßthaltekreisee zum Außlaß hin. Unter der Wirkung der Blendenöffnung 38* in dem Selbsthaltekreiß kann das in der Leitung 4¹ und dem Zylinderraun 48 des Zylinders 6 enthaltene Hochdrucköl den Druckabfall über den Auslaß 4-2· nicht ausgleichen. Unter diesen Umständen fällt der Druck in den Raum 24* des Hilfβzylinderβ ab, so daß die Feder 20· unterstützt durch den hydraulischen Druck den Doppelventilkörper 14', 16* hochhebt. Dadurch gelangt die Leitung 4^f und der Zylinderraum 48 des Zylinders 6 über die Auslaß-Öffnung 18· mit dem Auslaß in Verbindung. Biese Schalteteilung verbleibt umgeändert, auch wenn das vorübergehende elektrische Signal abgeklungen ist.

Gleichzeitig laufen an dem 3/2-Wegeventil 12 die folgenden Vorgänge ab; da der Raum des Hilfsaylinders 24 unter Druck geeetzt ist, sehließt das Auslaßventil 40· Dies ist deshalb möglich, weil der Hilfszylinder 44 über die Leitungen 46 und 30^f sowie Über daß Elektromagnetventil 26* druckentlastet ist, wobei letzteres ebenfalls druckentlastet ist, weil seine erneute Bruckbeaufschlagung über den Selbsthaltekreie 36* des 3/2-Wegeventils 12· durch dae Rückschlagventil 32' ausgeschlossen wird. Weiterhin wird der Kolben 22 des Hilfskolbens 24 nach unten verschoben (Figur 1 und 2). Der Ventilkörper 16 schließt und der Ventilkörper 14 öffnet, so daß eine Verbindung zwischen der Leitung 4 und der Hochdruck-Zufuhrleitung 9 hergestellt wird. Gleichzeitig

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wird die Leitung des Selbsthaltekreises 36 unter Druck gesetzt, wodurch sich im Raum des Hilfskolbens 24 Druck aufbaut und dort aufrechterhalten wird, selbst wenn das vorübergehende elektrische Signal abgeklungen ist.

Der Zylinderrauni 50 des Kolbens 6 wird nunmehr über die Leitung 4 unter Druck gesetzt, während der Zylinderraum über die Leitung 4' entlastet wird. Dadurch wird der Kolben 52 des Zylinders 6 nach links verschoben (Figuren 1 und 2), so daß die Kolbenstange 8 das zu betätigende Element in dessen zweite Endlage verbringt. Es handelt sich dabei beispielweise um die Offenstellung eines Schalters. In dieser Endlage verbleibt die Kolbenstange 8, bis über den Schalter 35' des Elektromagnetventileβ 26* ein erneuter Befehl gegeben wird.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß ein vorübergehendes Signal, desten Zeitdauer kürzer ist als die zur Durchführung des Vorganges benötigte, ausreicht, um den gewünschten Vorgang ablaufen zu lassen und den Druck in dem jeweiligen Arbeitsraum des Zylinders 6 aufrechtzuerhalten. Eine derartige Steuerung ergibt eine erheblich höhere Ansprechgeschwindigkeit, als diese bei den bekannten Systemen möglich ist, insbesondere auf Grund der Anwendung von Ventilen ohne Vorsteuerung. Darüberhinaue arbeitet das erfindungsgemäße Steuersystem mit sehr großer Betriebssicherheit, wie sich insbesondere aue den nachfolgenden Erläuterungen ergibt, die Beispiele behandeln, in denen zwei gegensätzliche Signale gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig bei einer Fehlbetätigung abgegeben werden.

Wenn sich die erfindungsgemä^e Steuerung in der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schaltstellung befindet und durch eine i'ehlbetätigung genau gleichzeitig und in zeitlicher Übereinstimmung die beiden Elektromagnete 34, 34' der Elektromagnetventile 26, 26· erregt werden, dann bewirkt diee keine Änderung der hydraulischen Konfiguration, d.h.- die gleichzeitige Abgabe zweier gegensätzlicher Signale führt dazu, daß keiner der befohlenen Vorgänge abläuft. So setzt das Elektromagnetventil 26' beim Öffnen den Kaum des Hilfszylinders 24* unter Druck, jedoch ändert dies an seinem Zustand nichts, da dieser auf Grund des Selbsthaltekreisee bereits unter diesem Druck stand. Der Zustand des 3/2-Wegeventiles 12· wird somit nicht verhindert, Gleichzeitig beaufschlagt das offene Elektromagnetventil 26· den Hilfszylinder 44 des 3/2-Wegeventils 12 und hält das Auslaßventil 40 offen, das jedoch ebenfalls bereits geöffnet war.

Auf der anderen Seite veranlaßt die gleichzeitige Erregung des Elektromagneten 34 des anderen Elektromagnetventile 26 die Druckbeaufschlagung des Raumes des Hilfszylindera 24 mit Drucköl aus den Leitungen 9, 28, 30. Die Blendenöffnung 29 in diesem Kreislauf, z.B. in der Leitung 28, besitzt einen Querschnitt, daö der öldurchsatz durch diese geringer ist ale die aus dem Raum des Hilfszylinders 24 ausströmende druckentlastete ölmenge, die das 3/2-Wegeventil 12 über das Auslaßventil 40 und den Auslaß 42 verläßt. Daraus ergibt sich, daß in dem Hilfszylinder 24 der Druck nicht ansteigt und die Ventilkörper 14, 16 des 3/2-Wegeventils 12 in der von ihnen bereite eingenommenen Lage

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verbleiben. Da außerdem der Druckstrom abwärts von dem Elektromagnetventil 26 nicht ansteigen kann, gerät die Leitung 46· nicht unter einen ausreichend hohen Druck, um den Hilfszylinder 44' zu betätigen, bo daß dessen Auslaßventil 40* geschlossen bleibt.

^ E8 zeigt sich also, daß keines der gegensätzlichen Signale ausgeführt wird und dat ganze Steuerungssystem in seiner Ausgangslage verbleibt. Auf Grund der kurzen Zeitdauer der hier behandelten Signale ist es in der Praxis nahezu ausgeschlossen, daß zwei einander widersprechende Signale exakt gleichzeitig abgegeben werden. V/erden aber die einander widersprechenden Signale nicht exakt gleichzeitig übertragen, sondern mit einer bestimmten zeitlichen Verschiebung, wie das praktisch immer der Fall sein dürfte, dann wird das erste Signal befolgt und dessen Uefehleinhalt entsprechend das System eingestellt, da die Leitung des entgegengesetzten Signals auf Grund der öffnung des entsprechenden Auslaßventils 40 oder 40* uninöglich wird. Es ist somit uiimög-

™ lieh, daß die beiden Seiten des Kolbens in dem doppeltwirkenden Zylinder 6 gleichzeitig unter Druck gesetzt werden.

Vorteilhafterweise ist in jeder der Leitungen 4 und 4* eine Öffnung 54 bzw. 54· mit kalibriertem Querschnitt vorgesehen. Diese öffnung dient dazu, unmittelbar nach der Einnahme der Zufuhr-Schaltßtellung durch das 3/2-Wegeventil 12 oder 12* den Druck in der Leitung des Selbsthaltekreises 36 oder 36' aufzubauen, diesen Aufbau jedoch vor vollständiger rruckbeaufschlagung der Arbeiteleitung zu erzielen, l.lan erhalt so mit Sicherheit eine hydraulische Selbsthaltung selbst auf ein sehr kurzes vorübergehendes Signal hin, unabhängig von

den jeweiligen Eigenschaften dee Arbeitskreises. Kine derartige Anordnung ist z.B. in dem französischen Patent 1 181 089 beschrieben.

In der Fig. 1 ist schematiBCh der Pail dargestellt, in dem die Leitungen 4 und 4-¹ direkt den zu betätigenden Zylinder speisen. In der Praxis kommen jedoch üblicherweise hydraulische Relais anstelle einer unmittelbaren Speisung zur Anwendung, d.h. die Leitungen 4 und 4¹ speisen die jeweiligen Hilfszylinder der hydraulischen Relais, die ihrerseits dann die Druckbeaufschlagung oder Druckentlastung des Empfängermotors steuern. Derartige hydraulische Relais sind z.B. in dem französischen Patent 1 185 054 erläutert.

Vorzugsweise ist in den Leitungen 4 und 4*, gleichgültig ob sie den Zylinder 6 unmittelbar oder über hydraulische Relais beaufschlagen, eine automatische Belüftungsvorrichtung angeordnet, um Verzögerungen bei der Druckbeaufschlagung des Zylinders zu vermeiden. Eine derartige Belüftungsvorrichtung entspricht beispielsweise dem französischen Patent 1 230 514. Außerdem wird vorzugsweise die Betätigungsgeschwindigkeit des Hydraulikmotors, beispielsweise des doppeltwirkenden Zylinders 6, auf beiden Hüben mittels einer kalibrierten Öffnung, wie sie in dem französischen Patent 1 135 122 beschrieben ist, geregelt.

In dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel vollzieht sich die Steuerung der Druckentlastung in dem 3/2-Wegeventil 12* (Auslaßventil 40¹) ausgehend von dem Elektromagnetventil 26 durch eine hydraulische Übertragung (Leitung 46^f und Hilfszylinder 44·).

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Auf gleiche Weiße erfolgt die Steuerung der Druckentlastung in dein -3/2-Wegeventil 12 ausgehend von dem Elektromagnetventil 26'. Wie oben bereits angedeutet worden iet, stehen auch andere Möglichkeiten der Übertragung zur Verfugung.

In der AusfühnmgBform gemäß Fig. 3 iet z.B. eine elektromechanische Übertragung vorgesehen. Das Auslaßventil 40^f deB 3/2-Wegeventils 12· und der Ventilkörper des Elektrofc magnetventil β 26 können gleichzeitig bei der Öffnung durch einen Arm 56 betätigt werden, der seinereeits von dem Elektromagnet 34 des Elektromagnetventilee 26 bewegt wird. Eine identische Anordnung erlaubt die gleichzeitige Steuerung des Auslaßventiles 40 in dem 3/2-Wegeventil 12 und des Yentilkörpers in dem Elektromagnetventil 26' durch einfaches» manuelles Schließen des Schalters 35'.

Es läßt sich in gleicher Weise auch eine rein mechanische Verbindung ausführen, wie diese in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem Fall genügt es, von Hand vorübergehend auf einen der Druckknöpfe 58 oder 58· zu drücken, um den einen oder anderen der Arme 56 oder 56· herunterzudrücken, der die Ventile betätigt.

Schließlich kann entsprechend der Darstellung in Fig. 5 auch eine elektrische Verbindung hergestellt werden. In diesem Fall wird das Elektromagnetventil 26 bei der öffnung durch seinen Elektromagneten 34 und das Auslaßventil 40* durch einen anderen Elektromagneten 60* gesteuert, wobei die beiden Wicklungen dieser Elektromagneten durch denselben Stromkreis gespeist werden, der durch den Schalter geschlossen wird. Eine identische Anordnung besteht für das Auslaßventil 40 und das Elektromagnetventil 26*. In dieser

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letzteren Ausführungsforia tritt möglicherweise der Nachteil auf, daß eines der Ventile der Ventilpaare sich nicht öffnen kann, während das andere aufgeht, wenn sehr kurze elektrische Signale gegeben werden. Kit der bevorzugten hydraulischen Lösung gemäß den Figuren 1 und 2 dagegen öffnen entweder beide gesteuerte Ventile oder, wenn das Signal sehr kurz sein sollte, keines.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform entspricht exakt der eohematiechen Darstellung der Fig. 1. Es ist zu erkennen, daß die gesamte Anordnung sich in einer abgedichteten Kammer 62 befindet, die einen Raum niedrigeren Druckes zur Aufnahme des Auslaßöles bildet, das aus den Auslässen 18, 18«, 42, 42^f der 3/2-Wegeventile ausströmt. Weiterhin ist zu ersehen, daß gewisse Absperrorgane der Ventile, z.B. 32, 32' und 40, 4o* als Kugeln ausgeführt sind und keine Federn für die Zurückholung in die Schließlage besitzen. In dem verwendeten Hydrauliköl werden diese Kugeln von kleinem Durchmesser sehr leicht getragen und der geringste Öldurchsatz reicht aus, um sie auf ihren Sitz aufzulegen und das Ventil zu schließen. Daraus folgt, daß, obwohl die kalibrierten Blendenöffnungen 29 und 29* einen kleineren Querschnitt als die Auslässe 42 und 42* und die mit den Auslaßventilen 40 und 40* zusammenwirkenden Durchlässe besitzen, letztere sich augenblicklich bei der öffnung der ersten Ventile 26 und 26· schließen.

Im Zusammenhang mit Fig. 2 wird schließlich noch die besondere Gestaltung der Elektromagnetventile 26 und 26* anhand des letzteren erläutert. Die Kugel 64* kann von ihrem Sitz entgegen der Wirkung der Feder 66» durch eine Stange 68*

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abgehoben werden, auf welche eine Verlängerung 70* des Betätigung sende β des Elektromagneten 34* wirkt. Die Stange 68· besitzt einen Kittelabschnitt 72' größeren Durchmessers, der einen in einer axialen Kaliberbohrung des den Ventilsitz enthaltenden Teiles 74' geführten Schieber bildet. Dieser Mittelabtichnitt 72' verschließt in der Ruhelage eine Querbohrung 76', die über eine Kündung 78» mit dem Raum niedri- ^ geren Druckes in Verbindung steht. Wenn der Elektromagnet 34* erregt wird, dann stößt die ütange 70* nach unten und verschiebt dementsprechend auch die Stange bß¹, welche die Kugel 64* vom Sitz abhebt. Dadurch werden die Leitungen 30' und 46 unter Druck gesetzt.

Wenn das vorübergehende Erregersignal für den Elektromagneten 34* wieder abklingt, dann kehrt die Kugel 64* wieder auf ihren Sitz zurück und der Druck in der Leitung 30» - stromaufwärts von dem Rückschlagventil 32' - sowie in der Leitung 46* hebt die Stange 68* an, deren Mittelabschnitt 72' die Rolle eine» Kolbens spielt. Die Stange 68* wird angehoben, bis ihr unterer, im Durchmesser kleinerer Ab-P schnitt gegenüber der Querbohrung 76* ankommt, so daß die Leitungen 30* und 46 druckentlaBtet werden. Das Rückschlagventil 32* verhindert dabei einen Druckabfall im Raum des Hilfszylinders 24*.

Diese spezielle Ausbildung der Elektromagnetventile 26 und 26' bietet den Vorteil, daß bei einem Lecken des Ventils 64* in der Ruhelage der Hochdruck in der Leitung 28' die Stange 68' anhebt und über die Öffnungen 7b», 78* abgebaut wird, ohne zu einer Drucksteigerung in den Leitungen 3υ», 46 oder 30, 46» zu führen. Auf diese Weise wird jedes Riei-

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ico einer ungewollten Betätigung bei einem lecken dee Ventile 8 64* unterbunden.

Gemäß einer bevorzugten AusführungBform, insbesondere im Pail der hydraulischen steuerung von Schaltern, wird in einer der Leitungen, vorzugsweise in beiden, eine Vorrichtung zur Schnellentleerung oder zum raschen Druckabbau angeordnet, wie diese beispielsweise in dem französischen Patent 1 099 949 und dem Zusatz Nr* 73 004 dazu erläutert ist.

Die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Zweiwege-Steuer einrichtung, die insbesondere zur Steuerung eines Hydraulikmotorβ, z.Bc eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders, herangezogen wird, bestehen also darin, daß in jeder Verbindungsleitung 4, 4¹ ein 3/2-Wegeventil 12, 12· mit zwei Endstellungen, nämlich Druckbeaufschlagung und Druckentlastung, eingeschaltet ist, das hydraulisch angesteuert wird. Ein Elektromagnet-Steuerventil 26 bringt auf Grund eines vorübergehenden elektrischen Tastimpulses das 3/²~Wegeventil in die Zufuhr-Schaltstellung und das 3/2-Steuerventil 12· in die Entlastungs-Bohaltstellung. Das andere Elektromagnet-Steuerventil 26» stellt die Ventile im umgekehrten Sinne ein. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung gilt insbesondere für elektrische Schalter.

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Claims

patent- (Schutz-) Ansprüche

( 1« iDruckmittelbetätigte Einrichtung zur Steuerung eines ^"^^doppeltwirkenden Arbeitszylinder, dessen beide Zylinderräume über je ein 3/2-¹Yegeventil mit der Einrichtung verbunden Bind, welche mittels zweier Hilfszylinder gesteuerte Ventilkörper besitzen und jeweils eine erste, mit der Druckmediumquelle verbundene, eine zweite, mit einem der Zylinderräume verbundene, und eine dritte, mit einem Kaum niedrigeren Druckes verbundene öffnung aufweisen, wobei der Ventilkörper jedes 3/2-¹.Vegeventils ständig in die SchlieSlage auf die erste Öffnung gedrückt wird und wahlweise eine Verbindung der zweiten Öffnung mit der ersten oder dritten öffnung gestattet, dadurch gekenn zeichnet f daß der Raum (24, 24') des Hilfszylinders jedes 3/2-Wegeventils (12, 12«) über ein Rückschlagventil (32, 32*), das die Rückströmung aus dem Raum (24, 24^f) des Hilfszylinders verhindert, und über ein erstes gesteuertes Sperrventil (26, 26*) mit der Druokmediumquelle (10), über eine Leitung (36, 36») mit der zweiten Öffnung des 3/2-Wegeventils (12, 12») und über ein weiteres gesteuertes Sperrventil (40, 40^f) mit dem Raum niedrigeren Druckes in Verbindung steht, daß die steuermittel des ersten, mit dem HilfBzylinder (24) des ersten 3/2-Wegeventils (12) verbundenen Sperrventils (26) und die Steuermittel des zweiten, mit dem Hilfszylinder (24¹) des zweiten 3/2-Wegeventile (12·) verbundenen Sperrventils (40^f) über eine erste Synchronisationseinrichtung für eine gleichzeitige Tastbedienung miteinander gekoppelt sind,

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und dai'3 auch die ^teuermittel des ersten, mit dem Hilfszylinder (24*) des zweiten 3/2-',/egeventils (12') verbundenen Sperrventile8 (26*) und die Steuermittel des zweiten, mit dem Hilfßzylinder (24) des eroten 3/<.-'-'.egeventils (12) verbundenen Cperrventils (40) über eine zweite Synchronisationseinrichtung für eine gleichzeitige Tatjtbedienuiifc verbunden sind.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das Druckmittel hydraulisch ist.

3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (4, 4^f) au den 3/2->egeventilen (12, 12') an hydraulische Steuerrelais für die Pruckbeaufschlagung und !Druckentlastung des doppeltwirkenden Arbeitszylindere (6) angeschlossen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden 3/2-Wegeventile (12, 12·) einen doppelten Ventilkörper (14, 16; 14·t 16») mit offener Mittelstellung besitzen, wobei der doppelte Ventilkörper (14, 16; 14', 16') aus zwei einander gegenüberliegenden und miteinander fest verbundenen Einzelventilkörpern besteht.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 biß 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ßynchronisationaeinrichtungen aus einer mechanischen Verbindung (!j6, ί>6·) bestehen.

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Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastbedienung auf die mechanische Verbindung (56, 56·) mittels Druckknöpfen (58, 58') ausgeübt wird»

7« "Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung (56, 56·) mittels eines Elektromagneten (34, 34·) betätigt wird, der in jeden von Speisestromkreisen angeordnet ist, welche durch einen Tastschalter (35, 35') schließbar sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Sperrventile (26, 40; 26', 40') Elektromagnetventile sind und jede Synchronisationseinrichtung aus einem für zwei der Elektromagnetventile (26, 40' und 26·, 40) gemeinsamen elektrischen Steuerkreis gebildet ist, in dem ein Tastschalter (351 35') angeordnet ist«

9» Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationseinrichtung jeweils aue einer hydraulischen Verbindung zwischen den Ventilen besteht.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Sperrventile (26, 26') jeweils durch einen Tastschalter (35, 35*) betätigte Elektromagnetventile sind, daß die zweiten Sperrventile (40, 40· ) jeweils durch einen hydraulischen Steuerarbeits-

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zylinder (44, 44') gesteuertsind und die Synchronisiereinrichtung aus einer Leitung (46, 46*) "besteht, die den Raum des hydraulischen Steuerarbeitezylinders des zweiten Sperrventile, welches mit dem Hilfsaylinder eines 3/2-Wegeventils in Verbindung steht, iait dem Auslaß aus dem ersten Sperrventil verbindet, welches ait dem Hilfezylinder des anderen 3/2-Wegeventils gekoppelt ist.

11· Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der genannten ülektromagnetventile eines mit zwei Bndstexlungen ist, das im nichterregten Zustand die daran angeschlossenen und zum Hilfszylinder des ersten 3/2-Wegeventils und/oder zum hydraulischen Steuerarbeitszylinder des zweiten 3/2~Wegeventils führenden Leitungen druckentlaetet und daß in der dieses Elektromagnetventil mit dem Hilfszylinder des ersten 3/2-ftegeventile verbindenden Leitung ein Rückschlagventil angeordnet ist β

12_β Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine kalibrierte Drosselöffnung (29, 29*) den Flüssigkeitßdurchsatz über jedec erste Sperrventil "begrenzt und der Querschnitt dieser Drosselöffnung kleiner als derjenige des zweiten Sperrventilee iet, das mit demselben Hilfszylinder wie das erste Sperrventil verbunden ißt.

13· Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (36, 36·), die den

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Hilfszylinder (24, 24') mit der zweiten Öffnung .dee 3/2-Wegeveiitils (12, 1-2·) verbindet, eine kalibrierte Einschnürung vorgesehen ist.

Ho Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13_f dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der die Sperrventile und/oder die 3/2-V/egeventile verbindenden Leitungen ein automatisches Entlüftungsorgan enthält.

15« Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kalibrierte Einschnürung (54, 54') zwischen der zweiten öffnung dee 3/2-\Yegeventils (12, 12^f) und einem der Zylinderräume (48, 50) des doppeltwirkenden Zylinders (6) angeordnet ist.

16e Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die 3/2-Wegeventile (12, 12»), deren Hilfszylinder (24, 24»), die Sperrventile (26, 26; 40, 40^f) und die Rückschlagventile (32, 32») in einem flüssigkeit edichten Gehäuse (62) angeordnet sind, das einen % Hydraulikbehälter bildet und den Raum niedrigeren Druckes daretellt.

17« Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Leitungen (4, 4·) mit einem L'chnell-Druckentlaster versehen ist.

18. Einrichtung nuch einem der Ansprüche 2 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß der doppeltwirkende Zylinder (b) mit seinem beweglichen Element (8) mit dem beweglichen

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Kontakt eines elektrischen Pchaltere gekoppelt ist,

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