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Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil.
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Gegenstand der Erfindung ist ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil
mit einem Entsperrkolben.dessen Schaft kraftschlüssig auf einen federbelasteten
Ventilkörper öffnend einwirkt.
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Hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile werden benötigt, wenn ein
belasteter Hydraulikzylinder in einer bestimmten Lage gehalten oder hydraulisch
eingespannt werden soll. Das Entsperren des Rückschlagventils wird zumeist durch
ein Wegeventil gesteuert, über das auch die Bewegung des Hydraulikzylinders bestimmt
wird.
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Die allgemein bekannten hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventile
ermöglichen in einer Durchflußrichtung, in der das Rückschlagventil öffnet, den
praktisch ungehinderten Durchfluß. In der Gegenrichtung sperrt das Rückschlagventil,
wenn nicht durch Beaufschlagung eines Entsperrkolbens die durch den auf den Rückschlagventilkörper
wirkenden Druck ausgeübte Kraft überwunden, und das Rückschlagventil dadurch geöffnet
(entsperrt) wird.
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Dabei ergibt sich folgendes Problem: Wird beim Absenken eines statisch
belasteten doppeltwirkenden Zylinders die Senkgeschwindigkeit so groß, daß die suf
der anderen Seite des Kolbens zur Aufrechterhaltung des Öffnungsdruckes für das
entsperrbare Rückschlagventil erforderliche Hydraulikflüssigkeitsmenge von der Pumpe
nicht mehr aufgebracht werden kann, so schließt das Rückschlagventil kurzzeitig,
wird gleich wieder aufgestoßen, schließt wieder und so fort. Das Absenken erfolgt
ruckartig, stotternd. Die damit verbundenen Stöße können zu Schäden führen.
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Zur Lösung dieses Problems wurde bisher dem entsperrbaren Rückschlagventil
ein Drosselrückschlagventil vorgeschaltet,
durch des die Senkgeschwindigkeit
begrenzt werden kann.
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Das ist auch bei einfachwirkenden Hydraulikzylindern zweckmäßig, um
ein Durchfallen der Last bei ungeschickter Bedienung des Wegeventils zu verhindern.
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Das zusätzlich in die Hydraulikanlage einzubauende Drosselrückschlagventil
ist aufwendig und kostspielig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, dieses zusätzlich erforderliche Drosselrückschlagventil
zu vermeiden, indem die erforderliche Drosselung des Rückflusses dem sowieso erforderlichen
hydraulisch entsperrbarem Rückschlagventil zugeordnet wird.
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Die Aufgabe wird durch die in dem Patentansprüchen wiedergegebene
Erfindung gelöst.
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Mehrere Ausführungsbeispiele sind nachstehend beschrieben und in
den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen Fig. 1 im Längsschnitt eine grundsätzliche
Ausführung eines entsperrbarem Rückschlagventils mit Rücklaufdrosselung.
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Fig. 2 das Rückschlagventil der Fig. 1 mit einstellbarer Rückl aufdrosselung.
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Fig. 3 das Rückschlagventil der Fig. 2 mit abgestufter Rücklaufdrosselung
und Fig. 4 im Längsschnitt ein Doppelrückschlagventil.
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Den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis
4 liegen allgemein bekannte hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile zugrunde,
die erfindungsgemäß zusätzlich mit einer Drosseleinrichtung für den Rücklauf versehen
sind.
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So zeigt Fig. 1 die einfachste Ausführungsform eines hydraulisct entsperrbaren
Rückschlagventils mit Rücklaufdrosselung. Wie allgemein bekannt, ist in einem Gehäuse
1 ein Entsperrkolben 2 verschiebbar angeordnet. Als Rückschlagventilkörper dient
eine Kugel 3, die zum Schließen des Ventils von einer Feder 4 gegen einen Ventil
sitz 5 gedrückt wird. Beim Entsperren des Ventils durch Druckaufbau in einem Zylinderraum
6 wird der Hub der in einer Bohrung 7 geführten Kugel 3 durch einen in einer Verschlußschraube
8 befestigten Anschlagbizen 9 begrenzt. Der Entsperrkolben 2 drückt wie bekannt
zum Öffnen (Entsperren) des Rückschlagventils mit seinem Schaft 10 gegen die Kugel
3.
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Mur Erzelung einer Rücklaufdrosselung ist der Schaft 10 am Entsperrkolben
2 als abgesetzter Schaft ausgebildet, wobei das dem Ventilkörper 3 zugeordnete Schaftende
11 im Durchmesser kleiner ist als der Schaft 10.
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Der Durchmesser des Schaftes 10 ist so gehalten, daß beim Eindringen
des Schaftes 10 in die Durchflußbohrung 5e ein Ringspalt 5b entsteht, dessen Querschnitt
so groß ist, daß die gewünschte und vorbestimmte Drosselung des Rückflusses erzielt
wird. Der verstärkte Schaft 10 ist zum Schaftende 11 so angeordnet, daß bereits
bei Beginn der Öffnung des Ventilkörpers 3 durch das Schaftende 11 eine Verengung
der Durchflußbohrung 5a durch den Schaft 10 eintritt.
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Das entsperrbare Rückschlagventil nach Fig. 1 hat drei Anschlüsse.
Anschluß "A" ist mit dem Wege- (Steuer-) Ventil verbunden, Anschluß 11311 mit dem
Zylinder, i" ist der Steuerleitungsanschluß.
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Die Wirkungæweise ist wie folgt: Bei Strömung von "A" nach "B" (höherer
Druck an Anschluß "A") bewegt sich Kugel 3 gegen die Kraft der Feder 4 nach rechts.
Das Ventil kann mit geringem Widerstand durchströmt werden, der Entsperrkolben weicht
bei entlastetem Steuerleitungsanschluß "X" nach links aus und gibt den Durchgang
des Ventilsitzes 5 frei.
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Ist der Druck en Anschluß "B" höher als an Anschluß "A", so wird Kugel
3 gegen den Ventilsitz 5 gepreßt und das Ventil ist dicht geschlossen.
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Zur Freigabe des Durchflusses von "B" nach "A" muß über Anschluß "X"
in Raum 6 ein ausreichend hoher Druck aufgebaut werden, so daß die Kraft vom Druck
auf die Kugel 3 durch Anschluß "B" überwunden wird. Weil beim Abheben der Kugel
3 vom Ventilsitz 5 schon der Schaft 10 des Entsperrkolbens 2 in die -Durchgangsbohrung
5a des Ventilsitzes eingetaucht ist, wird die Strömung von "B" nach "A" stark gedrosselt.
Der Druckabfall an der Drosselstelle im Verhältnis zur Durchflußmenge ist von der
durch den Schaftdurchmesser 10 bestimmten Größe des Drosselquerschnitts abhängig
und muß für die gegebenen Betriebsbedingungen ausgelegt werden. Das ist vertretbar,
wenn entsperrbare Rückschlagventile in größerer Anzahl für z. B.
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Serienmaschinen eingesetzt werden.
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Für Einsatzfälle mit nicht vorab hinreichend genau bekannten Belastungsverhältnissen
ist ein Rückschlagventil nach Fig. 2 mit verstellbarer Drosselwirkung geeignet.
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Aufbau und Wirkungsweise entsprechen weitgehend dem in Fig. 1 gezeigten
Ventil. Dem Schaft 10 des Entsperrkolbens 2 ist zusätzlich ein Drosselkegel 12 zugeordnet.
In der dargestellten entsperrten Stellung wird die als Rückschlagventilkörper vorgesehene
Kugel 3 gegen einen verstellbaren Anschlagbolzen 13 gedrückt. Wird der Anschlagbolzen
13 weiter herausgeschraubt, so dringt der Drosselkegel 12 tiefer in die Durchgangsbohrung
5a des Ventilsitzes ein. Dabei wird der Durchgangsquerschnitt verkleinert und die
Drosselwirkung erhöht. Unmittelbar nach Öffnen des Rückschlagventils 3,5 durch den
Entsperrkolben 2 ist nur die Drosselung durch den vom Durchmesser des Entsperrkolbenschaftes
10 abhängigen Ringspalt 5b wirksam. Sie ist geringer als die mit dem Drosselkegel
12 einstellbare und in der Anschlagstellung wirkende.
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Eine von einem Hydraulikzylinder gestützte Last kann zunächst kurzzeitig
schneller absinken, ehe sie auf die von der eingestellten Drosselwirkung abhängige
Geschwindigkeit abgebremst wird.
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Für Anwendungsfälle bei denen dieses störend ist, ist die in Fig,
3 gezeigte Ausführung eines hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventils mit verstellbarer
Rücklaufdrosselung geeignet. Aufbau und Wirkungsweise entsprechen ebenfalls weitgehend
dem in Fig. 1 dargestellten Ventil. Der Durchgang des Ventilsitzes 5 ist jedoch
teilweise auf einen kleineren Durchmesser 14 eingezogen, durch den ein als kurzer
Kolben ausgebildeter Schaftteil 15 des Entsperrungskolbenschaftes mit geringem Spiel
hindurchgeführt werden kann. Zwischen Schaftteil und dem Schaft 10 verjüngt sich
der Schaft des Entsperrkolbens c vorzugsweise uber einen Kegelabschnitt 16 auf einen
kleineren Durchmesser 17. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß vom Augenblick
des Abhebens der Kugel 3 vom Ventil sitz 5 durch den Entsperrkolben 2 bis kurz vor
Erreichen der dargestellten Anschlagstellung in Fig. 3 eine starke Drosselwirkung
gegeben ist, während ach nach dem Anfahren des verstellbaren Anschlagbolzens 13
eine Stellung des Entsperrkolbens ergibt, bei der
die Drosselwirkung
durch die Differenz der Querschnitte von Bohrung 14 und Kegelschnitt 16 so ist,
wie sie für die gegebenen Betriebsbedingungen erforderlich ist.
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Durch die im Augenblick des Öffnens des Rückschlagventils 3,5 starke
Drosselwirkung wird weiterhin erreicht, daß der Druckunterschied zwischen Anschluß
"B" und "A" allmählich ausgeglichen wird unddadurch ein sogenannter Entapannungaschlag
unterbunden wird.
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Fig. 4 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel ein hydraulisch entsperrbares
Doppelrückschlagventil mit verstellbarer Rücklaufdrosselung.
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An die Anschlüsse "A" und "B" wird das Wege- (Steuer-) Ventil angeschlossen,
an "A1" und "B1" der Hydraulikzylinder. Die Einzelheiten dieses entsperrbaren Doppelrückschlagventils
entsprechen'dem Einzelventil nach Fig. 3. Das Ventil ist in einer Stellung dargestellt,
bei der ein Durchfluß von "A" nach Al und von "B1" nach "B" stattfindet, Das linke
Rückschlagventil ist vom Uberdruck im Anschluß "A" selbsttätig geöffnet, das rechte
Rückschlagventil ist vom Entsperrkolben 2 aufgestoßen worden.
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Anstelle der Entsperrkolbenschaftausbildung wie in Fig. 3 kann auch
die nach Fig. 2 und/oder Fig. 1 gewählt werden.
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Entsperrbare Rückschlagventile mit Rücklaufdrosselung gemäß der Erfindung
können auch anders als in den aufgeführten Beispielen dargestellt ausgebildet werden,
z.B. als Zwischenflanschplatte, zum Anbau an den Anschluß eines Hydraulikzylinders
mittels Gewindenippel oder Hohlschraube, aber auch in Kombination mit einem Wegeventil
ausgeführt werden. Als Rückschlagventilkörper können statt Kugeln z.B. Ventilkegel,
Ventilteller oder dergl. vorgesehen werden.