DE2547912B2 - Hydraulischer Unterbrecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Unterbrecher gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei hydraulischen Baggern, bei Hub- oder Ladevorrichtungen besteht das Problem, daß das von der Maschine hydraulisch bewegte Gerät, beispielsweise der Baggergreifer dann plötzlich herabfällt, wenn der Schlauch der Druckmittelzufuhr reißt. Um dadurch bedingte Unfälle zu vermeiden, ist es bekannt, Schlauchbruchventile anzuordnen und zwar in unmittelbarer Nähe des Antriebszylinders, der beispielsweise den Baggergreifer bewegt. Ein derartiges Schlauchbruchventil ist nach Art eines Rückschlagventil konstruiert, wobei der Ventilkörper unter der Wirkung einer Feder in der Öffnungsstellung gehalten ist, so daß ein freier Durchfluß durch das Ventil in beiden Richtungen möglich ist. Wenn jedoch die Durchflußmenge durch das Ventil, also beispielsweise die Rücklaufmenge vom Antriebszylinder einen vorbestimmten Weg übersteigt, was bei einem Schlauchbruch bei hohem Rücklaufdruck der Fall ist, wird das Ventil unter der Wirkung der Durchflußmenge den Federdruck überwinden und das Ventil wird geschlossen. Das Herabfallen eines Baggergreifers wird dadurch gestoppt.

In der DE-AS 11 50 253 ist eine derartige Rohrbruchsicherung beschrieben, und zwar im Zusammenhang mit einer Kraftfahrzeugbremse. Werden diese Ventile beispielsweise bei hydraulischen Baggern eingesetzt, ergibt sich, daß die Ventile nicht hinreichend zuverlässig arbeiten wenn in den zu überwachenden Rohrleitungen größere Flüssigkeitsmengen strömen und die Fördermengen stark wechseln. Es besteht der Nachteil, daß die Ventile auch dann in die Schließstellung gelangen können, wenn ohne einen Rohrbruch größere Strömungsgeschwindigkeiten auftreten.

In der US-PS 35 87 393 ist ein hydraulischer Unterbrecher gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben. Dieser hydraulische Unterbrecher soll zum Beispiel bei Großflugzeugen Anwendung

ίο finden, bei denen eine Reihe getrennter hydraulischer Betätigungseinrichtungen parallel nebeneinander vorgesehen sind. Dabei soll im Falle eines Versagens oder Hängenbleibens einer Betätigungsvorrichtung die andere Betätigungsvorrichtung eine teilweise oder vollständige Betätigung noch ermöglichen. Tritt bei einer derartigen Anordnung ein Leitungsbruch od. dgl. auf, geht es darum, den betreffenden Verbraucher abzuschalten, um die Versorgung der anderen Verbraucher nicht zu beeinträchtigen. Dies geschieht bei dem Vorscnlag nach der genannten US-PS dadurch, daß der hydraulische Unterbrecher jeweils in der Zufuhrleitung zum Verbraucher und in der Rückführleitung vom Verbraucher angeordnet wird.

Bei einem Rohrbruch führt die getroffene Anordnung

2<i zu einer solchen Änderung des durchflußabhängigen Druckgefälles in den überwachten Leitungen, daß der Unterbrecher in die Schließstellung gebracht wird.

Die Anwendung des bekannten hydraulischen Unterbrechers beispielsweise zur Sicherung eines Baggergreifers gegen Herabfallen bei Rohrbruch ist nicht ohne weiteres möglich. Die Zu- und Ableitungen liegen räumlich zu weit auseinander um den bekannten Unterbrecher ohne weiteres anwenden zu können und wen die Zu- und Ableitungen jeweils an den

)5 Unterbrecher angeschlossen werden, entstehen Leitungsabschnitte, bei deren Bruch die Sicherung versagt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Anordnung zu treffen mit der es möglich ist, einen beliebigen Leitungsabschnitt einer Druckmittelleitung eines strömenden Druckmedius so zu überwachen, daß bei einem Auftreten von Undichtigkeiten in dem Leitungsabschnitt eine sichere Absperrung dieses Leitungsabschnitts er^folgt, wobei die Enden des Abschnitts eine beliebige räumliche Lage einnehmen können.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem hydraulischen Unterbrecher gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches und schlägt die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Maßnahmen vor.

Durch die Erfindung wird es möglich, beliebige Leitungsabschnitte in die Überwachung einzubeziehen. Dadurch, daß einmal das Druckgefälle am Absperrquerschnitt des Unterbrechers benützt wird, wird der zusätzliche Widerstand im hydraulischen System durch den hydraulischen Unterbrecher sehr gering gehalten. Die Steuerleitungen übertragen nur statische Drücke, können also im Querschnitt gering gehalten werden, was den Herstellungsaufwand des Unterbrechers reduziert.

Der Unteranspruch gibt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wieder.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemä-Ben hydraulischen Unterbrechers und

Fig. 2 ein Druckdiagramm zur Verdeutlichung der Wirkung des erfindungsgemäßen Unterbrechers.
Der Leitungsabschnitt, der durch den erfindungsge-

mäßen Unterbrecher auf das Auftreten von Undichtheiten zu überwachen ist, ist der Schlauch 46. Dieser Schlauch 46 ist Teil eines hydraulischen Systems, das den doppelt wirkenden Hubzylinder L einer Ladevorrichtung, eines Baggers od. dgl, umfaßt. In dem hydraulischen System ist ferner das Arbeitsventil M angeordnet. Dieses Ventil ist einerseits mit dem Hubzylinder L durch die Zuleitung 13 verbunden. Die Rückleitung 12 führt über den hydraulischen Unterbrecher, der allgemein mit der Bezugsziffer 120 bezeichnet ist, den Schlauch 46 und die blendenartige Vorrichtung 100 zum Arbeitsventil M. Die zugehörige Pumpe ist mit Pund die Ölwanne mit Sbezeichnet

Der hydraulische Unterbrecher 120 umfaßt im wesentlichen das Gehäuse 116 mit dem Einlaß 14 und dem Auslaß 15. In dem Gehäuse 116 ist das Absperrglied 118 beweglich.

Das Absperrglied 118 ist in der zylindrischen Bohrung 133 verschiebbar und besitzt die zylindrischen Endteile 117 und 119, die durch die Verjüngung 132 miteinander verbunden sind. Der Durchmesser der Bohrung 133 und der Endteile ist mit dy und der Durchmesser der Verjüngung mit dibezeichnet.

Das Absperrglied 118 unterteilt die Bohrung 133 in mehrere Kammern und zwar die obere Endkammer 134 und in die untere Endkammer 152 sowie in die mittleren Kammern 124 und 126.

Die untere Endkammer 152 ist dabei h der Abdeckung 115 angeordnet.

Die mittleren Kammern 124 und 126 im Bereich der jo Verjüngung 132 des Absperrgliedes 118 besitzen dabei einen etwas größeren Durchmesser als die Bohrung 133 und sind durch einen Bund 128 voneinander getrennt, wobei der Bund 128 den gleichen Nenndurchmesser aufweist wie die Bohrung 133. si

Die Kammer 124 steht mit dem Einlaß 14 in Verbindung und zwar mittels der Leitung 122, während die Kammer 126 über die Leitung 130 mit dem Auslaß 15 in Verbindung steht.

Das Absperrglied 118 besitzt ferner eine zentrale Bohrung 136, die die obere Endkammer 134 mit einer Querleitung 140 verbindet, die unterhalb der Verjüngung 132 angeordnet ist.

Die blendenartige Vorrichtung 100 ist baulich von dem Gehäuse 116 getrennt und besteht im wesentlichen aus der Eintrittsöffnung 104, an die der Schlauch 46 angeschlossen ist, dem Gehäuse 102 und der Austrittsöffnung 106. In dem Gehäuse 102 ist die Verengung 105 angeordnet. Der Druck an der Eintrittsöffnung 104 wird mittels der Leitung 108 ermittelt, während der Druck an der Austrittsöffnung 106 mittels der Leitung 109 bestimmt wird. Die Leitung 109 mündet in die innere Steuerleitung 82 während die Leitung 108 an die äußere Steuerleitung 84 angeschlossen ist. Die ineinander angeordneten Steuerleitungen 82 und 84 bilden zusammen den Doppelschlauch 80, der zur Abdeckung 115 des Gehäuses 116 geführt ist.

Die äußere Steuerleitung 84 steht über die Leitung 144 mit der unteren Endkammer 152 in Verbindung, während die innere Steuerleitung 82 über die Leitung 142 an die Querleitung 140 angeschlossen ist. Durch die Bohrung 136 wirkt somit der Dru':k in der Steuerleitung 82 auf die obere Endkammer 134.

Bei normalen Betriebsbedingungen nimmt das Absperrglied 118 infolge der Wirkung der Feder 150 die in der F i g. 1 gezeigte obere Endlage ein. Dadurch ergibt sich im Bereich der Verjüngung 132 ein freier Durchfluß vom Einlaß 14 zum Auslaß 15. Bei der Fließbewegung wird sich zwischen den mittleren Kammern 124 und 126, also beim Durchströmen des Ringraumes zwischen der Verjüngung 132 und dem Bund 128 ein Druckabfall ergeben. Demgemäß herrscht in der Kammer 124 ein höherer Druck als in der Kammer 126. In dem Diagramm gemäß Fig.2 entspricht der Druck in der Kammer 124 dem Druck beim Punkt A und der Druck in der Kammer 126 dem Druck beim Punkt B. Der Druckabfall ist mit Δρ\ bezeichnet und bewirkt eine gegen die Feder 150 gerichtete Kraft.

An der blendenartigen Vorrichtung 100 entsteht ebenfalls ein Druckabfall beim Durchströmen durch die Verengung 105 und über die Steuerleitungen 82 und 84 wird der höhere Druck in die untere Endkammer 152 (Druck in Punkt Cin F i g. 2) und der niedrigere Druck in die obere Endkammer 134 (Druck in Punkt D in F i g. 2) geleitet. Der Druckabfall an der Verengung 105, der in der F i g. 2 mit Δρι bezeichnet ist, ergibt also eine in Richtung der Feder 150 wirkende, nach oben gerichtete Kraft. Wenn die Kraft, die sich aus Δρι ergibt, ausreichend groß ist, wird das Absperrglied 118 in der Öffnungsstellung gehalten.

Wenn dagegen eine erhebliche Undichtigkeit im überwachten Schlauch 46 auftritt, dann vermindert sich der Durchfluß durch die blendenartige Vorrichtung 100 im Verhältnis zum Durchfluß am Absperrglied 118 und das Druckdiagramm gemäß F i g. 2 verändert sich entsprechend der Linie A-B-E-C-D'. Die Druckdifferenz an der Verengung 105 ist dann nur noch Δρΐ und somit kleiner ab Δρι. Dadurch wird sich das Absperrglied 118 aus der in der Fig. 1 gezeigten Stellung gegen die Wirkung der Kraft der Feder 150 bewegen. Die Verbindung zwischen der Leitung 142 und der Querleitup.g 140 wird unterbrochen. Die Querleitung kommt stattdessen in Verbindung mit der Leitung 138, die direkt zur Leitung 122 führt. Der hier herrschende Druck (vgl. Punkt A in F i g. 2) wird durch die Querleitung 140 und die Bohrung 136 zur Kammer 134 geleitet, so daß das Absperrglied einer erheblichen, nach unten gerichteten Kraft ausgesetzt wird. Die Bewegung des Absperrgliedes 118 wird beschleunigt und ein schnelles und vollständiges Unterbrechen des Durchflußes wird erreicht, indem der Endteil 117 am Bund 128 abdichtet.

Die beschriebene Absperrwirkung tritt auf bei Undichtigkeiten von nennenswertem Umfang, insbesondere aber auch bei Schlauchbrüchen, bei denen der Durchfluß durch die blendenartige Vorrichtung 100 vollständig zum Stillstand kommt.

Bei einem Durchfluß in entgegengesetzter Richtung, d. h. wenn im Hubzylinder L eine Hubbewegung ausgeführt wird, ist die Richtung der Druckabfälle an der blendenartigen Vorrichtung 100 und am Unterbrecher 120 umgekehrt. Dies bedeutet, daß das Absperrglied mittels der Feder 150 unabhängig von den Druckabfällen offengehalten wird. Wenn jedoch der Schlauch 46 bei dieser Strömungsrichtung reißt, kehrt sich die Durchflußrichtung sofort um und es ergibt sich die Absperrwirkung, wie diese vorstehend beschrieben wurde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Unterbrecher zum Absperren der Druckmittelzufuhr zu einem Druckmittelsystem bei Auftreten von Undichtheiten in diesem System, mit einem differentialkolbenartigen, vier Steuerflächen aufweisenden Absperrglied und zwei Einrichtungen zur Erzeugung eines durchflußabhängigen Druckgefälles, von denen die eine am Eintritt und die andere am Austritt des Druckmittelsystems angeordnet ist, wobei die jeweils in Strömungsrichtung vor und hinter diesen Einrichtungen herrschenden statischen Drucke zur Beaufschlagung der Steuerflächen des Absperrglieds dienen derart, daß die durch einen Druckmittelverlust im zu überwachenden System entstehende Änderung des durchflußabhängigen Druckgefälles an der austrittsseitigen Einrichtung eine Verschiebung des Absperrglieds in seine Schiießlage bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die eintrittsseitige Einrichtung zur Erzeugung eines durchflußabhängigen Druckgefälles durch den Absperrquerschnitt des Unterbrechers (120) gebildet ist und die austrittsseitige Einrichtung aus einer blendenartigen Vorrichtung (100) besteht, die über Steuerleitungen (82, 84) zur Übertragung der statischen Drücke vor und hinter der Verengung (105) auf die entsprechenden Steuerflächen des Absperrgiieds (118) mit dem Gehäuse (116) des Absperrglieds verbunden ist.

2. Hydraulischer Unterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitungen (82, 84) als Doppelschlauch (80) ausgebildet sind, wobei die eine Steuerleitung (82) innerhalb der anderen Steuerleitung (84) angeordnet ist.