LU85774A1 - Hydraulischer steuerblock - Google Patents

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LU85774A1
LU85774A1 LU85774A LU85774A LU85774A1 LU 85774 A1 LU85774 A1 LU 85774A1 LU 85774 A LU85774 A LU 85774A LU 85774 A LU85774 A LU 85774A LU 85774 A1 LU85774 A1 LU 85774A1
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LU
Luxembourg
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valve
control block
valves
line
seat
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Application number
LU85774A
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English (en)
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Hans Schwelm
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Hydrolux Sarl
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Publication date
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Description

« « i i
I -i- I
I "Hydraulischer Steuerblock " a j I ! ; Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrau- ; j lischen Steuerblock für Hydraulikaggregate insbesondere j ; ' ; zur Steuerung von doppelwirkenden Hydraulikzylindern. ; j 5 Die herkömmlichen Steuerungen umfassen als ! j
Basisglied ein 4/3-Weaeschieberventil um die Hydrau- ? i ~ s ! likflüssigkeit in den beiden Arbeitsleitungen ab- ! wechselnd in der einen und in der anderen Richtung j * x zu steuern. Um diesem Basisglied die notwendigen 10 anwendungsbedingten Funktionen zuzuordnen muss es mit zusätzlichen Ventilen kombiniert werden. Diese I zusätzlichen Ventile sind ein Druckminderventil, ein
Drosselrückschlagventil und ein Rückschlagventil.
Je nach dem Arbeitsdruck muss zusätzlich noch ein 15 aus einem 4-Wegeschieberventil bestehendes Vor- ! i j j Steuerungsglied hinzukommen. j i Diese 4-5 Glieder werden nach europäischer oder j | amerikanischer Norm in Sandwichbauweise plattenförmig | zusammengebaut, wobei jedes Glied während dem Betrieb 20 dauernd von der Hydraulikflüssigkeit durchflossen wird.
j Diese Anordnung hat den Nachteil, dass sie j | eine verhältnismässig grosse Anzahl beweglicher | 1 Verschleissteile besitzt und hohe Druckverluste ver- ; i' ! ;25 ursacht. Ausserdem muss ;jedes Glied zwei Dicht-; flächen aufweisen und für jede Dichtfläche müssen die erforderlichen O-Dichtungen vorgesehen werden, was eine verhältnismässig grosse Leckagegefahr dar- !· stellt. j = ! ! |30 Die der vorliegenden Erfindung zugrunde \ I liegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines j neuartigen Steuerblocks der die obigen Nachteile j vermeiden soll und nebenbei noch zusätzliche Vorteile < | aufweisen soll.
i 35 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch I einen Steuerblock gelöst, welcher die im Hauptan- : ί I \ ί |*J t I— 11 ...... " · — ' — —- — — ——--------------------------— ----------------- .
ί j -2- « ί spruch angeführten Merkmale aufweist. Weitere Aüs- ' ; gestaltungen befinden sich in den Unteransprüchen. !
Erfindungsgemäss ist das aus dem Wegeschieber-j vernzil bestehende Basisglied durch vier einfache j 5 einander ähnliche Sitzventile ersetzt worden. Das j j separate Rückschlagventil sowie das Drosselrück- ! i ·* schlagventil entfallen weil deren Funktionen ebenfalls durch die Sitzventile übernommen werden. Die Durchflusstrecke ist beim erfindungsgemässen Steuer-|10 block dementsprechend bedeutend kleiner , was j ebenfalls einen kleineren Druckverlust bedeutet.
Die Bohrungen für die Sitzventile und die Verbindungsleitungen sind in einem kompakten Gehäuseblock vorgesehen so dass die Dichtflächen zwischen 15 den einzelnen Steuerglieder entfallen. Es bleibt nur mehr eine Dichtfläche übrig welche es erlaubt, den Steuerblock unmittelbar am Verbraucher anzubauen. Diese Dichtfläche weist übrigens die An- I
~ i
Schlüsse als gebräuchliches Normbild auf, so dass | 20 der erfindungsgemässe Steuerblock in einfacher Weise j mit bekannten Elementen vertauscht werden kann. i »
Sitzventile haben ausserdem gegenüber Schieberventilen den Vorteil, dass sie weniger Ver-schleissteile aufweisen und dass sie robuster und 25 schmutzunempfindlicher sind. j __ t ! Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der : erfindungsgemässe Steuerblock eine höhere Belast- \ • i barkeit , eine höhere Leistung, eine längere Lebens- ! dauer und eine schnellere Schaltzeit aufweist. j 3 0 Die Erfindung wird im. folgenden anhand eines j . t
Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden j
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen : j
Figur 1 : den Schaltplan einer herkömmlichen ‘ i I Steuerung; ; » i35 Figur 2 : die plattenförmige Anordnung der ! j einzelnen Steuerglieder der Schaltung nach Figur 1 ; j « . j ! -3-
Figur 3 : den Schaltplan der erfindungsgemässen <
Steuerung.
In Figur 1 sind die 5 Anschlüsse in üblicher
Weise bezeichnet, das heisst der Pumpanschluss mit 5 P, die Tankleitung mit T, die Steuerleitung mit Y, und die beiden Arbeitsleitungen mit A bzw. B.
Die Anordnung weist in Durchflussrichtung ein Druckminderventil 10 auf, das bei der gezeigten Ausführung einstellbar ist. Die Hydraulikflüssigkeit 10 gelangt anschliessend zum P-Anschluss eines 4/3-Wege-ventilschiebers 12 welcher magnetisch gesteuert wird. In der gezeigten Darstellung ist der Durchgang gesperrt. Wird der Schieber 12 nach links gedrückt, so wird der Ausgang A mit der Pumpleitung 15 P verbunden und das Hydrauliköl gelangt über ein einstellbares Drosselrückschlagventil 14 und ein gesteuertes Rückschlagventil 16 in die Arbeitsleitung A. Die strichpunktierte Linie 18 deutet an, dass der Druck in Leitung A das Rückschlagventil 18 in 20 der Rücklaufleitung B-öffnet, wodurch das öl durch das Drosselrückschlagventil 14 und den Schieber 12 in die Tankleitung T fliessen kann. Beim Rücklauf durch die Leitung B zwingt der Rückschlagteil des Ventils 14 das öl die Drosselstelle zu durchströmen.
25 Die räumliche Anordnung der einzelnen Glieder der Schaltung aus Figur 1 ist in Figur 2 gezeigt, wobei dieselben Bezugsnummern wie in Figur 1 verwendet wurden. Wie Figur 2 zeigt, sind die einzelnen Glieder plattenförmig aufeinandergestapelt, wobei 30 jedes Glied zwei Dichtflächen mit dem üblichen
Normbild der Anschlüsse aufweisen muss. Mit 19 ist i ein Pilotventil zur Vorsteuerung gezeigt. j " i i
Beim erfindungsgemässen Schaltplan gemäss * j j
Figur 3 sind die Ölanschlüsse wieder wie in Figur 1 j 35 mit A, B, P, T, Y bezeichnet. ! I_' f -4- !
Die Basisglieder des erfindungsgemässen Steuer-blocks sind 4 Sitzventile 22, 24, 26 und 28 sowie ein Druckminderventil 20. Die 4 Sitzventile sind paarweise übereinander und einandergegenüberliegend 5 in zwei zur Grundfläche 30 parallelen Ebenen angeordnet. Jedes Sitzventil besteht in an sich bekannter Weise aus einem Ventilkolben 32 welcher in einer zylindrischen Bohrung dem Druck einer Feder 34 ausgesetzt ist und durch die Federkraft in Schliess-10 richtung auf den Ventilsitz 36 gedrückt wird. Der Ventilsitz 36 besteht aus der Kante zwischen einem Ringraum 38 und einem Ventilraum 40. Eine kegelförmige Verjüngung des Kolbens 32 bildet die Sitzfläche 42 welche sich vom Ringraum 38 in den Ventil-15 raum 40 erstreckt und in geschlossener Stellung auf dem Ventilsitz die Räume 38 und 40 voneinander trennt.
Die vier Ventile 22, 24, 26, 28 sind einander bau-und funktionsmässig ähnlich, so dass eine nähere 20 Beschreibung jedes einzelnen Ventils sich erübrigt.
Die Pumpleitung P ist über das Druckminderventil 20 mit dem Ventilraum der beiden oberen Sitzventile 22 und 24 verbunden, während die Ringräume dieser beiden Ventile mit den Arbeitsleitungen A 25 bzw. B verbunden sind.._ Diese Arbeitsleitungen A und B sind ebenfalls mit den Ventilräumen der Sitzventile 26 bzw. 28 verbunden, während die Ringräume dieser Ventile 26 und 28 mit den Tankleitungen T verbunden sind. :
30 Die vier Sitzventile 22, 24, 26, 28 werden I
i über ein Pilotventil 44 kreuzweise vorgesteuert. , f
Dieses Pilotventil 44 besteht aus einem bekannten j
Schieberventil welches ebenfalls an die Pumpleitung j P angeschlossen ist. Wie aus Figur 3 ersichtlich, ! 35 ist die Arbeitsleistung A der Pilotsteuerung mit \ dem Kolbenraum der beiden Sitzventile 22 und 28 ! h__1 #
1 — ΠΙΓ-" i i ... . -. - 1- η " . , - I
-5- verbunden, während die Arbeitsleitung B mit den
A
Kolbenräumen der beiden Sitzventile 24 und 26 verbunden ist. Das Lecköl des Pilotventils 44 wird über eine Leitung Y abgeführt, welche innerhalb oder ausser-5 halb des Steuerblocks mit der Tankleitung T verbunden ist. Die Steuerung des Pilotventils erfolgt in an sich bekannter , nicht gezeigter elektromagnetischer Weise.
In der gezeigten Stellung des Pilotventils 10 ist die Pumpleitung P mit den beiden Arbeitsleitungen A und B der Vorsteuerung verbunden. Das heisst, dass die Kolbenräume aller vier Ventile 22, 24, 26, 28 unter Öldruck stehen und dass die Ventilkolben unter dem Einfluss dieses Öldrucks und des Federdrucks 15 auf ihren Sitzflächen in geschlossener Stellung gehalten werden.
Wird der Schieber des Pilotventils 44 nach rechts gedrückt, so wird die Arbeitsleitung A der Vorsteuerung über T und Y " entlüftet " , während 20 die Leitung B weiterhin unter Öldruck steht und die Ventile 24 und 26 geschlossen bleiben. Beim Druckabfall in der Steuerleitung B bleiben die Ventile 22 und 28 in Schliessrichtung nur mehr dem Druck ihrer Federn 34 ausgesetzt. Andererseits gelangt aber 25 über die Pumpleitung P und durch das offene Druck-m-inderventil 20 das Pumpöl in den Ringraum 38 des Ventils und wirkt auf die konische Sitzfläche 42 des Kolbens 32. Dieser Kolben ist demgemäss der Kraft der Feder 34 in Richtung Schliesstellung und 30 der Kraft des Öldrucks in entgegengesetzter Richtung ausgesetzt. Die Kraft der Feder 34 ist so berechnet, ; dass sie kleiner ist als die vom Öldruck auf die j
Sitzfläche 42 ausgeübte Kraft ist. Dies bedeutet, \ dass im beschriebenen. Zustand das Ventil 22 gegen i 35 die Kraft der Feder 34 durch den Öldruck geöffnet wird und dass das öl durch das geöffnete Ventil in J die Arbeitsleitung A strömt.
-6-
Der Ölrücklauf erfolgt über die „Arbeitsleitung B was zur Folge hat, dass die Kolbenflächen der Ventile 24 und 28 im Ventilraum dem Öldruck ausgesetzt sind. Da der Kolben des Ventils 24 jedoch 5 beidseitig dem Öldruck ausgesetzt ist, reicht die Kraft des Öldrucks in Leitung B nicht aus um den Kolben zu bewegen, so dass das Ventil 24 geschlossen bleibt.
Im Ventil 28 hingegen, welches über das 10 Pilotventil 44 " entlüftet " ist, reicht der Öldruck aus um die Federkraft zu überwinden und den Ventilkolben in die geöffnete Stellung zu verschieben, was zur Folge hat, dass das Öl durch das Ventil 28 hindurch in die Tankleitung T strömt.
15 In der beschriebenen Stellung des Pilotventils 44 erfolgt der Vorlauf der Hydraulikflüssigkeit, demgemäss von der Pumpleitung P in die Arbeitsleitung A und der Rücklauf durch die Arbeitsleitung B in die Tankleitung T.
20 Wird der Schieber des Pilotventils 44 nach links gedrückt, so wird die Arbeitsleitung B der Vorsteuerung über T und Y " entlüftet " während die Leitung A unter Öldruck gelangt. Das Ventil 22 ist demgemäss beidseitig demselben Öldruck ausgesetzt.
25 Da die druckaufschlagten Flächen des Kolbens 32 in geöffneter Stellung ebenfalls gleich gross sind, würde sich der Kolben 32 in einem schwebenden Zustand befinden. Der Kolben 32 ist aber ebenfalls der Wirkung der Feder 34 ausgesetzt und unter dem 30 Einfluss dieser Federkraft schliesst das Ventil 22. Derselbe Vorgang spielt sich im Ventil 2S ab so dass auch dieses Ventil schliesst.
Die Ventile 24 und 26 hingegen werden wie oben beim umgekehrten Zustand beschrieben durch den öl-35 druck im Ringraum bzw. im Ventilraum in die geöffnete ; Stellung aebracht.
! ί--- m -7- φ , In dieser Stellung des Pilotventils 44 erfolgt demgemäss die Ölströmung in umgekehrter Richtung, das heisst, der Vorlauf von Pumpleitung P in die Arbeitsleitung B und der Rücklauf durch die Arbeits-5 leitung A in die Tankleitung T.
Eine Beschreibung der räumlichen Anordnung ähnlich wie in Figur 2 erübrigt sich da die räumliche Anordnung derjenigen des Schaltplans aus Figur 3, insbesondere was die gegenseitige Anordnung der ein-10 zelnen Glieder 20, 22, 24, 26, 28 und 44 anbelangt, entspricht.
Der Aufbau ist äusserst einfach, da sämtliche Bohrungen für die Ölleitungen und Ventilglieder in ; einen würfel-oder quaderförmigen Block gebohrt oder ! 15 gefräst werden. Die logische und geschickte Kombi nation der einzelnen Glieder ermöglicht im Vergleich ; zu Figur 2 ein kompaktes, raumsparendes und hand liches Steueraggregat.
; Die beiden Ventile 26, 28, welche auch noch ! 20 als Tankglieder bezeichnet werden können, da sie j jeweils den Rücklauf zur Tankleitung regeln, sind j vorzugsweise mit einem einstellbaren Hubbegrenzer I ausgerüstet wodurch die Öffnung dieser beiden Ventile und somit der Öldurchfluss regelbar ist.
25 Jedes der vier Sitzventile 22, 24, 26, 28 ist ausserdem mit einem an sich bekannten Wegauf— nehmer 46 versehen, welche es erlauben die Stellungen der einzelnen Ventile dauernd zu überwachen und gegebenenfalls die Steuerung zu. automatisieren.
30 Das Druckminderventil ist über eine Vorsteue- j f i rung 48 proportional programmierbar. Die Leistung ; r „ i | des Steuerblocks kann demgemäss dem Verbraucher an- | gepasst werden.
! Vergleicht man den erfindungsgemässen Steuer- e 35 block mit den bekannten Steuerungen gemäss Figur 1, : i ' i t ! so stellt man fest, dass sämtliche Funktionen bei- ! j | | | s : ~~ --- ————— — -—-------------------—------—1 -8- * behalten werden. Die Druckminderung und-regelung ^ erfolgt durch das Druckminderventil 20 bzw. dessen Vorsteuerung 48. Die Funktion der Rückschlagventile wird durch die Sitzventile 22r 24 übernommen, während 5 die Sitzventile 26, 28 für die gesteuerte Drosselung sorgen. Die Funktion des 4/3-Wegeventils 12 aus Figur 1 wird durch die Kombination der vier Sitz-ventile 22, 24, 26, 28 übernommen. j ! ‘ » t i i i ! , 1 } * ' I ! 4-. i
Jf U.--- — - ► *

Claims (5)

1. Hydraulischer Steuerblock für Hydraulikaggregate, insbesondere zur Steuerung von doppelwirkenden Hydraulikzylindern, gekennzeichnet durch 5 vier paarweise übereinander und einandergegenüberliegend in zwei zur Grundfläche des Steuerblocks parallelen Ebenen angeordneten Sitzventile ( 22, 24, 26, 28 ) , wobei die einander diagonal gegenüberliegenden Ventile (22, 28) (24, 26) paarweise über 10 ein Pilotventil 44 ansteuerbar sind und durch ein Zentral angeordnetes mit einer Pumpleitung verbundenem Druckminderventil (20).
2. Steuerblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlüsse für die Hydraulik- 15 flüssigkeit der Arbeitsleitungen (A, B) der Pump- leitung (P) und der Tankleitungen (T) in der Grundfläche gemäss einem Normbild angeordnet sind.
3. Steuerblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Sitzventil (22, 24, 26, 20 28) mit einem Wegaufnehmer (46) versehen ist.
4. Steuerblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Sitzventile (26, 28. welche mit den Tankleitungen (T) verbunden sind mit einem einstellbaren Hubbegrenzer versehen 25 sind.
5. Steuerblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckminderventil (20) über I eine Vorsteuerung (48) proportional programmierbar j 's : i : : ; ~ } i | ·- j 1 ___!
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