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Dokumentenidentifikation DE19607479A1 04.09.1997
Titel Hydrauliksystem
Anmelder Iveco Magirus AG, 89079 Ulm, DE
Erfinder Link, Helmut, 89079 Ulm, DE
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 33617 Bielefeld
DE-Anmeldedatum 28.02.1996
DE-Aktenzeichen 19607479
Offenlegungstag 04.09.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.09.1997
IPC-Hauptklasse B66F 3/24
IPC-Nebenklasse B66C 13/20   F15B 11/04   
IPC additional class // B66F 11/04,E04G 1/18,E04H 12/18,E06C 5/06  
Zusammenfassung Ein Hydrauliksystem umfaßt wenigstens eine Steuereinheit (10, 12) und wenigstens ein Stellglied (14), das über Leitungen (16, 18) mit der Steuereinheit verbunden und über diese hin- und hergehend gegen und mit einer auf das Stellglied wirkenden Last, insbesondere aufwärts und abwärts gegen die Schwerkraft, antreibbar ist. Das System umfaßt weiterhin ein Druckausgleichsventil (78) zum Angleichen des Druckes in der bei Bewegung des Stellgliedes (14) mit der Last als Rücklaufleitung dienenden Leitung (16) an den Lastdruck durch Auffüllen der Rücklaufleitung aus der Zufuhrleitung (18).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem mit wenigstens einer Steuereinheit und wenigstens einem Stellglied, das über Leitungen mit der Steuereinheit verbunden und über diese hin- und hergehend gegen und mit einer auf das Stellglied wirkenden Last, insbesondere aufwärts und abwärts gegen die Schwerkraft, antreibbar ist.

Derartige Hydrauliksysteme werden insbesondere für Hubvorrichtungen der verschiedensten Art, wie etwa Hebebühnen, Gelenkarme, beispielsweise Gelenkarme am Ende von Feuerwehrleitern, Hubmasten etc. eingesetzt. Bei derartigen Einrichtungen, insbesondere bei solchen, bei denen sich lange Leitungswege zwischen der Steuereinheit und dem Stellglied und/oder Verteilerventile für weitere Stellglied er befinden, kommt es vor Einleitung der Senkbewegung zunächst zu einem kurzen Absacken, das insbesondere dann störend ist, wenn es sich um das Heben und Senken einer mit Personen besetzten Bühne handelt oder das genaue Anfahren eines geringfügig tiefer liegenden Punktes beabsichtigt ist. Dieses Absacken beruht darauf, daß nach dem Anheben durch Hydraulikölzufuhr durch eine der beiden Leitungen diese durch Rückschlagventile gesperrt und die Bühne oder dergleichen in einer bestimmten Höhe gehalten wird. Dabei wird die entsprechende Leitung, die beim anschließenden Absenken als Senkleitung dient, im wesentlichen drucklos. Wird die Senkleitung zum Einleiten des Senkvorganges geöffnet, so gelangt Öl unter dem durch die gehobene Einrichtung bestimmten Druck schlagartig in die Senkleitung, so daß aufgrund der Elastizität von Leitungsschläuchen, gewisser Leckverluste an Ventilen und Verbindungsstellen etc. ein nicht unerheblicher "Kompressionseffekt" auftritt. Die Hebebühne, der Gelenkarm oder dergleichen sinkt also plötzlich um einen nicht unerheblichen Betrag ab, bis der Lastdruck in der Senkleitung erreicht ist und der eigentliche Senkvorgang gleichmäßig durchgeführt werden kann. Große Lastdrücke und lange Leitungen mit Schläuchen verstärken diesen Effekt in besonderem Maße.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hydrauliksystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das es ermöglicht, nach dem Anhalten die Senkbewegung von Anfang an gleichmäßig und ohne kurzzeitiges Absacken zu steuern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Hydrauliksystem der obigen Art gelöst durch ein Druckausgleichsventil zum Angleichen des Druckes in der bei Bewegung des Stellgliedes mit der Last als Rücklaufleitung dienenden Leitung an den Lastdruck durch Auffüllen der Rücklaufleitung aus der Zufuhrleitung.

Die Rücklauf- oder Senkleitung befindet sich also bereits auf Lastdruck, bevor der eigentliche Senkvorgang beginnt. Das unerwünschte Absinken oder Absacken der Hebebühne oder dergleichen kann nicht stattfinden.

In der nachfolgenden Beschreibung soll zumeist von einem Hub- und Senkvorgang ausgegangen werden, bei dem die Last der Schwerkraft der gehobenen bzw. abgesenkten Bauteile entspricht. Die Anwendung der Erfindung ist Jedoch nicht auf Hydrauliksysteme beschränkt, die gegen die Schwerkraft arbeiten, sondern ist auch einsetzbar für hydraulische Spreiz- oder Stützeinrichtungen oder Hydrauliksysteme, die gegen eine Federkraft oder einen anderen Widerstand arbeiten etc.

Vorzugsweise ist das Stellglied ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder, dessen Kolben mit dem anzuhebenden und abzusenkenden Bauteil verbunden ist und der beiderseits des Kolbens Druckkammern aufweist, die über Leitungen mit der Steuereinheit verbunden sind. Durch einen doppelt wirkenden Kolben kann ohne weiteres eine hin- und hergehende Bewegung hervorgerufen werden. Solange es nur darum geht, eine Hebebühne gegen die Schwerkraft anzuheben oder einen Gegenstand gegen eine andere Kraft, etwa eine Federkraft, zu verschieben, kann das Stellglied auch ein einfach wirkender Kolben sein und die Gegenbewegung der Schwerkraft oder der Federkraft überlassen werden. In diesem Falle ist nur eine Verbindungsleitung zwischen der einen Druckkammer des Stellgliedes und dem Steuerventil erforderlich. Diese einzige Verbindungsleitung bildet bei der Senkbewegung die Senkleitung, um die es im vorliegenden Zusammenhang geht. Die Zuführleitung wird ersetzt durch eine gesonderte, von der Druckquelle des Systems zugeführte Leitung.

Vorzugsweise weist das Druckausgleichsventil einen in einer Ventilbohrung hin- und hergehend verschiebbaren Ventilkolben auf, der an einem Ende dem Lastdruck des Stellgliedes und am anderen Ende dem Leitungsdruck der Rücklaufleitung ausgesetzt ist und der im übrigen eine Abquetschkante aufweist, die bei überwiegendem Lastdruck des Stellgliedes eine Verbindung zwischen der Zufuhrleitung und der den Druck der Rücklaufleitung zugewandten Seite des Ventilkolbens freigibt.

Anstelle eines Druckausgleichsventils dieser Art kann auch ein bekanntes Ventil mit einem Schieber mit Steuerkante verwendet werden. Auf die Art des Ventiles kommt es nicht an, sondern lediglich darauf, daß der Druck in der Senkleitung auf den vollen Arbeitsdruck angehoben wird.

Somit wird die Rücklaufleitung, solange der Druck in der Rücklaufleitung geringer ist als der Lastdruck, mit dem Hydrauliköl der Zufuhrleitung über die Abquetschkante aufgefüllt, bis in der Rücklaufleitung der Lastdruck erreicht ist. In diesem Falle wird der Ventilkolben so verschoben, daß die Verbindung an der Abquetschkante unterbrochen wird, so daß weiteres Hydrauliköl nicht mehr in die Rücklaufleitung einströmen kann. Die Zufuhrleitung kann zum Druckausgleich auch direkt mit der Rücklaufleitung verbunden werden.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist ein erstes Sperrventil zwischen der Lastdruckseite des Stellgliedes und der Lastdruckseite des Ventilkolbens des Druckausgleichsventils vorgesehen. Dieses Sperrventil wird bei Einleitung einer Senkbewegung durch den Druck der in diesem Fall als Zufuhrleitung dienenden Leitung als Steuerdruck auf Durchgang geschaltet, so daß der Lastdruck im Stellglied an den Ventilkolben gelangen kann. In der Zufuhrleitung befindet sich stromabwärts der erwähnten Steuerleitung ein Druckreduzierventil, etwa in der Form eines Vorspannventils. Stromabwärts dieses Druckreduzierventils zweigt eine zweite Steuerleitung ab, die zu einem zweiten Sperrventil an der Lastdruckseite des Stellglied es führt, das zunächst die Rücklaufleitung sperrt und erst mit Verzögerung gegenüber dem ersten Sperrventil öffnet und damit den Rückstrom zur Einleitung der Senkbewegung freigibt. Die zeitliche Verzögerung im Öffnungsvorgang der beiden Sperrventile, die für den Ausgleich des Druckes in der Rücklaufleitung wesentlich ist, kann, wie erwähnt, über ein zwischen beide Steuerleitungen geschaltetes Druckreduzier- oder Vorspannventil, jedoch auch über unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse der Sperrventile, also unterschiedliche Verhältnisse zwischen Steuerdruck und Ventildruck erreicht werden. Es können auch beide Maßnahmen vorgesehen werden. Wie groß die zeitliche Verzögerung sein muß, hängt von der Zeit ab, die für den Druckausgleich in der Rücklaufleitung benötigt wird.

Vorzugsweise ist darüber hinaus weiter stromabwärts ein weiteres Druckreduzier- oder Vorspannventil vorgesehen, das den Druck weiter absenkt. Der in Senkrichtung wirkende Druck wird daher gegenüber dem in Hubrichtung wirkenden Druck zurückgenommen, da in Senkrichtung ohnehin die Wirkung der Schwerkraft zur Verfügung steht und ein zusätzlicher starker Druck den eingangs erwähnten Absackeffekt weiter verstärken würde.

Im folgenden werden bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung naher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein schematisches Schaltbild des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems.

Das Hydrauliksystem umfaßt eine Pumpe 10, ein Steuerventil 12 mit drei Stellungen und ein Stellglied in der Form eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 14. Zwei Leitungen 16 und 18 verbinden das Steuerventil 12 mit dem Hydraulikzylinder 14. Der Hydraulikzylinder nimmt einen verschiebbaren Kolben 20 auf, dessen Kolbenstange 22 in nicht gezeigter Weise mit einer anzuhebenden Last verbunden ist. In dem dargestellten Beispiel ist der Kolben 14 in vertikaler Richtung verschiebbar, so daß verdeutlicht wird, daß die durch die Schwerkraft bedingte Last von oben nach unten wirkt. Es sind jedoch auch andere Stellungen des Hydraulikzylinders 14 möglich.

Ober- und unterhalb des Kolbens 20 befinden sich in dem Hydraulikzylinder 14 Druckkammern 24 und 26. Die zuvor erwähnte Leitung 16 ist mit der unteren Druckkammer 26 und die Leitung 18 mit der oberen Druckkammer 24 verbunden.

Das Steuerventil kann zwischen drei Stellungen A, B und C durch Stellmagneten 28, 30 hin- und hergeschoben werden. Die mittlere Stellung B ist die neutrale Stellung, in der Druckmedium über eine Leitung 32 durch das Ventil hindurch und eine weitere Leitung 34 in einen Ölbehälter 36 zurückbefördert wird. Zwischen den beiden Leitungen 32 und 34 befindet sich ein Druckbegrenzungsventil 38.

Wird das Steuerventil 12 in die links in der Zeichnung gezeigte Stellung A geschaltet, so wird Hydrauliköl von der Pumpe 10 über die Leitung 16 in die untere Druckkammer 26 des Hydraulikzylinders 14 eingeleitet und der Kolben wird gehoben. Zugleich kehrt Hydrauliköl aus der oberen Druckkammer 24 über die Leitung 18 und das Steuerventil 12 in den Ölbehälter 36 zurück. In der rechts in der Zeichnung gezeigten Stellung C ist der Strömungsverlauf umgekehrt. Öl wird über die Leitung 18 in die obere Druckkammer 24 gepumpt und aus der unteren Druckkammer 26 über die Leitung 16 in den Ölbehälter 36 abgelassen.

In der Leitung 16 befindet sich stromabwärts des Steuerventils 12 ein Umschaltventil 40, das durch einen Stellmagneten 42 oder dergleichen zwischen zwei Stellungen D und E hin- und herschaltbar ist. In der rechts in der Zeichnung gezeigten Stellung E enthält das Umschaltventil 40 ein Rückschlagventil 44, das beim Hubbetrieb ein unbeabsichtigtes Zurückströmen des Hydrauliköls durch die Leitung 16 verhindert. In der links dargestellten Stellung D weist das Umschaltventil 40 eine variable Drosselstelle 46 auf, die beim Senkbetrieb die Strömung in der Leitung 16 in Richtung des Ölbehälters 36 drosselt und damit verzögert. Mit Hilfe dieser variablen Drosselstelle wird die Senkgeschwindigkeit gesteuert (Senk-Brems-Ventil).

Unmittelbar vor der unteren Druckkammer 26 ist in der Leitung 16 ein Sperrventil 48 in der Form eines gesteuerten Rückschlagventils vorgesehen, das einen Strom des Hydrauliköls aus der unteren Druckkammer 26 in der Ruhestellung des Hydraulikzylinders verhindert.

In der anderen Leitung 18, die mit der oberen Druckkammer 24 des Hydraulikzylinders 14 verbunden ist, befindet sich zunächst ein erstes Druckreduzierventil 50, das durch eine Feder 52 in Schließstellung vorgespannt ist und erst öffnet, wenn der Leitungsdruck in der Leitung 18 die Kraft der Feder überwindet. Dies wird durch eine von der Leitung 18 abzweigende Steuerleitung 54 veranschaulicht, über die der Leitungsdruck entgegen der Feder 52 in Öffnungsrichtung auf das Ventil einwirkt. In einer das Druckreduzierventil 50 umgehenden Bypass-Leitung 56 befindet sich ein in Rückströmungsrichtung öffnendes Rückschlagventil 58. Dem weiteren Verlauf der Leitung 18 folgt ein Sperrventil 60 in der Form eines gesteuerten Rückschlagventils, das in Zulaufrichtung öffnet, sowie eine weitere Anordnung aus Druckreduzierventil 62 in der Form eines Vorspannventils und Rückschlagventils 64, wie sie bereits anhand des Druckreduzierventils 50 und des Rückschlagventils 58beschrieben wurden. Die beiden Druckreduzierventile 50 und 62 dienen dazu, den in die obere Druckkammer 24 gelangenden Öldruck gegenüber dem beim Heben in die untere Druckkammer 26 gelangenden Öldruck zu reduzieren, da in Senkrichtung bereits der Lastdruck wirkt. Ein zusätzlicher hoher Druck in der oberen Druckkammer 24 würde zum Einfedern des Kolbens bei der Senkbewegung durch Dehnung von Schläuchen im System der Leitung 16 und zu einem Zurückfedern beim Entspannen in die Ruhestellung führen.

Das erwähnte, in der Leitung 18 befindliche Sperrventil 60 wird über eine Steuerleitung 66 geöffnet, das von der anderen Leitung 16 abzweigt, so daß das Sperrventil durch den beim Hubvorgang in der Leitung 16 befindlichen Druck geöffnet und das Hydrauliköl aus der oberen Druckkammer 24 abgelassen werden kann.

Wenn der Kolben 20 nach einem Hubvorgang in die Ruhestellung gelangt, wird das Druckmedium in der unteren Druckkammer 26 durch das Sperrventil 48 festgehalten. Die Leitung 16 wird daraufhin drucklos, da die Belastung durch die Last entfällt. Soll nunmehr ein Senkvorgang eingeleitet werden, so kommt es nach dem Öffnen des Sperrventils 48 zunächst zu einem gewissen Absacken des Kolbens 20, das die Genauigkeit der Steuerung des Kolbens 20 und damit die Genauigkeit der Bewegung des gehobenen Teils, also etwa einer Hebebühne, beeinträchtigt. Dieses Absacken beruht zum Teil auf einer gewissen unvermeidlichen Elastizität in dem Leitungszug der Leitung 16, insbesondere wenn längere Bereiche durch Schläuche gebildet werden, und zum Teil auf Leckverlusten, die sich an den verschiedenen Verbindungsstellen und insbesondere auch dann ergeben können, wenn an das Steuerventil 12 weitere Verbraucher über eine Umschalteinrichtung angeschlossen sind.

Eine derartige Umschalteinrichtung ist in der Zeichnung lediglich angedeutet. Sie umfaßt ein Umschaltventil 68 mit zwei Stellungen F und G. Das Umschaltventil 68 ist in die beiden Leitungen 16 und 18 gleichermaßen eingefügt. In der Stellung F sind die beiden Leitungen 16 und 18 auf Durchgang geschaltet, so daß das hier beschriebene System unverändert in Funktion bleibt. In der Stellung G ist die Pumpe 10 mit dem Steuerventil 12, dem Zweistellungsventil 40 und dem unteren Teil der Leitungen 16 und 18 mit zwei Leitungen 70 und 72 verbunden, die zu einem anderen Hubsystem mit anderen, nicht dargestellten Hubsystemen mit Stellglied und zugehörigem Aggregaten führen. Die Umschaltung des Umschaltventils 68 erfolgt mit zwei Stellmagneten 74 und 76. Diese Stellmagneten sind hier nur als Beispiel erwähnt. Sie können selbstverständlich durch pneumatische oder hydraulische Stellglieder ersetzt werden. Es reicht auch ein Stellglied aus, das gegen eine Feder wirkt. Einzelheiten dieser Art sind hier unerheblich.

Das Umschaltventil 68 wird lediglich dargestellt zur Veranschaulichung, daß das Hydrauliksystem insgesamt wesentlich verzweigter sein kann, als es zur Schilderung der vorliegenden Erfindung notwendig ist, und daß daher eine gewisse Elastizität in diesem System, insbesondere wenn längere Schlauchabschnitte als Leitungen verwendet werden, nicht ganz vermeidbar ist. Wenn daher bei einem Senkvorgang die als Senkleitung dienende Leitung schlagartig von ihrem zuvor drucklosen Zustand auf den Lastdruck gebracht wird, läßt sich das zuvor erwähnte Absacken nicht ausschließen.

Erst wenn der Lastdruck in der unteren Druckkammer 26 auf die Leitung 16, die beim Senkvorgang als Senkleitung dient, übertragen worden ist, ist ein gleichmäßiges Absenken möglich.

Erfindungsgemäß ist daher ein Druckausgleichsventil 78 vorgesehen. Dieses besitzt ein Ventilgehäuse 30 mit einer Ventilbohrung 82, in der ein Ventilkolben 84 verschiebbar angeordnet ist. Das in der Zeichnung oben liegende Ende der Ventilbohrung 82 bildet eine erste Steuerdruckkammer 86. Der Ventilkolben 84 ist in seinem Längsmittelbereich und um den gesamten Umfang herum bogenförmig eingeschnürt. Das untere Ende des Ventilkolbens 84 liegt in einem im Durchmesser erweiterten Abschnitt 88 der Ventilbohrung und besitzt einen größeren Durchmesser als der obere Endbereich des Ventilkolbens. An der stufenförmigen Erweiterung von der oberen Ventilbohrung 82 zu dem unteren, erweiterten Abschnitt 88 wird eine umlaufende Abquetschkante 90 gebildet, die mit dem in diesem Bereich im wesentlichen kegelförmigen Ventilkolben 84 zusammenwirkt. Der Ventilkolben 84 wird durch eine in dem unteren Abschnitt 88 der Gewindebohrung liegende Feder 92 nach oben in der Zeichnung vorgespannt, bis sich der erweiterte untere Abschnitt des Ventilkolbens 84 gegen die umlaufende Abquetschkante anlegt. Die Feder 92 ist verhältnismäßig schwach und dient lediglich dazu, den Ventilkolben 84 in einer definierten Position zu halten. Im einzelnen wird die Position des Ventilkolbens bestimmt durch die Drücke in der oberen Steuerdruckkammer 86 und einer unteren Steuerdruckkammer, die durch den erweiterten Abschnitt 88 der Ventilbohrung gebildet wird. Die wirksame Druckfläche ist auf beiden Seiten des Ventilkolbens 84 gleich. Bei gleichen Drücken in beiden Kammern legt sich der Ventilkolben 84 gegen die Abquetschkante 90 an, da die Kraft der Feder 92 als zusätzliche Kraft von unten auf den Ventilkolben einwirkt.

In der oberen Steuerdruckkammer 86 herrscht im wesentlichen der Lastdruck der unteren Druckkammer 26 des Hydraulikzylinders 14, da diese untere Druckkammer 26 über ein Sperrventil 94 und eine Leitung 96 mit der oberen Steuerdruckkammer 86 des Druckausgleichventils 78 verbunden ist. Das Sperrventil 94 ist ein gesteuertes Rückschlagventil, das über eine Steuerleitung 98, die von der Leitung 18 abzweigt geöffnet wird. Der Öffnungsdruck wird gebildet durch den Druck, der in der Leitung 18 entsteht, wenn der Senkvorgang eingeleitet wird und Drucköl in die obere Druckkammer 24 des Hydraulikzylinders gelangt.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, zweigt die erwähnte Steuerleitung 98, die das Sperrventil 94 ansteuert, vor dem ersten Druckreduzierventil 50 von der Leitung 18 ab. Demgegenüber zweigt eine weitere Steuerleitung 100, die das zuvor erwähnte Sperrventil 48 ansteuert, das in der Leitung 16 angeordnet ist, hinter dem Druckreduzierventil 50 von der Leitung 18 ab. Diese Anordnung der Steuerleitungen 98 und 100 hat zur Folge, daß das dem Druckausgleichsventil 78 vorgeschaltete Sperrventil 94 in zeitlichem Abstand vor dem der Leitung 16 vorgeschalteten Sperrventil 48 öffnet. Diese Reihenfolge ist für die Funktionsweise der Erfindung wesentlich, wie später genauer erläutert werden soll.

Die untere Steuerdruckkammer des Druckausgleichsventils 78, die durch den erwähnten Abschnitt 88 der Ventilbohrung gebildet wird, ist über eine Leitung 102 mit der Leitung 16 verbunden, die beim Absenkvorgang als Senkleitung dient. Auf den Ventilkolben 84 wirken somit zum einen der Lastdruck in der unteren Druckkammer 26 des Hydraulikzylinders 14 und zum anderen der Druck in der Senkleitung 16 ein, die vor Beginn des Absenkvorganges im wesentlichen drucklos ist. Daraus ergibt sich, daß der Ventilkolben 84 zunächst durch den überwiegenden Druck auf der oberen Seite entgegen der Kraft der Feder 92 abwärts gedrückt wird, so daß ein Zwischenraum zwischen der Abquetschkante 90 und dem Ventilkolben entsteht.

Im Bereich der nicht bezeichneten Einschnürung des Ventilkolbens 84, die im wesentlichen den gesamten Längsmittelbereich einnimmt, mündet eine Einlaßbohrung 104 in das Ventilgehäuse 80, die über eine Leitung 106 mit der Leitung 18 verbunden, die beim Senkvorgang als Ölzufuhrleitung für die obere Druckkammer 24 des Hydraulikzylinders- dient. Aus der Leitung 106 kann Hydrauliköl im Bereich der Einschnürung des Ventilkolbens 84 in das Ventilgehäuse 80 eintreten und von hier in die untere Steuerdruckkammer des Druckausgleichsventils 80 gelangen. Aus dieser Steuerdruckkammer im Bereich des Abschnitts 88 der Ventilbohrung gelangt das Hydrauliköl über die Leitung 102 in die Senkleitung 16.

Das bedeutet, daß, solange der Lastdruck in der unteren Druckkammer 26 des Hydraulikzylinders 14 höher ist als der Druck in der Leitung 16, Hydrauliköl über die andere Leitung 18, die abzweigende Leitung 106, die Einlaßbohrung 104, die Einschnürung des Ventilkolbens 84, den Zwischenraum an der Abquetschkante 90 und die untere Steuerdruckkammer sowie die Leitung 102 in die Senkleitung 16 gelangt. Die Senkleitung 16 wird also auf den Druck der Zufuhrleitung 18 gebracht, bevor der eigentliche Absenkvorgang beginnen kann.

Im folgenden soll die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems erläutert werden.

Zunächst soll der Kolben 20 mit den mit diesem verbundenen Aggregaten angehoben werden. Zu diesem Zweck wird das Steuerventil 12 in die Stellung A geschaltet. Von der Pumpe 10 wird Hydrauliköl über die Leitung 16, das Rückschlagventil 44 und das Sperrventil 48, das in diesem Falle als Rückschlagventil wirkt, in die untere Druckkammer 26 des Hydraulikzylinders 14 eingeleitet. Der Kolben 20 wird angehoben. Der Druck in der Leitung 16 öffnet über die Steuerleitung 66 das Sperrventil 60 in der anderen Leitung 18, so daß Hydrauliköl aus der oberen Druckkammer 24 des Hydraulikzylinders abströmen kann. Ist die gewünschte Höhe erreicht, so wird das Steuerventil 12 in die neutrale Stellung B umgeschaltet. Das von der Pumpe 10 geförderte Hydrauliköl wird über die Leitung 34 zurück in den Ölbehälter 36 befördert.

Das Sperrventil 48 wird unter dem Lastdruck in der Druckkammer 26 geschlossen. In dieser Situation kann beispielsweise auf einer angehobenen Arbeitsbühne gearbeitet werden.

Soll nunmehr ein Absenkvorgang eingeleitet werden, so wird zunächst das Steuerventil 12 in die Stellung C umgeschaltet. Ferner wird das Zweistellungsventil 40 in die Stellung D umgeschaltet, in der sich die Drosselstelle 46 in der Leitung 16 befindet. Hydrauliköl wird über die Leitung 18 gefördert. Sobald der vorgegebene Druck erreicht ist, wird das Sperrventil 94 über die Steuerleitung 98 mit dem Druck in der Leitung 18 geöffnet.

Sobald das Sperrventil 94 geöffnet ist, gelangt der Lastdruck der unteren Druckkammer 26 in die Steuerdruckkammer 86 des Druckausgleichsventils 80. Da in der unteren Steuerdruckkammer, die durch den Abschnitt 88 der Ventilbohrung gebildet wird, der relativ geringe Druck der Leitung 16 herrscht, wird der Ventilkolben 84 entgegen der Kraft der Feder 92 nach unten in bezug auf die Zeichnung verschoben. Drucköl aus der Leitung 18 kann über die abzweigende Leitung 106, die Eingangsbohrung 104, die Einschnürung des Ventilkolbens 84 und den an der Abquetschkante 90 bestehenden Zwischenraum in die untere Steuerdruckkammer und von dieser über die Leitung 102 in die Leitung 16 gelangen. Dies setzt sich fort, bis der Druck in der Senkleitung 16 den Lastdruck der unteren Druckkammer 26 des Hydraulikzylinders 14 erreicht hat. Bei der dargestellten Ausführungsform wird dieser höhere Druck nur im wesentlichen erreicht, da die Feder 92 in dieselbe Richtung wirkt wie der Druck in der Leitung 16, das Druckausgleichsventil 80 also schließt, bevor der höhere Druck vollständig erreicht ist. Durch entsprechend schwache Dimensionierung der Feder 92 läßt sich Jedoch der verbleibende Unterschied sehr gering halten.

Zwischenzeitlich hat sich auch hinter dem ersten Druckreduzierventil 50 in der Leitung 18 ein höherer Druck aufgebaut, so daß nunmehr über die Steuerleitung 100 das Sperrventil 48 geöffnet und die Senkleitung 16 für den Rückstrom des Hydrauliköls aus der unteren Druckkammer 26 freigegeben wird. Zugleich strömt das Hydrauliköl über das Sperrventil 60 in der Leitung 18 und das weitere Druckreduzierventil 62 in die obere Druckkammer 24 des Hydraulikventils.

Da bereits bei Beginn des Absenkvorganges, also beim Öffnen des Sperrventils 48, in der Senkleitung 16 der volle Arbeitsdruck herrscht, bleibt der störende Effekt des anfänglichen Absackens des Kolbens 24 aus.


Anspruch[de]
  1. 1. Hydrauliksystem mit wenigstens einer Steuereinheit (10, 12) und wenigstens einem Stellglied (14), das über Leitungen (16, 18) mit der Steuereinheit verbunden und über diese hin- und hergehend gegen und mit einer auf das Stellglied wirkenden Last, insbesondere aufwärts und abwärts gegen die Schwerkraft, antreibbar ist, gekennzeichnet durch ein Druckausgleichsventil (78) zum Angleichen des Druckes in der bei Bewegung des Stellgliedes (14) mit der Last als Rücklaufleitung dienenden Leitung (16) an den Lastdruck durch Auffüllen der Rücklaufleitung aus der Zufuhrleitung (18).
  2. 2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsventil (78) einen in einer Ventilbohrung (82) eines Ventilgehäuses (80) hin- und hergehend verschiebbaren Ventilkolben (84) aufweist, der an einem Ende dem Lastdruck des Stellgliedes (14) und am anderen Ende dem Leitungsdruck der Rücklaufleitung (16) ausgesetzt ist, welche Ventilbohrung (82) eine Abquetschkante (90) aufweist, die bei überwiegendem Lastdruck des Stellgliedes (14) eine Verbindung zwischen der Zufuhrleitung (18) und der dem Druck der Rücklaufleitung (16) zugewandten Seite des Ventilkolbens (84) freigibt.
  3. 3. Hydrauliksystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Sperrventil (94) zwischen der Lastdruckseite des Stellgliedes (14) und der Lastdruckseite des Ventilkolbens (84) des Druckausgleichsventils (78), das vor Beginn einer Bewegung des Stellgliedes mit der Last, insbesondere einer Senkbewegung unter Schwerkraft, auf Durchgang umschaltbar ist.
  4. 4. Hydrauliksystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein zweites Sperrventil (48) zwischen der Lastdruckseite des Stellgliedes (14) und der Rücklaufleitung (16), das mit zeitlicher Verzögerung gegenüber dem ersten Sperrventil (94) zur Einleitung der Bewegung des Stellgliedes mit der Last, insbesondere einer Senkbewegung, auf Durchgang umschaltbar ist.
  5. 5. Hydrauliksystem nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der beim Absenkvorgang als Zufuhrleitung dienenden Leitung (18) ein Druckreduzierventil (50) angeordnet ist und daß der Druck vor dem Druckreduzierventil (50) als Steuerdruck zum Öffnen des ersten Sperrventils (94) und der Druck hinter dem Druckreduzierventil (50) als Steuerdruck zum Öffnen des zweiten Sperrventils (48) verwendet wird.
  6. 6. Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder (14) ist, dessen Kolben (20) mit einem anhebbaren und absenkbaren Bauteil verbunden ist und der beiderseits des Kolbens (20) Druckkammern (24, 26) aufweist, die jeweils mit einer der beiden von der Steuereinrichtung (10, 12) zugeführten Leitungen (16, 18) verbunden sind.
  7. 7. Hydrauliksystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der beim Absenkvorgang als Zufuhrleitung dienenden Leitung (18) hinter dem ersten Druckreduzierventil (50) ein weiteres Druckreduzierventil (62) und zwischen beiden Druckreduzierventilen (50, 62) ein gesteuertes Rückschlagventil (60) angeordnet ist, das in Rücklaufrichtung sperrt und durch den Druck in der anderen Leitung (16) als Steuerdruck auf Durchgang umschaltbar ist.






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