DE1262089B

DE1262089B - Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE1262089B
Application number: DE1965J0028300
Authority: DE
Inventors: Franz Henninghaus; Wolfgang Kuhn
Original assignee: Internat Harvester Co M B
Current assignee: Internat Harvester Co M B
Priority date: 1965-06-08
Filing date: 1965-06-08
Publication date: 1968-02-29

Description

Steuereinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung mit zwei in einem Gehäuse räumlich parallel angeordneten, in Schließrichtung federbelasteten Einzelventilen, die durch einen Kipphebel über kolbenförmige, gegenüber den Verschlußstücken im Durchmesser abgesetzten Stößeln derart betätigt werden, daß das eine Einzelventil geöffnet und das andere geschlossen wird, wobei das eine Einzelventil den Zulauf von der Druckmittelquelle zum Verbraucher und das andere den Rücklauf vom Verbraucher in die Rücklaufleitung beherrscht.
Bei bekannten Steuereinrichtungen dieser Art sind die druckbeaufschlagten Flächen des Verschlußstücks und des Stößels des Rücklaufventils gleich groß ausgebildet. Durch die dadurch bedingte Druckentlastung des Rücklaufventils soll eine leichte Betätigung des Kipphebels erreicht werden. Diese bekannten Steuereinrichtungen sind noch insofern mit einem Nachteil behaftet, als sie in ihrer Neutralstellung, in welcher der Verbraucher unter Druck steht, nicht sicherstellen, daß bei Überschreiten bestimmter Drücke diese Druckspitzen wirksam abgebaut werden. Daher kann es bei Überbelastungen, wie sie beispielsweise bei einer in ein Fahrzeug eingebauten Steuereinrichtung durch Auffahren des Fahrzeugs auf ein Hindernis eintreten können, vorkommen, daß der oder die Verbraucher, deren Zuleitungen oder aber ein gegebenenfalls vorhandenes Übertragungsgestänge beschädigt werden, so daß das Fahrzeug ausfällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß sie den vorbeschriebenen Übelstand nicht mehr aufweist, vielmehr auf einfache Weise bei Überlastungen eine einwandfreie überlastsicherung gewährleistet.
Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die vom Druck im Verbraucher beaufschlagte Fläche des Verschlußstücks des Rücklaufventils größer ist als die entgegengesetzt gerichtete, vom gleichen Druck beaufschlagte Fläche des Stößels.
Auf diese Weise kommt man zu einer Steuereinrichtung, bei dem durch die unterschiedliche Bemessung der druckbeaufschlagten Flächen des Verschlußstücks und des Stößels am Rücklaufventil letzteres nicht nur den Flüssigkeitsrücklauf vom Verbraucher zu der Rücklaufleitung steuert, sondern zugleich auch als Sicherheitsventil wirkt, das bei überschreiten eines vorbestimmten Druckes im Verbraucher automatisch anspricht und letzteren mit der Rücklaufleitung verbindet. Dabei ist wesentlich, daß bei diesem Druckausgleich ein Einfluß auf den von Hand zu verstellenden Kipphebel nicht erfolgt. Es sei erwähnt, daß es grundsätzlich zum Stand der Technik gehört, durch unterschiedliche Bemessung von druckbeaufschlagten Flächen eines Steuerteils durch dessen Verschiebung einen Verbraucher mit der Rücklaufleitung zu verbinden. Hierbei handelt es sich jedoch um Steuereinrichtungen mit einem grundsätzlich anderen Aufbau und einer anderen Wirkungsweise.
Schließlich kennt man auch bereits eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art, bei der ein Druckausgleich am Rücklaufventil grundsätzlich möglich wäre. In diesem Fall ist jedoch nicht die druckbeaufschlagte Fläche des Verschlußstücks, sondern die druckbeaufschlagte Fläche des Kolbenstößels des Rücklaufventils größer ausgebildet. Das hat zur Folge, daß bei einem Druckanstieg im Verbraucher über den voreingestellten Wert der Kolbenstößel bewegt wird, und zwar entgegen der Angriffsrichtung des von Hand zu verstellenden Kipphebels, an dem zugleich auch der Stößel des anderen Ventils angreift. Sofern sich daher der Stößel des Rücklaufventils bewegt, so wird über den Kipphebel automatisch auch der andere Stößel in entgegengesetzter Richtung bewegt, so daß Druckflüssigkeit in unerwünschter Weise in den Verbraucher einströmen kann, mithin zu unkontrollierbaren Steuerbewegungen führen kann.
Zu einer sehr einfachen Bauweise der neuen Steuereinrichtung kommt man dann, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in an sich bekannter Weise die Verschlußstücke und die Stößel jeweils einteilig ausgebildet sind. Hierdurch wird - im Gegensatz zu den vielfach zweiteilig ausgebildeten, aus Stößel und Verschlußstück bestehenden Kolbenventilen - die Führung und der Einbau dieser Teile sehr vereinfacht.
Die Steuereinrichtung wird vorteilhaft in einem Flüssigkeitskreislauf als parallelgeschaltetes Ventil ausgebildet. Dadurch wird sichergestellt, daß auch bei der Anordnung von mehreren gleichzeitig oder unabhäqgig voneinander betätigten Ventilen in der Neutralstellung eine Überlastung verhindert wird.
Ein Ausführungsbeispiel der neuen Steuereinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei besitzt das Gehäuse 1 eine Zulauföffnung Z und einen Zulaufkanal3, der an seinem unteren erweiterten Ende 3' durch einen Dichtungsring 4 verschlossen ist. In dem als Zylinderbohrung ausgebildeten .Zulaufkanal 3 ist ein den Zulauf steuerndes Ventil s längsverschieblich gelagert. Es besitzt einen unteren, in dem Dichtungsring 4 gleitenden Führungsteil 6, ein darüberliegendes, konisch ausgebildetes Verschlußstück 7 und am oberen Ende einen Stößel B. Das Ende des Stößels 8 ragt aus dem Gehäuse 1 hinaus und erstreckt sich in ein angeschraubtes Lagerstück 9. Im oberen Teil des Lagerstückes 9 ist ein querverlaufender Schlitz 10 vorgesehen, der einem mit einem Knopf 11 versehenen Steuerhebel 12 eine Bewegung in Pfeilrichtung ermöglicht. Letzterer ist an seinem unteren Ende mit einer im Lagerstück 9 drehbar gelagerten Steuerwelle 13 starr verbunden. Im unteren Bereich der Bohrung des Lagerstücks 9 bleibt eine segmentförmige Ausnehmung 14 frei, so daß mit der dann planverlaufenden Grundfläche 15 der Steuerwelle 13 das obere Ende des Stößels 8 unter Vorhandensein eines geringfügigen Spiels zusammenwirkt. Durch Verschwenken des Steuerhebels 12 im Uhrzeigersinn wird das Ventil s nach unten verschoben und damit das Verschlußstück 7 von seinem Sitz abgehoben, so daß Druckflüssigkeit von der Zulauföffnung 2 hinter das Verschlußstück 7 gelangen kann. Das Verschieben des Ventils 5 erfolgt entgegen der Wirkung einer Feder 16, die sich einerseits an dem im unteren Teil 3' des Zulaufkanals 3 liegenden Dichtring 4 und andererseits am Verschlußstück 7 abstützt.
Der Zulaufkanal3 steht über einen rechtwinklig davon abzweigenden Verbindungskanal 17 mit einem Verbraucherkanal 18 in Verbindung. Zwischen dem Verbindungskanal 17 und dem Verbraucherkanal 18 liegt ein Rückschlagventi119, das normalerweise durch eine Feder 20 geschlossen gehalten ist, jedoch bei geöffnetem Ventil s durch die einströmende Druckflüssigkeit geöffnet werden kann.
Zu beiden Seiten des Verbraucherkanals 18 erstreckt sich ein parallel zum Zulaufkanal3 verlaufender Rücklaufkana121, in dem ein Ventil 22 verschieblich ist. Das Ventil 22 besitzt zwei verdickt ausgebildete Endteile 23, 24, von denen das obere als im Gehäuse 1 gleitender Stößel und das untere als Verschlußstück ausgebildet ist. Das Verschlußstück 24 wird durch eine im unteren verbreiterten Teil 21, des Rücklaufkanals 21 liegende, sich an einem Schraubstutzen 25 abstützende Feder 26 gegen seinen Ventilsitz gedrückt, so daß normalerweise zwischen dem Verbraucherkanal 18 und dem Rücklaufkanal 21 bzw. dessen im unteren Kanalteil 21' liegenden Rücklauföffnung 27 keine Verbindung besteht. Die dem Verbraucherkanal 18 zugewandte Stirnseite 28 des Verschlußstücks 24 besitzt eine größere Fläche als die gegenüberliegende Stirnseite 29 des Stößels 23. Der Stößel 23 ragt in die Ausnehmung 14 des Lagerstücks 9 und greift hier an der Grundfläche 15 der Steuerwelle 13 an. Bei Verschwenken des Steuerhebels 12 im Gegenuhrzeigersinn wird das Ventil 22 entgegen der Wirkung seiner Feder 26 nach unten bewegt und damit das Verschlußstück 24 von seinem Sitz abgehoben, so daß Druckflüssigkeit aus dem nicht gezeigten Arbeitszylinder zur Rücklauföffnung 27 fließen kann.
Es sei angenommen, daß die abgebildete Steuereinrichtung bei einer Baumaschine benutzt wird, deren Ladeschaufel in verschiedene Arbeitshöhen angehoben bzw. abgesenkt werden soll. Zum Heben der Ladeschaufel wird der Steuerhebel 12 aus seiner in der Zeichnung senkrechten Stellung nach rechts bewegt, wodurch über die Steuerwelle 13 das Ventil s entgegen der Wirkung der Feder 16 nach unten bewegt wird. Dabei wird das Verschlußstück 7 von seinem Sitz abgehoben, so daß Druckflüssigkeit einströmen kann. Durch den Druck der zu dem Rück schlagventi119 gelangenden Flüssigkeit wird dieses geöffnet, so daß Druckflüssigkeit über den Verbraucherkanal 18 zu dem Arbeitszylinder strömt. Durch dessen Beaufschlagüng wird die Ladeschaufel bis auf die gewünschte Höhe angehoben. Bei Erreichen dieser Arbeitshöhe wird der Steuerhebel 12 wieder in seine senkrechte Lage zurückbewegt. Dabei wird das, Ventil 5 durch die Feder 16 wieder nach oben in die in der Zeichnung dargestellte Neutralstellung verschoben, in der also der Zulauf unterbunden ist.
Soll die Ladeschaufel abgesenkt werden, so wird der Steuerhebel 12 nach links bewegt und dadurch das Ventil 22 entgegen der Kraft der Feder 26 nach unten bewegt, so daß infolge Abhebens des Verschlußstücks 24 von seinem Sitz der Verbraucherkanal 18 mit dem Rücklaufkanal 21 verbunden wird. Dadurch kann Druckflüssigkeit aus dem Arbeitszylinder abfließen, so daß die Ladeschaufel bis auf die gewünschte Höhe abgesenkt werden kann. Bei Erreichen der gewählten Arbeitshöhe wird der Steuerhebel 12 wieder in seine senkrechte Stellung zurückbewegt. Dabei wird das Ventil 22 durch seine Feder 26 erneut nach oben geschoben und damit das Rücklaufventil geschlossen.
Sowohl nach einem Hebe- als auch Senkvorgang; d. h. in der Neutralstellung, ist der Verbrauchskanal 18 mit Druckflüssigkeit gefüllt, da infolge des geschlossenen Rücklaufventils keine Druckflüssigkeit abfließen kann. Um in der Neutralstellung des Steuergerätes dessen Überlastung, die beispielsweise durch ein sich der Baumaschine entgegenstellendes Hindernis auftreten kann, mit Sicherheit zu vermeiden, ist erfindungsgemäß das Rücklaufventil als Sicherheitsventil ausgebildet. Die Wirkung des Sicherheitsventils ergibt sich dadurch, daß die Stirnseite 28 des Verschlußstücks 24 eine größere Wirkfläche als die Stirnseite 29 des Stößels 23 besitzt. Bei Auftreten eines unzulässig hohen, d. h. bei überschreiten eines durch die Feder 26 voreingestellten Druckes wird das Ventil 22 infolge der vorerwähnten Differenzflächenwirkung nach unten verschoben und das Verschlußstück 24 von seinem Sitz abgehoben. Dadurch kann Druckflüssigkeit aus dem Verbraucherkanal 18 bzw. Arbeitszylinder abfließen, und zwar so lange, bis die durch die Feder 26 eingestellte Kraft und der im Verbraucherkanal 18 herrschende Flüssigkeitsdruck ausgeglichen sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Steuereinrichtung mit zwei in einem Gehäuse räumlich parallel angeordneten, in Schließrichtung federbelasteten Einzelventilen, die durch einen Kipphebel über kolbenförmige, gegenüber den Verschlußstücken im Durchmesser abgesetzten Stößeln derart betätigt werden, daß das eine Einzelventil geöffnet und das andere geschlossen wird, wobei das eine Einzelventil den Zulauf von der Druckmittelquelle zum Verbraucher und das andere den Rücklauf vom Verbraucher in die Rücklaufleitung beherrscht, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Druck im Verbraucher beaufschlagte Fläche (28) des Verschlußstücks (24) des Rücklaufventils (22) größer ist als die entgegengesetzt gerichtete, vom gleichen Druck beaufschlagte Fläche (29) des Stößels (23).
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Verschlußstücke (7, 24) und die Stößel (8,23) jeweils einteilig ausgebildet sind.
3. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil in einem Flüssigkeitskreislauf parallel geschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1163 105, 1189 346; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1904 834; USA.-Patentschriften Nr. 2 935 090, 3 107 695.