DE1040332B - Entlastungseinrichtung fuer ein hydraulisches Drucksystem mit Pumpen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Entlastungseinrichtung für ein hydraulisches Drucksystem mit Pumpen, bei dem ein eine Entlastungsleitung abschließendes Ventil mittels eines druckgesteuerten Hilfsventil je nach dem im System herrschenden Druck geöffnet bzw. geschlossen wird und eine die Geschwindigkeit der Bewegung des Abschlußventils regelnde Drosseleinrichtung im Betätigungskreislauf des Abschlußventils vorgesehen ist. Entlastungseinrichtungen dieser bekannten Art dienen beispielsweise dazu, beim Betriebe von hydraulischen Akkumulatoren die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit zur Niederdruckseite des Systems abzuleiten, wenn der Akkumulator geladen ist, und sie wieder auf die Hochdruckseite des Systems umzuschalten, wenn der Druck in dem Akkumulator auf einen bestimmten Wert abgesunken ist.

Die bekannten Entlastungseinrichtungen arbeiten bei mäßigen Drücken zufriedenstellend. Sie haben sich jedoch dann als unzweckmäßig erwiesen, wenn sehr hohe Drücke auftreten und wenn beträchtliche Flüssigkeitsmengen zu steuern sind. In solchen Fällen ist es schwierig, bei den bekannten Systemen die Arbeitsgeschwindigkeit des Nebenschlußventils genügend niedrig zu halten, um schädliche mechanische und/oder hydraulische Druckstöße zu vermeiden.

Zweck der Erfindung ist es, eine ausreichende Beherrschung der Arbeitsgeschwindigkeit des genannten Ventils auch bei sehr hohen Drücken und Liefermengen der Pumpe sicherzustellen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mit dem Abschlußventil in der Entlastungsleitung ein druckgesteuertes Drosselventil in Reihe geschaltet ist, das während der Tätigkeit des Abschlußventils den Druckabfall in letzterem auf einen gegenüber dem Drucksystem kleinen Normalwert, z. B. auf ein Zwanzigstel des Systemdrucks, begrenzt. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Arbeitsweise der Entlastungseinrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 bis 5 eine beispielsweise Ausführungsform der Entlastungseinrichtung, und zwar Fig. 2 eine Vorderansicht,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 5, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 5, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 3 und Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 2. Gemäß Fig. 1 saugt eine Pumpe 1 durch eine Leitung 1 α aus einem nicht dargestellten Behälter eine hydraulische Flüssigkeit an und befördert diese in eine Leitung hinein, die einen Teil eines zu speisenden Systems bildet. Dieses System enthält normalerweise steinen druckbelasteten Akkumulator. Das Rohr 1 b, welches die Pumpe 1 mit der Leitung 2 verbindet, ist mit einer Abzweigung 3 versehen, die einen Teil einer Entlastungsleitung bildet. Außerdem enthält das Entlastungseinrichtung

für ein hydraulisches Drucksystem

mit Pumpen

Anmelder:

The Plessey Company Limited,
Ilford, Essex (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Douglas Gerhard Booth,
Ilford, Essex (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Rohr 1 b ein Rückschlagventil 4, welches den Austritt von Flüssigkeit aus dem System verhindert, wenn die Pumpe entlastet ist. Die Entlastungsleitung führt zu einem Auslaß 6, der an den Behälter angeschlossen ist. Zwischen der Abzweigung 3 und dem Auslaß 6 sind zwei Ventile 7 und 8 in Reihe geschaltet. Mit Ausnahme des Falles, daß das Drosselventil 7 geschlossen ist, tritt ein Druckabfall in dem Abschlußventil 8 auf. Dieser Druckabfall wirkt sich auf einen Kolben 9 aus, der ein Ventil 10 steuert und durch eine Feder 11 vorbelastet ist, welche das Ventil 10 hält, bis die Druckdifferenz ausreicht, um die Feder 11 zusammenzudrücken. Das Drosselventil 7 wird durch einen Differentialkolben 12, 13 betätigt. Wenn das Ventil 10 geschlossen ist, wird der Kolben 12 in seiner dargestellten Schließstellung gehalten, da der Flüssigkeitsdruck in der Zweigleitung 3 auf die Endfläche des Kolbens 12 durch eine Leitung 14, 14a mit einer Drosseleinrichtung 15 gelangt. Die Endfläche des Kolbens 13 unterliegt dem Druck in der Leitung 16 zwischen den Ventilen 7 und 8, und die dadurch erzeugte Druckkraft wird durch eine Feder 17 ausgeglichen. Die Stufe 18 des Differentialkolbens 12, 13 befindet sich ständig unter dem Pumpendruck.

Angenommen, das Abschlußventil 8 ist teilweise geöffnet, während das Drosselventil 7 geschlossen ist. In diesem Falle wird der Druck in der Leitung 16 unter den Wert absinken, bei welchem sich das Ventil 10 öffnet. Sobald dies geschieht, wird Flüssigkeit von dem äußeren Ende des Kolbens 12 über das Ventil 10

TO 640/261

Claims (7)

in größerer Menge abfließen, als dieser Raum durch die Drosseleinrichtung 15 hindurch wieder aufgefüllt werden kann, und der Differentialkolben 12, 13 bewegt infolgedessen das Drosselventil 7 von seinem Sitz fort, bis Flüssigkeit durch die Zweigleitung 3 und durch das Abschlußventil 8 in solcher Menge .strömt, daß am Abschlußventil 8 der vorher bestimmte Druckabfall eintritt, der dann ein Schließen des Ventils 10 bewirkt. Das Drosselventil 7 kommt dabei entweder in einer Stellung zur Ruhe, oder es pendelt um diese Stellung, in welcher der Druckabfall im Abschlußventil 8 den vorher bestimmten Wert einhält. Da? Abschlußventil 8 wird seinerseits durch einen Kolben 19 in Verbindung mit einer Belastungsfeder 20 gesteuert, welche bestrebt ist, das Ventil zu schließen. Eine Seite des Kolbens 19 unterliegt dem Druck in der Leitung 16, der ebenfalls das Bestreben hat. das Abschlußventil 8 zu schließen. Der Druck auf die andere Seite des Kolbens 19 wird durch einen Differentialkollien 21, 22 geregelt, der als Hilfsventil dient und durch eine Belastungsfeder 23 normalerweise in einer Endstellung gehalten wird. Befindet sich das Hilfsventil 21, 22 in dieser Stellung, so stellt eine Bohrung 24 im Kolben 22 eine Verbindung zwischen einer mit dem Auslaß 6 verbundenen Kammer 30 und einer Kammer 31 her, die durch eine Leitung 25 und eine Drosseleinrichtung 27, 29 an die Kammer 26 auf der Außenseite des Kolbens 19 angeschlossen ist. Ist das Abschlußventil 8 geöffnet, so bewirkt der Druck in der Leitung 16 ein Schließen desselben mit einer Geschwindigkeit, die von dem Widerstand der Drosseleinrichtung 27, 29 abhängt. Das Abschlußventil 8 schließt ^ich demnach schrittweise, gefolgt von dem Drosselventil 7. Dann strömt die gesamte, von der Pumpe 1 "gelieferte Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 4 in die Leitung 2, und es wird das betreffende System betätigt und/oder der Akkumulator geladen. Erreicht-der Druck in dem System einen Wert, bei welchem seine Wirkung auf die kleinste Fläche des Kolbens 21 der Kraft der Feder 23 die Waage hält, so beginnt das Hilfsventil 21, 22, sich nach seinem anderen Ende hin zu bewegen. Bei dieser Bewegung überdeckt es die Mündungen der Bohrung 24, wodurch die Verbindung zwischen der Kammer 26 mit dem Auslaß 6 unterbrochen wird. Gleichzeitig wird die Mündung einer anderen Bohrung 28 im Kolben 21 geöffnet, wodurch die Leitung 25 mit der Leitung 2 in Verbindung gebracht wird. Der Systemdruck wirkt nun auch auf die ringförmige Stufe des Differentialkolbens 21, 22, und dieser vermehrte Druck veranlaßt eine schnelle Bewegung des Hilfsventils in seine entgegengesetzte Stellung. Der Systemdruck kommt dabei auch auf das äußere Ende des Kolbens 19 zur Einwirkung, so daß dieser in Richtung auf die Öffnungsstellung des Abschlußventils 8 bewegt wird. Diese Bewegung wird durch eine Drosselöffnung 29 geregelt, die enger ist als die Drosselöffnung 27 und infolge der Umkehrung des Stromes in die Leitung 25 an die Stelle der weiteren Drosselöffnung 27 tritt. Während der Öffnung des Abschlußventils 8 folgt das Drosselventil 7 automatisch dieser Öffnungsbewegung, so daß der Druck in der Leitung 16 und der Druckabfall in der Drosselöffnung 29 konstant gehalten werden. Der Druckabfall in der Drosselöffnung 29 bestimmt die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 19 des Abschluß ventils 8, bis sich das Drosselventil 7 voll geöffnet hat, worauf sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Abschlußventils 8 vermindert, so daß eine sanfte Entlastung der Pumpe 1 gesichert ist. Wenn der Druck in dem System unter einen zweiten, vorher bestimmten Wert abfällt, bei dem seine Wirkung auf die Fläche des Kolbens 21 durch die Feder 23 überwunden wird, kehrt der Differentialkolben 21, 22 in seine Ausgangsstellung zurück. Diese Rückbewegung wird beschleunigt, wenn die Mündung der Bohrung 28 geschlossen wird. Der Kolben 19 und die Feder 20 schließen dann das Abschlußventil 8, dem das Drosselventil 7 in der oben beschriebenen Weise folgt, so daß die gesamte Pumpenlieferung in ähnlich abgestuftem Maße wieder dem System zugeführt wird. Ein praktisches Ausführungsbeispiel der Entlastungseinrichtung gemäß der Erfindung ist in den Fig. 2 bis 6 dargestellt, in welchen gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet wurden. Alle in Fig. 1 dargestellten Elemente sind in einem Gehäuse untergebracht, welches aus den Teilen 32 und 33 besteht, die miteinander durch Schrauben 34 verbunden sind. Abänderungen gegenüber der Fig. 1 bestehen in der Anordnung eines Sicherheitsventils 35, welches mit der Leitung 16 in Verbindung steht. Außerdem ist ein etwas verschiedenes System von Drosselöffnungen zwischen den Klammern 26 und 31 vorhanden. Während nach Fig. 1 die beiden Drosselöffnungen 27 und 29 in einem frei beweglichen Verschluß stück angeordnet sind, welches durch den Strom in der Leitung 25 so bewegt wird, daß die Drosselöffnungen wahlweise in Tätigkeit treten, sieht die Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 6 zwei entsprechende Drosselöffnungen 27 α und 29 α vor, welche in parallelen Zweigen der Leitung 25 angeordnet sind. In Reihe mit der größeren Drosselöffnung 27α ist ein Kugelrückschlagventil 27b verhanden, um den Strom aus der Kammer 31 in die Kammer 26 auf den die Drosselöffnung 29 a enthaltenden Weg von größerem Widerstand zu beschränken. Die Drosselöffnungen 27α und 29 α können so gewählt werden, daß das öffnen und Schließen des Abschlußventils 8 in etwa einer Sekunde erfolgt. Bei geeignet bemessenem Widerstand der Drosseleinrichtung 15 kann damit gerechnet werden, daß auch dann eine gleichmäßige Arbeitsweise des Systems gesichert wird, wenn das Rückschlagventil 4 in seiner öffnungsstellung hängenbleiben sollte. P A TENT Λ NS P Rt? C IIE:

1. Entlastungseinrichtung für ein hydraulisches Drucksystem mit Pumpen, bei dem ein eine Entlastungsleitung abschließendes Ventil mittels eines druckgesteuerten Hilfsventils je nach dem im System herrschenden Druck geöffnet bzw. geschlossen wird und eine die Geschwindigkeit der Bewegung des Abschlußventils regelnde Drosseleinrichtung im Betätigungskreislauf des Abschlußventils vorgesehen ist, gekennzeichnet durch ein mit dem Abschlußventil (8) in Reihe geschaltetes druckgesteuertes Drosselventil (7) in der Entlastungsleitung (3, 16, 6), des während der Tätigkeit des Abschlußventils (8) den Druckabfall im Abschlußventil (8) auf einen gegenüber dem Systemdruck kleinen Normalwert, z. B. auf ein Zwanzigstel des Systemdrucks, begrenzt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußventil (8) so angeordnet ist, daß es durch den Druckunterschied zwischen dem durch das Drosselventil (7) geregelten Druck vor dem Abschlußventil (8) und je nach der Stellung des Hilfsventils (21), dem Systemdruck bzw. dem Auslaßdruck (6) unter

Zwischenschaltung der Drosseleinrichtung (27, 29) betätigt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (27, 29) von der Strömungsrichtung so gesteuert ist, daß sie für das Öffnen des Abschlußventils (8) eine andere, insbesondere engere Drosselöffnung (29) an Stelle der beim Schließen des Abschlußventils (8) wirksamen Drosselöffnung (27) zur Wirkung bringt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine die Schließgeschwindigkeit des Drosselventils (7) regelnde Drosseleinrichtung (15).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (7) normalerweise durch einen Differentialkolben (12, 13) geschlossen gehalten wird, dessen kleinere Fläche unter dem Pumpendruck steht und dessen größere Fläche dem Druck in einer Kammer ausgesetzt ist, welcher der Pumpendruck durch die Drosseleinrichtung (15) zugeleitet wird, während ein weniger gedrosselter Durchlaß die genannte Kammer mit einer weiteren Kammer verbindet, in der sich ein Kolben (9) befindet, der ein Ventil (10) den weniger gedrosselten Durchlaß entgegen einer vorher bestimmten Belastung (11) durch den Druckabfall im Abschlußventil (8) schließt, wenn dieser Druckabfall einen bestimmten Wert überschreitet.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (21) als Differentialkolben (21, 22) ausgebildet ist, bei dem die kleinste Fläche dem Systemdruck (2) ausgesetzt ist und eine andere kleine Fläche dem Druck in einer Kammer (30) unterliegt, welche mit dem Auslaßdruck (6) in Verbindung steht, wenn sich der Differentialkolben (21, 22) in einer Endstellung befindet, und dem Systemdruck (2) unterworfen und von dem Auslaßdruck (6) abgeschaltet wird, wenn sich der Differentialkolben (21, 22) unter der Wirkung des Systemdrucks (2) auf die kleinste Seite eine bestimmte Strecke fortbewegt hat.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Zusammenfassung aller Einzelteile in einem einzigen Gehäuse (32, 33).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 512 768;
britische Patentschriften Nr. 594 140, 611 628;
USA.-Patentschriften Nr. 2 474 681, 2 500 627,
680 447.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 809 640/261 9.