DE29913616U1

DE29913616U1 - Ventilanordnung

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Publication number: DE29913616U1
Application number: DE29913616U
Authority: DE
Original assignee: ALPHA FLUID HYDRAULIKSYSTEME M
Current assignee: ALPHA FLUID HYDRAULIKSYSTEME M
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2009-08-05

Description

/4LPHaFLUID HYDRATJLIKSYSTEME Müller GmbH; 72124 Pliezhausen, Robert-Bosch-Str. 11 Klaus Schneider - Geschäftsführer - Tel. 07127/97 31 10 - Fax 07127/ 97 31 90

AlphaFluid Hydrauliksysteme Müller GmbH Robert-Bosch-Str. 11
72124 Pliezhausen

Ventilanordnung

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, zur Steuerung mindestens eines Arbeitszylinders oder Hydraulikmotors, bestehend aus einem mechanisch betätigten Hydraulik-Wegeventil mit angebauter elektrohydraulischer Vorsteuereinheit zur wahlweisen direkten Betätigung über einen mechanischen Hebel oder fernbetätigt über elektrische Schaltelemente mit manuell rastbaren Schaltstellungen einer oder beider Wegeventil-Schieberendpositionen.

Derartige Ventilanordnungen werden vorzugsweise in Baumaschinen eingesetzt die manuell direkt oder über Kabel-, Funk- oder Infrarotsteuerungen auch elektrisch ferngesteuert werden, dabei ist es vorteilhaft wenn einzelne Funktionen der Maschine, wie z.B. die Rotation einer Vibrationsmasse, nach manueller Einschaltung über das hydraulische Wegeventil in Betrieb bleiben bis der Bediener die Raststellung wieder ausrastet und solange beide Hände zur Steuerung anderer Maschinenfunktionen frei hat. Genauso ist eine solche Ventilanordnung in stationären, hydraulische Anlagen vorteilhaft, wenn von mehreren Bedienstandorten aus dieselbe Maschinenfunktion gesteuert werden soll.

Bekannte Ausfuhrungsarten haben fur die direkte mechanische Betätigung eine eigene, offen angebaute mechanische Rastvorrichtung die bei elektrischer Betätigung nicht ansprechen darf und dadurch aufwendig, schmutz- und störanfällig wird.

Aufgabe der Erfindung ist, unter Vermeidung der genannten Nachteile, eine einfache, geschlossene und verschleißarme Rastung mit sicherer Funktion zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der, der Schaltrichtung zugehöngen Arbeitsleitung zu einem Hydraulikmotor oder Hydraulikzylinder durch den, durch die manuelle, direkte Betätigung des Wegeventilschiebers verursachten Arbeitsdruck, ein mit der Arbeitsleitung in Wirkverbindung stehender Druckschalter einen elektrischen Kontakt betätigt und das der Schaltrichtung zugehörige Elektro-Vorsteuerventil dadurch bestromt und somit über die elektrohydraulische Vorsteuerung den Wegeventilschieber in der zugeordneten Endposition hält. Damit ist die gesamte zusätzliche mechanische Rasteinrichtung ersetzt und bereits vorhandene Baugruppen werden durch das handausgelöste Drucksignal für die Rastfunktion genutzt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung besteht darin, daß im Stromkreis zwischen der Stromversorgung, dem Druckschalter und dem Ventilmagneten elektrische Baugruppen zur Reduzierung der Stromaufhahme angeordnet sind. Durch diese Anordnung ist es mit einfachen Mitteln möglich die Haltekraft der Rastung den betrieblichen Erfordernissen anzupassen.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist der Ansprechdruck des Druckschalters bzw. sind die Ansprechdrücke der Druckschalter unterschiedlich einstellbar.

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Dadurch können individuelle Reaktionen der verschiedenen Verbraucher und Schaltstellungen eingestellt und bei Bedarf nachträglich verändert werden, was bei einer mechanischer Rastung nahezu unmöglich ist.

Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Es zeigt:

Fig. 1 Hydraulik- und Elektroschaltschema einer Ventilanordnung mit

neuer elektrohydraulischer Rastung

Fig. 2 Hydraulikschema der Fig. 1 mit einem zusätzlichen Ventil zur Beeinflussung des

Vorsteuerdruckes im hydraulischen Vorsteuerkreis

Die in Fig. 1 dargestellte Hydraulikanlage besteht aus einer Ventilanordnung 1 die in ihrer Funktion in dem deutschen Gebrauchsmuster 94 15 118.0 beschrieben ist. In dem dargestellten Fall wird mit der Ventilanordnung 1 ein Hydraulikmotor 2 angesteuert. Die elektrische Ansteuerung der Ventilanordnung 1 wird mit der elektrischen Steuerung 3 schematisch dargestellt. Die Ventilanordnung 1 besteht aus einem Wegeventil 4 mit dem Schieber 5 der drei Schaltstellungen einnehmen kann: 6 in der Mittelstellung und 7 bzw. 8 in den Endstellungen.

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An das Wegeventil 4 ist die elektrohydraulische Vorsteuereinheit 9 angebaut. Über das Vorsteuer-Magnetventil 10 mit der Wicklung 11 und das Ventil 12 mit der Wicklung 13 können die drei Schaltstellungen des Wegeventiles 4 auch elektrisch geschaltet werden.

Auf der entgegengesetzten Seite des Wegeventiles 4 ist zur mechanischen Direktbetätigung des Wegeventilschiebers 5 ein Handhebel 14 angebaut. Die Verbindung vom Wegeventil 4 zum Hydraulikmotor 2 ist über die Arbeitsleitungen 15 und 16 hergestellt. In der Mittelstellung 6 sind beide Arbeitsleitungen mit dem Tankanschluß T verbunden und dadurch drucklos. Über hydraulische Meßleitungen 17 und 19 sind die Druckschalter 18 und 20 an die Arbeits leitungen angeschlossen, die Druckschalter können, wie dargestellt, einstellbar oder aber auch mit fester Einstellung für den Ansprechdruck ausgeführt sein. Die elektrischen Signalleitungen 21, 22, 23 und 24 der Druckschalter 18 und 20 sind an die Steuerung 3 angeschlossen. Über die elektrischen Kommandoleitungen 25 und 26 werden die Magnetspulen 11 bzw. 13 der Magnetventile 10 bzw. 12 aus der Steuerung 3 bestromt. Innerhalb der Steuerung 3 sind die Funktionsbaugruppen Wahlschalter 30 und die Steuereinheit 31 dargestellt. Der Wahlschalter 30 hat zwei Schaltpositionen: H für Handbetrieb und (gestrichelt gezeichnet) E für elektrische Betätigung aus der Steuereinheit 31 kommend, wie z.B. über Kabel-, Funk- oder Infrarotfernsteuerung. In der Schaltstellung H des Wahlschalters 30 werden in den jeweiligen Stromkreisen über die Druckschalter zu den Magnetspulen elektrische bzw. elektronische Baugruppen 40 bzw. 41 wirksam durch die der Stromfluß zu den Magnetspulen begrenzt werden kann, entweder, wie dargestellt, verstellbar oder auch mit konstantem Wert.

In Fig. 2 ist als einzige Erweiterung der Hydraulikschaltung nach Fig. 1 das Druckbegrenzungsventil 50 im Vorsteuerkreis zur Begrenzung des Vorsteuerdruckes eingefügt.

Das Druckbegrenzungsventil 50 kann, wie gezeichnet, einstellbar aber auch mit fest eingestelltem Ansprechdruck ausgeführt sein.

Anhand der Fig. 1 ergibt sich folgende Wirkungsweise der neuen elektrohydraulischen Rastung: Je nach Betriebsart Fernsteuerung oder direkter Handbetrieb stellt der Bediener den Wahlschalter 30 in die der gewünschten Betriebsart entsprechende Schaltposition. Die elektrohydraulische Rastung ist nur wirksam, wenn der Wählschalter 30 in der Position H steht. Wird nun über den Handhebel 14 der Wegeventilschieber 5 z.B. in die Schaltstellung 7 verschoben, d.h. der Bediener zieht am Handhebel, so wird die Arbeitsleitung 15 mit dem Pumpenzulauf 45 verbunden, die Arbeitsleitung 16 bleibt mit dem Tankanschluß T verbunden, so daß sich der Hydraulikmotor aufgrund des Druckgefälles in Bewegung setzt. Der dabei auftretende Arbeitsdruck in der Arbeitsleitung 15 pflanzt sich über die Meßleitung 17 zum Druckschalter 18 fort wodurch der Druckschalter anspricht, seine Kontakte schließt und dadurch die elektrischen Signalleitungen 21 mit 22 verbindet. Der elektrische Strom fließt nun vom Pluspol (+) der Stromversorgung 28 über den geschlossenen Druckschalter 18 und die Strombegrenzung 40, den geschlossenen Kontakt des Wahlschalters 30 und die Kommandoleitung 26 zur Magnetwicklung 11, die auf der Ausgangsseite über Leitung 27 immer mit der Masse (-) der Stromversorgung 28 verbunden ist, so daß das Magnetventil 10 schließt und dadurch über die Vorsteuereinheit 9 den Wegeventilschieber 5 in der gewünschten Schaltstellung 7 hält, auch nachdem der Bediener die Hand vom Handhebel 14 löst. Zur Auflösung der Rastung, bzw. Beendigung der Motorbewegung, drückt der Bediener den Handhebel wieder in die Mittelstellung 6 zurück; dabei muß die von der elektrohydraulischen Vorsteuerung verursachte Haltekraft überwunden werden, die hauptsächlich vom Vorsteuerdruck bestimmt wird.

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Durch die Strombegrenzung 40 wird die wirksame Kraft der Magnetwicklung 11 begrenzt und damit die Schließkraft des Magnetventiles 10, dadurch kann das Magnetventil 10 nur einen begrenzten Vorsteuerdruck aufrecht erhalten und wirkt wie ein Druckbegrenzungsventil und die notwendige Ausrastkraft wird unabhängig vom herrschenden Arbeitsdruck. Mit der Rückstellung des Schiebers 5 in die Mittelstellung 6 wird die Druckölzuführ zum Motor unterbrochen und der Arbeitsanschluß 15 wieder mit dem Tankanschluß verbunden und somit drucklos, dadurch schaltet der Druckschalter 18 zurück und die elektrische Verbindung der Signalleitungen 21 zu 22 wird wieder unterbrochen und in der Folge davon die Wicklung 11 stromlos, so daß das Vorsteuer-Magnetventil 10 wieder öffnet und die Rast-Haltekraft zusammenbricht. Beim manuellen Schalten des Schiebers 5 in die Schaltstellung 8 ist der Funktionsablauf der elektrohydraulischen Rastung derselbe, jedoch sind dann die analogen Funktionsteile Arbeitsleitung 16, Druckschalter 20, Strombegrenzung 41, Wicklung 13 und Magnetventil 12 die aktiven Teile; der Funktionsablauf ist ansonsten genau gleich, wie vorstehend beschrieben.

Bei einer Ausfuhrung entsprechend der Fig. 2 ist lediglich die Begrenzung des Vorsteuerdruckes durch das Druckbegrenzungsventil 50 realisiert, die Strombegrenzungen 40 und 41 in der Steuerung können bei dieser Version entfallen. Der sonstige Funktionsablauf ist ansonsten derselbe wie für Fig. 1 geschildert.

Aus Gründen der Vereinfachung ist nur ein Einfachventil dargestellt, die Erfindung ist natürlich auch zur Anwendung bei Mehrfachblöcken geeignet, ebenso ist es möglich nur eine Schaltrichtung elektrohydraulisch zu rasten. Anstelle des Hydraulikmotors können mit gleicher Anordnung auch einfach- wie doppeltwirkende Zylinder betrieben werden.

Claims

1. Ventilanordnung, zur Steuerung mindestens eines Arbeitszylinders oder Hydraulikmotors (2), bestehend aus einem mechanisch betätigten Hydraulik-Wegeventil (4) mit angebauter elektrohydraulischer Vorsteuereinheit (9) zur wahlweisen direkten Betätigung über einen mechanischen Hebel (14) oder fernbetätigt über elektrische Schaltelemente (31) mit manuell rastbaren Schaltstellungen einer oder beider Wegeventil-Schieberendpositionen (7, 8), dadurch gekennzeichnet, daß in der, der Schaltrichtung (7, 8) zugehörigen Arbeitsleitung (15, 16) zu einem Hydraulikmotor (2) oder Hydraulikzylinder durch den, durch die manuelle, direkte Betätigung (14) des Wegeventilschiebers (5) verursachten Arbeitsdruck, ein mit der Arbeitsleitung (15, 16) in Wirkverbindung stehender Druckschalter (18, 20) einen elektrischen Kontakt betätigt und das der Schaltrichtung zugehörige Elektro-Vorsteuerventil (10, 12) dadurch bestromt und somit über die elektrohydraulische Vorsteuerung (9) den Wegeventilschieber (5) in der zugeordneten Endposition (7, 8) hält.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis zwischen der Stromversorgung (28), dem Druckschalter (18, 20) und der Ventilmagnetwicklung (11, 13) elektrische Baugruppen (40, 41) zur Reduzierung der Stromaufnahme angeordnet sind.

3. Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Baugruppe (40, 41) mit einstellbarer Strombegrenzung ausgeführt ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im hydraulischen Vorsteuerkreis ein Druckbegrenzungsventil (50) zur Begrenzung des Vorsteuerdruckes angeordnet ist.

5. Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil (50) mit einstellbarem Ansprechdruck ausgeführt ist.

6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Druckschalter (18, 20) einstellbar sind.

7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Druckschalter (18, 20) im Hydraulik-Wegeventil (4) integriert ist bzw. sind.

8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsart über einen Wahlschalter (30) einstellbar ist.