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Vorrichtung zum Steuern eines hydraulischen Arbeitszylinders Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern eines hydraulischen Arbeitszylinders
mittels zweier Steuerventile, bei denen die Druckflüssigkeit unmittelbar im Öffnungssinne
und eine für beide Ventile gemeinsame Feder über einen Hebel im Schließsinne auf
die beweglichen Ventilkörper einwirkt.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß nach (lern
Aufhören der Betätigungskraft der Hebel unter der bleibenden Kraftwirkung der Druckflüssigkeit
auf die Ventilkegel in seine Ausgangslage zurückkehrt. Hierdurch wird in unerwünschter
`'eise der Ausgangssteuerungszustand wieder hergestellt. Sofern die Feder zwischen
den beiden Ventilen am Hebel angreift, bewirkt die Rückkehr zur Ausgangslage ein
sofortiges Stehenbleiben des Arbeitskolbens in der jeweiligen Lage. Greift dagegen
die Feder an einem freien Ende an, so bleibt ein Ventil offen, wodurch sich der
Kollben in eine seiner beiden Endlagen bewegt. Das ist jedoch für die in der Praxis
auftretenden Forderungen nicht ausreichend.
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Andere bekannte Einrichtungen, bei denen die beweglichen Ventilkörper
beider Ventile starr miteinander verbunden sind, sind so gebaut, daß der von Hand
in eine seiner Endlagen gebrachte Bedienungshebel dort stehenbleibt, so daß auch
der zugehörige Steuerungszustand aufrechterhalten wird. Dementsprechend beharrt
der Arbeitskolben ebenfalls in der einen oder anderen Endlage. Nachteilig
ist
also hierbei, daß der Arbeitskolben nicht in beliebigen Zwischenstellungen angehalten
werden kann.
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Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Einrichtungen
zu vermeiden und zur Befriedigung eines aus der Praxis stammenden Bedürfnisses die
Möglichkeit zu schaffen, daß einerseits die Steuerung in jeder ihrer beiden Endlagen
verharren und andererseits der Kolben in jeder Zwischenstellung angehalten werden
kann, ohne die der jeweiligen Lage hierfür eine dauernde Einwirkung auf Bedienungsorgane
zu benötigen. Gegenüber den bekannten Einrichtungen, welche entweder nur der einen
oder der anderen Forderung genügen, wird dies gemäß der Erfindung im wesentlichen
dadurch erreicht, daß ein in seinen, beiden Endlagen durch Anschläge und die Feder
gesichertes, @ von Hand bedienbares Stellglied an einem freien Ende des Hebels,
die beiden Ventilkörper an seinem Mittelabschnitt und die Feder am anderen freien
Ende des Hebels angreifen.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist das Stellglied
mit einer vorzugsweise als Gewicht ausgebildetenHilfskraft derart verbunden, daß
Flüssigkeitsdruck, Hilfskraft und die am anderen freien Hebelende angreifende Feder
einander in einer solchen Zwischenstellung des Stellgliedes das Gleichgewicht halten,
in der beide beweglichen Ventilkörper gleichzeitig ihre Schließstellung einnehmen.
Zweckmäßig ist der Hebel ein derart angeordneter Kipphebel, daß er bei Betätigung
des Stellgliedes von der einen Endlage zur anderen seinen Drehpunkt vom Angriffspunkt
am einen Ventilkörper zum Angriffspunkt am anderen Ventilkörper verlagert.
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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung
dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei sich weitere kennzeichnende
Merkmale ergeben werden.
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i ist ein Arbeitszylinder und 2 ein darin hin und her bewegbarer Arbeitskolben,
welcher zum Beispiel' mit dem Tisch einer Wer'kzeugmasc'hine gekuppelt sein kann.
Der der kleineren Kolbenfläche zugekehrte Arbeitsraum ist mit 3 und der andere :'@rl>eitsraum
mit 4 bezeichnet. In den Arbeitsraum 3 mündet eine Leitung 5, die an eine unter
Druck stehende Zuflußleitung 6 angeschlossen ist. 7 ist eine mit den Leitungen 5
und 6 verbundene Leitung, welche zum Ventilkegel eines beweglichen Ventilkörpers
8 führt. Am oberen kugeligen Ende des Ventilkörpers 8 liegt ein Hebel 9 an, in dessen
kerbartigen Einschnitt io ein Federteller ii abgestützt ist. Der Federteller i i
ist durch eine Feder 12 belastet, deren Vorspannung mittels einer Schraube 13 einstellbar
ist. An dem Hebel 9 liegt mit seinem kugeligen Kopf noch ein zweiter beweglicher
Ventilkörper 14 an, welcher in der dargestellten Lage von seinem Ventilsitz 15 abgehoben
ist. Der Ventilkörper 8 dagegen sitzt unter der Wirkung der Feder auf seinem Ventilsitz
16 auf. Die Feder 12 verschwenkt den. Hebel 9 um den kugeligen Kopf des Ventilkörpers
8 derart, daß sein in der Zeichnung rechts dargestelltes freies Ende an einer Rolle
17 eines Bedienungshebels oder Stellgliedes 18 zur Anlage kommt, das um einen Drehzapfen
26 verschwernkbar ist. Die Vorspannung der Feder 12 ist derart bemessen, daß sie
das mit dem Gewicht i9 oder einer anderen Hilfskraft entsprechend belasteten Stellglied
18 in der dargestellten oberen Endlage zu halten vermag, die durch einen Anschlag
27 begrenzt ist. Die Lagerung bei 26 und der Anschlag27 sind durch eine Schrau'be28
einstellbar. Die von der Federkraft 12 und dem Stellglied 18 auf den Hebel 9 ausgeübten
Drehmomente haben einander entgegengesetzte Drehrichtungen. Der aus der Flüssigkeitsleitung
6 auf den Kegel des Ventilkörpers 8 ausgeübte Flüssigkeitsdruck ist in keinem Fall
so groß, daß er von sich aus imstande wäre, durch Anheben der Feder 12 die dargestellte
Ausgangslage aufzuheben.
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Von einer (in der Strömungsrichtung 2o der Druckflüssigkeit gesehen)
hinter dem Ventilsitz gelegenen Flüssigkeitskammer 21 führt eine Verbindungsleitung
22 in eine Leitung 23, welche in den Arbeitsraum 4 mündet. Eine oberhalb des Ventilsitzes
15 liegende Flüssigkeitskammer 30 ist mit einer Abflußleitung 24 verbunden.
Die Leitung 22 mündet (in der Ausflußrichtung 25 gesehen) vor dem Ventilsitz 15
in die Leitung 23 ein.
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In der Zeichnung ist der Arbeitskolben 2 in seiner äußersten Rechtslage
dargestellt. Diese Endlage kommt dadurch zustande, daß die bei 6 einströmende Flüssigkeit
über die Leitung 5 in den Arbeitsraum 3 einfließen kann, während der Arbeitsraum
4 über die Leitung 23 mit der Abflußleitung 24 verbunden ist.
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Das Stellglied 18 'kann aus seiner gezeichneten Stellung, die durch
die Verbindungslinie 33 der Achsmittel von Drehzapfen 26 und Rolle 17 gekennzeichnet
ist, in der Pfeilrichtung 29 um seinen Drehzapfen 26 verschwenkt werden, wobei es
den Hebel 9 abwärts drückt. Dieser führt dabei entgegen der Wirkung der Feder 12
eine Kippbewegung um den kugeligen Kopf des Ventilkörpers 8 aus und, drückt den
\'entil'körper 14 auf seinen Sitz 15.
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Nachdem auf diese Weise beide Ventile 8, 16 und 14, 15 geschlossen
sind. kann sich der Hebel 9 nicht mehr um den kugeligen Kopf des Ventilkörpers 8
verschwenk-en, sondern er dreht sich nunmehr um den kugeligen Kopf des jetzt feststehenden
Ventilkörpers 14 und 'hebt den Federteller i i entgegen der Wirkung der Feder 12
weiter an. Diesem Anheben folgt unter dem Druck der durch die Leitung 7 einströmenden
Flüssigkeit der Ventilkörper 8, und es strömt die Druckflüssigkeit durch die Leitungen
22, 23 an dem geschlossenen Ventil 14, 1.5 vorbei in den Arbeitsraum 4. Dieser
Fall tritt ein, wenn die Rolle 17 in der Winkellage 32 des Stellgliedes i8 ihre
unterste Stellung erreicht hat. Das Stellglied 18 wird dann noch um ein kleines
Stück weiter verschwenkt, bis es in seiner Stellung 35 an dem Anschlag 31 zur Anlage
gekommen ist. Aus dieser Anlagestellung 35 kann die Feder 12 das Stellglied 18 nicht
mehr zurückverschwen'ken, weil die Rolle 17 links von der gestrichelt
eingezeiclinetenTotpunktlage
32 angelangt ist. In der auf diese Weise gesicherten Lage des Stellgliedes 18 strömt
die Flüssigkeit in den Arbeitsraum .4 ein und verschiebt den Arbeitskolben 2 nach
links, weil jetzt seine rechte größere Stirnfläche vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagt
ist.
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Wenn man das Stellglied 18 aus seiner Anlagestellung 35 am Anschlag
31 zurückbewegt, so findet zunächst eine Kippbewegung des Hebels 9 um den Kopf des
Ventilkörpers 14 statt, bis in der Stellung 34 beide Ventile 8, 16 und 14, 15 geschlossen
sind. In dieser Schließstellung kann keine Flüssigkeit mehr in die Leitung 24 ausströmen.
Die Bewegung des Arbeitskolbens 2 hört deshalb auf, wobei es gleichgültig ist, in
welcher Zwischenstellung seich der Kolben befindet. Feder 12 und Gewicht i9 sind
derart bemessen, daß sie nicht in der Lage sind, in der genannten Zwischenstellung
34 eine Bewegung des Stellgliedes 18 einzuleiten.
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Bewegt man das Stellglied 18 aus der genannten Zwischenlage 34 wieder
in die dargestellte Ausgangslage zurück, so kippt der Hebel 9 von nun an nicht mehr
um den Ventilkörper 14, sondern um den Ventilkörper B. Der Ventilkörper 14 bewegt
sich jetzt nach oben und es strömt Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum 4 über die Leitung
23 in die AusflußleitUng 24, während aus der Zuflußlleitung 6 Flüssigkeit in den
Arbeitsraum 3 gelangt. Es kommt also in diesem Fall eine Bewegung des :-Xrbeitskolliens
2 nach rechts zustande.
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Diese Bewegung setzt sich so lange fort, bis, der Kolben 2 in seine
dargestellte Ausgangslage gekommen ist, sofern nicht das Stellglied 18 zuvor in
der Pfeilrichtung 29 verschwen'kt wird, was bei seinem Eintreffen in der Zwischenlage
34 ein Anhalten der Kolbenbewegung in der gerade vorhandenen Kolbenstellung und
bei der Weiterbewegung des Hebels 18 bis zum Anschlag 31 eine Umkehr der Kolbenbewegung
nach links bedeutet.
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Kurz zusammengefaßt 'kann man durch einfaches Betätigen des einzigen
Stehgliedes 18, dessen Drehzahfen 26 zwischen den beiden Endlagen 33, 34 der am
Hebel 9 angreifenden Rolle 17 liegt, folgendes erreichen: Jedes Verschwenken des
Stellgliedes 18 in die Endlage 35 hat eine Bewegung des, Arbeitskolbens 2 nach links
und das Verschwenken in die Endlage 33 eine Bewegung des Arbeitskolbens 2 nach rechts
zur Folge. Diese Bewegungen dauern, ohne daß man sich weiter darum zu kümmern braucht,
so lange, bis entweder die entsprechende Kolbenendlage erreicht ist oder die Kolbenbewegung
an einer beliebigen Zwischenstellung dadurch unterbrochen wird, daß man das Stellglied
18 in einfacher Weise von Hand in dessen Zwischenstellung 34 verschwenkt. Irgendeine
weitere Betätigung des Stellgliedes oder sein Festhalten von Hand in einer der drei-
Stellungen 33, 34, 35 ist nicht erforderlich, denn in den leiden Endlagen 33, 35
ist das Stellglied durch die am einen freien Ende des Hebels 9 angreifende Feder
12 im Zusammenwirken mit dem am anderen Hebelende angreifenden Stellglied 18 und
den Anschlägen 27, 31 gesichert, während zur Sicherung der Mittellage 34 die Hilfskraft
i9 den übrigen Verstellkräften in besonders einfacher und vorteilhafter Weise das.
Gleichgewicht hält. Dabei kann das Stellglied mit geringster Betätigungskraft verstellt
werden und es benötigt einen Schaltweg, der durch Wahl entsprechender Abmessungen
weit unter 9o° für sämtliche Schaltbewegungen und gesicherte Stellungen gebracht
werden 'kann.
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Zu diesem Erfolg trägt die Verwendung des auf kugeligen Enden der
Ventilstangen 8, 14 aufliegenden Kipphebels 9 wesentlich bei. Ferner ist es vorteilhaft,
das Einlaßventil 8, 16 in der Nähe der Feder 12 unterzubringen.