Hydrauliksystem mit einem hydraulischen Motor und einem druckgesteuerten Ventil

Abstract

 Ein Hydrauliksystem weist einen hydraulischen Motor (10), dessen Einlaß über eine Zuführleitung (12) an eine Druck­quelle (22) und dessen Auslaß über eine Rückführleitung (14) an eine Rücklaufdruckquelle (24) angeschlossen sind, und ein druckgesteuertes Ventil (40) auf, das bei einem bestimmten Druck in der Rückführleitung (14) die Zuführleitung (12) unterbricht, und nachfolgend in eine weitere Stellung ver­schiebbar ist, in der der Einlaß des hydraulischen Motors (10) mit der Rücklaufdruckquelle (24) verbunden ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydrauliksystem mit einem hydraulischen Motor, dessen Einlaß über eine Zuführleitung an eine Druckquelle und dessen Auslaß über eine Rückführlei­tung an eine Rücklaufdruckquelle angeschlossen sind, und mit einem druckgesteuerten Ventil, das bei einem bestimmten Druck in der Rückführleitung die Zuführleitung unterbricht.

[0002] Hydraulische Motoren werden typischer Weise im Inneren durch Leckage von unter hohem Druck stehender Flüssigkeit geschmiert, wobei Vorkehrungen zu treffen sind, daß dieser Schmierölfluß abgelassen werden kann. Eine Möglichkeit, dies zu tun besteht darin, eine zusätzliche Rückführleitung vorzusehen. Jedoch in solchen Fällen, in denen der hydraulische Motor von dem Flüssigkeitsreservoir entfernt liegt, ist eine zusätzliche Rückführleitung aus Kosten- und anderen Gründen unerwünscht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Schmierölrück­fluß der vom Motorauslaß abgehenden Rückführleitung zuge­führt wird. Dabei kann es aber passieren, daß bei Überdruck in der Rückführleitung die Dichtungen des Motorgehäuses Schaden nehmen.

[0003] Bei dem Hydrauliksystem, von dem die Erfindung ausgeht (US-A-3 470 792), wird der Zufluß zu einem hydraulisch gesteuerten Stellteil über ein druckgesteuertes Ventil abgeschaltet, wenn sich der Stellteil dem Ende seines Hubbereiches nähert. Unter Druck stehende Flüssigkeit befindet sich dann allerdings immer noch an dem hydrau­lischen Stellteil.

[0004] Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, bei Überdruck in der Rückführleitung eine Beschädigung des hydraulischen Motors auszuschließen. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß das druckgesteuerte Ventil nach dem Unterbrechen der Zuführleitung in eine wei­tere Stellung verschiebbar ist, in der der Einlaß des hy­draulischen Motors mit der Rücklaufdruckquelle verbunden ist. Auf diese Weise wird der Einlaß eines hydraulischen Motors mit einem Sammelbehälter verbunden, so daß sich auch der Druck an der Einlaßseite schnell abbauen kann, wodurch Schäden an den Dichtungen des Gehäuses durch Überdruck vermieden werden.

[0005] Bei einem Hydrauliksystem, bei dem an das druckgesteuerte Ventil eine Pilotleitung angelegt ist, wird nach der Erfin­dung vorgeschlagen, daß in den Stellungen des druckgesteuer­ten Ventils, in denen die Zuführleitung unterbrochen oder der Einlaß des hydraulischen Motors mit der der Rücklaufdruck­quelle verbunden ist, die Druckquelle an die Pilotleitung angeschlossen ist. Auf diese Weise wird das druckgesteuerte Ventil stets in seiner den Einlaß des hydraulischen Motors mit der Rücklaufdruckquelle verbindenden Stellung halten, auch wenn sich der Druck in der Rückführleitung abbauen sollte. Infolge des Anschlusses der Druckquelle an die Pilotleitung wird das druckgesteuerte Ventil in dieser entsprechenden Stellung blockiert.

[0006] Im einzelnen wird nach der Erfindung das bekannte Hydrau­liksystem, bei dem das druckgesteuerte Ventil eine Ventil­bohrung aufweist, in die ein Einlaß, der die Ventilbohrung mit der Druckquelle verbindet und ein zweiter Auslaß münden, der die Ventilbohrung mit dem Einlaß des hydraulischen Motors verbindet, dadurch verbessert, daß in die Ventilbohrung ein erster Auslaß mündet, der die Ventilbohrung mit der Rücklauf­druckquelle verbindet sowie ein dritter Auslaß, der die Ven­tilbohrung mit dem Auslaß des Motors über die an die Rück­führleitung angeschlossene Pilotleitung verbindet, ferner dadurch, daß der Steuerschieber des druckgesteuerten Ven­tils drei Stellungen einnehmen kann, wobei in der ersten Stellung der Einlaß mit dem zweiten Auslaß verbunden und der dritte Auslaß gesperrt ist und in der zweiten Stellung der erste und zweite Auslaß gesperrt sind und der Einlaß mit dem dritten Auslaß verbunden ist, sowie in der dritten Stellung der erste und zweite Auslaß miteinander verbunden sind und der Einlaß mit dem dritten Auslaß in Verbindung steht. Somit wird sich bei einer Störung, beispielsweise einer Ver­stopfung in der Rückführleitung, in der Pilotleitung ein Druck aufbauen, der das druckgesteuerte Ventil zunächst aus seiner Zuführstellung in eine Position verschiebt, in der der Zulauf zu dem hydraulischen Motor unterbrochen ist, in der jedoch der Zulauf von der Pumpe über eine Nebenleitung an die Pi­lotleitung angeschlossen ist, so daß sich dann ein Pilot­druck aufbauen kann, der unmittelbar danach das Ventil in eine dritte Stellung verstellt, in der der Einlaß des Motors mit dem Sammelbehälter verbunden ist. In dieser Stellung wird das Ventil gehalten, solange die Druckquelle den Pi­lotraum des Ventiles mit Druck beaufschlagt. Damit Druck von der Druckquelle in der dritten Stellung des druckgesteuerten Ventiles in die Rückführleitung gelangen kann, ist nach der Erfindung ferner vorgesehen, daß in der Pilotleitung ein Rückschlagventil eingebaut ist.

[0007] Normalerweise wird der Zulauf zu dem hydraulischen Motor über ein in der Regel manuell betätigbares Steuerventil gesteuert, und damit sich der Pilotdruck abbauen kann, ist nach der Erfindung ferner vorgesehen, daß das Steuerventil eine Stellung einnehmen kann, in der der Einlaß im druckge­steuerten Ventil und die Rückführleitung mit der Rücklauf­druckquelle verbunden sind. Hierdurch wird es möglich, daß dann der Pilotdruck über das druckgesteuerte Ventil und dessen Einlaß sich abbauen kann, wonach eine nach der Er­findung vorgesehene Feder den Steuerschieber des druckge­steuerten Ventils wieder in seine erste Stellung zurückver­stellen kann, in der dann der Einlaß wieder mit der Einlaß­seite des hydraulischen Motors verbunden ist. Danach braucht lediglich der Steuerschieber wieder in seine Zulaufstellung verstellt zu werden, und der hydraulische Motor ist wieder voll einsatzfähig. Zweckmäßig kann bei dieser Konstellation der erste Auslaß aus einem sich axial zur Ventilbohrung, und zwar von deren einem Ende sich durch das Ventilgehäuse erstreckenden Kanal bestehen, wobei die Feder sich einenends am Ventilschieber und anderenends an einer Gehäusewand an dem einen Ende der Ventilbohrung abstützt. Bei einer ein­fachen Version nach der Erfindung ist es außerdem möglich, daß die Druckquelle nicht mit der Pilotleitung verbunden wird, und in der der Steuerschieber nur zwei Positionen ein­zunehmen braucht, wobei in der ersten Stellung der Einlaß mit dem zweiten Auslaß verbunden und ein erster Auslaß ge­sperrt und in der zweiten Stellung der Einlaß gesperrt ist und der erste und zweite Auslaß miteinander verbunden sind und wobei der Steuerschieber in seine erste Stellung über eine Feder und in seine zweite Stellung über den Druck in einer Pilotleitung, die an die Rückführleitung angeschlossen ist, verstellbar ist.

[0008] In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein Beispiel für ein Hydrauliksystem, nach der Erfindung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 ein teilweise dargestelltes druckge­steuertes Ventil für das System nach Fig. 1;

Fig. 3 ein weiteres Beispiel für das Hydrau­liksystem, wobei das druckgesteuerte Ventil in einer Einfachversion ausge­bildet ist.

[0009] In der Zeichnung ist ein herkömmlicher Hydraulikmotor, wie ein in einer Richtung antreibbarer Zahnradmotor oder der­gleichen, mit 10 bezeichnet. Er weist im einzelnen eine Zuführleitung 12, eine Rückführleitung 14 und eine Ablauf­leitung 16 für Schmieröl des Motors auf, die an die Rück­führleitung 14 angeschlossen ist. Hierzu ist die Zuführ­leitung und die Rückführleitung mit einer den Motor über­ brückenden Bypassleitung versehen, in der ein Rückschlag­ventil 18 vorgesehen ist, und zwar vor dem Einmündung der Abflußleitung 16 in die Bypassleitung derart, daß kein Drucköl über die Bypassleitung von der Zuführleitung in die Rückführleitung fließen kann.

[0010] Ein Steuerventil 20 steuert die Verbindung zwischen einer als Pumpe ausgebildeten Druckquelle 22, einer als Sammelbe­hälter ausgebildeten Rücklaufdruckquelle 24, der Zuführ­leitung 12 und der Rückführleitung 14. Das Steuerventil 20 kann drei Positionen einnehmen, und zwar eine Neutralstel­lung, in der der Zufluß zu der Zuführleitung und der Rück­fluß aus der Rückführleitung unterbrochen sind, sowie eine zweite Stellung, in der der Zufluß zu dem hydraulischen Mo­tor und der Rückfluß aus der Rückführleitung zu der Rück­laufdruckquelle gestattet sind, und eine Schwimmstellung 30. Hierzu weist das Steuerventil 20 einen Zuführanschluß 23 und einen Rücklaufanschluß 25 auf, wobei die Neutralstel­lung mit 26 und die Zuführstellung mit 28 bezeichnet sind. Des weiteren ist noch in der Verbindung zwischen dem Steuer­ventil 20 und der Zuführleitung 12 ein Regulierventil 32 vorgesehen, wobei die Rückführleitung 14 noch ein Rück­schlagventil 34 aufweist, das so angeordnet ist, daß es einen Flüssigkeitsfluß von dem Rücklaufanschluß 25 in die Rückführleitung 14 unterbindet.

[0011] In die Verbindung zwischen Regulierventil 32 und der Zuführ­leitung 12 ist ein druckgesteuertes Ventil 40 geschaltet, das einen Einlaß 42 aufweist, der mit dem Zuführanschluß 23, des Steuerventils 20 in Verbindung steht. Des weiteren weist das druckgesteuerte Ventil 40 noch einen ersten, zweiten und dritten Auslaß 44, 46 und 48 auf, wobei der erste Auslaß 44 mit der Rücklaufdruckquelle 24 bzw. dem Sammelbehälter in Verbindung steht, der zweite Auslaß 46 mit der Zuführleitung 12 verbunden ist und der dritte Auslaß 48 über einen Rück­lauf 50 und ein Rückschlagventil 52 an die Rückführleitung 14 angeschlossen ist. Dabei ist das Rückschlagentil 52 derart angeordnet, daß es lediglich einen Zufluß aus der Rückführleitung 14 gestattet.

[0012] Das druckgesteuerte Ventil 40 ist mit einem Ventilschieber 51 ausgerüstet, der in drei verschiedene Positionen 53, 54 und 56 verstellbar ist, wobei in der ersten Position 53 der Einlaß 42 mit dem Auslaß 46 in Verbindung steht und die Aus­lässe 44 und 48 blockiert sind. In der zweiten Position 54 nimmt der Ventilschieber 51 eine Stellung ein, in der der Einlaß 42 mit dem Auslaß 48 in Verbindung steht und in der die Auslässe 44 und 46 blockiert sind. In der dritten Posi­tion 56 ist der Einlaß 42 mit dem Auslaß 48 verbunden und die Auslässe 44 und 46 stehen miteinander in Verbindung. Eine Fe­der 58 ist vorgesehen, damit der Ventilschieber 51 in seine erste Position 53 geschoben werden kann. Die Verstellung des Ventilschiebers 51 in seine zweite und dritte Position er­folgt über einen Pilotraum 60, der über eine Pilotleitung 62 beaufschlagbar ist, die wiederum an den Rücklauf 50 ange­schlossen ist.

[0013] Befindet sich das Steuerventil 20 in der Zuführstellung 28, dann wird sich normalerweise das druckgesteuerte Ventil 40 in seiner ersten Position 53, die in Fig. 1 dargestellt ist, befinden. Wenn nun aber die Rückführleitung 14 nach und nach blockiert wird, dann wird der Druck in der Rückführleitung 14 ansteigen und sich in den Pilotraum 60 fortpflanzen, wo­durch der Ventilschieber 51 entgegen der Wirkung der Feder 58 in seine zweite Stellung 54 verschoben wird, in der die Zuführleitung 12 von dem Ventil 40 getrennt wird. Dadurch ist der Druck der Pumpe von dem hydraulischen Motor eben­falls getrennt. In der Stellung 54 ist die Pumpe bzw. die Druckquelle 22 an den Pilotraum 60 über den Auslaß 48, den Kanal 50 und die Pilotleitung 62 angeschlossen, so daß sich im Pilotraum ein weiterer Druck aufbaut und den Steuer­schieber 51 in seine dritte Position 56 verstellt, in der die Zuführleitung 12 mit dem Sammelbehälter bzw. der Rück­laufdruckquelle 24 über die Auslässe 46 und 44 verbunden ist und in der der Einlaß 42 nach wie vor mit dem Auslaß 48 in Verbindung steht. Dies führt zu einem weiteren Druckaufbau in dem Pilotraum 60, wodurch der Ventilschieber 51 in dieser Stellung gehalten wird.

[0014] Das System bleibt solange gesperrt bzw. in diesem Zustand (in der die Zuführleitung von der Druckquelle 22 abgekuppelt ist), bis die Bedienungsperson das Steuerventil 20 in die Schwimmstellung 30 verstellt, woraufhin der Pilotraum 60 mit der Rücklaufdruckquelle über die Pilotleitung 62, den Rück­lauf 50, den Auslaß 48 und den Einlaß 42 verbunden ist. Hier­durch kann die Feder 58 den Ventilschieber 51 zurück in seine erste Position 53 verschieben, so daß der hydraulische Motor wiederum angetrieben werden kann, sobald das Steuerventil zurück in seine Zuführstellung 28 verstellt wird.

[0015] In Fig. 2 ist der wesentliche Aufbau des druckbeaufschlagten Ventils dargestellt, und es ist aus Fig. 2 zu ersehen, daß das Ventil 40 ein Gehäuse 70 mit einer Ventilbohrung 72 aufweist, in die der Einlaß 42 und die Auslässe 44, 46 und 48 münden. In die Bohrung ist eine Hülse 74 eingesetzt, bzw. eingeschraubt, die radiale Kanäle 76, 78 und 80 aufweist, die durch Stege 82 und 84 getrennt sind, wobei jeder entsprechen­de Nuten mit O-Ring Dichtungen aufweist. Die Hülse 74 ist ferner mit einer inneren Ringnut 85 ausgebildet, und der Ven­tilschieber 51 kann in der Hülse 74 verschoben werden und weist Stege 86 und 88 auf, über die die Verbindung zwischen den Kanälen 76, 78 und 80 gesteuert wird. Der Ventilschieber 51 ist ferner noch mit einem Schaft 90 versehen, in dessen Ende ein Schlitz 92 eingearbeitet ist. Der Auslaß 44 ist durch einen axialen Kanal in der einen Endwand der Hülse 74 gebildet. Wenn nun die Rückführleitung 14 beginnt sich zu verstopfen, wird sich über den Kanal 80 in der Hülse 74, und zwar an ihrem rechtsseitigen Ende, ein Druck aufbauen, wodurch der Ventilschieber 51 nach links verschoben wird, und zwar über seine zweite Stellung, in der zunächst die Auslässe 44 und 48 gesperrt sind und der Einlaß 42 mit dem Auslaß 48 in Verbindung steht, bis daß der Ventilschieber 51 in seine dritte Stellung 56 gelangt, in der der Schaft 90 gegen die Stirnseite der Hülse 74 anliegt, in der der Auslaß 46 mit dem Sammelbehälter über den Kanal 76, die Ringnut 85, den Schlitz 92 und den Auslaß 44 in Verbindung steht, wobei der Einlaß 42 über den Kanal 78 den Pilotraum 60 druckbeauf­schlagt.

[0016] Fig. 3 zeigt das Hydrauliksystem in einer etwas einfacheren Ausführung, wobei ein einfacheres, druckbeaufschlagbares Ventil 100 Verwendung findet, das einen Einlaß 42 und Aus­lässe 44 und 46, die denen des Ventiles 40 entsprechen, auf­weist. Jedoch weicht das Ventil 100 insoweit von der Aus­führung nach Fig. 1 ab, als es keinen dritten Auslaß 48 und somit auch keinen Kanal 50 aufweist. Der in Fig. 3 mit 102 bezeichnete Ventilschieber des Ventiles 100 kann eine erste Stellung aufweisen, in der der Einlaß 42 mit der Zuführlei­tung 12 über den Auslaß 46 verbunden ist, und in der der Auslaß 44 gesperrt ist. Der Ventilschieber 102 ist in eine zweite Stellung verschiebbar, in der der Einlaß 42 und die Auslässe 44 und 46 blockiert sind, wobei grundsätzlich auf eine derartige Stellung auch verzichtet werden kann. Schließ­lich ist der Ventilschieber 102 noch in eine dritte Stellung verstellbar, in der der Einlaß 42 blockiert ist und in der die Auslässe 44 und 46 miteinander verbunden sind, so daß die Zuführleitung 12 an den Sammelbehälter angeschlossen ist. Bei sich verstopfender Rücklaufleitung 14 wird sich in dem Pilotraum 60 ein Druck aufbauen, der den Ventilschieber 102 in seine dritte Stellung verstellt. Sobald aber der Druck sich in der Rückführleitung wieder abbaut, wird der Ventilschieber wieder in seine erste Stellung infolge der Kraft der Feder 58 zurückkehren. Funktionsmäßig unterschei­det sich das Ventil 100 also von dem Ventil 40 insoweit, daß der Ventilschieber 102 nicht mehr in seiner dritten Stellung gesperrt werden kann.

Ansprüche

1. Hydrauliksystem mit einem hydraulischen Motor (10), dessen Einlaß über eine Zuführleitung (12) an eine Druckquelle (22) und dessen Auslaß über eine Rück­führleitung (14) an eine Rücklaufdruckquelle (24) angeschlossen sind, und mit einem druckgesteuerten Ventil (40, 100), das bei einem bestimmten Druck in der Rückführleitung (24) die Zuführleitung (12) un­terbricht, dadurch gekennzeichnet, daß das druckge­steuerte Ventil (40, 100) nach dem Unterbrechen der Zuführleitung (12) in eine weitere Stellung verschieb­bar ist, in der der Einlaß des hydraulischen Motors (10) mit der Rücklaufdruckquelle (24) verbunden ist.

2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei an das druckge­steuerte Ventil (40) eine Pilotleitung (62) angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stellungen des druckgesteuerten Ventils (40), in denen die Zu­führleitung (12) unterbrochen oder der Einlaß des hy­draulischen Motors (20) mit der Rücklaufdruckquelle verbunden ist, die Druckquelle (22) an die Pilotlei­tung (62) angeschlossen ist.

3. Hydrauliksystem nach Anspruch 2, wobei das druckge­steuerte Ventil (40) eine Ventilbohrung (72) aufweist, in die ein Einlaß (40), der die Ventilbohrung (72) mit der Druckquelle (22) verbindet, und ein zweiter Auslaß (46) münden, der die Ventilbohrung (72) mit dem Einlaß des hydraulischen Motors (10) verbindet, dadurch gekenn­zeichnet, daß in die Ventilbohrung (72) ein erster Aus­laß (44) mündet, der die Ventilbohrung (72) mit der Rück­laufdruckquelle (24) verbindet, sowie ein dritter Aus­laß (48), der die Ventilbohrung (72) mit dem Auslaß des Motors (10) über die an die Rückführleitung (14) ange­schlossene Pilotleitung (62) verbindet, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (51) des druckge­steuerten Ventils (40) drei Stellungen (53, 54, 56) ein­nehmen kann, wobei in der ersten Stellung der Einlaß (42) mit dem zweiten Auslaß (46) verbunden und der dritte Aus­laß (48) gesperrt ist und in der zweiten Stellung der er­ste und zweite Auslaß (44, 46) gesperrt sind und der Ein­laß (42) mit dem dritten Auslaß (48) verbunden ist sowie in der dritten Stellung der erste und zweite Auslaß (44, 46) miteinander verbunden sind und der Einlaß (42) mit dem dritten Auslaß (48) in Verbindung steht.

4. Hydrauliksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, daß der Steuerschieber (51) in seine erste Stel­lung über den Druck einer Feder (58) und in seine zwei­te und dritte Stellung über den Druck in der Pilotlei­tung (62) verstellbar ist.

5. Hydrauliksystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Auslaß (46) aus einem sich axial zur Ventilbohrung (72), und zwar von deren einem Ende durch das Ventilgehäuse er­streckenden Kanal besteht.

6. Hydrauliksystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (58) sich einenends am Ventilschieber (51) und anderenends an einer Gehäusewand an dem einen Ende der Ventilbohrung (72) abstützt.

7. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei das druckge­steuerte Ventil (100) einen mit der Druckquelle (22) ver­bundenen Einlaß (42) einen zweiten mit dem Einlaß des hy­draulischen Motors (10) verbundenen Auslaß (46) und einen Steuerschieber (102) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (200) einen mit der Rücklaufdruckquelle (24) verbundenen erste Auslaß (44) aufweist, wobei in der ersten Stellung der Einlaß (42) mit dem zweiten Aus­laß (46) verbunden und der erste Auslaß (44) gesperrt ist und in der zweiten Stellung der Einlaß (42) gesperrt ist und der erste und zweite Auslaß (44, 46) miteinan­der verbunden sind und wobei der Steuerschieber (102) in seine erste Stellung über eine Feder (58) und in seine zweite Stellung über den Druck in einer Pilotleitung, die an die Rückführleitung (14) angeschlossen ist, verstellbar ist.

8. Hydrauliksystem nach einem oder mehreren der vorher­igen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mit der Pilotleitung (62) verbindbarem zweiten Auslaß (48) in der Pilotleitung (62) ein Rückschlagventil (52) vorge­sehen ist.

9. Hydrauliksystem nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen Druckquelle (22) und druckge­steuertem Ventil (40, 100) ein Steuerventil (20) vorge­sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (20) eine Stellung einnehmen kann, in der der Einlaß (42) im druckgesteuerten Ventil (40, 100) und die Rück­führleitung (14) mit der Rücklaufdruckquelle (24) verbunden sind.

Zeichnung