DE3643501C2 - Blockschaltung für mehrere elektromagnetisch gesteuerte Hydraulikventile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Blockschaltung für mehrere elektromagnetisch gesteuerte Hydraulikventile für hydraulische Arbeitszylinder, mit einem diesen Ventilen hydraulisch vorgeschalteten elektromagnetisch gesteuerten Druckventil sowie mit Betätigungsorganen, mittels derer die Schaltbefehle "Heben", "Halten" und "Senken" für die jeweiligen Arbeitszylinder eingegeben werden können.

Die naheliegendste Schaltungsart für die genannte Betätigung von Arbeitszylindern besteht darin, jedem Zylinder ein Wegeventil vorzuschlagen, das drei Stellungen einnehmen kann und an diese Ventile je eine Druckleitung und eine Rücklaufleitung heranzuführen. Die einleitend genannte Blockschaltung ist demgegenüber hydraulisch einfacher: Die Hydraulikventile haben nur zwei mögliche Stellungen und an jedes ist nur eine Zuleitung herangeführt. Diese Zuleitungen sind zusammengefaßt und können mittels des Druckventils entweder unter Druck gesetzt oder mit einer drucklosen Umlaufleitung verbunden werden.

Die nachveröffentlichte ältere deutsche Offenlegungschrift 35 38 979 gibt ein Beispiel einer pneumatischen Blockschaltung dieser Art.

Allerdings sind dabei die Betätigungsvorgänge komplizierter, weil die Arbeitszylinder in ihrem Verhalten voneinander abhängen. Bei einem bestimmten Schaltbefehl für einen Arbeitszylinder sind stets die Stellungen sämtlicher anderer Ventile zu beachten. So läßt sich ein Arbeitszylinder nur dann ohne Beeinträchtigung der Stellung der übrigen Zylinder heben oder senken, wenn die Hydraulikventile der übrigen Zylinder in Haltestellung (gesperrt) sind. Befindet sich dagegen ein Ventil in der Stellung "offen", um z. B. den betreffenden Zylinder zu senken, dann kann kein anderer Zylinder durch Öffnen seines zugehörigen Ventils und Unterdrucksetzung der Zulaufleitungen angehoben werden, ohne daß der erste Arbeitszylinder selbst unter Druck kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Schaltanordnung für die Ventle einer derartigen hydraulischen Blockschaltung anzugeben, die bewirkt, daß jedes Hydraulikventil nach Belieben auf "Heben" oder "Senken" geschaltet werden kann, ohne Rücksicht auf die Stellung der übrigen Hydraulikventile des Blockes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Damit wird erreicht, daß bei einem Schaltbefehl "Heben" für einen der Arbeitszylinder die Hydraulikventile für die übrigen Arbeitszylinder selbsttätig auf die Stellung "Halten" geschaltet werden. Nach Beendigung des Hebevorganges werden die selbsttätig geschalteten Hydraulikventile wieder in ihre vorherige Stellung zurückgeschaltet. Ausschlaggebend für diese Wirkung ist der Umstand, daß für die Stellung "Heben" und die Stellung "Senken" zwei verschiedene Stromkreise vorhanden sind, von denen der für die Stellung "Heben" auch ein Relais für das Druckventil ansteuert. Ist der Stromkreis dagegen ausgeschaltet, dann kann der Stromkreis für die Stellung "Senken" geschlossen werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch 2 angegeben.

Um zu verhindern, daß bei einer Umschaltung von "Senken" auf "Heben" Druck durch eine Umlaufleitung verlorengeht, ist vorgesehen, die Hydraulikventile erst mit einer Verzögerung auf "Heben" zu schalten, so daß mit Sicherheit der Druck erst aufgebaut wird, nachdem das betreffende Hydraulikventil von "Senken" auf "Halten" geschaltet hat. Dagegen kann der Übergang von "Heben" auf "Senken" ohne Verzögerung geschaltet werden.

Die Erfindung wird beispielhaft an einer Blockschaltung für vier Arbeitszylinder und vier zugehörige Hydraulikventile erläutert. Die Abbildung zeigt ein elektrisches Schaltbild. Die hydraulischen Komponenten wie Pumpe, Arbeitszylinder, Leitungen sind hier nicht dargestellt, weil sie für das Verständnis der elektrischen Schaltanordnung ohne Einfluß sind.

Zu jeder der im Beispiel nebeneinander dargestellten Funktionseinheiten I bis IV gehören ein handbetätigter Doppelschalter 1, 1′, 1′′, 1′′′ mit den Stellungen H (Heben), 0 (Halten) und S (Senken), ein Relais 2, 2′, 2′′, 2′′′ mit einem Schalter 3, 3′, 3′′, 3′′′ und eine Magnetspule eines Hydraulikventils 4, 4′, 4′′, 4′′′, das im stromlosen Zustand den Ölzufluß zu einem nicht dargestellten hydraulischen Arbeitszylinder öffnet oder im erregten Zustand schließt. Die Doppelschalter haben je zwei feste Kontakte 19, 21; 19′, 21′; 19′′, 21′′; 19′′′, 21′′′ und zwei Kontaktfedern 23, 27; 23′, 27′; 23′′, 27′′; 23′′′, 27′′′.

Zu dem Block gehört weiter ein elektromagnetisch gesteuertes Druckventil 5, das den von einer nicht dargestellten Pumpe kommenden Ölstrom entweder den Hydraulikventilen mit den Magnetspulen 4, 4′, 4′′, 4′′′ zuführt, oder ihn drucklos in eine nicht dargestellte Umlaufleitung abführt. Das Druckventil 5 wird von einem Relais 6 angesteuert, das einen Wechselschalter 7 mit einer Kontaktfeder 7′ in die Stellungen 87 oder 87a bringt, wobei die Stellung 87 der Schaltstellung "Druck" und die Stellung 87a der Schaltstellung "Umlauf" des Druckventils 5 entspricht.

Parallel zu dem Relais 6 für das Druckventil 5 liegt eine Verzögerungsschaltung 8, die im Beispiel aus einem Widerstand 9, einer Diode 10 und einer Kapazität 11 besteht. Über die Verzögerungsschaltung 8 wird ein Relais 12 gesteuert, zu dem ein Schalter 13 gehört.

Von einer Gleichstromquelle 14 ist der Minuspol 5 an Masse 16 gelegt. Der Pluspol 17 versorgt über eine Leitung 18 direkt die Kontakte 19, 19′, 19′′, 19′′′ der handbetätigten Doppelschalter und die Kontakte 20, 20′, 20′′, 20′′′ der Schalter 3, 3′, 3′′, 3′′′ der Magnetventile.

Außerdem führt die vom Pluspol (17) versorgte Leitung 18 noch zu dem Wechselschalter 7, der von dem Relais 6 betätigt wird. In der Stellung 87 steht die Leitung 18 mit dem Druckventil 5 in Verbindung (Schaltstellung "Druck"). In der Stellung 87a ist das Druckventil 5 stromlos (Schaltstellung "Umlauff") und die Kontakte 21, 21′, 21′′, 21′′′ der handbetätigten Doppelschalter 1, 1′, 1′′, 1′′′ sind über die Leitung 22 mit dem Pluspol 17 verbunden.

Von den Kontaktfedern 23, 23′, 23′′, 23′′′ der Doppelschalter führen Leitungen 24, 24′, 24′′, 24′′′ unter Zwischenschaltung von Dioden 25 zu dem Relais 6 und der Verzögerungsschaltung 8. Der Schalter 13 des darin enthaltenen Relais 12 legt über eine Leitung 26 die Relais 2, 2′, 2′′, 2′′′ an Masse.

Von den Kontaktfedern 27, 27′, 27′′, 27′′′ der Doppelschalter führen Leitungen 28, 28′, 28′′, 28′′′ ebenfalls unter Zwischenschaltung von Dioden 25 zu einem Relais 29, das andererseits mit der Masse 16 verbunden ist und zu dem ein Schalter 30 gehört. Über ihn können die Relais 2, 2′, 2′′, 2′′′ mittels einer Leitung 31 an Masse 16 gelegt werden.

Wirkungsweise der Schaltanordnung

A. Ausgangsstellung:
Alle Doppelschalter 1, 1′, 1′′, 1′′′ in Stellung 0.
Alle Magnetspulen 4, 4′, 4′′, 4′′′ der Hydraulikventile in Stellung "Halten" (gesperrt, stromlos).
Alle Relais 2, 2′, 2′′, 2′′′, 6, 12, 29 stromlos.
Druckventil 5 auf "Umlauf".
Kontaktfeder 7′ an Kontakt 87a.

Gewünschte Bewegung:
Funktion IV "Heben"

Betätigung:
Doppelschalter 1′′′ in Stellung H

Wirkung:
Kontaktfeder 23′′′ wird mit Kontakt 19′′′ verbunden. Strom fließt von Pluspol 17, Leitung 18, Leitung 24′′′ zu Relais 6 und Verzögerungsschaltung 8 und über Leitung 26 zu Masse 16. Relais 6 bringt Kontaktfeder 7′ an Kontakt 87.
Druckventil 5 geht auf Stellung "Druck", nach Verzögerung steuert Relais 12 Schalter 13 an, der die Verbindung Relais 2′′′ und Masse 16 herstellt. Relais 2′′′ schließt Schalter 3′′′, Magntspule 4′′′ des Hydraulikventils erhält Spannung, öfffnet und steuert den Ölstrom unter Druck zu dem nicht dargestellten Arbeitszylinder IV.

B. Ausgangsstellung:
Alle Doppelschalter 1, 1′, 1′′, 1′′′ in Stellung 0.
Alle Magnetspulen 4, 4′, 4′′, 4′′′ der Hydraulikventile in Stellung "Halten" (gesperrt, stromlos).
Alle Relais 2, 2′, 2′′, 2′′′, 6, 12, 29 stromlos.
Druckventil 5 auf "Umlauf".
Kontaktfeder 7′ an Kontakt 87a.

Gewünschte Bewegung:
Funktion IV "Senken"

Betätigung:
Doppelschalter 1′′′ in Stellung S.

Wirkung:
Kontaktfeder 27′′′ wird mit Kontakt 21′′′ verbunden.
Strom fließt vom Pluspol über Leitung 18, Kontaktfeder 7′, Kontakt 87a, Leitung 22, Kontakt 21′′′, Kontaktfeder 27′′′, Leitung 28′′′ zu Relais 29, das den Schalter 30 schließt. Damit erhält Relais 2′′′ über die Leitungen 33 und 34 Strom und stellt dabei Magnetspule 4′′′ des Hydraulikventils auf "Durchfluß". Da dabei das Druckventil 5 stromlos bleibt, wird kein hydraulischer Druck aufgebaut und der Ölstrom kann drucklos von Arbeitszylinder IV in eine Umlaufleitung abfließen.

C. Ausgangsstellung:
Doppelschalter 1, 1′, 1′′ in Stellung 0.
Doppelschalter 1′′′ in Stellung S.
Relais 2, 2′, 2′′, 6, 12 stromlos.
Relais 2′′′, 29 unter Spannung.
Druckventil 5 auf "Umlauf".
Kontaktfeder 7′ an Kontakt 87a.
Arbeitszylinder IV drucklos abgesenkt.

Gewünschte Bewegung:
Funktion II "Heben"

Betätigung:
Doppelschalter 1′ in Stellung H.

Wirkung:
Kontaktfeder 23′ legt sich an Kontakt 19′. Über Leitung 24′ erhält Relais 6 Strom. Relais 6 bringt Kontaktfeder 7′ an Kontakt 87, Relais 29 wird dadurch stromlos, Schalter 30 öffnet, Relais 2′′′ wird stromlos, Schalter 3′′′ öffnet, Magnetspule 4′′′ des Hydraulikventils schließt, Arbeitszylinder IV auf "Halten".
Druckventil 5 geht auf Stellung "Druck", nach Verzögerung steuert Relais 12 Schalter 13 an, der die Verbindung Relais 2′ und Masse 16 herstellt. Relais 2′ schließt Schalter 3′. Magnetspule 4′ des Hydraulikventils erhält Spannung und steuert den Ölstrom unter Druck zu dem nicht dargestellten Arbeitszylinder II.

Claims (2)

1. Blockschaltung für mehrere elektromagnetisch gesteuerte Hydraulikventile für hydraulische Arbeitszylinder, mit einem diesen Ventilen hydraulisch vorgechalteten elektromagnetisch gesteuerten Druckventil sowie mit Betätigungsorganen, mittels derer die Schaltbefehle "Heben", "Halten" und "Senken" für die jeweiligen Arbeitszylinder eingegeben werden können, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Magnetspule der Hydraulikventile (4, 4′, 4′′, 4′′′) eine Einheit, bestehend aus einem Relais und einem Schalter (2, 3; 2′, 3′; 2′′, 3′′; 2′′′, 3′′′), und ein Doppelschalter (1, 1′, 1′′, 1′′′) mit drei Schaltstellungen (H = "Heben", 0 = "Halten", S = "Senken") zugeordnet ist und die Wicklungen der Relais (2, 2′, 2′′, 2′′′) an zwei verschiedene Leitungen (18, 22) anschließbar sind, von denen die erste dauernd Spannung führt, und daß eine Einheit aus einem Relais (6) und einem Wechselschalter (7) vorgesehen ist, welche die erste Leitung (18) bei den Schaltstellungen (S und 0) für "Senken" und "Halten" eines Doppelschalters (1, 1′, 1′′, 1′′′) mit der zweiten Leitung (22) und bei der Schaltstellung (H) für "Heben" des Doppelschalters (1, 1′, 1′′, 1′′′) mit der Magnetspule des Druckventils (5) verbindet.

2. Blockschaltung nach Ansprsuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsschaltung (8) vorgesehen ist, welche bei der Schaltstellung (H) für "Heben" eines Doppelschalters (1, 1′, 1′′, 1′′′) den Masseanschluß der Wicklungen der Relais (2, 2′, 2′′, 2′′′) verzögert durchschaltet, so daß das betreffende Hydraulikventil verzögert öffnet.