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Die
Erfindung betrifft einen Verteilerblock zum Verteilen von Fluiden
für hydraulische und/oder pneumatische Aktoren nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Vor
allem hydraulische Systeme weisen häufig Steuer- bzw. Verteileinheiten
auf, mit denen zum Teil zahlreiche Aktoren hydraulisch miteinander
verbunden sind. Beispielsweise weisen Nutzfahrzeuge wie Erdbewegungsmaschinen,
Baumaschinen oder Landwirtschaftsmaschinen derartige Verteiler-
bzw. Steuereinheiten auf, die zur Verteilung eines Druckmediums
an hydraulisch betätigbare Hilfsgeräte dienen.
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Seit
langem sind hierbei sogenannte Verteilerblöcke gebräuchlich,
die im Allgemeinen aus einzelnen Platten bzw. Modulen bestehen.
Derartige Verteiler-Platten bzw. -Module bzw. Verteilerelemente
weisen meist zahlreiche Anschlussöffnungen bzw. Bohrungen
sowie Ventile, Verzweigungen, Weichen oder dergleichen auf, womit
das entsprechende Fluid bzw. die Hydraulikflüssigkeit zwischen
den Aktoren wie Pumpen, Motoren, Ventile, Zylinderkolbeneinheiten
etc. verteilt bzw. diese entsprechend gesteuert werden. Häufig
weisen derartige Verteilerblöcke mehrere, z. B. 5, 10 oder
mehr Verteilerplatten auf.
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Die
einzelnen Verteilerplatten bzw. -Module werden bislang mit Hilfe
von Ankerschrauben, die das gesamte Plattenpaket bzw. den gesamten
Verteilerblock umfassen, zu dem nach dem Baukastenprinzip zusammengestellten
Verteilblock verbunden. Hierbei gewährleistet die Anpresskraft,
die durch die auf Zug belastete Schraube erzeugt wird, zwischen den
einzelnen Verteilerplatten bzw. -Modulen ein sicheres Abdichten
der mittels der entsprechend vorhandenen Anschlussöffnungen
realisierte Durchleitung des Fluides von einer Platte zur anderen.
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Häufig
weisen derartige Verteilerblöcke an den jeweiligen Enden
spezielle Abschlussplatten auf.
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Nachteilig
bei derartigen Verteilerblöcken ist jedoch, dass beispielsweise
aufgrund von Mängeln, z. B. nach dem Zusammenbau festgestellt
oder während dem Betrieb auftretende Mängel, die
Schraubverbindung gelöst werden muss, was zu einem vollständigen
demontieren des Verteilerblockes führt. Nach Beseitigung
des Mangels beispielsweise einer einzelnen, mittigen Verteilerplatte,
müssen alle Anschlussöffnungen wieder entsprechend
abgedichtet werden. Dies kann wiederum zu neuen Fehlern bzw. Mängeln
führen und ist darüber hinaus mit hohem Aufwand
verbunden.
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Gegebenenfalls
sind zwischen den Verteilerplatten bzw. -Modulen Dichtungen vorhanden,
die die Dichtigkeit zwischen zwei nebeneinander angeordneten Anschlussöffnungen
benachbarter Verteilerplatten gewährleisten sollen. Auch
derartige Dichtungen müssen bei der Montage exakt positioniert
werden, um die Funktionsfähigkeit insbesondere die Dichtigkeit
des Verteilerblockes bzw. die Durchleitung des Fluides zwischen
zwei benachbarten Verteilerelementen zu gewährleisten.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verteilerblock zum
Verteilen von Fluiden für hydraulische und/oder pneumatische
Aktoren, wobei wenigstens zwei Verteilerelemente mit mindestens einer
Verbindungseinheit lösbar verbindbar sind, vorzuschlagen,
der wesentlich variabler montiert und/oder demontiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird, ausgehend von einem Verteilerblock der einleitend
genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten
Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen
der Erfindung möglich.
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Dementsprechend
zeichnet sich ein erfindungsgemäßer Verteilerblock
dadurch aus, dass die Richtung eines Verstellweges des verstellbaren Spannelementes
quer, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Zugbelastung
des Zugelementes ausgebildet ist.
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Gemäß der
Erfindung können nun auch einzelne Verteilerelemente mit
dem jeweils benachbarten Verteilerelement sicher miteinander verbunden bzw.
gegeneinander verpresst und wieder gelöst werden.
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Weiterhin
können auch einzelne zu Gruppen zusammengefasste Verteilerelemente
bzw. Verteilerplatten miteinander in beliebiger Weise verbunden werden.
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Grundsätzlich
muss gemäß der Erfindung nicht der gesamte Verteilerblock
von der Verbindung durchfasst werden bzw. es müssen nicht
alle Verteilerelemente bzw. Verteilerplatten des Verteilerblockes
mit der Verbindungseinheit zusammengepresst werden. Dementsprechend
vereinfacht sich sowohl die Montage als auch die Demontage des Verteilerblocks
gemäß der Erfindung im Vergleich zum Stand der
Technik. Dies ist insbesondere bei der Beseitigung von Mängeln
von besonderem Vorteil, die z. B. bei einer Funktionsüberprüfung
nach dem Zusammenbau des Verteilerblocks und/oder für Reparatur- bzw.
Wartungsarbeiten festgestellt werden.
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In
einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist das Spannelement
eine zum Verstellweg winklig angeordnete erste Kontaktfläche
zum Erzeugen der Zugbelastung und/oder das Zugelemente eine zur
Zugbelastung winklig angeordnete zweite Kontaktfläche zum
Erzeugen der Zugbelastung auf. Mit Hilfe einer derartigen winklig
angeordneten ersten und/oder zweiten Kontaktfläche kann
in vorteilhafter Weise mit Hilfe des erfindungsgemäßen
quer zur Richtung der Zugbelastung ausgerichteten Verstellweges
des Spannelementes die Zugbelastung des Zugelementes und somit das
aneinander pressen benachbarter Verteilerelemente verwirklicht werden.
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Dementsprechend
vorteilhaft bzw. dicht ist die Durchleitung des Fluides zwischen
den Verteilerelementen bzw. zwischen der ersten Anschlussöffnung
des ersten Verteilerelementes mit der zweiten Anschlussöffnung
des zweiten Verteilerelementes.
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Generell
wird durch die winklige Ausrichtung der Kontaktflächen
die Umlenkung des durch den Verstellweg erzeugten Kraftflusses in
Richtung der Zugbelastung in besonders vorteilhafter Weise erreicht.
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Vorzugsweise
weist das Zugelement eine wenigstens teilweise in Richtung der Zugbelastung ausgerichtete
Anschlagfläche zum Erzeugen der Zugbelastung durch Anschlagen
am Verteilelement und/oder am Spannelement auf. Mit Hilfe der vorteilhaften Anschlagfläche
kann beispielsweise zur durch das Verstellen des Spannelementes
längs des Verstellweges erzeugte Spannkraft eine hierzu
wenigstens teilweise entgegengerichtete Gegenkraft erzeugt werden.
Beispielsweise weist das Zugelement eine quer zur Längsrichtung
des Zugelementes ausgerichtete Hervorstehung auf. Zum Beispiel kann
das Zugelement eine entsprechend herausragende Nase, wenigstens
ein Gewindegang etc. aufweisen oder das Zugelement kann ein Querelement
aufweisen, das beispielsweise als separates Element oder einstückig
mit dem Zugelement ausgebildet ist. Gegebenenfalls ist das Zugelement
T-förmig, H-förmig oder ähnlich ausgebildet.
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Gemäß der
Erfindung weist die entsprechend herausragende Nase, das Querelement
bzw. die Hervorstehung in vorteilhafter Weise die Anschlagsfläche
auf, die insbesondere in Kontakt bzw. Wirkverbindung mit dem Verteilerelement
bzw. dem Spannelement ist.
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Vorzugsweise
ist die Anschlagsfläche als die zweite Kontaktfläche
des Zugelementes ausgebildet. Somit wird eine Doppelfunktion der
entsprechenden Fläche des Zugelementes realisiert, was
zu einer konstruktiv einfachen Ausbildung des Zugelementes und somit
der Verbindungseinheit führt.
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Grundsätzlich
kann gemäß der Erfindung die zweite Kontaktfläche
auch ohne die sogenannte erste Kontaktfläche des Spannelementes
vorgesehen werden. Gemäß der Erfindung hat die
Bezeichnung „zweite" bzw. „erste" lediglich einen
zuordnenden Charakter zum jeweiligen Element.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung weist das Zugelement eine
zweite Kontaktfläche sowie eine mit/von der zweiten Kontaktfläche
in Wirkverbindung stehende, separate Anschlagsfläche auf. Hiermit
kann in vorteilhafter Weise die zweite Kontaktfläche zum
Erzeugen der Zugbelastung und die separate Anschlagsfläche
zum Erzeugen bzw. Aufnehmen der Gegenkraft vorgesehen werden.
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In
einer besonderen Weiterbildung der Erfindung umfasst das Zugelement
wenigstens zwei zweite Kontaktflächen und/oder Anschlagsflächen.
Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartige Ausbildung des Zugelementes
eine besonders einfache Realisierung der Verbindungseinheit gemäß der
Erfindung möglich ist. Dies reduziert den Herstellungsaufwand sowie
den Montage- bzw. Demontageaufwand einer erfindungsgemäßen
Verbindungseinheit.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Verbindungseinheit wenigstens ein Zugelement und zwei
Spannelemente. Es hat sich in der Praxis diese vorteilhafte Verbindungseinheit
als besonders geeignet herausgestellt. Beispielsweise kann die Verbindungseinheit zwei
konstruktiv im Wesentlichen identische Spannelemente und/oder ein
im Wesentlichen achsensymmetrisches Zugelement umfassen. Hierdurch
wird die Umsetzung der Verbindungseinheit gemäß der Erfindung
weiter verbessert, insbesondere die Herstellung in Bezug zum Aufwand
und zur Lagerhaltung bzw. Ersatzteillieferung minimierbar.
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Vorzugsweise
weist das Spannelement ein Schraubgewinde auf, das insbesondere
mit einem Schraubgewinde des Verteilerelementes in Wirkverbindung
steht. Mit Hilfe eines Schraubgewindes kann eine vorteilhafte Spannkraft
erzeugt werden, die insbesondere vom Verteilelement in vorteilhafter
Weise aufgenommen und kompensierbar ist.
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Denkbar
ist auch, dass das Zugelement wenigstens an einem Endabschnitt ein
Schraubgewinde aufweist, das gemäß der Erfindung
die zweite Kontaktfläche und/oder die Anschlagfläche
umfasst. Hierdurch kann beispielsweise auf ein Spannelement in diesem
Endabschnitt des Zugelementes verzichtet werden. Generell kann ein
Zugelement mit einseitig vorhandenem Gewinde in einem ersten Verteilelement
fixiert werden, wobei das zweite Ende des Zugelementes aus diesem
herausragt. Vorzugsweise am gegenüberliegenden Endabschnitt
bzw. am aus dem ersten Verteilelement herausstehenden Abschnitt des
Zugelementes kann ein Spannelement gemäß der Erfindung
ansetzen und entsprechend die Spannkraft bzw. die Zugbelastung des
Zugelementes erzeugen.
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Vorzugsweise
ist das Spannelement als Schraube, insbesondere Madenschraube, mit
einem wenigstens teilweise konischen Ende ausgebildet. Mit Hilfe
dieser Maßnahme kann das Spannelement beispielweise in
dem Verteilelement einerseits sicher fixiert und andererseits mittels
dem Schraubgewinde die Spannkraft und somit die Zugbelastung des
Zugelementes unter Zuhilfenahme des konischen Endes realisieren.
Hierbei umfasst das konische Ende des Spannelementes in vorteilhafter
Weise die winklig angeordnete erste Kontaktfläche gemäß der
Erfindung. Ein derartiges Spannelement ist besonders einfach herstellbar
und zu montieren bzw. demontieren. Es kann auch auf bereits handelsübliche
Komponenten, insbesondere Madenschrauben zurückgegriffen
werden, was die Wirtschaftlichkeit der Erfindung weiter verbessert.
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Grundsätzlich
ist es von Vorteil, das Zugelement in einem ersten Verteilerelement
fest zu fixieren bzw. zu verankern. Hierbei kann sich das Zugelement sowohl über
mehrere Verteilerelemente hinweg erstrecken. Bevorzugt erstreckt
sich die Verbindungsvorrichtung über genau zwei Verteilerelemente.
Bei einer sich über zwei Verteilerelemente erstreckenden Verbindungsvorrichtung
ist generell von Vorteil, dass diese Verbindung bzw. diese beiden
Verteilerelemente unabhängig von der Verbindung anderer
Verteilerelemente und/oder gegebenenfalls vorhandener separater
Abschlusselemente montiert bzw. demontiert werden kann.
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Möglicherweise
ist zwischen den beiden Verteilerelementen wenigstens ein Dichtungselement bzw.
eine Flachdichtung oder dergleichen vorgesehen. Vorzugsweise sind
pro Verteilerblock gemäß der Erfindung zahlreiche
Verteilerelemente, insbesondere 5, 10, 20 etc. vorgesehen.
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Weiterhin
weist im Allgemeinen ein Verteilerblock gemäß der
Erfindung zahlreiche Kontroll- bzw. Steuer- und/oder Regelelemente,
insbesondere Ventile auf. Hierdurch kann ein Verteilerblock gemäß der Erfindung
zum Teil komplexe Verteiler- bzw. Steueraufgaben realisieren.
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In
einer besonderen Weiterbildung der Erfindung sind die Verteilerelemente
als Verteilerplatten ausgebildet. Vorzugsweise umfassen derartige
Verteilerelemente planparallele Kontaktseiten, mit Hilfe derer der
Kontakt zu einer benachbarten Verteilerplatte realisiert wird. Generell
ist auch denkbar, dass die Kontaktseiten spitzwinklig zueinander
angeordnet sind.
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Grundsätzlich
ist bei einem erfindungsgemäßen Verteilerblock
von Vorteil, dass hierdurch ein vollständig modularer Aufbau
möglich ist, was sowohl bei der Montage als auch bei der
Demontage vor allem von innenliegenden Verteilerelementen bzw. Verteilerplatten
von ganz besonderer Bedeutung ist. Beispielsweise kann bei einer
Beeinträchtigung bzw. einem Defekt an/bei einem innenliegenden
Verteilelement bzw. Verteilerplatte die Verbindung zwischen außenliegenden
Verteilerelementen bzw. Verteilerplatten bestehen bleiben. Hierdurch wird
die Dichtigkeit bzw. die Funktionsfähigkeit der Verbindung
zwischen nicht beteiligten Verteilerelementen bzw. Verteilerplatten
nicht verändert.
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Darüber
hinaus wird gemäß der Erfindung eine verbesserte
Optik des Verteilerblocks erreicht. Von außen kann z. B.
die erfindungsgemäße Verbindungseinheit lediglich
durch die entsprechenden Stirnseiten der Spannelemente wie Maden schrauben oder
dergleichen in entsprechenden Ausnehmungen bzw. Bohrungen oder dergleichen
der Verteilerelemente wahr genommen werden.
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Weiterhin
kann gemäß der Erfindung eine spielfreie Verspannung
bzw. Verbindung zweier oder mehrerer Verteilerelemente bzw. Verteilerplatten
verwirklicht werden.
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Ausführungsbeispiel
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher
erläutert.
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Im
Einzelnen zeigt:
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1 schematisch
eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Verbindungseinheit
mit zwei Madenschrauben und
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2 schematisch
ein T-förmiges Zugelement für eine zweite erfindungsgemäße
Verbindungseinheit.
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In 1 ist
schematisch eine Verbindungseinheit 1 gemäß der
Erfindung schematisch dargestellt. Die Verbindungseinheit 1 weist
ein Zugelement 2 auf, das mit zwei Spannelementen bzw.
Madenschrauben 3 in Wirkverbindung steht. Das Zugelement 2 gemäß 1 ist
im Wesentlichen als Rundstab oder dergleichen ausgebildet und/oder
umfasst zwei Ausnehmungen 4, in die die Madenschrauben 3 im
verbundenen Zustand wenigstens teilweise hineinragen.
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Die
Madenschrauben 3 weisen ein konisches Ende 5 auf.
Eine Mantelfläche 15 des dargestellten Ausführungsbeispiels
des konischen Endes der Madenschraube 3 ist winklig zur Drehachse 6 der Madenschraube 3 angeordnet.
Gemäß der Erfindung stellt die Mantelfläche 15 bzw.
das konische Ende 5 der Madenschraube 3 die erste
Kontaktfläche dar. Der Verstellweg der Madenschraube 3 ist
in Richtung der Drehachse der Madenschraube 3 ausgerichtet. Das
Verspannen bzw. die Erzeugung der Zugbelastung des Zugelementes 2 und
somit das Zusammenpressen von Verteilerplatten 9 erfolgt
durch Verstellen der Madenschraube 3 in Richtung des Zugelementes 2.
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Die
Ausnehmung 4 des Zugelementes 2 ist in vorteilhafter
Weise kegelförmig ausgebildet und weist eine Spiegelachse 7 bzw.
eine Spitze auf, die bezüglich der Drehachse 6 der
Madenschraube 3 wenigstens im nichtmontierten Zustand versetzt
bzw. beabstandet ist. Vorzugsweise ist die Symmetrieachse 7 zwischen
der Drehachse 6 der Madenschraube 3 und einer
Kontaktseitenfläche 8 des entsprechenden Verteilerelementes 9 bzw.
der Verteilerplatte angeordnet.
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Bei
der Montage der Verbindungseinheit 1 gemäß der
Erfindung wird in der in 1 dargestellten Weise das Zugelement 2 in
einer entsprechende Bohrung 10 bzw. Ausnehmung der Verteilerelemente 9 angeordnet
bzw. gesteckt. Das Zugelement 2 wird, falls notwendig,
derart verdreht, dass die Ausnehmung 4 in etwa in Richtung
der Madenschrauben 3 ausgerichtet ist. Anschließend
wird die Madenschraube 3 soweit längs der Drehachse 6 in
Richtung des Zugelementes 2 verstellt, bis das konische
Ende 5 der Madenschraube 3 wenigstens teilweise
in die Ausnehmung 4 des Zugelementes 2 hineinragt.
Dadurch, dass die Drehachsen 6 mit den Symmetrieachsen 7 in
vorteilhafter Weise versetzt angeordnet sind, wird eine Zugkraft
in Richtung der Längsachse 11 des Zugelementes 2 mit
Hilfe der entsprechenden kegelförmigen Mantelfläche 12 der
Ausnehmung 4 erzeugt. Die beiden Madenschrauben 3 drücken
auf die entsprechende Mantelfläche 12, wodurch
die Zugbelastung des Zugelementes 2 generiert wird. Diese
Zugbelastung führt zu einem Verspannen der beiden Verteilerelemente 9 bzw.
Verteilerplatten, so dass nicht näher dargestellte Anschlussöffnungen der
Verteilerelemente 9 wirkungsvoll zueinander verspannt bzw.
abgedichtet sind. Die Madenschrauben 3 weisen Anschlagflächen 13 auf,
die mit den Verteilerelementen 9 in Kontakt sind und hierdurch
den Kraftschluss der Verbindung realisieren.
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In 2 ist
eine zweite Variante des Zugelementes 2 gemäß der
Erfindung dargestellt. Dieses Zugelement 2 weist ebenfalls
an einem Endabschnitt eine Ausnehmung 4 mit einer kegelförmigen
Mantelfläche 12 auf, wie dies der Variante gemäß 1 im Wesentlichen
entspricht.
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Im
Unterschied zu der Variante gemäß 1 weist
jedoch das Zugelement 2 gemäß 2 an
einem Endabschnitt einen Anschlagkopf 14 auf, der zur Aufnahme
einer Gegenkraft eine Anschlagsfläche 13 aufweist.
Die Anschlagsfläche 13 steht beispielsweise mit
dem Verteilerelement 9 derart in Kontakt, dass das Verteilerelement 9 gegen
das entsprechend benachbarte Verteilerelement 9 verspannt
bzw. verpressbar ist.
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Im
dargestellten Beispiel ist der Kopf 14 mit einem rechteckigen
Querschnitt abgebildet. Beispielsweise kann der Kopf 14 auch
einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweisen, so dass dieser besonders
einfach in eine entsprechende Querbohrung des Verteilerelementes 9 einbringbar
ist.
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Generell
sind zahlreiche unterschiedlichste Zugelemente 2 vorstellbar.
Beispielsweise kann für spezielle Anwendungen das Zugelement 2 auch
ein oder mehrere Gelenke aufweisen, wodurch eine Abwinklung der
Längsachse des Zugelementes 2 realisierbar ist.
In der Praxis wird jedoch im Normalfall vor allem die besonders
einfach aufgebaute und realisierbare Variante gemäß 1 eingesetzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3602023
A1 [0004]
- - DE 3640004 [0004]