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Gegenstand der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung bzw. Regeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Technologischer Hintergrund
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Derartige Steuereinrichtungen werden beispielsweise zum parallelen Betreiben mehrerer Arbeitsgeräte wie z. B. einer Rettungsschere sowie eines Rettungsspreizers verwendet. Die Bedienungsperson betätigt hierbei die Steuereinrichtung entsprechend den Anforderungen weiterer Bedienpersonen, die die jeweiligen mit der Steuereinrichtung verbundenen Arbeitsgeräte bedienen. So wird beispielsweise bei einem Autounfall eine Person des Rettungsteams die Steuereinrichtung betätigen, wohingegen eine andere Person des Rettungsteams mittels einer Rettungsschere unmittelbar am Unfallwagen z. B. die Dachaufhängung des Unfallwagens durchtrennt und eine andere Person des Rettungsteams mittels eines Rettungsspreizers versucht, mehr Raum innerhalb des Unfallwagens zur Rettung beispielsweise eines eingeklemmten Insassens zu schaffen. Eine gute Bedienbarkeit der Steuereinrichtung ist für derartige Einsätze von besonderer Bedeutung.
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Nächstliegender Stand der Technik
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Eine Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
EP 1 084 349 B1 bekannt. Die Steuereinrichtung umfasst zum wahlweisen Betrieb zweier Arbeitsgeräte bei erhöhter Energienutzung zwei separate in einem gemeinsamen Ventilblock angeordnete Steuerventile, welche jeweils per Hand von der Bedienperson zu bedienen sind. Die beiden Steuerventile sind über einen gemeinsamen Verbindungskanal, der sich ebenfalls im Ventilblock befindet, verbunden. Diese bekannte Steuereinrichtung besitzt daher einen aufwendigen konstruktiven Aufbau. Auch die Bedienbarkeit ist aus folgenden Gründen nicht optimal. Jedes Steuerventil umfasst drei Schaltstellungen. Daraus resultieren insgesamt neun unterschiedliche Schaltstellungsmöglichkeiten der beiden Steuerventile also deren Bedienhebel zueinander. In der Praxis führt dies dazu, dass die Bedienperson die Bedienhebel beider Steuerventile in der erforderlichen Weise bewegen muss. Da es bei bestimmten Stellungen der Bedienhebel zueinander zu einem Fehlverhalten der Steuereinrichtung kommen kann, ist man in der Praxis dazu übergegangen, die betreffenden Stellungen der Bedienhebel durch anwenderseitige Vorkehrungen in Form von mechanischen Zusatzmitteln (z. B. eine Kette, die die Bewegung beider Bedienhebel in bestimmte Bereiche hinein einschränkt) zu sichern.
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Die
EP 1 286 058 B1 zeigt ein Hydrauliksystem für Spritzgießmaschinen, bei dem mindestens einem Verbraucher der ausgangsseitige Druck von mindestens zwei Verstellpumpen einzeln oder gruppenweise zuschaltbar sind. Allerdings sind hierbei mindestens zwei Ventile zu betätigen.
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Aus der
WO 2009/129942 A1 ist ein hydraulisches Zweikreissystem zur Ansteuerung von mehreren Verbrauchern bekannt, bei dem für das Aufschalten eines Kreises auf den weiteren Kreis eine Zusammenschaltventilanordnung mit einer zusätzlich vorgesehenen Deaktivierungseinrichtung zusammenwirkt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Steuereinrichtung zur Verfügung zu stellen, die bei einem vereinfachten Aufbau ein höheres Maß an Bedienkomfort bietet.
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Gegenstand der Erfindung
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Die vorstehende Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Steuereinrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
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In den Unteransprüchen werden zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung beansprucht.
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Dadurch, dass als Steuervorrichtung für den ersten und zweiten Versorgungskreis lediglich ein einziges Steuerventil vorgesehen ist, wird zum einen eine vereinfachte Bedienbarkeit erreicht, da die Bedienperson lediglich dieses eine Steuerventil bedienen muss. Die Bedienungsperson muss im Gegensatz zum Stand der Technik folglich mit einer Hand lediglich 3 Schaltstellungen anwählen. Demgemäß können die Förderleistungen der beiden Druckleitungen wahlweise entweder den Arbeitsgeräten unabhängig voneinander oder auf eines der Arbeitsgeräte bevorzugt aufgeschaltet werden. Zudem entfallen mechanische Sicherungsmaßnahmen. Zum anderen wird gleichzeitig auch die Möglichkeit geschaffen, die Konstruktion der Steuereinrichtung zu vereinfachen. Der konstruktive Aufwand reduziert sich ganz erheblich.
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Zweckmäßigerweise steht jede Druckleitung mit je einer separaten, zugehörigen Einrichtung zur Druckerzeugung in Verbindung.
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Zweckmäßigerweise besitzt das Steuerventil zur manuellen Betätigung ein Bedienelement, beispielsweise in Form eines Wählhebels oder dergl.
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Alternativ könnte bei Bedarf das Steuerventil auch elektrisch, beispielsweise über einen Elektromotor, angetrieben sein.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt die Rückleitung des Druckmediums des jeweiligen Versorgungskreises zum Tank unter Umgehung des Steuerventils. Hierdurch wird ein drosselfreier Rücklauf im Gegensatz zu einer Rückführung durch das Steuerventil hindurch ermöglicht. Zudem kann das Steuerventil einfacher und demzufolge kostengünstiger produziert werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die gesamte Förderleistung entweder auf das erste oder auf das zweite Arbeitsgerät wahlweise aufgeschaltet werden. Demgemäß können die Förderleistungen der beiden Druckleitungen wahlweise entweder den Arbeitsgeräten unabhängig voneinander oder vollständig auf eines der Arbeitsgeräte bevorzugt aufgeschaltet werden.
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Gemäß einer weiteren, besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Aufschaltung der Förderleistung in Abhängigkeit der Stellung des Steuerventils steuerbar nach Art eines Proportionalventils ausgestaltet sein. Gerade diese Ausgestaltung ist in Anbetracht des einfachen Aufbaus der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gut umsetzbar.
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Zweckmäßigerweise verfügt das Steuerventil über keine Bypass- bzw. Drucklosschaltstellung, bei der der in den Einrichtungen zur Druckerzeugung erzeugte Druck in den Tank zurückgeführt wird, so dass kein Druck am Arbeitsgerät ansteht. Dies vereinfacht den Aufbau des Steuerventils.
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Vorzugsweise sind zwischen dem Steuerventil und dem jeweiligen Arbeitsgerät Kupplungen mit sogenannter Bypassfunktion positioniert. Es handelt sich hierbei um Koaxial-Kupplungssysteme, die im entkoppelten Zustand im Bereich des Kupplungsanschlusses die Druckseite des Schlauchs mit der Entlastungsseite unmittelbar verbinden. Auf diese Weise wird eine einfache Drucklosstellung im jeweiligen Versorgungskreis erreicht.
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Zusätzlich hierzu oder anstelle davon kann der jeweilige Versorgungskreis mit einem zugehörigen Ablassventil versehen sein. Dieses Ablassventil gewährleistet eine zusätzliche Druckabbaumöglichkeit.
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Zweckmäßigerweise ist das Steuerventil in einem transportablen, d. h. mobilen Ventilblock untergebracht, der beispielsweise bei Bedarf auf die Ladefläche eines Lkws oder dergl. verfrachtet werden kann. Vorzugsweise ist der Ventilblock tragbar, so dass die Möglichkeit besteht, die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch an entlegenen bzw. schwer zugänglichen Orten, wie z. B. unmittelbar an bzw. in eingestürzten Gebäuden, in verunfallten Waggons etc. einzusetzen, so dass die Bedienpersonen gut kommunizieren können.
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Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht es auf Grund der konstruktiven Einfachheit sowie Verwendung von nur einem einzigen Steuerventil, mehrere solcher Steuerventile zur Gewährleistung der Steuerungsvorrichtung miteinander zu verschalten, wodurch die Anzahl der Arbeitsgeräte bezogen auf die Anzahl der Steuerventile erhöht werden kann.
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Auch ist es möglich, das Steuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung so zu konzipieren, dass über das Steuerventil mehr als zwei Arbeitsgeräte, z. B. 3 Arbeitsgeräte, angesteuert werden können. Hierbei Kann zweckmäßigerweise eben falls eine entsprechende Anzahl von Druckerzeugungseinrichtungen vorgesehen sein.
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Zur Verbesserung der Handhabbarkeit können die Kupplungen mit in den Ventilblock integriert sein.
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Der Ventilblock kann zweckmäßigerweise über Schlauchverbindungen oder Rohrverbindungen mit der jeweiligen Druckerzeugungseinrichtung in Verbindung stehen und entsprechend an die Arbeitsgeräte angeschlossen sein.
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Alternativ kann die jeweilige Druckerzeugungseinrichtung ein integraler Bestandteil des Ventilblocks sein.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden an Hand von schematischen Zeichnungsfiguren nachstehend näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erste Ausgestaltung eines Schaltschemas eines Gesamtaggregats unter Einsatz der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;
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2 eine weitere Ausgestaltung eines Schaltschemas eines Gesamtaggregats unter Einsatz der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;
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3 eine noch weitere Ausgestaltung eines Schaltschemas eines Gesamtaggregats unter Einsatz der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;
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4 eine Darstellung der ersten Schaltstellung (4A) sowie der dritten Schaltstellung (4B) des Schaltschemas nach 1;
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5 eine Darstellung eines Schaltschemas mit kaskadenförmiger Anordnung mehrerer Steuerventile sowie
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6 eine Darstellung des Steuerventils zur Ansteuerung eines ersten, zweiten sowie dritten Arbeitsgeräts.
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Die Bezugsziffern 1 und 2 in 1 bezeichnen ein erstes bzw. zweites Arbeitsgerät, beispielsweise eine Rettungsschere sowie ein Rettungsspreizer. Das erste Arbeitsgerät 1 wird über einen ersten Versorgungskreis 3, das zweite Arbeitsgerät 2 über einen zweiten Versorgungskreis 4 jeweils mit Druckmedium, z. B. Hydrauliköl, versorgt. Zur Ansteuerung der beiden Arbeitsgeräte 1, 2 ist ein erstes Ansteuerventil 18 bzw. zweites Ansteuerventil 19 über eine Druckleitung sowie Entlastungsleitung mit dem jeweiligen Arbeitsgerät 1, 2 verbunden. Das Ansteuerventil 18, 19 dient dazu, bei Bedarf die Druckzuführung zum Arbeitsgerät 1, 2 zu unterbrechen oder die Richtung der Druckzuführung umzuschalten.
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Die Ansteuerventile 18, 19 können bei Bedarf zweckmäßigerweise in einem zugehörigen Ventilblock 31 bzw. 32 untergebracht, wie dies in 1 dargestellt ist.
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Die Druckerzeugung erfolgt über eine erste Einrichtung 5 sowie zweite Einrichtung 6 zur Druckerzeugung (z. B. Hydraulikpumpe), die jeweils mit einem gemeinsamen Tank 9 oder bei Bedarf separaten Tanks sowie mit dem Steuerventil 7 in Verbindung stehen. Die Einrichtung 5 bzw. 6 ist mit dem Steuerventil 7 über eine erste Druckleitung 20 sowie zweite Druckleitung 21 verbunden.
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Die erste Druckleitung 20 sowie zweite Druckleitung 21 weisen an ihrem Ende das Steuerventil 7 auf, welches in der in 1 dargestellten Ausgestaltung lediglich über drei von einer Bedienperson über ein Bedienelement 8 anwählbare Schaltpositionen verfügt. Die jeweilige Schaltposition wird vorzugsweise über lösbare Arretiermittel in der gewählten Schaltposition gehalten.
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Die Schaltstellungen des Steuerventils 7 sind (vgl. auch 4A und 4B) wie folgt:
- (a) die Förderleistung der ersten Einrichtung 5 zur Druckerzeugung steht ausschließlich dem ersten Arbeitsgerät 1 und die Förderleistung der zweiten Einrichtung 6 zur Druckerzeugung steht ausschließlich dem zweiten Arbeitsgerät 2 zur Verfügung steht (1),
- (b) die Förderleistung der ersten und zweiten Einrichtung 5, 6 zur Druckerzeugung steht bevorzugt dem ersten Arbeitsgerät 1 zur Verfügung (4A),
- (c) die Förderleistung der ersten und zweiten Einrichtung 5, 6 zur Druckerzeugung steht bevorzugt dem zweiten Arbeitsgerät 2 zur Verfügung (4B).
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Das Steuerventil 7 ist Bestandteil des Ventilblocks 28. Das Steuerventil 7 umfasst 2 Schaltstellungen in je einer Additionsstellung der Förderleistung der ersten und zweiten Druckerzeugungsmittel sowie eine weitere Schaltstellung, bei der die Förderleistung der zugehörigen Druckerzeugungseinrichtung ausschließlich dem zugehörigen Arbeitsgerät zugeordnet ist (Mittelstellung des Steuerventils 7 in 1). Im Ventilblock 28 sind Rückleitungen 12, 13 zum Tank 9 vorgesehen, die nicht über das Steuerventil 7 verlaufen sondern dieses umgehen.
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An der Oberseite des Ventilblocks 28 ist eine mehrere Kupplungen 14, 16 umfassende Kupplungseinheit 29 nach oben hin offen in den Ventilblock 28 integriert. Der erste bzw. zweite Versorgungskreis 2, 3 umfasst je eine erste bzw. zweite Kupplung 14 bzw. 16, die jeweils in der in 1 wiedergegebenen Ausgestaltung mit einer Bypassfunktion 15 bzw. 17 im Entkopplungszustand ausgestattet ist. Beim Entkoppeln der Kupplung 14 bzw. 16 wird die Druckleitung 20 bzw. 21 über die aus 1 ersichtliche Bypassschaltstellung der Rückleitung 12 bzw. 13 zum Tank 9 zugeschaltet, so dass keine von der jeweiligen Druckerzeugereinrichtung generierte Förderleistung an dem jeweiligen Arbeitsgerät 1, 2 ankommt.
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Die in 1 dargestellten Ansteuerventile 18, 19 befinden sich zweckmäßigerweise ebenfalls in je einem zugehörigen einem Ventilblock 31, 32. Der jeweilige Ventilblock 31, 32 befindet sich in unmittelbarer Nähe zum Arbeitsgerät 1 bzw. 2. Die Ansteuerventile 18, 19 dienen dem Zu- bzw. Abschalten der der Förderleistung sowie zur Umkehrung der Arbeitsrichtung des jeweiligen Arbeitsgeräts.
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In der Ausgestaltung nach 2 ist zusätzlich zu den Konstruktionsmerkmalen nach 1 ein erstes sowie zweites Ablassventil 22 bzw. 23 der jeweiligen Einrichtung 5 bzw. 6 zur Druckerzeugung zugeordnet. Jedes der beiden Ablassventile 22, 23 ist mit einem eigenen Bedienelement 24 sowie 25 ausgestattet.
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Mit dem jeweiligen Ablassventil 22, 23 kann im Bedarfsfall ein sich im System unvorhergesehener Druckaufbau, der unterschiedliche Gründe haben kann, auf einfache Art beseitigt werden.
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Im Übrigen entsprechen die Merkmale gemäß 2 den Merkmalen des Gesamtaggregats von 1.
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Bei der in 3 wiedergegebenen Konstruktion ist anstelle einer Kupplung 14, 16 mit Bypassfunktion 15, 17 eine solche ohne Bypassfunktion wiedergegeben. Auch hier sind das erste und zweite Ablassventil 22, 23 in die Konstruktion mit einbezogen.
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4A zeigt das Steuerventil 7 der Schaltungsanordnung gemäß 1 in der ersten Schaltstellung (linke Schaltstellung), bei der die Förderleistung der ersten Einrichtung zur Druckerzeugung 5 sowie die Förderleistung der zweiten Einrichtung zur Druckerzeugung 6 unmittelbar durch das die Schaltstellung bedingte einzige Steuerventil 7 gemeinsam dem ersten Versorgungskreis 3 zugeschaltet sind, so dass bei geschlossener Kupplung 14 sowie inaktiver Bypassfunktion 15 die Summe der beiden Förderleistungen dem ersten Arbeitsgerät 1 zugeordnet sind.
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Die Schaltstellung wird durch einen Rastmechanismus oder durch eine Steuerleitung 26 in Position gehalten. Die Kupplung 16 am Arbeitsgerät 2 kann im Bypass bleiben, wenn die Fördermenge auf Arbeitsgerät 1 geschaltet wird. Umgekehrtes gilt ebenso.
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4B zeigt das Steuerventil 7 der Schaltungsanordnung gemäß 1 in der dritten Schaltstellung (rechte Schaltstellung), bei der die Förderleistung der ersten Einrichtung zur Druckerzeugung 5 sowie die Förderleistung der zweiten Einrichtung zur Druckerzeugung 6 unmittelbar durch das die Schaltstellung bedingte einzige Steuerventil 7 gemeinsam dem zweiten Versorgungskreis zugeschaltet sind, so dass bei geschlossener Kupplung 16 sowie inaktiver Bypassfunktion 17 die Summe der beiden Förderleistungen dem zweiten Arbeitsgerät 2 zugeordnet sind. Die Schaltstellung wird durch einen Rastmechanismus oder durch eine Steuerleitung 27 in Position gehalten.
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In den 4A sowie 4B ist die Schaltfunktion der Kupplung 14, 16 noch mit aktiver Bypassfunktion 15, 17, also im Trennungszustand der Kupplung 14, 16 dargestellt.
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Im Übrigen entsprechen die Schaltungsmerkmale der 4A und 4B denen der 1, in der die mittlere (zweite) Schaltstellung des Steuerventils 7 wiedergeben ist. In letzterer Schaltstellung wird die jeweilige Förderleistung der betreffenden Einrichtung 5 bzw. 6 zur Druckerzeugung ausschließlich dem zugehörigen Arbeitsgerät 1 bzw. 2 zugeordnet, so dass beiden Arbeitsgeräten 1, 2 jeweils die volle Leistung der betreffenden Einrichtung 5 bzw. 6 zur Druckerzeugung alleine zukommen.
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Anstelle des in den 1, 4A sowie 4B dargestellten Steuerventil 7 kann auch ein Steuerventil mit Proportionalcharakteristik zum Einsatz kommen. Hierbei kann eine Steuerung der Verteilung der Förderleistung zu dem einen oder anderen Arbeitsgerät in Abhängigkeit der Stellung des Steuerventils vorgenommen werden.
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Die 5 zeigt eine Anordnung von mehreren Steuerventilen 7 in einer Art von Kaskade 30, wobei das Druckmedium über zwei parallel zueinander angeordnete Steuerventile einerseits den (nicht dargestellten) Arbeitsgeräten direkt zugeführt wird, andererseits über ein zusätzliches Steuerventil wiederum zwei weitere (ebenfalls nicht dargestellte) Arbeitsgeräte angesteuert werden können. Derartige Kaskaden 30 können in vielfältiger Art festgelegt werden.
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Die vorliegende Erfindung erlaubt es zudem, mittels dem Steuerventil 7 nicht nur ein erstes und zweites Arbeitsgerät 1 bzw. 2, sondern auch mehrere Arbeitsgeräte, z. B. drei anzusteuern, wie dies durch das aus der 6 ersichtliche modifizierte Steuerventil 7 ersichtlich ist. Dieses Steuerventil umfasst z. B. insgesamt drei Leitungsstränge.
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Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch die Kombination von Einzelmerkmalen sowie Teilmerkmalen der in den 1–6 dargestellten Ausgestaltungen als erfindungswesentlich angesehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes Arbeitsgerät
- 2
- zweites Arbeitsgerät
- 3
- erster Versorgungskreis
- 4
- zweiter Versorgungskreis
- 5
- erste Einrichtung zur Druckerzeugung
- 6
- zweite Einrichtung zur Druckerzeugung
- 7
- Steuerventil
- 8
- Bedienelement
- 9
- Tank
- 10
- Druckleitung erster Versorgungskreis
- 11
- Druckleitung zweiter Versorgungskreis
- 12
- Rückleitung erster Versorgungskreis
- 13
- Rückleitung zweiter Versorgungskreis
- 14
- Kupplung erster Versorgungskreis
- 15
- Bypassfunktion
- 16
- Kupplung zweiter Versorgungskreis
- 17
- Bypassfunktion
- 18
- Ansteuerventil erstes Arbeitsgerät
- 19
- Ansteuerventil zweites Arbeitsgerät
- 20
- erste Druckleitung
- 21
- zweite Druckleitung
- 22
- erstes Ablassventil
- 23
- zweites Ablassventil
- 24
- Bedienelement erstes Ablassventil
- 25
- Bedienelement zweites Ablassventil
- 26
- Steuerleitung
- 27
- Steuerleitung
- 28
- Ventilblock
- 29
- Kupplungseinheit
- 30
- Kaskade
- 31
- Ventilblock
- 32
- Ventilblock
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1084349 B1 [0003]
- EP 1286058 B1 [0004]
- WO 2009/129942 A1 [0005]
