-
Die Erfindung betrifft eine Fluidweiche für druckmittelführende Rohre. Druckmittelführende Rohre dienen an Arbeitsmaschinen wie Hydraulikbaggern als Transportwege für das Fluid der Hydraulikanlage. Druckmittelführenden Rohre befinden sich auch an maschinenseitig anbaubaren Anbaugeräten, wie Hydraulikgreifern oder Klappschaufeln, wobei das Trennen und Verbinden der Rohre zwischen Arbeitsmaschine und Anbaugerät dabei oft mittels manuell steckbaren Hydraulikkupplungen erfolgt. Druckmittelführenden Rohre transportieren dabei druckbeaufschlagtes Fluid von einem Druckmittelerzeuger (P) zu einem Druckmittelverbraucher (V) hinführend, und transportieren druckloses Fluid vom Druckmittelverbraucher (V) zum Tank (T) zurück. Die Hydraulikanlage beinhaltet außer den genannten wesentlichen Bauteilen, oftmals eine große Anzahl von diversen Hydraulikelementen, wie Wegeventilen, welche ebenfalls von den druckmittelführenden Rohren versorgt werden.
-
Druckmittelführende Rohre stehen nicht permanent unter Fluiddruck, sondern sie dienen wechselweise zum druckbeaufschlagten Fluidhintransport, und zum weitestgehend drucklosen Fluidrücktransport.
-
In druckmittelführenden Rohren, stehend eingesperrtes Fluid, wechselt bei Hitzeeinwirkung nachteiligerweise von einem drucklosen in einen druckbeaufschlagten Zustand, da es sich nicht ausdehnen kann. Befinden sich an Rohrenden übliche Hydraulikkupplungen, sind eingeschlossene Fluiddrücke nachteilig und deshalb unerwünscht, da sie ein manuelles Verbinden von paarweise zugehörigen Hydraulikkupplungen erschweren, und oftmals auch ganz unmöglich machen. Nachteiligerweise finden während Hydraulikkupplungszusammenschiebungsvorgängen eine insgesamte Rohrverkürzung statt, sodass Kuppelvorgänge auch das Entstehen von Fluiddrücken verursachen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, in fluidführenden Rohren, ungewünschte Fluiddrücke zu verhindern, und/oder bestehende Fluiddrücke zu beseitigen.
-
Die Aufgabe wird durch die Ansprüche gelöst.
-
Demnach wird vorgeschlagen, dass fluidführenden Rohren, auch fluidführenden Kupplungsrohren, eine Fluidweiche beigeordnet wird, welche in der Lage ist, überschüssig aufkommendes Fluid, zeitweise zwischenzulagern und es anschließend wieder automatisch an ein fluidführendes Rohr zurückzugeben.
-
So kann zu Zwecken eines Rohrkuppeln, mittels eines manuellen Betätigens der Fluidweiche, ein im Wesentlichen druckloser Kuppelvorgang erfolgen, da überschüssig auftretendes Fluid in den erfindungsgemäß vorgesehenen Speicherraum der Fluidweiche verdrängt werden kann.
-
Während späteren, hydraulischen Arbeitsvorgängen, erfolgt eine automatische Speicherraumentleerung der Fluidweiche, indem eine Kolbenrückhubkraft den Speicher wieder leerdrückt, und dabei ein, mit niederem Öffnungsdruck, beinhaltetes Rückschlagventil im ableitenden Fluidkanal zeitweise aufdrückt, nämlich solange das empfangende fluidführende Rohr in einem weitestgehend drucklosen Zustand ist.
-
Die erfindungsgemäßen Fluidweichen, können an beliebigen Rohrabschnitten angelegt werden. Sie können durch eine manuelle Betätigung, ein begrenztes Fluidvolumen aufnehmen, und sie können es bei späteren Hydraulispielen wieder selbsttätig an fluidführende Rohre zurückgeben.
-
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erklärt:
-
Die 1 zeigt, einen Ausschnitt einer arbeitsmaschinenseitigen Hydraulikanlage, welche den atmosphärischen Einflüssen wie Frost (F) und Hitze (H) ausgesetzt ist. Fluidführende Rohre (1) versorgen hier einen Arbeitszylinder (4). In der Abbildung ist zur Steuerung ein Wegeventil (5) vorgesehen, welches in der mittleren Position alle Fluidwege absperrt, und deshalb keine Bewegung des Arbeitszylinders (4) zulässt. Die fluidführenden Rohre (1) beinhalten hier, zwischen dem Wegeventil (5) und dem Arbeitszylinder (4) zwei Paare von Hydraulikkupplungen, welche ein schnelles Lösen und auch wieder ein schnelles Verbinden der druckmittelführenden Rohre (1) ermöglichen.
-
Der Arbeitszylinder kann zu Arbeitszwecken durch das Schalten von Wegeventil (5) ein- und ausgefahren werden. Dabei ist das arbeitszylinderbeaufschlagende Fluidrohr unter Druck, während das zum Tank (T) hin abfließende Rohr weitestgehend drucklos ist. Erfindungsgemäße Fluidweichen (2) sind hier an drei Rohrabschnitten vorgesehen.
-
Die 2 zeigt, eine erfindungsgemäße Fluidweiche (2). Die Fluidweiche hat einen Speicher (10) mit einem Fluidhubraum (6), welcher durch ein manuelles Betätigen eines Auf-Zumechanismuses (8), hier in der Bauart eines Wegeventiles, mittels eines zum Speicherhubraum hin geöffneten Fluidkanales (9, 13), im Rohr (1) überschüssig auftretendes Fluid aufnehmen kann. Im Speicherhubraum (6) aufgenommenes, überschüssiges Fluid, wird während späterer Hydraulikarbeitsabläufe wieder automatisch mittels eines Kolbenrückhubes in ein fluidführendes Rohr, unter Überwindung eines gering anliegenden Öffnungdruckes eines Rückschlagventiles (7), verdrängt. Der Fluidhubraum (6) ist mittels Dichtelementen (15) druckdicht abgeschlossen, sodass kein Fluid in die Umwelt austreten kann. Der gewünschte Kolbenrückhub erfolgt hier durch die permanent anliegende Federkraft (K) der Feder (11).
-
Die 3 zeigt, eine weitere erfindungsgemäße Fluidweiche (2), wobei der zum Speicherhubraum (6) hinführende Fluidkanal (13) und der vom Speicherhubraum (6) wegführende Fluidkanal (12), an verschiedenen fluidführenden Rohren (1) angeschlossen sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass einem Speicherhubraum (6) auch mehrere Fluidkanäle (9, 12, 13, 14) und/oder auch mehreren fluidführenden Rohren (1) zugeordnet sind. Das ermöglicht unterschiedlichste Anwendungen von Fluidweichen (2) innerhalb einer komplexen Hydraulikanlage.
-
Die 4 zeigt, eine weitere erfindungsgemäße Fluidweiche (2), wobei einem Speicherhubraum (6) ein gemeinsamer, hin- und wegführender Fluidkanal (14) zugeordnet ist. Das notwendige Rückschlagventil (7, 16) mit geringem Öffnungsdruck ist hier in manuell entsperrbarer Bauart vorgesehen. So kann die Entsperrung mittels eines einfachen Betätigen eines Schaltknopfes oder Hebels (17) erfolgen.
-
Die 5 zeigt, eine kombinierte Einheit aus Fluidweiche (2) und aus einer Hydraulikupplungshälfte (3, 20). Die Fluidweiche hat hier einen federbeaufschlagten (11) Ringkolben (18) und einen ringförmigen Fluidhubraum (6), und erstreckt sich um ein inneres fluidführendes Rohr (1) herum. Erfindungsgemäß kann während eines beabsichtigten Kuppelvorganges zweier zusammenschiebbarer Kupplungshälften, der Drücker (17) manuell betätigt werden, wodurch, im Rohr (1) überflüssig auftretendes Fluid, vorteilhafterweise in den geöffneten Speicherraum (6) verdrängt wird. Nach einem abgeschlossenem Kuppelvorgang der Kupplungshälften (3, 20) ist auch die manuelle Druckerbewegung (17) beendet. Wird die Hydraulikanlage bedient, fallen automatisch drucklose Rohrsituationen an, in welchen sich der Speicherhubraum (6) mittels eines federbeaufschlagten (11) Ringkolbenschubes selbsttätig entleert. Die Kupplungshälfte (20) kann dabei beliebig beschaffen sein, sie kann die Bauart eines Steckers oder einer Muffe haben, und dabei auch beliebige Bewegungs- oder Haltemittel aufweisen. Die Bedienung des Auf-Zumechanismuses (8) ist hier in der Bauart eines manuell entsperrbaren Rückschlagventiles (16) vorgesehen, es kann jedoch auch beliebig andersartig beschaffen sein.
-
Die 6 zeigt, eine Fluidweiche (2), bei welcher der Speicher (10) die Bauart eines Differenzialzylinders (21) mit großem Speicherhubraum (6) und mit kleiner fluidbeaufschlagter Rückhubkammer (11) aufweist. Die Kolbenrückhubkraft (K) ist durch eine Beaufschlagung mit Druckmittelerzeuger (D) sehr hoch, sodass eine vorgesehene, automatische Entleerung des Speicherhubraumes (6) sehr schnell und sicher erfolgt. Der Differentialzylinder (21) hat nichtgezeigte Dichtelemente, welche die zwei unterschiedlich großen Hubkammern (22 und 6) druckdicht zueinander abschließen. Die Befüllung der Rückhubkammer (22) und die Entleerung des Speichers (6) erfolgt über Fluidkanäle (9) zu verschiedenen Rohren (1), nämlich zu mindestens einem druckbeaufschlagtem, und zu mindestens einem weitestgehend drucklosen Rohr (1). Die Fluidweiche (2) wird hier durch die Betätigung des Auf-Zumechanismuses (8) mittels eines Handhebels (17) aktiviert und deaktiviert. Der Handhebel (17) bewegt dabei ein Wegeventil, wie eines Zweiwegehahns oder ähnlichem. Bei vielen Verbrauchern (V) wie Arbeitszylindern (4) genügt eine Fluidweiche (2) an einem Rohrabschnitt, da sich der Arbeitszylinder automatisch so verschiebt, dass beide Rohre druckfrei werden.
-
Die 7 zeigt, eine Fluidweiche (2) welche wie 6, einen Differenzialzylinder (21) als Speicher (10) verwendet, wobei durch die Betätigung des Wegeventiles (8) gleich zwei Rohre (1) erfasst werden. Somit können mit einer manuellen Betätigung, mehr als ein Rohr von einer Fluidweiche erfasst werden.
-
Die 8 zeigt, eine Fluidweiche (2) zwischen Steckkupplungen (3) und doppelwirkendem, hydraulisch entsperrbarem Rückschlagventil (26) eines Anbaugerätes (25). Die Steckkupplungshälften (3, 20) befinden sich hier in einem gelösten Zustand und hängen verschmutzungsgefährdet am Anbaugerät herunter. Wird das Anbaugerät (25) an einer Arbeitsmaschine befestigt, können die Steckkupplungen (3, 20) mit den arbeitsmaschinenseitig vorgesehenen Steckkupplungen verbunden werden. Damit überschüssiges Fluid diesen Kupplungsvorgang nicht behindert, kann der Maschinenbediener mittels einer manuellen Betätigung der Fluidweiche (2) mindestens einen Fluidhubraum (6) öffnen, und somit unerwünschte Fluiddrücke beseitigen oder vermeiden.
-
Die 9 zeigt, ein Rohr (1) von einem Anbaugerät (25) welches hier in einer gelösten Steckkupplungshälfte (3, 20) endet. Dem Rohr (1) ist eine erfindungsgemäße Fluidweiche (2) beigefügt, wobei die manuelle Betätigung der Fluidweiche, hier mittels eines entsperrbaren Rückschlagventiles (16), oder aber mittels eines Steckens der rohrseitigen Kupplungshälfte (3, 20) in die hier angelegte speicherhubraumseitige (6) Parkkupplungshälfte (P). Die angelegte Parkkupplungshälfte (P) hat zwei Vorteile, nämlich erstens haben herunterhängende Hydraulikschläuche an Anbaugeräten eine saubere Platzierung, und zweitens wird dem Maschinenbediener eine erklärungsbedürftige Betätigung der Fluidweiche (2) mittels einer zusätzlichen Hebelbetätigung erspart.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rohr, druckmittelführendes, oder fluidführendes Rohr, Kupplungsrohr
- 2
- Fluidweiche
- 3
- Hydraulikkupplung, Steckkupplung, Kupplungshälften
- 4
- Arbeitszylinder
- 5
- Wegeventil, Steuereinrichtung einer Arbeitsmaschine
- 6
- Fluidhubraum, Speicherhubraum
- 7
- Rückschlagventil
- 8
- Auf-Zumechanismus, wie Wegeventil, Hahn, oder entsperrbares Rückschlagventil
- 9
- Fluidkanal
- 10
- Speicher, wie Kolbenspeicher oder Ringkolbenspeicher, Element mit beinhaltetem Fluidhubraum
- 11
- Kolbenrückhubelement, wie Feder, Magnet oder Hydraulikzylinder
- 12
- Fluidkanal, vom Speicher wegführend
- 13
- Fluidkanal, zum Speicher hinführend
- 14
- Fluidkanal, zum Speicher hin- und wegführend
- 15
- Dichtelement, Dichtring
- 16
- entsperrbares Rückschlagventil, wie manuell oder elektrisch per Knopfdruck
- 17
- Drücker, Druckknopf, Handhebel, Schalter
- 18
- Kolben, Ringkolben
- 19
- Absperrelement der Hydraulikkupplung
- 20
- Hydraulikkupplungshälfte, Hydraulikkupplungsteil, Hydraulikkupplung
- 21
- Differenzialzylinder mit Vorhubspeicher und mit fluidbeaufschlagter Rückhubkammer
- 22
- fluidbeaufschlagte Rückhubkammer im Differenzialzylinder
- 23
- Fluidkanal zur Rückhubkammer hinführend
- 24
- Fluidkanal zur Rückhubkammer hin- und wegführend
- 25
- Anbaugerät wie Hydraulikgreifer oder Klappschaufel
- 26
- Doppelwirkendes, hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile
- H
- Hitze
- F
- Frost
- P
- Druckmittelerzeuger, Pumpe, Power
- T
- Tank, Fluidreservoir
- V
- Druckmittelverbraucher
- K
- Kolbenrückhubkraft, Federkraft
- P
- Parkkupplungshälfte
