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Schalteinrichtung für mehrere Armaturen Die Erfindung betrifft eine
Schalteinrichtung für mehrere in einem Kreis achsparallel zueinander angeordnete
Armaturen, die durch ein allen gemeinsames, zur Auswahl der zu betätigenden Armatur
drehbares Steuerglied betätigt werden können.
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Es ist bekannt, mehrere achsparallel im Kreis angeordnete Kegelventile,
die jeweils mit einem Schaft aus einem gemeinsamen, ringförmigen Gehäuse ragen,
durch ein gemeinsames Handrad zu betätigen, das mit Hilfe eines Arms über den gewünschten
Schaft geschwenkt, dann mit diesem gekuppelt wird und das Ventil auf- oder zudreht.
Die Ventile müssen dabei mit Hilfe ihres Betätigungsgewindes geschlossen gehalten
werden, so daß das Öffnen und Schließen nur langsam vor sich geht. Durch besondere
Maßnahmen - einen mit dem Handrad gedrehten Abdeckring - muß verhindert werden,
daß irrtümlich mehrere Ventile geöffnet werden. Die bekannte Einrichtung eignet
sich daher nicht für rasches und häufiges Schalten vieler Ventile im Wechsel.
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Es ist auch bekannt, einen Flachdrehschieber, mit dem mehrere im Kreis
angeordnete Durchbrüche einer Steuerplatte wechselweise abgesperrt oder verbunden
werden, federnd gegen die Platte zu drücken und vor dem Drehen, zugleich mit einem
im Schieber untergebrachten Sitzventil, durch Längsbewegen der den Schieber drehenden
Welle vom Federdruck zu entlasten. Diese Einrichtung ist nicht brauchbar fürAnlagen,
bei denen auch während des Umsteuerns kein Druckmittel austreten soll, da beim Drehen
des Schiebers die Abdichtung nicht gewährleistet ist. Die Schalteinrichtung kann
auch nur begrenzten Drücken standhalten, da lediglich die Federn für das Dichthalten
sorgen. Außerdem ist die Zahl der von der Einrichtung zu steuernden Anschlüsse sehr
begrenzt, wenn der Schieber nicht zu groß und die Andrückmittel nicht zu umfangreich
werden sollen.
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Diese Nachteile werden nach der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden,
daß das Steuerglied eine Welle aufweist, die zum Betätigen der einzelnen, mit Kolbenschiebern
ausgestatteten Armaturen axial verschiebbar ist, wobei sie mit Hilfe eines Kupplungsglieds
den Schieber der jeweils ausgewähltenArmatur mitnimmt.
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Bei dieser Einrichtung kann jeder Kolbenschieber zwei oder mehr Anschlüsse
steuern. Trotzdem läßt sie sich mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser ausführen,
da die Kolbenschieber nahe an die Welle herangerückt werden können und sie nur wenig
Raum einnehmen. Sie können außerdem in bekannter Weise vom Druck der gesteuerten
Flüssigkeit entlastet werden, so daß sie, auch wenn dieser Druck hoch ist, leicht
von dem zentralen Organ aus -beispielsweise mit Hilfe eines radialen Bolzens - betätigt
und auch mit einfachen Mitteln mindestens in ihrer Sperrlage festgehalten werden
können.
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In besonders vorteilhafter Weise können die Kolbenschieber durch einen
mit der Welle drehfest verbundenen, aber im Gehäuse axial unverschieblichen Riegel
verriegelt werden, der, wie auch ein radial aus der Welle ragendes Kupplungsstück,
in Ausnehmungen der Schieber greift und als Hülse mit einer Scheibe ausgebildet
ist, die zugleich mit Rastmitteln zusammenwirkt und die Drehlage der Welle festhält.
Die Kolbenschieber können auch mit eigenen Rasten versehen sein, und die Welle kann
durch ihre Axialbewegung ein vorgeschaltetes Absperrglied steuern. Diese in den
Unteransprüchen wiedergegebenen Einzelheiten des Ausführungsbeispiels sind nur im
Rahmen der Erfindung nach dem Hauptanspruch geschützt.
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In der Zeichnung ist eine Einrichtung zum Steuern der Zufuhr von Druckmittel
zu mehreren Arbeitsstellen als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 2 einen
Querschnitt nach der Linie 11-1I in Fig. 1, Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Abwandlung
des Ausführungsbeispiels.
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Ein Gehäuse 1 weist etwa in seiner Mitte eine Bohrung 2 auf, um die
konzentrisch fünf Bohrungen 3 bis 7 im Halbkreis angeordnet sind. Die Bohrung 2
hat zwei Erweiterungen 9 und 10, von denen die eine über einen Kanal 11 mit einem
von einer Speiseleitung 14 abzweigenden Kanal 15 und die andere über je einen Kanal
17 bis 21 mit den Bohrungen 3
bis 7 verbunden ist. Jede der Bohrungen
3 bis 7 hat drei Erweiterungen, von denen nur die Erweiterungen 24 bis 26 der Bohrung
5 und die Erweiterungen 28 bis 31 der Bohrungen 3, 4, 6 und 7 zu sehen sind. Von
den Anschlußbohrungen, die jeweils mit den beiden an den Enden der Bohrungen 3 bis
7 liegenden Erweiterungen verbunden sind, sind nur die Anschlußbohrungen 34 bis
39 dargestellt. Die fünf Bohrungen 3 bis 7 münden einerseits in einen Ringkanal
41 und andererseits in einen Hohlraum 42, die beide durch eine Bohrung 43 miteinander
verbunden sind.
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In der Bohrung 2 ist drehbeweglich und axial verschiebbar ein Mitnehmer
46 gelagert, in den zwei Ringnuten 47 und 48 eingeschnitten sind. Diese Ringnuten
liegen in der dargestellten Mittenlage des Mitnehmers in Höhe der Erweiterungen
9 und 10. Ein zwischen den Nuten liegender und dichtend im Gehäuse 1 geführter Bund
49 schließt die Erweiterungen gegenseitig ab. An dem einen Ende des Mitnehmers sind
auf einem Zapfen 52 zwei Federteller 53 und 54 axial verschiebbar gelagert. Ihre
Verschiebbewegungen sind durch eine zwischen dem Mitnehmer und dem Zapfen 52 gebildete
Anschlagschulter 55 einerseits und durch einen am freien Ende des Zapfens eingelassenen
Federring 57 andererseits begrenzt. Zwischen den Federtellern 53 und 54 ist eine
Feder 58 eingespannt, die bestrebt ist, den Federteller 53 gegen dieAnschlagschulter
55 und gegen das Gehäuse 1 zu drücken und den anderen Federteller 54 gegen den Federring
57 und einen auf dem Gehäuse 1 befestigten Deckel 59.
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An dem aus dem Gehäuse 1 herausragenden Ende des Mitnehmers 46 greift
über einen Querstift 62 ein Hebel 63 an, dessen Lagerbolzen 64 an einem ringförmigen
Halter 65 befestigt ist. Dieser sitzt drehbar auf einem Gehäusehals 67. Zur Befestigung
des Rings 65 auf dem Gehäusehals 67 dient ein durch einen Federring gehaltener Lagerring
68. Der Ring 65, der Lagerring 68, der Gehäusehals 67 und ein Abschnitt des Hebels
63 sind durch eine Kappe 69 abgedeckt, in die eine Kulissenführung 72 für den Hebel
63 eingeschnitten ist.
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In den Bohrungen 3 bis 7 ist je ein als Schieber ausgebildetes Steuerglied
70 bis 74 axial verschiebbar gelagert. Jeder Schieber ist hohl und weist an seiner
Außenfläche fünf Ringnuten 75 bis 79 auf. Der Innenraum jedes Schiebers ist in zwei
Abschnitte 80 und 81 unterteilt. In den Abschnitt 80 mündet eine mit der Ringnut
76 verbundene Querbohrung 82, und in den Abschnitt 81 münden mit den Ringnuten 77
und 79 verbundene Querbohrungen 83 und 84. Eine zwischen den Abschnitten 80 und
81 gebildete Schulter 86 dient als Sitz für ein Schließglied 87. Eine zwischen diesem
und einem im Schieber eingelassenen Federring 88 eingespannte Feder 89 ist bestrebt,
das Schließglied auf seinen Sitz zu drücken.
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In die Ringnut 75 greift ein als Kupplungszapfen ausgebildetes Kupplungsstück
91 ein, das am Mitnehmer 46 befestigt ist und dessen Bewegungen mitmacht. In Höhe
des Kupplungszapfens 91. ist auf dem Mitnehmer eine Nabe einer Scheibe 92 gelagert,
die bei den nicht mit dem Kupplungszapfen 91 verbundenen Steuergliedern- oder Schiebern
in der Ringnut 75 des Schiebers 72 entsprechende Ringnuten eingreift und die Steuerglieder
auf diese Weise in ihrer Mittenstellung hält. In eine der Ausnehrnungen 93 der Scheibe
92 greift ein unter der Kraft einer Feder 94 stehendes Rastglied 95 ein, das in
einer Bohrung einer Befestigungsplatte 97 geführt ist.
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Die Befestigungsplatte 97 weist die Speiseleitung 14 und den Kanal
15 auf. Sie schließt den Hohlraum 42 im Gehäuse 1 ab und verbindet einen Kanal 98
mit einer Rücklaufleitung 99. Die Anschlüsse für die Speiseleitung 14 und die Rücklaufleitung
99 liegen an den Stirnseiten der Befestigungsplatte, so daß die Verbindung zur benachbarten
Befestigungsplatte durch einen Verbindungsschlauch hergestellt werden kann, ohne
daß ein T-Stück für den Anschluß des Steuergeräts verwendet werden muß.
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Der Mitnehmer 46 ist mit Hilfe des Hebels 63 um seine Achse drehbar.
Während des Drehens greift der Kupplungszapfen 91 und die Scheibe 92 abwechselnd
in Ausnehmungen der Schieber 70 bis 74 ein, die der Ansnehmung 75 des Schiebers
72 entspricht. Der Übergang von der Scheibe 92 auf den Kupplungszapfen und umgekehrt
geschieht derart, daß der betreifende Schieber immer von einem dieser Teile gehalten
wird. Der Mitnehmer ist infolge der Kulissenführung 72 in der Kappe 69 immer nur
in den Drehlagen axial verschiebbar, in denen der Kupplungszapfen 91 mit einem der
Schieber 70 bis 74 im Eingriff steht.
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In der in Fig. 1 gezeigten Lage greift der Kupplungszapfen 91 des
Mitnehmers 46 in die Ringnut 75 des Schiebers 72 ein. Der Mitnehmer 46 und der mit
ihr gekuppelte Schieber 72 liegen in ihrer Mittenlage. Hierbei ist die Speiseleitung
14 durch den Bund 49 abgesperrt, der dichtend im Gehäuse 1 geführt ist. Die Ringnut
10 im Gehäuse 1 und die daran angeschlossenen Kanäle 17 bis 21 stehen also nicht
unter dem Druck des Druckmittels in der Speiseleitung 14. Wie am Beispiel des Schiebers
72 gezeigt ist, ist der an die Ringnut 10 angeschlossene Kanal 19 und die Ringnut
25 gegenüber den Auslässen 34 und 35 durch die zwischen den Ringnuten 77 und 78
sowie 78 und 79 liegenden Bunde abgeschlossen, die im Gehäuse 1. ebenfalls dichtend
geführt sind. Die beiden Auslässe 34 und 35 stehen über die Querbohrungen 83 und
84 und den Innenraum des Schiebers 72 miteinander in Verbindung. Übersteigt der
Druck des Druckmittels im Innenraum des Schiebers 72 den Öffnungsdruck des Ventils
mit dem Schließglied 87, so steht über die Bohrung 82 der Zugang zu dem Hohlraum
42 und über den Kanal 98 zur Überlaufleitung 99 offen.
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Das Ventil mit dem beweglichen Ventilglied 87 dient dazu, Drucksteigerungen,
die in der Rücklaufleitung 99 infolge Rückführens einer größeren Druckmittehnenge
während des Bedienens eines anderen an die Rücklaufleitung angeschlossenen Steuergeräts
auftreten können, nicht über den Hohlraum 42, die Ausnehmungen in den Schiebern
70 bis 74 und die von diesen gesteuerten Anschlüsse 34 bis 39 in die daran angeschlossenen
Rahmenabschnitte gelangen zu lassen. Insbesondere könnte bei einem starken Druckanstieg
das Raubventil einer Stempelgruppe geöffnet werden, wodurch unbeabsichtigt Druckmittel
aus deren Arbeitsraum ausströmen würde.
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Wird der Hebel 63 an seinem Handgriff entgegen der Kraft der
Feder 58 in der Kulissenführung in Richtung zum Gehäuse 1 bewegt, wobei- der Federteller
53 an seinem Platz bleibt und der Federteller 54 vom Deckel 59 abgehoben
wird, so werden der Mitnehmer 46 und der damit gekuppelte Schieber 72
in
Gegenrichtung verschoben. Hierdurch tritt der Bund 49 in die Erweiterung 9 der Bohrung
2 ein und die Ringnut 48 im Mitnehmer 46 stellt eine Verbindung zwischen den beiden
Ringnuten 9 und 10 her, die Ringnut 78 im Schieber verbindet die Ringnuten 25 und
24 miteinander. Infolge der Abstufung des Bundes neben der Ringnut 78 wird zuerst
nur ein kleiner Durchgangsquerschnitt aufgesteuert, durch den das Druckmittel nur
gedrosselt, d. h. mit geringerem Druck als in der Druckmittelleitung 14, in den
Anschluß 34 fließt. Wird Druckmittel über den Anschluß 35 beispielsweise beim Betreiben
eines nicht dargestellten Druckmittehnotors zurückgeführt, so fließt es über die
Ringnut 26 im Gehäuse, die Ringnut 79, die Querbohrungen 84 in den Innenraum des
Schiebers 72 und von da über die Querbohrungen 83 - gegebenenfalls unter Anheben
des Schließgliedes 87 über die Bohrungen 82 - den Hohlraum 42 und den Kanal 98 in
die Rücklaufleitung 99.
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Wird der Handhebel 63 entgegen der Kraft der Feder 58 in Richtung
zur Kappe 69 bewegt, wobei der Federteller 54 an seinem Platz bleibt und der Federteller
53 vom Gehäuse 1 abgehoben wird, so werden der Mitnehmer 46 und der mit ihm verbundene
Schieber 72 in Richtung zum Deckel 59 verschoben. Das Druckmittel wird nun aus der
Speiseleitung 14 ebenfalls über die Kanäle 15, 11 und 19, die Ringnuten 9, 10 und
25 im Gehäuse, die Ringnut 47 im Mitnehmer sowie die Ringnut 78 im Schieber zur
Ringnut 26 und damit zum Anschluß 35 geführt. Das über den Anschluß 34 zurückfließende
Druckmittel gelangt über die Querbohrung 83 in den Innenraum des Schiebers 72 und
verläßt diesen unter Anheben des Schließgliedes 87 über die Bohrung 82. Von dem
Hohlraum 42 fließt es über den Kanal 98 in die Rücklaufleitung 99. Nach Loslassen
des Bedienungsgriffs des Hebels 63 führt die Feder 58 den Mitnehmer 46 und den Schieber
72 in ihre Ruhe-oder Mittenlage zurück.
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In den oben angegebenen Weise sind die Schieber 70, 71. 73 und 74
ebenfalls nach Kupplung durch den Kupplungszapfen 91 einzeln verschiebbar, wodurch
die Anschlußöffnungen 36 bis 39 und die xvcht dargestellten Anschlußöffnungen willkürlich
mit der Speiseleitung 1.4 oder der Rücklaufleitung 99 verbindbar sind.
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Durch die fünf Schieber 70 bis 74 lassen sich z. B. die folgenden
Vorrichtungen eines Rahmens betätigen, wozu insgesamt zehn Anschlüsse dienen. Zwei
Anschlüsse sind je für das Setzen und Rauben einer Stempelgruppe vorgesehen, zwei
Anschlüsse führen zu einem Druckmittelmotor für das Rücken des Rahmens und vier
Anschlüsse zu zwei Druckmittelmotoren für das Vorpfänden bzw. Verschieben von Rahmenteilen.
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An die Stelle des Abschnittes 47 bis 49 des Mitnehmers 46 kann der
in Fig. 3 dargestellte Abschnitt treten. Dieser ist als Doppelkegel 110 ausgebildet.
Die Ringnuten 9 und 10 des ersten Ausführungsbeispiels sind zu einer Ringnut 111
vereinigt, von der die Kanäle 17 bis 21 ausgehen und in die der hier mit 112 bezeichnete
Kanal mündet. Dieser Kanal hat eine Erweiterung 113. Die Schulter zwischen dem Kanal
112 und der Erweiterung 113 ist als Ventilsatz ausgebildet. Von der Bohrung 14 führt
ein dem Durchmesser der Erweiterung 113 entsprechender Kanal 114 zu dieser Erweiterung
und dem Kanal 112. In diesem ist ein mit axialen Nuten versehenes Schließglied 115
axial verschiebbar gelagert. Zwischen dem Grund des Kanals 114 und dem Schließglied
115 ist eine Feder 116 eingespannt, die bestrebt ist, das Schließglied gegen seinen
Sitz zu drücken. Das Schließglied 115 hat an seinem dem hier mit 117 bezeichneten
Mitnehmer benachbarten Ende eine kugelförmige Erhöhung, die in Ruhelage von Ventilglied
115 und Mitnehmer 117 einen geringen Abstand von diesem Mitnehmer hat.
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Wird der Mitnehmer 117 in axialer Richtung verschoben, so läuft ein
Abschnitt des Doppelkegels auf die kugelförmige Erhöhung des Schließgliedes auf
und verschiebt dieses in axialer Richtung, wodurch es von seinem Sitz abgehoben
wird und dem Druckmittel aus der Speiseleitung 14 den Weg zu den Schiebern 70 bis
74 freigibt.
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Dieses vorgeschaltete Absperrventil verhindert, daß an den in Sperrstellung
stehenden Schiebern 70 bis 74 Leckölverluste auftreten, die einen störenden Umfang
annehmen könnten, wenn die Zuleitung des Steuergeräts - wie es manchmal vorkommt
- längere Zeit unter Druck steht, aber die Schieber nicht betätigt werden.
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Statt eines gemeinsamen, alle Schieber in ihrer Ruhelage festhaltenden
Riegels kann auch jeder Schieber mit einer Raste versehen werden, die zum Festhalten
ausreicht, da der Schieber von axialen Kräften entlastet ist. Das mit der Welle
verbundene Kupplungsglied nimmt dann den jeweils ausgewählten Schieber gegen die
Rastkraft aus dieser Stellung mit und hält ihn in der gewünschten Arbeitsstellung,
bis er nach Rückkehr in die Ruhelage wieder einrastet.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist besonders von Vorteil, wo Druckmittel
zu mehreren einzelnen zu betätigenden Arbeitsstellen geleitet werden soll, wie etwa
beim mechanischen Bergwerksausbau. Dort werden jeweils zwei zusammenarbeitende Rahmen
verwendet, deren jeder eine Gruppe von Grubenstempeln enthält. Zum wechselweisen
Vorschub der Rahmen ist jeweils zwischen zweien ein Rückzylinder angeordnet; zum
Verlängern der Kappen dienen an jedem Rahmen angebrachte Vorpfändzylinder. Jeder
dieser Stempelgruppen, der Rückzylinder und die Vorpfändzylinder können an eine
Schalteinrichtung nach der Erfindung angeschlossen und von ihr aus in beliebigem
Wechsel und unabhängig voneinander betätigt werden. So läßt sich das Setzen und
Rauben der Rahmen, das wechselweise Vorschieben und das Vorpfänden rasch und sicher
und ohne Gefahr von Fehlschaltungen von einer Stelle aus mit Hilfe eines einzigen
Handgriffs beherrschen.