DE1179775B - Umschaltorgan - Google Patents

Description

• Umschaltorgan Die Erfindung bezieht sich auf ein Umschaltorgan unter Verwendung einer axial verschiebbaren Schaltstange. Es sind Umschaltorgane bekanntgeworden, bei denen auf einer axial verschiebbaren Schaltstange ein Kegelstumpf angeordnet ist, der über Stößel bei Axialverschiebung der Schaltstange auf Ventile einwirkt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf kleinstem Raum eine möglichst große Anzahl von Steuerkanälen und damit Ventilen bei einem Umschaltorgan vorzusehen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß auf der Schaltstange mehrere an sich bekannte Kegelstümpfe hintereinander angeordnet sind, von denen jeder Kegelstumpf bei Axialverschiebung der Schaltstange über radial angeordnete, je eine Gruppe bildende Stößel auf mehrere über den Umfang verteilte Ventilanschlüsse einwirkt, deren Durchlässe über je eine Ringnut mit einem der Fludenanschlüsse verbunden sind.
• Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung auf Grund von Ausführungsbeispielen näher erläutert, deren Einzelheiten, auch soweit Ansprüche darauf gerichtet sind, nur im Rahmen der Erfindung nach dem Hauptanspruch geschützt sind. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Umschaltorgan, F i g. 2 einen Querschnitt durch das Organ nach der Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein Umschaltorgan etwas abweichender Konstruktion, F i g. 4 und 5 Querschnitte durch die Ausführungsform nach F i g. 3 entsprechend den Schnittlinien IV-IV bzw. V-V der F i g. 3.
• Nach der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 ist das Umschaltorgan in erster Linie zur Steuerung von Strömungsmitteln an Werkzeugmaschinen und Traktoren bestimmt. Das Umschaltorgan besteht aus einem Gehäuse 1 mit innenliegender Büchse 4 und zwei stirnseitigen Abschlußdeckeln 2, 3. Das Gehäuse ist mit einem Strömungsmittelzufluß 7, einem Abfluß 40 und zu beiden Seiten des Zuflusses 7 angeordnetem Paar Anschlüssen 8 versehen, die an die zu schaltende Maschine angeschlossen werden.
• Die mit einer Mittelbohrung 32 für die Aufnahme einer Schaltstange 5 versehene Büchse 4 ist innerhalb des zylindrischen Gehäuses 1 des Umschaltorgans gelagert und durch Dichtungsringe 19 gegenüber dem Gehäuse abgedichtet, die eine gegenüber einem Zufluß 7 offene Ringnut 9 und zwei voneinander getrennte, gegenüber den Anschlüssen 8 offene seitliche Ringnuten 10 begrenzen. In der Nähe der Gehäusestirnseiten befinden sich in der Büchse 4 ähnlich gestaltete, jedoch in Radialrichtung tiefer ausgebildete Ringnuten 20, die mittels eines Durchlasses mit dem Abfluß 40 in Verbindung stehen.
• Ausgehend von der Mittelbohrung 32 verlaufen schräg auf die Stirnenden zu gerichtete Durchlässe 14, die gruppenweise zu je vier gleichmäßig über den Umfang verteilt in der Wandung der Büchse 4 angeordnet sind (F i g. 1). Jede Gruppe der Durchlässe 14 steht mit einer anderen der vier Ringnuten 10, 20 in Verbindung.
• Zwischen den Durchlässen 14 sind in Umfangsrichtung, jeweils 45° versetzt, ebenfalls in der Wandung der Büchse 4 Gruppen von je vier radial gerichteten Bohrungen 28 für Ventilstößel 12 vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind und von denen jede Bohrung einen kreuzförmigen Ventilsitz 15 für ein Kugelventil 11 aufweist, das normalerweise gegen seinen Sitz durch den Strömungsmitteldruck gedrückt wird. Zum Abheben eines jeden Kugelventils von seinem Sitz ist in jeder Bohrung frei beweglich ein Stößel 12 angeordnet, dessen inneres Ende um eine kleine Kugel 13 herum gestaucht ist.
• In der Mittelbohrung 32 der Büchse 4 ist eine Schaltstange 5 eingepaßt, die um eine kurze Strecke axial zwischen drei vorbestimmten Stellungen durch Handbedienung eines Hebels 6 beweglich ist, der mit der Stange 5 verbunden und in Lageransätzen 30 an dem Gehäuse 1 schwenkbar um einen Zapfen 29 gelagert ist. Die Stange 5 ist in Abständen mit Dichtungsflanschen 17 versehen, zwischen denen sich Dichtungsringe 18 befinden, die dazu dienen, jede Ventilgruppe und die zugehörigen Kugelventile 11 von der benachbarten Gruppe zu trennen.
• Zwischen den Dichtungsflanschen 17 ist die Stange 5 mit vier Kegelstümpfen 16 versehen, die so angeordnet sind, daß sie wahlweise an den kleinen Kugeln 13 der Ventilstößel angreifen, wenn die Schaltstange 5 in der einen oder anderen Richtung bewegt wird, um die zugehörigen Ventilstößel 12 und somit die Kugelventile 11 von ihren Sitzen abzuheben.
• In F i g. 1 ist die Schaltstange 5 in ihrer neutralen Lage oder Zwischenstellung dargestellt, in der sie von einer durch Federkraft vorgespannten Sperre 23 gehalten wird, die in die mittlere Nut eines mit drei Nuten versehenen Bundes 22 eingreift, der auf das äußere Ende der Stange 5 aufgepaßt ist. In dieser neutralen Stellung befinden sich alle Kugelventile 11 auf ihren Sitzen, und es ist somit kein Strömungsmitteldurchfluß zwischen dem ringförmigen Raum 9 über die Durchlässe 14 und dem einen oder anderen der Ringnuten 10 vorhanden.
• Wenn die Stange 5 axial aus der dargestellten Lage herausbewegt wird, öffnet eine der beiden mittleren Gruppen der Kugelventile, so daß Strömungsmittel von der mittleren Ringnut 9 durch die Durchlässe einer Gruppe zu dem einen oder anderen Anschluß 8 fließen kann, der die Vorrichtung speist. Gleichzeitig werden auch die Kugelventile einer der am Ende befindlichen Gruppen geöffnet, so daß von der Vorrichtung durch den anderen Anschluß 8 Strömungsmittel aufgenommen wird und durch die zugehörige Ringnut 10 und die zugehörige Kanalgruppe zu dem Abfluß 40 strömen kann.
• Wenn die Schaltstange 5 axial in ihre andere Endstellung bewegt wird, wird die Strömungsrichtung in den Kanälen 8 umgekehrt.
• Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Umschaltorgan gehört zu dem sogenannten »in Mittelstellung geschlossenen« Typ, bei dem kein Strömungsmittelaustausch erfolgt, wenn sich die Steuerstange in der neutralen Stellung befindet, in der alle Ventile geschlossen sind.
• In den F i g. 3, 4 und 5 stellt eine sogenannte »in Mittelstellung offene« Variante der bereits beschriebenen Anordnung mit einer zusätzlichen Kugelventilgruppe 31 am rechten Ende der Büchse dar, die in der neutralen Stellung offen sind und für die das zugeführte Strömungsmittel einen Umgehungsweg bei niedrigem Druck einschlägt. Zu diesem Zweck ist ein ringförmiger Raum 26 vorhanden, der die Kugelventilgruppe für freien Durchfluß umgibt, sowie Bohrungen 27, welche den Rücklaufkanal 24 mit einem Durchgang verbinden, der die Kanäle 20, 24 an den Abfluß 40 anschließt.
• Es ist ersichtlich, daß durch Änderung des Winkels und des axialen Ausmaßes der axial beweglichen Steuerkurvenflächen oder der Umfangslänge und Neigung der drehbaren Nocken- oder Steuerkurvenflächen die Geschwindigkeit und Menge des Strömungsmitteldurchflusses, die von einigen oder allen Ventilen in einer bestimmten Gruppe zugelassen werden, eingestellt werden können. Infolge der verhältnismäßig kleinen Bewegung der Steuerstange oder der Welle, die zum öffnen der Ventile erforderlich ist, ist die Anordnung sehr geeignet für Servo-oder Handbetätigung bei hohen Geschwindigkeiten.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Umschaltorgan unter Verwendung einer axial verschiebbaren, auf Ventilstößel einwirkenden Stange, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schaltstange (5) mehrere an sich bekannte Kegelstümpfe (16) hintereinander angeordnet sind, von denen jeder Kegelstumpf bei Axialverschiebung der Schaltstange über radial angeordnete, je eine Gruppe bildende Stößel (12) auf mehrere über den Umfang verteilte Ventilverschlüsse (11) einwirken, deren Durchlässe (14) über je eine Ringnut (10) mit einem der Fludenanschlüsse (8) verbunden sind.
2. 2. Umschaltorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilverschlüsse (11) in an sich bekannter Weise als Kugelventile ausgebildet sind, auf die die Stößel (12) einwirken.
3. 3. Umschaltorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange (5) in der Längsbohrung einer Büchse (4) angeordnet ist, die radiale Bohrungen (28) aufweist, in denen die Stößel (12) bewegbar gelagert sind, und daß die Büchse mit der Schaltstange, den Stößeln (12) und den Ventilverschlüssen (11) gemeinsam in das Gehäuse (1) des Umschaltorgans einsetzbar ist.
4. 4. Umschaltorgan nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einem Steuerhebel (6) zugekehrten Ende der Schaltstange (5) eine zusätzliche Kugelventilgruppe (31) angeordnet ist, die für das zugeführte Strömungsmittel einen Umgehungsweg bei niedrigem Druck bildet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 869 455; USA.-Patentschriften Nr. 2 616 710, 2 869 582.