DE19830330A1 - Hydraulische Fernsteuerungsvorrichtung mit manueller Betätigung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen, die an hydraulischen Fernsteuerungsvorrichtungen mit manueller Betätigung, oder hydraulischem Manipulator oder dgl., vorgenommen sind, umfassend: ein Gehäuse, das wenigstens einen hydraulischen Druckminderer enthält, der in einer zugeordneten Aufnahme des Gehäuses untergebracht ist, welche sich im wesentlichen orthogonal zu einer oberen Fläche des Gehäuses und im wesentlichen parallel zu einer Achse des Gehäuses erstreckt, wo bei in der Aufnahme ebenfalls eine Drückvorrichtung zur Betätigung des Druckminderers teilweise untergebracht ist, welche über die obere Fläche des Gehäuses vorsteht, um mit einem schwenkbaren Antriebsnocken zusammenzuwirken, wobei die Aufnahme in eine untere Fläche des Gehäuses mündet, so daß sie einen zugeordneten Ausgang zur hydraulischen Steuerung bildet, wobei das Gehäuse ferner zwei übereinanderliegende Kammern umfaßt, wobei die untere Kammer und die obere Kammer im wesentlichen flach sind, sich im wesentlichen quer zur Achse des Gehäuses erstrecken und mit einer Öffnung für den Zufluß des unter Druck stehenden hydraulischen Fluids bzw. einer Öffnung für den Rückfluß des hydraulischen Fluids in Richtung zu einem Behälter verbunden sind, wobei die Kammern eine derartige Ausdehnung quer zur Gehäuseachse aufweisen, daß sie in die Aufnahme des Druckreglers münden.

Gestaltungen von hydraulischen Fernsteuerungsvorrichtungen, insbesondere hydraulischen Manipulatoren, wie oben genannt, sind im Stand der Technik wohlbekannt und weitverbreitet.

Allerdings erfordert das Gehäuse, welches anfangs im Gußverfahren aus Stahl oder Aluminiumlegierung hergestellt wird, anschließend zahlreiche und komplizierte Bearbeitungsschritte; insbesondere erfordert die Herstellung der beiden Kammern zur Verteilung des unter Druck stehenden, aus der Quelle stammenden Fluids und zum Sammeln des rückfließenden Fluids, welche sich innerhalb des Gehäuses mit schwierigen Zugängen erstrecken, entweder die Herstellung des Gehäuses aus mehreren Stücken, oder die Verwendung einer Gußform mit zwei unabhängigen Kernen, deren perfekte Positionierung zueinander und bezüglich der als Bezug dienenden oberen Fläche des Gehäuses schwierig ist.

Ferner kann der schwierige Zugang zu bestimmten inneren Hohlräumen Hilfsbohrungen erforderlich machen, die von einer oder mehreren Flächen ausgehen, wobei die Bohrungen keine funktionelle Nützlichkeit besitzen und nach Beendigung der Bearbeitung abgedichtet werden müssen. Hieraus resultiert nicht nur eine zusätzliche teure, für das Funktionieren der Vorrichtung nutzlose Arbeit, sondern es bestehen ferner im Bereich der Abdichtungen Leckrisiken.

Die Erfindung hat im wesentlichen das Ziel, die oben genannten Unzulänglichkeiten zu beseitigen, und eine Fernsteuerungsvorrichtung vorzuschlagen, die bei voller Wahrung der gleichen Funktionen, ja sogar der gleichen Gestalt und der gleichen Abmessungen wie die vorhergehenden Vorrichtungen, mit einem Einblockgehäuse ausgestattet ist, welches einfacher und weniger aufwendig herzustellen ist sowie weniger und weniger komplizierte Aufnahmepunkte für die Bearbeitung nach dem Gußvorgang erfordert als die momentan verwendeten Gehäuse.

Zu diesem Zweck ist die hydraulische Fernsteuerungsvorrichtung mit manueller Betätigung wie die in der Einleitung erwähnte bei Gestaltung gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem Block ist, daß sich die Zuflußöffnung oder die Rückflußöffnung für das hydraulische Fluid zentral, im wesentlichen koaxial zur Achse des Gehäuses, an der unteren Fläche des Gehäuses öffnet, daß sich eine Bohrung ausgehend von der zentralen Öffnung koaxial zur Gehäuseachse bis zur oberen Kammer erstreckt, wobei sie die untere Kammer durchsetzt, und daß ein Verschlußstopfen den zwischen der unteren und der oberen Kammer enthaltenen Abschnitt der Bohrung schließt, um diese voneinander zu isolieren.

Bei einer einfachen Gestaltung ist die zentrale Öffnung vorzugsweise die Zuflußöffnung für das unter Druck stehende, von der Quelle stammende hydraulische Fluid, die untere Kammer ist eine Verteilungskammer für das zufließende Fluid und die obere Kammer ist eine Sammelkammer für das rückfließende Fluid; in diesem Fall ist es wünschenswert, daß sich die Rückflußöffnung für das hydraulische Fluid an der unteren Fläche des Gehäuses exzentrisch öffnet, daß sich die obere Kammer exzentrisch über der Rückflußöffnung erstreckt und daß eine im wesentlichen zur Gehäuseachse parallele Bohrung die Rückflußöffnung und die obere Kammer verbindet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zwischen den beiden Kammern angeordnete Abschnitt der zentralen Bohrung mit einem Gewinde versehen, und der Stopfen ist dort insbesondere auf gesicherte Weise verschraubt.

Die erfindungsgemäßen Anordnungen sind besonders bemerkenswert, da das Gießen des Gehäuses unter Verwendung eines einzigen Kerns erfolgt, der zwar kompliziert gestaltet ist, da er die beiden übereinanderliegenden Kammern und die sie verbindende zentrale Bohrung definiert, der aber eine perfekte Parallelität der Kammern zueinander und zu der als Bezug dienenden oberen Fläche des Gehäuses erlaubt: Hieraus folgt, daß die Kanten der Regelungsöffnung jedes Druckreglers mit guter Präzision bezüglich der Steuerfläche positioniert sind, die von der oberen Fläche des Gehäuses gebildet ist, was die weiteren Bearbeitungsschritte begrenzt. Dieser Vorteil ist im Fall von Fernsteuerungsvorrichtungen mit mehreren Ausgängen besonders bemerkenswert, insbesondere mit drei oder vier Ausgängen, da alle Regelungsöffnungen simultan mit der gleichen Präzision positioniert sind.

Man wird feststellen, daß die Bearbeitungsschritte, die erforderlich sind, um die Aufnahmen für die Druckregler, die hydraulischen Öffnungen und andere zu erreichen, alle ausgehend von nur zwei Flächen des Gehäuses, der oberen und der unteren, durchgeführt werden: Diese Bearbeitungsschritte können folglich unter den besten Bedingungen mit Hilfe automatisierter Maschinen durchgeführt werden.

Ferner müssen die obere und untere Fläche des Gehäuses nicht mehr in ihrer Gesamtheit bearbeitet werden (Fräsen): Nur Senkungen an den Öffnungen werden realisiert.

Schließlich wird man feststellen, daß das gleiche Gußstück zur Herstellung aller Arten von Gehäusen dienen kann (die nach der Anzahl und der Position der hydraulischen Ausgänge unterschieden werden), indem man selektiv für die zu erhaltenden Vorrichtungen geeignete Bearbeitungsschritte vorsieht: Auch unter diesem Gesichtspunkt resultiert eine beträchtliche Einsparung bei der Herstellung.

Man beachte ferner die Vorteile einer beträchtlichen Verringerung der Arbeitsschritte mit einer entsprechenden Verringerung der Herstellungskosten der Gehäuse, einer Einsparung bei dem nicht mehr bei zahlreichen Bearbeitungsschritten verschwendeten Material, und es erscheint eine gute Wiederholbarkeit bei der Herstellung der Gehäuse, welche die Zahl der Ausschußstücke verringert.

Die Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform besser verstanden werden, welche ausschließlich als nicht einschränkendes Beispiel gegeben ist. Diese Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:

• - Fig. 1 eine geschnittene Gesamtansicht einer erfindungsgemäß gestalteten hydraulischen Fernsteuerungsvorrichtung mit manueller Betätigung vom Typ hydraulischer Manipulator ist,
• - Fig. 2 eine Ansicht des Gehäuses der Vorrichtung aus Fig. 1 von unten ist;
• - die Fig. 3 und 4 diametrale Schnitte des in Fig. 2 erläuterten Gehäuses entlang den Linien III-III bzw. IV-IV sind; und
• - Fig. 5 eine schematische Seitenansicht des Gußstücks ist, ausgehend von welchem das Gehäuse hergestellt wird.

Nun wird zuerst auf die Fig. 1 Bezug genommen, in der eine hydraulische Fernsteuerungsvorrichtung mit manueller Betätigung vom Typ hydraulischer Manipulator dargestellt ist, umfassend ein Einblockgehäuse 1, welches mehrere hydraulische Druckminderer 2 enthält (zwei Druckminderer sind in Fig. 1 sichtbar), welche in zugeordneten Aufnahmen 3 im Gehäuse 1 untergebracht sind.

Jede Aufnahme 3 umfaßt über einer durch eine Schulter des Gehäuses 1 definierten Ebene s eine Vertiefung 4, in der eine Tarierungsvorrichtung 5 für den Druckminderer angeordnet ist, wobei diese Vertiefung 4 in Verbindung mit einer Kammer 6 (die später beschrieben wird) zum Sammeln des rückfließenden hydraulischen Fluids steht.

Jeder Minderer umfaßt einen in der Aufnahme 3 axial beweglichen Tauchkolben 7 und die Tarierungsvorrichtung 5 umfaßt eine Feder 8, die an einem Ende an einer Schulter 9 des Tauchkolbens anliegt und an ihrem anderen Ende an einem Teller 10 an liegt, der dazu ausgelegt ist, in Anlage unter den Kopf 11 des Tauchkolbens zu kommen. Eine den Kopf 11 des Tauchkolbens 7 bedeckende, vertikal geführte Drückvorrichtung 12 liegt auf dem Teller 10 an, um diesen vertikal zu verlagern und die Feder 8 zu stauchen, wodurch die Tarierung des Minderers bestimmt ist.

Die Verlagerung der Drückvorrichtung 12, deren oberes Ende über die obere Fläche des Gehäuses vorsteht, wird durch einen schwenkbaren Nocken 13 gesteuert, der zentral auf dem oberen Teil des Gehäuses mittels einer einachsigen (im Fall eines Druckminderers oder zweier diametral gegenüberliegender Druckminderer) oder einer durch ein Kugelgelenk oder ein Kardangelenk in alle Richtungen drehbaren Drehgelenkvorrichtung 14 (im Fall mehrerer auf zwei orthogonalen Achsen angeordneter Druckminderer) befestigt ist. Ein auf dem Nocken 13 befestigter Griff 15 ermöglicht dessen Betätigung.

Eine andere, zur vorhergehenden koaxiale Feder 16 ist zwischen dem Teller 10 und dem die oben genannte Bezugsebene s definierenden Boden 17 der Vertiefung 4 angeordnet; die Feder 16 bewirkt die Rückstellung des Tellers 10 in die Position minimaler Tarierung.

Der Tauchkolben 7 ist in seinem unteren Bereich als Schieber 18 ausgebildet, der mit einer im Gehäuse 1 definierten ringförmigen Regelungsöffnung 19 unter der Schulter 17 zusammenwirkt. Der Schieber 18 umfaßt eine axiale Blindvertiefung (in Fig. 1 nicht sichtbar), die in das untere Ende des Schiebers mündet, während ein diametraler Durchgang 20 eine Verbindung zwischen der axialen Blindvertiefung und dem Äußeren des Schiebers herstellt; der diametrale Durchgang 20 ist in dem mit der ringförmigen Öffnung 19 zusammenwirkenden Teil des Schiebers angeordnet.

Unter der ringförmigen Öffnung 19 ist die den Schieber 18 aufnehmende Bohrung 22 mit einer Kammer 21, die später beschrieben wird, zur Verteilung des unter Druck stehenden Fluids verbunden, welches aus einer unter Druck stehenden Quelle, wie z. B. einer hydraulischen Pumpe, stammt.

Schließlich mündet die den Schieber aufnehmende Bohrung 22 an ihrem unteren Ende in einer Öffnung oder einem Ausgang 23, von dem aus das hydraulische Steuerungsfluid zu dem gesteuerten Organ geleitet wird.

Die allgemeine Gestaltung der im Kurzen beschriebenen Fernsteuerungsvorrichtung ist weitgehend bekannt (mit Ausnahme der Gestaltung des Einblock-Gehäuses) und für weitere Details kann man beispielsweise auf die auf den Namen des Anmelders lautenden Dokumente FR-A-2376978 oder FR-A-2507732 Bezug nehmen.

Nun wird ferner auf die Fig. 2 bis 4 Bezug genommen, in denen das Einblockgehäuse 1 als Beispiel in einer Gestaltung mit vier Ausgängen 23 dargestellt ist, die symmetrisch auf zwei zur Achse 24 des Gehäuses 1 orthogonalen Achsen angeordnet sind.

Die zwei oben genannten Kammern 6 (obere Kammer) und 21 (untere Kammer) sind im wesentlichen flach und erstrecken sich parallel zueinander und quer zur Achse 24 des Gehäuses 1 (und folglich parallel zur oberen Fläche 29 des Gehäuses). Diese Kammern erstrecken sich derart in Querrichtung, daß die Kammer 6 in die vier Vertiefungen 4 und die Kammer 21 in die vier Schieberbohrungen 22 unter den ringförmigen Regelungsöffnungen 19 mündet.

In der unteren Fläche 27 des Gehäuses öffnet sich eine zur Achse 24 des Gehäuses 1 koaxiale zentrale Öffnung P, die an eine unter Druck stehende Fluidquelle angeschlossen werden kann und die den Zufluß der Vorrichtung für das unter Druck stehende Fluid bildet. Diese Öffnung P ist im Gehäuse 1 durch eine zur Achse 24 des Gehäuses koaxiale Bohrung 25 verlängert, die in die untere Kammer 21 mündet und sich jenseits dieser durch einen Abschnitt 25a fortsetzt, der den Bereich des Gehäuses durchsetzt, welcher die Kammern 6 und 21 trennt, so daß sie in die obere Kammer 6 mündet.

Ferner ist die obere Kammer 6 auf einer Gehäuseseite seitlich über die Untere Kammer 21 hinaus bei 6a fortgesetzt und in diesem exzentrischen Teil 6a der Kammer 6 öffnet sich eine zur Gehäuseachse 21 parallele Bohrung 26, die in die untere Fläche 27 des Gehäuses bei einer Öffnung T mündet, welche an einen Behälter für das rückfließende hydraulische Fluid angeschlossen werden kann (Fig. 4).

Bei der Montage der Vorrichtung sind die beiden Kammern 6 und 21 mittels eines in der Bohrung 25a angebrachten Stopfens 28 voneinander isoliert (Fig. 1). Wie dargestellt, ist die Bohrung 25a vorzugsweise mit einem Gewinde versehen und der Stopfen 28 ist dort hineingeschraubt, insbesondere mit einer Sicherung. Man kann zu diesem Zweck eine konische Bohrung und/oder einen konischen Stopfen vorsehen und/oder in dem Gewinde ein pastenartiges härtbares Produkt vorsehen, das die Sicherung des Stopfens gewährleistet.

Das auf die beschriebene Weise als Einblockstück gestaltete Gehäuse 1 wird in der Herstellung besonders einfach. Wie in Fig. 5 dargestellt, umfaßt das Anfangs-Gußstück 31 die beiden Kammern 6 und 21, die perfekt parallel zueinander und zur oberen Fläche 29 des Gehäuses angeordnet sind, die Rohlinge 32 der Aufnahmen 3 der Druckregler, den Rohling 33 der zentralen Bohrung 25 und eventuell den Rohling (in Fig. 5 nicht sichtbar) einer oberen Bohrung 30 (siehe Fig. 1 bis 4), die dazu bestimmt ist, den mit einem Gewinde versehenen Befestigungskopf der Gelenkvorrichtung 14 des Nockens 13 aufzunehmen.

Folglich ist die Positionierung der Kanten der Regelungsöffnungen 17 der Druckminderer bezüglich der Steuerfläche (obere Fläche 29 des Gehäuses) mit sehr hoher Präzision definiert; anders ausgedrückt ist der Abstand d zwischen der Ebene s und der Fläche 29 perfekt definiert, und dieses Ergebnis wird simultan für die vier Öffnungen der vier zugeordneten Druckminderer erreicht. Hieraus folgt eine Verringerung der Bearbeitungsschritte und eine Begrenzung des Material-Ausschusses, ebenso wie ein perfekt symmetrisches Funktionieren der Vorrichtung, unabhängig davon, welche(r) Minderer durch den Nocken gesteuert wird/werden. Die obere Fläche 29 und die untere Fläche 27 des Gehäuses müssen nicht mehr in ihrer Gesamtheit gefräst werden, und nur Senkungen 34 werden um die verschiedenen Öffnungen herum realisiert.

Alle Bearbeitungsschritte (Herstellung der Aufnahmen, Bohren der mit Gewinde versehenen Öffnungen und der Schieberbohrungen, Gewindeschneiden im Bohrungsbereich 25a, Bohren der Bohrung 26 und der mit einem Gewinde versehenen Öffnung T, Senkungen, . . .) können auf den beiden gegenüberliegenden Flächen 29 und 27 des Gehäuses realisiert werden, und können leicht auf automatischen Maschinen durchgeführt werden.

Schließlich wird nur die nötige Anzahl von Rohlingen der Aufnahmen der Druckminderer und der Bohrungen und der Ausgangsöffnungen als Funktion der vorgesehenen Verwendung der Vorrichtung gewählt. Als Konsequenz kann das gleiche Gußstück 31 zur Herstellung eines geeigneten Gehäuses für jeden möglichen Typ von hydraulischer Fernsteuerungsvorrichtung verwendet werden (ein einziger Ausgang; zwei diametral gegenüberliegende Ausgänge oder zwei auf zwei orthogonalen Achsen unabhängig von ihrem Platz liegende Ausgänge; drei Ausgänge auf zwei orthogonalen Achsen, unabhängig von ihrem Platz; vier Ausgänge): Die Gußrohlinge von einem einzigen Typ können daher in Großserie gefertigt werden, während ihre Anpassung an spezifische Verwendungen durch zahlenmäßig beschränkte und unkomplizierte Bearbeitungsschritte mit minimalem Materialverbrauch erreicht wird. Hieraus resultiert eine merkliche Verringerung der Herstellungskosten.

Sicherlich ist die Realisierung des für die Herstellung des Gußstücks 31 erforderlichen Kerns aufgrund seiner zerklüfteten Gestalt kompliziert; ferner kann dieser Kern wegen seiner Gestalt nicht demontiert werden und wird nach jedem Gußvorgang zerstört, woraus sicherlich beträchtliche Zusatzkosten für diesen Fertigungsabschnitt resultieren. Im Hinblick auf die sonstigen enormen Vorteile erweist sich dies jedoch nicht als Hindernis.

Wie sich von selbst versteht und wie bereits aus dem Vorhergehenden folgt, beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf diejenigen Anwendungs- und Ausführungsformen, die besonders vorgesehen worden sind; sie umfaßt vielmehr alle Varianten.

Claims (6)

1. Hydraulische Fernsteuerungsvorrichtung mit manueller Betätigung, umfassend ein Gehäuse (1), das wenigstens einen hydraulischen Druckminderer (2) enthält, der in einer zugeordneten Aufnahme (3) des Gehäuses untergebracht ist, welche sich im wesentlichen orthogonal zu einer oberen Fläche (29) des Gehäuses und im wesentlichen parallel zu einer Achse (24) des Gehäuses erstreckt, wobei in der Aufnahme (3) ebenfalls eine Drückvorrichtung (12) zur Betätigung des Druckminderers teilweise untergebracht ist, welche über die obere Fläche des Gehäuses vorsteht, um mit einem schwenkbaren Antriebsnocken (13) zusammenzuwirken, wobei die Aufnahme (3) in eine untere Fläche (27) des Gehäuses (1) mündet, so daß sie einen zugeordneten Ausgang zur hydraulischen Steuerung (23) bildet, wobei das Gehäuse (1) ferner zwei übereinanderliegende Kammern umfaßt, wobei die untere Kammer (21) und die obere Kammer (6) im wesentlichen flach sind, sich im wesentlichen quer zur Achse (24) des Gehäuses erstrecken und mit einer Öffnung (P) für den Zufluß des hydraulischen Fluids bzw. einer Öffnung (T) für den Rückfluß des hydraulischen Fluids in Richtung zu einem Behälter verbunden sind, wobei die Kammern eine derartige Ausdehnung quer zur Gehäuseachse aufweisen, daß sie in die Aufnahme (3) des Druckreglers münden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus einem Block ist, daß sich die Zuflußöffnung (P) oder die Rückflußöffnung (T) für das hydraulische Fluid zentral, im wesentlichen koaxial zur Achse (24) des Gehäuses, an der unteren Fläche (27) des Gehäuses öffnet, daß sich eine Bohrung (25) ausgehend von der zentralen Öffnung koaxial zur Gehäuseachse bis zur oberen Kammer (6) erstreckt, wobei sie die untere Kammer (21) durchsetzt, und daß ein Verschlußstopfen (28) den zwischen der unteren und der oberen Kammer enthaltenen Abschnitt (25a) der zentralen Bohrung (25) schließt, um diese voneinander zu isolieren.

2. Hydraulische Fernsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Öffnung die Zuflußöffnung (P) für das unter Druck stehende hydraulische Fluid aus der Quelle ist, daß die untere Kammer (21) eine Verteilungskammer für das zufließende Fluid ist und daß die obere Kammer (6) eine Sammelkammer für das rückfließende Fluid ist.

3. Hydraulische Fernsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rückflußöffnung (T) für das hydraulische Fluid exzentrisch an der unteren Fläche (27) des Gehäuses öffnet, daß sich die obere Kammer (6) exzentrisch über der Rückflußöffnung (T) erstreckt und daß eine im wesentlichen zur Gehäuseachse parallele Bohrung (26) die Rückflußöffnung (T) und die obere Kammer (6) verbindet.

4. Hydraulische Fernsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Druckminderer (2) zwischen 1 und 4 liegt und daß sie in zugeordneten Aufnahmen (3) untergebracht sind, die sich diametral gegenüberliegen und/oder auf zwei orthogonalen Achsen angeordnet sind.

5. Hydraulische Fernsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Kammern (6, 21) enthaltene Abschnitt (25a) der zentralen Bohrung (25) mit einem Gewinde versehen ist und daß der Stopfen (28) dort verschraubt ist.

6. Hydraulische Fernsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (28) gesichert in die zentrale Bohrung (25) geschraubt ist.