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Die Erfindung betrifft ein Druckverteilungselement
für eine
Druckverteilungseinrichtung für
ein Hochdruck-Komponentensystem, welches mindestens eine Hochdruck-Komponente
aufweist, der über die
Druckverteilungseinrichtung ein unter hohem Druck stehendes Druckmedium
zugeführt
wird.
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Ein derartiges Hochdruck-Komponentensystem
ist bekannt. Zur Zuführung
des unter hohem Druck stehenden Druckmediums werden bis jetzt Leitungen
oder Schläuche
verwendet, in denen das Druckmedium zu den einzelnen Systemkomponenten
geführt
wird. Hierbei muß vorgesehen
sein, dass die einzelnen Schläuche
oder Leitungen an den einzelnen Komponenten mittels Hochdruckanschlüssen angeschraubt
oder auf sonstwie geeignete Art und Weise hochdrucksicher verbunden
sind. Ein Austausch einer Komponente eines derartigen Hochdrucksystems
erfordert daher in nachteiliger Art und Weise eine aufwendige und
daher zeitraubende Demontage und eine anschließende Montage dieser Hochdruckanschlüsse.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Druckverteilungselement für eine Druckverteilungseinrichtung
für ein
Hochdruck-Komponentensystem sowie eine derartige Druckverteilungseinrichtung
zu schaffen, die einen einfachen Austausch einer oder mehrerer Hochdruck-Komponenten
des Hochdruck-Komponentensystems ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Druckverteilungselement mindestens einen Hochdruck-Eingang
aufweist, der über ein
Druckleitelement mit einem Hochdruck-Ausgang eines an das Druckverteilungselement
anschließenden
weiteren Druckverteilungselements verbindbar ist, dass das Druckverteilungselement
mindestens eine mit dem Hochdruck-Eingang kommunizierende Austrittsöffnung aufweist,
und dass auf das Druckverteilungselement die Hochdruck-Komponente
des Hochdruck-Komponentensystems derart auf- oder ansetzbar ist,
dass ein Eingang dieser Systemkomponente des Hochdruck-Komponentensystems
mit der Austrittsöffnung
druckdicht verbindbar ist.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird
in vorteilhafter Art und Weise eine Druckverteilungseinrichtung
für ein
Hochdruck-Komponentensystem geschaffen, welche sich dadurch auszeichnet,
dass sie in vorteilhafter Art und Weise einen einfachen Austausch
von Systemkomponenten ermöglicht.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Druckverteilungseinrichtung
für ein
Hochdruck-Komponentensystem besteht darin, dass es einen modularen
Aufbau ermöglicht.
Durch ein einfaches Aneinanderreihen der erfindungsgemäßen Druckverteilungselemente
kann die Druckverteilungseinrichtung (fast) beliebig erweitert und/oder
der individuellen Konfiguration eines bestimmten Hochdruck-Komponentensystems
angepaßt
werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der
Erfindung sieht vor, dass die Druckverbindung zwischen zwei benachbarten
Druckverteilungselementen der erfindungsgemäßen Druckverteilungseinrichtung
durch ein Rohrstück
bewirkt wird, welches in den Ausgang des Anschlußelements oder eines Druckverteilungselements
einerseits und in den Eingang des an das vorgenannte Element anschließenden Druckverteilungselements
eingebracht wird. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil,
dass hierdurch in konstruktiv einfacher Art und Weise eine Druckverbindung
zwischen benachbarten Elementen erzielt wird.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Druckverteilungselement
der Druckverteilungseinrichtung eine Montagehilfe aufweist. Eine
derartige Maßnahme
besitzt den Vorteil, dass hierdurch ein Aufsetzen der entsprechenden
Systemkomponente des Hochdruck-Komponentensystems auf das jeweilige Druckverteilungselement
der erfindungsgemäßen Druchverteilungseinrichtung
erleichtert wird.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Druckverteilungselement
eine Zentrierhilfe aufweist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil,
dass hierdurch in einfacher Art und Weise eine Ausrichtung der auf
ein Druckverteilungselement aufzusetzenden Systemkomponente des
Hochdruck-Komponentensystems erleichtert wird.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile
der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel
zu entnehmen, das im folgenden anhand der Figuren beschrieben wird.
Es zeigen:
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1:
Ein Ausführungsbeispiel
einer Druckverteilungseinrichtung für ein Hochdruck-Komponentensystem,
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2:
eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
der 1,
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3:
eine vergrößerte Darstellung
der Druckverbindung zweier benachbarter Elemente,
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4a + 4b: eine erste Ausführungsform
eines Druckverteilungselements mit einer Montagehilfe und einer
Zentrierhilfe, und
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5a + 5b: eine zweite Ausführungsform eines
derartigen Druckverteilungselements.
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In den 1–3 ist nun eine Druckverteilungseinrichtung
für ein
Hochdruck-Komponentensystem
dargestellt, die allgemein mit 1 bezeichnet wird. Die Druckverteilungseinrichtung 1 weist
eine Basisplatte 2 auf, auf der ein Anschlußelement 3 und eine
Reihe von Druckverteilungselementen 4–9 angeordnet sind, welche – wie weiter
unten noch beschrieben wird – druckdicht
miteinander verbunden sind, so dass ein Druckmedium, welches einem
Eingang 3a des Anschlußelements 3 zugeführt wird, vom
Anschlußelement 3 zu
den Druckverteilungselementen 4-9 leitbar ist. Das Anschlußelement 3 weist hierfür einen
an und für
sich bekannten und daher in den Figuren nicht dargestellten Anschluß auf, über den
eine Hochdruckleitung für
das Druckmedium am Eingang 3a anschließbar ist.
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Das Anschlußelement 3 weist des
weiteren zwei Ausgänge 3b und 3c auf,
wobei der Ausgang 3b im hier beschriebenen Fall als Ausgang
für das
dem Anschlußelement 3 über den
Eingang 3a zugeführten
Druckmedium und der Ausgang 3c als Entlüftung dient. Dem Fachmann ist
aus der nachfolgenden Beschreibung klar ersichtlich, dass der hier
beschriebene Fall von zwei Ausgängen,
nämlich
einem Hochdruck-Ausgang 3b und einem Entlüftungs-Ausgang 3c,
nur exemplarischen Charakter besitzt. Es ist auch möglich, dass
mehr als ein Hochdruck-Ausgang 3b vorgesehen wird. Auch
ein Verzicht auf einen Entlüftungs-Ausgang
oder das Vorsehen mehr als eines Entlüftungs-Ausgangs 3c ist
möglich.
In der weiteren Beschreibung des Ausführungsbeispiels wird der Einfachkeit
halber davon ausgegangen, dass – wie
in 1 gezeigt – ein Hochdruck-Ausgang 3b und
ein Entlüftungs-Ausgang 3c vorgesehen
sind, die – wie dann
weiter unten noch beschrieben wird – zusammen mit den entsprechenden
Ein- und Ausgängen der
an das Anschlußelement 3 anschließenden Druckverteilungselemente 4-9 einen
Hochdruck-Kanal 10 und einen Entlüftungs-Kanal 11 ausbilden.
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An der Oberseite des Anschlußelements 3 sind
drei Öffnungen 3a', 3b', 3c' vorgesehen,
welche Anschlüsse
für eine
Hochdruck-Komponente des Hochdruck-Komponentensystems ausbilden. Vorzugsweise
ist für
das Anschlußelement 3 als
Hochdruck-Komponente ein Absperrventil, insbesondere ein Kugelhahn,
vorgesehen, welches es erlaubt, das am Eingang 3a des Anschlußelements 3 anliegende Druckmedium
abzusperren, so dass dann das Druckmedium nicht in den Hochdruck-Kanal 10 eintreten kann.
Das Absperrventil verbindet daher die dem Eingang 3a zugeordnete
Austrittsöffnung 3a' mit der dem
Druck-Ausgang 3b zugeordneten Eintrittsöffnung 3b' und ist des
weiteren noch mit der dem Entlüftungs-Ausgang 3c zugeordneten Öffnung 3c' verbunden.
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An das Anschlußelement 3 schließt sich
das erste Druckverteilungselement 4 an, das zwei Eingänge 4a und 4b besitzt,
welche jeweils mit einem der Ausgänge 3b, 3c des
Anschlußelements 3 fluchten,
wobei zwischen dem Anschlußelement 3 und dem
ersten Druckverteilungselement 4 eine druckfeste Verbindung
hergestellt ist. Das erste Druckverteilungselement 4 weist
an seiner Oberseite eine Austrittsöffnung 4a' auf, die mit
dem Eingang 4a in Verbindung steht. Es besitzt des weiteren
eine Eintrittsöffnung 4c', die mit einem
Ausgang 4c kommuniziert. Der Entlüftungseingang 4b des
ersten Druckverteilungselements 4 steht in direkter Verbindung mit
dem Entlüftungs-Ausgang 4d.
Das erste Druckverteilungselement 4 ist somit insbesondere
für eine Filter-Komponente
des Hochdruck-Komponentensystems geeignet, welche dazu dient, dass
dem ersten Druckverteilungselement 4 zugeführte Druckmedium
zu filtern, indem ein Eingang eines in den Figuren nicht gezeigten
Filters mit der Austrittsöffnung 4a' und ein Ausgang
des Filters mit der Eintrittsöffnung 4c' des ersten
Druckverteilungselements 4 verbunden ist. Das dem ersten
Druckverteilungselement 4 über den Ausgang 3b des
Anschlußelements 3 zugeführte Druckmedium
strömt
somit über
den Hochdruck-Eingang 4a des ersten Druckverteilungselements 4 und
dem in den Figuren nicht gezeigten Filter zum Hochdruck-Ausgang 4c.
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An das erste Verteilerelement 4 schließt sich ein
zweites Druckverteilungselement 5 der Druckverteilungseinrichtung 1 für ein Hochdruck-Komponentensystem
an, dessen Eingang 5a mit dem Hochdruck-Ausgang 4c des
vorangehenden, ersten Druckverteilungselements 4 fluchtet.
Ein Eingang 5b des zweiten Druckverteilungselements 5 fluchtet
mit dem Entlüftungs-Ausgang 4d des
ersten Druckverteilungselements 4.
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Wie aus der 1 ersichtlich, ist im hier gezeigten
Fall der Hochdruck-Eingang 5a und auch der Hochdruck-Ausgang 5c des
zweiten Druckverteilungselements 5 nicht gradlinig verlaufend
ausgeführt.
Vielmehr ist vorgesehen, dass der Hochdruck-Eingang 5a als
auch der Hochdruck-Ausgang 5c winkelförmig verlaufen, so dass das
Teilstück
des Hochdruck-Kanals 10 des zweiten Druckverteilungselements 5 U-förmig ist.
Durch diese Maßnahme
wird erreicht, dass im zweiten Druckverteilungsefement 5 ein
weiterer Ausgang 5e vorgesehen werden kann, der eine Eintrittsöffnung 5e' aufweist. Eine
derartige Konfiguration des zweiten Druckverteilungselements 5 ist
dann von Vorteil, wenn als Hochdruck-Komponente auf das Druckverteilungselement 5 eine
Komponente zur Erzeugung eines Hilfsniederdrucks aufgesetzt wird,
durch die z. B. ein Niederdruck von 8 Bar erzeugbar ist, wie er
in der Standard-Pneumatik verwendet wird. Das aus der Austrittsöffnung 5a' des zweiten
Druckverteilungselements 5 austretende Druckmedium gelangt
dann über
die entsprechende Systemkomponente des Hochdruck- Komponentensystems zu der Eintrittsöffnun 5e' und wird über den Niederdruck-Ausgang 5e zu
einer schematisch dargestellten Standard-Pneumatik S geleitet.
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An das zweite Druckverteilungselement 5 schließt sich
im hier gezeigten Fall ein drittes Druckverteilungselement 6 an,
welches wiederum einen Hochdruck-Eingang 6a und einen Entlüftungs-Eingang 6b sowie
einen Hochdruck-Ausgang 6c und einen Entlüftungs-Ausgang 6d besitzt.
Der Hochdruck-Eingang 6a mündet in einer Austrittsöffnung 6a'. Der Hochdruck-Ausgang 6c ist
nicht direkt mit dem Hochdruck-Eingang 6a verbunden und
beginnt mit einer Eintrittsöffnung 6c'. Des weiteren
weist der durch den Entlüftungs-Eingang 6b und
den Entlüftungs-Ausgang 6d gebildete
Abschnitt des Entlüftungs-Kanals 11 eine
Eintrittsöffnung 6d' auf. Ein derartiges
Druckverteilungselement 6 ist insbesondere für 3/2-Wege-Regelventil
geeignet, welches eine Regelung des Drucks des Druckmediums z. B.
in einem Bereich von 0–40
bar ermöglicht.
Das mit einem ersten Druck P, zur Austrittsöffnung 6a' des Hochdruck-Eingangs 6a des
dritten Druckverteilungseiements 6 geführte Druckmedium gelangt über das
in den Figuren nicht gezeigte Regelventil, an dessen ersten Ausgang
das Druckmedium mit einem geminderten Druck P2 austritt,
und über
die Eintrittsöffnung 6c' in den Hochdruck-Ausgang 6c.
Das "überschüssige" Druckmedium gelangt
dann über
die Eintrittsöffnung 6d' in den Entlüftungs-Kanal 11.
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An das dritte Druckverteilungselement 6 schließt sich
nun ein viertes Druckverteilungselement 7 an, dessen Hochdruck-Eingang 7a mit
dem Hochdruck-Ausgang 6c des vorangehenden, dritten Druckverteilungselement 6 fluchtet.
In entsprechender Art und Weise fluchtet der, Entlüftungs-Ausgang 6d mit
dem Entlüftungs-Eingang 7b des
vierten Druckverteilungselements 7. Wie aus 1 leicht ersichtlich ist,
fluchten der Hochdruck-Eingang 7a bzw. der Entlüftungs-Eingang 7b mit
dem Hochdruck-Ausgang 7c bzw. dem Entlüftungs-Ausgang 7d.
Das vierte Druckverteilungselement 7 weist im Hochdruck-Kanal 10 eine
Austrittsöftnung 7a' und im Entlüftungs-Kanal 11 eine
Eintrittsöffnung 7d' auf. Ein derartiges
Druckverteilungselement 7 ist insbesondere für ein Sicherheitsventil
geeignet, dem das Druckmedium über
die Austrittsöffnung 7a' zugeführt wird
und welches bei einem zu hohem Druck des Druckmediums zwecks Druckreduzierung
einen Teil des überschüssigen Druckmediums
an den Entlüftungs-Kanal 11 abgibt.
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Das fünfte Druckverteilungselement 8 ist
wie das vierte Druckverteilungselement 7 ausführt und weist
daher einen Hochdruck-Eingang 8a, einen Entlüftungs-Eingang 8b,
einen Hochdruck-Ausgang 8c und einen Entlüftungs-Ausgang 8d sowie
eine Austrittsöffnung 8a' und eine Eintrittsöffnung 8d' auf. Auf einem
derartig ausgebildeten Druckverteilungselement 8 kann beispielsweise
ein 2/2-Wege-Entlüftungsventil
montiert werden.
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An das fünfte Druckverteilungslement 8 schließt sich
ein weiteres, sechstes Druckverteilungselement 9 an, welches
einen Hochdruck-Eingang 9a und einen Entlüftungs-Eingang 9b aufweist, welche
wiederum mit dem Hochdruck-Ausgang 8c und dem Entlüftungs-Ausgang 8d des
vorangehenden Druckverteilungselements fluchten. Des weiteren weist
das sechste Druckverteilungselement 9 einen Hochdruck-Ausgang 9c und
einen Entlüftungs-Ausgang 9d auf
und besitzt darüber
hinaus noch einen weiteren Druck-Ausgang 9e. Es weist eine
Austrittsöffnung 9a' im Hochdruck-Kanal 10, eine
Eintrittsöffnung 9d' im Entlüftungs-Kanal 11 sowie
eine weitere Eintrittsöffnung 9e' auf, welche
zu Beginn des Druck-Ausgangs 9e angeordnet ist. Ein derartiges
Druckverteilungselement 9 ist insbesondere für ein Regelventil
geeignet, dem das unter einem Druck P2 stehende
Druckmedium über
die Austrittsöffnung 9a' zugeführt und
das einen geregelten Druck an den Druck-Ausgang 9e abgibt.
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Für
den Fachmann ist aus obiger Beschreibung klar ersichtlich, dass
die beschriebene Aneinanderfolge der einzelnen Druckverteilungselemente 4-9 nur
exemplarischen Charakter besitzt. Eine beliebig andere Aneenanderreihung
ist ohne weiteres möglich.
Außerdem
ist es nicht zwingend, für
ein bestimmtes Druckverteilungselement 4-9 die in dieser Anmeldung
beschriebene Hochdruck-Komponente zu verwenden. Auch hier ist eine
große
Variationsbreite gegeben.
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Wie am besten aus 2 ersichtlich ist, ist beim beschriebenen
Ausführungsbeispiel
vorgesehen, dass die Kanäle 10 und 11 und
auch der weitere Druck-Ausgang 9a seitlich
aus dem letzten Druckverteilungselement 9 austreten. Es
ist aber auch möglich,
dass anstelle dieses seitlichen Austritts oder ergänzend hierzu
an der Unterseite des letzten oder ggf. eines der vorangehenden
Druckverteilungselemente 4-9 – wie in 2 strichliert dargestellt – entsprechende
Ausgänge 13, 14, 15 vorgesehen
sind. Eine derartige Maßnahme
besitzt insbesondere beim Entlüftungs-KanaI 10 den
Vorteil, dass hierdurch leicht ein Schalldämpfer angebracht werden kann.
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Die Druckverbindung zwischen einem
Ausgang, z. B. dem Ausgang 4c des ersten Druckverbindungselements 4,
und einem zusammenwirkenden Eingang, z. B. dem Eingang 5a des
an das erste Druckverteilungselement 4 anschließenden zweiten Druckverteilungselements 5,
ist nun in vergrößerter Darstellung
in 3 gezeigt. Wie aus
dieser Figur ersichtlich, wird beim beschriebenen Ausführungsbeispiel
in vorteilhafter Art und Weise vorgesehen, dass eine hochdruckfeste
Verbindung zwischen zwei benachbarten Elementen dadurch erreicht,
dass ein entsprechendes, als Druckleitelement fungierendes Rohrstück 20 sowohl
in den Ausgang 4c des einen Elements als auch in den Eingang 5a des
darauffolgenden Elements 5 eingesetzt wird. Eine derartige Ausgestaltung
besitzt den Vorteil, dass hierdurch in einfacher Art und Weise ein
modularer Aufbau der beschriebenen Druckverteilungseinrichtung 1 erzielt wird.
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Zur Ausbildung des Rohrstücks ist
auszuführen,
dass das Rohrstück
in seiner linken und in seiner rechten Hälfte jeweils eine Dichtung 21 aufweist.
In seinem Mittelbereich ist das Rohrstück mit einem Anschlag 22 versehen,
welcher mit entsprechenden komplementären Anschlagelementen 23 der
entsprechenden Elemente 3-9 zusammenwirkt.
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Außer dem oben beschriebenen
modularen Aufbau zeichnet sich die Druckverteilungseinrichtung 1 des
weiteren noch dadurch aus, dass sie in einfacher Art und Weise einen
Komponentenwechsel ermöglicht.
Es ist bei der beschriebenen Druckverteilungseinrichtung 1 in
vorteilhafter Art und Weise nun nicht mehr erforderlich, beim Wechsel
oder bei einer Montage oder Demontage einer Systemkomponente in
umständlicher
Art und Weise Hochdruck-Schraubverbindungen ab- und/oder aufzuschrauben.
Die an der Oberseite des Anschlußelements 3 und insbesondere
der Druckverteilungselementen 4–9 angeordneten Ein- und
Austrittsöffnungen
bilden hierbei in vorteilhafter Art und Weise Anschlußöffnungen
für die
Hochdruck-Komponenten des Hochdruck-Komponentensystems aus, welches
es ermöglichen,
die einzelnen Hochdruck-Komponenten auf den ihnen zugeordneten Druckverteilungselementen 4–9 einfach
dadurch zu montieren, dass die jeweilige Hochdruck-Komponente des
Hochdruck-Komponentensystems – vorzugsweise
unter Zwischenschaltung einer entsprechenden Anzahl von Dichtungen – auf das
jeweilige Druckverteilungselement 4–9 aufgesetzt und – falls
zur Erzeugung eines entsprechenden Anpreßdrucks erforderlich – mit dem
Druckverteilungselement 4–9 und/oder
der Grundplatte 12 z. B. verschraubt wird.
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Um nun das vorstehend beschriebene
Aufsetzen der einzelnen Hochdruck-Komponenten auf das mit ihr zusammenwirkende
Anschlußelement 3 oder
Druckverteilungselement 4–9 leichter
durchführen
zu können,
ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Anschlußelement 3 und/oder
mindestens eines der Druckverteilungselemente 4–9 eine
Montagehilfe 30 und vorzugsweise des weiteren noch eine
Zentrierhilfe 40 aufweist, welche eine einfacherere Montage
der Hochdruck-Komponenten
auf den entsprechenden Elementen 3–9 und vorzugsweise deren Zentrierung
auf dem jeweiligen Element 3–9 ermöglicht.
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In den 4a und 4b bzw. 5a und 5b sind nun
zwei Ausführungsvarianten
einer derartigen Montagehilfe 30 zusammen mit einer Zentrierhilfe 40 dargestellt.
Wie aus 4a ersichtlich
ist (vgl. dazu auch 2),
weist mindestens eines der Elemente 3–9 ein Montageeiement 31,
das im hier gezeigten Fall als eine Vertiefung 32 ausgeführt ist,
welches mit einem komplementären
Montageleement 33 der Hochdruck-Komponente K, das im hier
gezeigten Fall als Haken 34 ausgebildet ist, zusammen.
Die Zentrierhilfe 40 wird im hier beschriebenen Fall durch ein
Zentrierelement 41 des Druckverteilungselements 4–9,
das im hier gezeigten Fall als ein auf der Oberseite des betreffenden
Druckverteilungselements angeordneter Stift 42 ausgebildet
ist, und ein mit diesem ersten Zentrierelement 41 zusammenwirkenden,
komplementär
hierzu ausgebildeten zweiten Zentrierelement 43 der Hochdruck-Komponente
K, das im hier gezeigten Fall als eine Bohrung 45 ausgebildet
ist, ausgebildet.
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In den 5a und 5b ist nur eine zweite Variante
einer Montagehilfe 30 und einer Zentrierhilfe 40 dargestellt,
wobei die Montagehilfe 30 dieser Ausführungsvariante derjenigen der 4a, 4b entspricht und daher nicht mehr beschrieben
wird. In der Ausführungsvariante
der 5a, 5b ist nun vorgesehen, dass die Zentrierhilfe 40 durch
zwei seitliche Laschen 46a, 46b ausgebildet ist,
die an den beiden Seitenrändern
des jeweiligen Elements 3–9 angeordnet
sind und derart auf das jeweilige Druckverteilungselement 4–9 aufzusetzende
Komponente K auf diesem zentrieren.