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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verteilen von
unter Druck stehender Flüssigkeit,
die verwendet wird, um beispielsweise die Steuerung eines oder mehrerer,
Druckflüssigkeit benutzender
Systeme zu gewährleisten,
und zwar mittels einer, insbesondere mit Hilfe eines Pedals, betätigten Steuereinrichtung.
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Bei
einer bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Verwendung betrifft
die Erfindung eine Vorrichtung zum Verteilen von Druckflüssigkeit,
die an einer Tiefbaumaschine installiert ist.
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Die
gewöhnlich
anzutreffenden Vorrichtungen zum Verteilen von Druckflüssigkeit
(zum Beispiel im Dokument
US
5251660 ) umfassen einen Körper, der mindestens einen
Druckminderer aufnimmt und der an einer Oberseite eine Steuereinrichtung
trägt, die
geeignet ist, den vom Druckminderer regulierten Druck zu modifizieren,
wobei der Druckminderer folgendes umfasst:
- – einen
Stößel, der
sich zwischen einem Kopf und einem Fuß erstreckt und gleitend im
Bereich des oberen Endes des Körpers
montiert ist, und zwar für
eine Hin- und Her-Bewegung zwischen einer Ruhestellung und einer
eingetauchten Stellung, wobei der Kopf durch die Steuereinrichtung
betätigt
wird, um die Steuerung mindestens eines außerhalb der Vorrichtung liegenden
Empfängerelements
zu ermöglichen,
- – einen
Verteilerkanal, der sich im Körper
befindet und der an seinen Enden jeweils mit einer Hauptausgleichskammer
in Verbindung steht, die dazu bestimmt ist, an eine Leitung für Niederdruckflüssigkeit
angeschlossen zu werden, sowie mit einer blinden Hilfsausgleichskammer,
wobei die Hauptausgleichskammer und die Hilfsausgleichskammer mindestens
zeitweilig in Verbindung sind,
- – eine
Eingangsleitung, die in den Verteilerkanal mündet und die mit einer Quelle
für Hochdruckflüssigkeit
verbunden ist,
- – eine
Ausgangsleitung, die in den Verteilerkanal mündet und die dazu bestimmtist,
mit dem zu steuernden Empfängerelement
verbunden zu werden,
- – einen
Tauchkolben, der im Inneren der Ausgleichskammer verschiebbar ist
und einen verbreiterten Kopf sowie einen Verbindungsfuß umfasst,
- – ein
gestuftes Wegeventil, das mit der Bewegung des Tauchkolbens zwischen
einer Hub-Anfangsstellung und einer Hub-Endstellung mitläuft, um die
Funktion der Druckregulierung zu erfüllen, wobei das Wegeventil
ein erstes Ende hat, das aus einem Stück mit dem Verbindungsfuß des Tauchkolbens
besteht und dabei eine Schulter bildet, sowie ein zweites, freies
Ende, das dem ersten Ende entgegengesetzt ist und nach der Hilfsausgleichskammer
hin gerichtet ist,
- – eine
Manschette, die zum Tauchkolben koaxial montiert ist und dabei am
Fuß des
Stößels anliegt,
- – eine
Rückholfeder,
die in der Hauptausgleichskammer untergebracht ist und die zwischen
der Manschette und dem Boden der Hauptausgleichskammer eingefügt ist und
die die Manschette elastisch gegen den Stößel drückt, und
- – eine
Regulierfeder.
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Derartige
Vorrichtungen zum Verteilen von Druckflüssigkeit ermöglichen
im allgemeinen die Erhöhung
des geregelten Drucks in der Ausgangsleitung, wenn der Stößel in seine
eingetauchte Stellung gesteuert wird.
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Allerdings
ist es bei bestimmten Verwendungen im Gegenteil notwendig, in dem
Maße,
wie der Stößel eintaucht,
einen schwächeren
geregelten Druck zu erhalten Eine bekannte Lösung besteht darin, die Regelung
auf der Seite anzubringen, die der gewünschten Seite im Bereich der
Steuerung gegenüber
liegt. In neutraler Stellung wird dann der Stößel voll betätigt und
der Druck ist maximal. Um die Verringerung des Drucks zu erreichen,
wird das Anheben des Stößels bewirkt.
Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie keine positive Wirkung
auf den Stößel ausübt, so dass
die Gefahr besteht, dass dieser in der eingetauchten Stellung stecken
bleibt. Außerdem
ist es notwendig, einen zweiten Stößel zu betätigen, mit dem das Steuerteil
des ersten Stößels in die
neutrale Stellung zurückgeholt
werden kann. Demnach erhöht
sich der Platzbedarf der Vorrichtung und die Herstellungskosten
sind hoch.
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Die
vorliegende Erfindung hat also die Aufgabe, eine Vorrichtung zum
Verteilen von Druckflüssigkeit
zu liefern, die es ermöglicht,
den Druck in der Ausgangsleitung zu verringern, wenn der Stößel aus seiner
Ruhestellung in seine eingetauchte Stellung bewegt wird.
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Zu
diesem Zweck ist die Vorrichtung zum Verteilen von Druckflüssigkeit
gemäß der vorliegenden
Erfindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel eine
zentrale Bohrung hat, die in Höhe
des Fußes
dieses Stößels mündet, und dadurch,
dass der Kopf des Tauchkolbens beweglich im Inneren der Bohrung
des Stößels montiert
ist, und dadurch gekennzeichnet, dass die Regulierfeder in der zentralen
Bohrung des Stößels untergebracht
ist, wobei sie zwischen dem verbreiterten Kopf des Tauchkolbens
und dem Boden der Manschette so eingefügt ist, dass das Eintauchen
des Stößels eine Entspannung
der Regulierfeder und eine Verringerung der Höhe des geregelten Drucks in
der Ausgangsleitung bewirkt.
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Aufgrund
dieser Anordnungen hat also die Vorrichtung zum Verteilen gemäß der vorliegenden Erfindung
einen einzigen Stößel, mit
dem eine Verringerung des Drucks in der Ausgangsleitung durch Eintauchen
des Stößels gesteuert
werden kann.
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Vorzugsweise
umfasst das gestufte Wegeventil eine zentrale Auskehlung, deren
ringförmiger Querschnitt
sich in Richtung des freien Endes des Wegeventils verbreitert.
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Vorteilhafterweise
umfasst das Wegeventil eine zentrale Ausgleichsbohrung, die am freien
Ende des Wegeventils mündet
und mit einer Querbohrung verbunden ist, die in der Hauptausgleichskammer mündet, um
diese zwei Kammern mindestens vorübergehend in Verbindung zu
bringen.
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Als
Variante ist ein außerhalb
des Wegeventils liegender Kanal im Körper angeordnet, um die Hauptkammer
und die Hilfskammer zumindest vorübergehend in Verbindung zu
bringen.
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Vorzugsweise
hat die Auskehlung des Wegeventils eine ständige Verbindung mit der Ausgangsleitung,
unabhängig
von der axialen Stellung des Wegeventils.
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Verschiedene
weitere Kennzeichen der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor,
die nachstehend ein nicht ausschließliches Beispiel gibt mit Bezug
auf den anhängenden
Zeichnungssatz, der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zum Verteilen von Druckflüssigkeit
zeigt.
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1 ist
eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verteilen
von Flüssigkeit,
bei der kein Flüssigkeitsdruck
im Druckminderer herrscht.
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2 ist
eine Schnittansicht der Vorrichtung der 1, bei der
Druck anliegt und der Stößel in seiner
Ruhestellung oder nichtaktiven Stellung ist.
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3 ist
eine Ansicht analog zu derjenigen der 2, in der
der Stößel in seine
eingetauchte Stellung gesteuert ist, um eine Verringerung des Drucks
in der Ausgangsleitung herbeizuführen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Verteilen von Druckflüssigkeit,
wie sie in den 1 bis 3 dargestellt
ist und insgesamt mit der Kennziffer 1 bezeichnet, umfasst
einen Körper 2,
in dem mindestens ein Druckminderer 3 montiert ist und
der an einer Oberseite 4 eine Steuereinrichtung (nicht
dargestellt) trägt,
die dazu dient, den vom Druckminderer 3 geregelten Druck
zu modifizieren.
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Dieser
Druckminderer 3 hat, wie an sich bekannt ist, einen Stößel 5,
der sich zwischen einem Kopf 6 und einem Fuß 7 erstreckt
und im Bereich des oberen Endes 4 des Körpers 2 gleitend montiert
ist, und zwar für
eine Hin- und Her-Bewegung zwischen einer Ruhestellung, wie sie
in den 1 und 2 gezeigt ist, und einer eingetauchten
Stellung, wie sie in der 3 gezeigt ist. Der Kopf 6 wird
von der Steuereinrichtung angesprochen, damit mindestens ein außerhalb
der Vorrichtung liegendes Empfangselement (nicht dargestellt) gesteuert
werden kann.
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Außerdem ist
ein Verteilerkanal 10 im Körper 2 vorgesehen,
und dieser verläuft
zwischen einem ersten Ende 11, das in eine Hauptausgleichskammer 15 mündet, und
einem zweiten Ende 12, das in eine blinde Hilfsausgleichskammer 16 mündet.
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Wie
an sich bekannt ist, dient die Hauptausgleichskammer 15 dazu,
mit einer Leitung 20 für
Niederdruckflüssigkeit
verbunden zu werden, während die
Hilfsausgleichskammer 16 zum Beispiel mittels eines Stopfens 18 blind
gemacht wird.
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Außerdem mündet eine
Eingangsleitung 21 seitlich in den Verteilerkanal 10 und
ist dazu bestimmt, mit einer Quelle für Hochdruckflüssigkeit
verbunden zu werden.
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Selbstverständlich ist
zu beachten, dass die in der Eingangsleitung 21 zirkulierende
Flüssigkeit und
die in der Hauptausgleichskammer 15 und der Hilfsausgleichkammer 16 zirkulierende
Flüssigkeit
im Verhältnis
zueinander als Hochdruck- beziehungsweise Niederdruck-Flüssigkeit
bezeichnet werden, unabhängig
von jedem absoluten Druckwert.
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Der
Druckminderer 3 umfasst außerdem eine Ausgangsleitung 22,
die in den Verteilerkanal 10 mündet und die dazu bestimmt
ist, mit dem zu steuernden hydraulischen Empfangselement verbunden zu
werden. Die Ausgangsleitung 22 wird zwischen der Eingangsleitung 21 und
der Hilfsausgleichskammer 16 mit dem Verteilerkanal 10 verbunden.
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Darüber hinaus
besitzt der Druckminderer 3 einen Tauchkolben 25,
der bewegungsmäßig fest verbunden
ist mit einem Wegeventil 30 bei der Verschiebung zwischen
einer Stellung bei Beginn des Hubs und einer Stellung am Ende des
Hubs, um die Funktion der Druckregulierung zu gewährleisten.
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Der
Tauchkolben 25 erstreckt sich zwischen einem verbreiterten
Kopf 26 und einem Verbindungsfuß 27, in dessen Bereich
das Wegeventil 30 angeschlossen ist, wobei eine Schulter 28 gebildet
wird. Der Tauchkolben 25 ist im Innern der Hauptausgleichskammer 15 verschiebbar.
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Das
Wegeventil 30 hat ein erstes Ende 31, das mit
dem Verbindungsfuß 27 des
Tauchkolbens 25 fest verbunden ist, und ein zweites, freies
Ende 32, das dem ersten Ende gegenüber liegt und das nach der
Hilfsausgleichskammer 16 hin gerichtet ist.
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Das
Wegeventil 30 und der Tauchkolben 25 können zum
Beispiel ein einziges Einblockteil bilden.
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Wie
an sich auch bekannt ist, ist eine Manschette 35 koaxial
zum Tauchkolben 25 montiert, wobei sie auf dem Fuß 7 des
Stößels 5 einfach
aufliegt.
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Um
diese Manschette 35 gegen den Fuß 7 des Stößels 5 zu
drücken,
ist eine Rückholfeder 40 in der
Hauptausgleichskammer 15 vorgesehen, die zwischen der Manschette 35 und
dem Boden 17 dieser Hauptausgleichskammer 15 eingefügt wird.
Diese Rückholfeder
ist mit der Manschette koaxial und befindet sich außerhalb
von ihr.
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Nach
einem wesentlichen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist der
Stößel 5 auf
dem größeren Teil
seiner Länge
hohl und besitzt eine zentrale Bohrung 45, die im Bereich
des Fußes 7 dieses
Stößels mündet. Als
Variante kann der Stößel 5 ein
nicht ausgehöhltes
Stück sein,
das in einem zylindrischen Hohlkörper
ausläuft,
der einen Mantel bildet. Dieser Hohlkörper ist funktionell dem Stößel ähnlich,
der über
einen Teil seiner Länge
hohl ist. Der Fuß 7 kann dann
beispielsweise mit der Manschette fest verbunden sein anstatt mit
dem Stößel, wobei
sich die Manschette also nach oben in Richtung des Stößels verlängert.
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Der
verbreiterte Kopf 26 des Tauchkolbens 25 ist beweglich
im Innern der zentralen Bohrung 45 des Stößels 5 montiert
und wird zum Boden dieser Bohrung hin durch eine Regulierfeder 50 gedrückt. Diese
Regulierfeder 50 ist im Inneren der Bohrung 45 des
Stößels 5 angeordnet,
wobei sie konzentrisch zum Tauchkolben 25 montiert ist.
Sie ist zwischen der Unterseite des verbreiterten Kopfes 26 des
Tauchkolbens 25 und dem Boden (36) der Manschette 35 eingefügt. Der
Tauchkolben 25 erstreckt sich also im Inneren der Regulierfeder 50.
Bei der vorgenannten Variante ist der verbreiterte Kopf 26 beweglich
im Inneren des Hohlkörpers
montiert, der die Funktion des Mantels für diesen Kopf hat. Die Tatsache,
dass ein hohler Stößel vorgesehen
ist, bringt einen vorteilhaften Raumgewinn.
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Darüber hinaus
hat das Wegeventil 30 einerseits eine zentrale axiale Bohrung 33,
die im Bereich des freien Endes 32 dieses Ventils mündet, um
mit der Hilfsausgleichskammer 16 verbunden zu werden, und
andererseits eine Querbohrung 34, die in die Hauptausgleichskammer 15 mündet und
die mit der axialen Bohrung 33 verbunden ist. Im Bereich
des freien Endes 32 des Wegeventils 30 kann die
zentrale Bohrung 33 mit einer Verengung 42 versehen
sein, die in die Hilfskammer 16 mündet. Die axiale Bohrung 33 und
die Querbohrung 34 ermöglichen
die Herstellung einer permanenten Verbindung zwischen der Hauptausgleichskammer 15 und
der Hilfsausgleichskammer 16.
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Bei
einer Variante wird diese permanente Verbindung erreicht, indem
die zwei Bohrungen 33 und 34 durch einen außerhalb
des Wegeventils liegenden Kanal 43 ersetzt werden, der
im Körper 2 der Vorrichtung 1 ausgeführt ist.
Dieser Kanal 43 ist in den 1 bis 3 durch
gestrichelte Linien gezeigt.
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Gemäß einem
weiteren wesentlichen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung hat
das Wegeventil 30 in seinem zentralen Bereich eine Auskehlung 37,
deren ringförmiger
Querschnitt in Richtung des freien Endes 32 des Wegeventils 30 hin
größer wird.
Diese zentrale Auskehlung 37 definiert in der Außenfläche des
Ventils 30 eine flussaufwärts liegende ringförmige Schulter 38 und
eine flussabwärts liegende
ringförmige
Schulter 39, die sich im wesentlichen quer zur Längsachse
des Wegeventils erstrecken. Die Oberfläche der flussaufwärts liegenden Schulter 38 ist
kleiner als die Oberfläche
der Schulter 30 flussabwärts, so dass die Erhöhung des
Drucks in der Eingangsleitung 21 die Verschiebung des Wegeventils 30 in
Richtung der Hilfsausgleichskammer 16 bewirkt.
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Die
zentrale Auskehlung 37 steht in permanenter Verbindung
mit der Ausgangsleitung 22, unabhängig davon, welche Stellung
das Wegeventil 30 im Inneren des Verteilerkanals 10 einnimmt.
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Wenn
also keinerlei Druck in den Druckminderer 3 eingelassen
wird, wie es in der 1 gezeigt ist, stößt die Rückholfeder 45 die
Manschette 35 nach oben, während die Regulierfeder 50,
die eine Kompressionsfeder ist, dazu tendiert, den verbreiterten
Kopf 26 im Bezug auf den Boden (36) der Manschette 35 zu
entfernen. Das Wegeventil 30 ist am oberen Anschlag gegen
die Manschette durch Anliegen der Schulter 28 an den Boden
dieser Manschette, und zwar an deren Außenseite.
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Wenn
Flüssigkeit
unter Druck durch die Eingangsleitung 21 läuft (2),
ist das Wegeventil 30 im Gleichgewicht durch die Wirkung
des Differenzdrucks, der einerseits in der zentralen Auskehlung 37 und
andererseits durch die Wirkung der Regulierfeder 50 ausgeübt wird.
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Das
Wegeventil 30 ist dann in einer Gleichgewichtsstellung,
in der es sich nicht mehr im Anschlag gegen den Boden der Manschette
befindet, da die Schulter 28 dieses Wegeventils von diesem
Boden entfernt worden ist.
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Folglich
wird ein sogenannter erhöhter
Druck in der Ausgangsleitung 22 ausgeübt. Wenn man die Verringerung
dieses durch die Leitung 22 ausgehenden Drucks herbeiführen will,
genügt
es, das Eintauchen des Stößels 5 zu
bewirken, indem man auf dessen Kopf 6 drückt (3),
denn diese Bewegung zieht die Entspannung der Kompressionsfeder 50 nach
sich.
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Das
Wegeventil 30 kann dann erneut durch seine Schulter 28 in
Anschlag gegen den Boden der Manschette gehen.
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Die
Vorrichtung zum Verteilen von Druckflüssigkeit gemäß der vorliegenden
Erfindung ermöglicht es
demnach, den Druck der Flüssigkeit
in der Ausgangsleitung 22 von einem erhöhten Wert, wenn der Stößel nicht
eingetaucht ist, zu einem geringeren Wert zu regeln, wenn dieser
Stößel ins
Innere der Ausgleichskammer eingedrückt ist. Die Regelung des Drucks
kann infolgedessen als reversibel angesehen werden. Die Regulierfeder
gibt dem Wegeventil einen Einstellwert von unten nach oben.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt
und verschiedene Modifizierungen können daran vorgenommen werden,
ohne ihren Rahmen zu verlassen.