GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Pilotventilanordnung gemäß dem
vorkennzeichnenden Teil des beigefügten Anspruchs.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
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Eine derartige Pilotventilanordnung nach dem Stand der
Technik, wie sie aus DE-U-85 08 774 bekannt ist, umfaßt einen
Steuerhebel, der beim Betrieb vor und zurück sowie nach rechts
und links schwenkbar ist, um ein gewünschtes eines von
mehreren Paaren von Auflaßöffnungen auszuwählen, die in einem
Hauptventilkörper der Anordnung ausgebildet sind, durch das
hindurch Drucköl von der Anordnung abgegeben wird, ein
Druckreduzierventil, das verschiebbar so in dem Hauptventilkörper
der Baugruppe angebracht ist, daß es zwischen einer ersten und
einer zweiten Stellung bewegt werden kann, wobei es das
Druckreduzierventil dem Drucköl ermöglicht, in einer
Vorwärtsrichtung durch ein Paar Ringkammern und ein Paar
Hauptauslaßöffnungen der Baugruppe zu zirkulieren, wenn das
Druckreduzierventil in der ersten Stellung bleibt, wobei die
Hauptauslaßöffnungen mit einem Hydraulikkreis verbunden sind.
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Das Druckreduzierventil ist so aufgebaut, daß in der ersten
Stellung ein Fluideinlaßkanal, der Druckhöl enthält, über
einen Verteiler mit einer Vielzahl der Ringkammern verbunden
ist. Mit dem Verteiler ist über eine Bohrung eine Steuerkammer
verbunden, in der Öl, das gegen die Kraft einer Feder Druck
auf das Druckreduzierventil ausübt, und so das Ventil zwischen
der ersten und zweiten Stellung bewegt, eingeschlossen ist.
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In der zweiten Stellung trennt das Druckreduzierventil den
Fluideinlaßkanal von dem Verteiler, hält dabei nach wie vor
Verbindung mit den Ringkammern und Verteilung mit der
Steuerkammer aufrecht.
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Beim Schwenken des Steuerhebels in eine gewünschte Richtung
werden ein entsprechender Kolben und ein Kolbenschieber eines
Steuerventils betätigt, und der Kolbenschieber des
Steuerventils verbindet die Ringkammer über eine Bohrung, die in dem
Kolbenschieber angeordnet ist, mit einer Hauptauslaßöffnung,
so daß Öl aus der Ringkammer abgelassen und der Druck in der
Steuerkammer verringert wird. Dadurch wird das
Druckreduzierventil aus der oben beschriebenen zweiten Stellung in die
erste Stellung bewegt und, so lange der Hebel betätigt wird, den
Fluideinlaßkanal mit der Hauptauslaßöffnung verbindet.
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Wenn der Hebel in seine neutrale Stellung zurückgeführt wird,
zieht eine Feder den Kolbenschieber zurück und trennt die
Ringkammer von der Hauptauslaßöffnung. Dadurch wird der Druck
in der Ringkammer und der Steuerkammer erhöht, so daß sich das
Druckreduzierventil wieder in die zweite Stellung bewegt.
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Dieses Pilotventil nach dem Stand der Technik wird eingesetzt,
um eine gewünschte der Hauptauslaßöffnungen auszuwählen und
einen in dem Einlaßkanal eingeschlossenen hohen Systemdruck
auf einen niedrigeren Druck zu verringern, der in der
Hauptauslaßöffnung wirkt, so daß keine externe
Druckreduziereinrichtung benötigt wird.
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Des weiteren ist eine herkömmliche Pilotventilanordnung
bekannt, wie sie beispielsweise in Fig. 6 dargestellt ist: Jeder
von vier Ventilschiebern 4 ist verschiebbar in einem
Hauptventilkörper 1 der Baugruppe angebracht, so daß dem Drucköl
Durchtritt von einer Druckölöffnung 2 über einen Öldurchlaß
4a, der in jedem der Ventilschieber ausgebildet ist, zu einer
Auslaßöffnung 3 ermöglicht bzw. verhindert wird; wobei jede
von vier Führungsbuchsen 5 so in dem Hauptventilkörper
angebracht ist, daß sie koaxial zu jedem der vier Ventilschieber 4
angeordnet ist; jede von vier Federhalterungen 6 beweglich so
in dem Hauptventilkörper angebracht ist, daß sie unter jeder
der Führungsbuchsen 5 angeordnet ist; jede der vier
Hauptdruckfedern 7 ist so unter jeder der Federhalterungen 6
angebracht, dar sie selbige nach oben drückt, so daß jede der
Federhalterungen 6 in engen Kontakt mit jeder der
Führungsbuchsen 5 gebracht wird, wodurch jeder der vier Kolben 8 unter
dem Einfluß einer elastischen Kraft, die durch jede der
Hauptdruckfedern 7 ausgeübt wird, nach oben gedrückt wird, wobei
jeder der Kolben 8 verschiebbar in jeder der Führungsbuchsen 5
angebracht ist; jede von vier Hilfsdruckfedern 9 jeden der
Ventilschieber 4 federnd in seiner Absperrstellung hält; ein
Plattenelement 10 fest an einem oberen Abschnitt des
Hauptventilkörpers 1 so angebracht ist, daß die Führungsbuchsen 5
an dem Hauptventilkörper 1 befestigt sind, wobei das
Plattenelement 10 mit einem Durchgangsloch 11 versehen ist, durch das
ein mit Gewinde versehener unterer Abschnitt 12a eines
Kreuzgelenkelementes 12 in ein Gewindeloch des oberen Abschnitts
des Hauptventilkörpers 1 eingeschraubt ist; und ein
schwenkbarer oberer Abschnitt 12b des Kreuzgelenkelementes 12 ist
fest mit einem unteren Ende eines Gewindeabschnitts 13 eines
Handsteuerhebels 15 verbunden, wobei der Gewindeabschnitt 13
in ein Gewindeloch eines Scheibenelementes 14 so eingeschraubt
ist, daß das Scheibenelement 14 koaxial zu dem
Gewindeabschnitt 13 des Handsteuerhebels 15 angeordnet ist. Bei der
Betätigung der herkömmlichen Pilotventilanordnung mit dem oben
beschriebenen Aufbau wird, wenn eine Bedienungsperson bzw. ein
Benutzer den Handsteuerhebel 15 der Baugruppe je nach
Erfordernis rückwärts/vorwärts und nach rechts/nach links schwenkt,
das Scheibenelement 14 ebenfalls geschwenkt, so daß ein
gewünschter der Kolben 8 nach unten gedrückt wird und ein
entsprechender der Ventilschieber 4 in seine Verbindungsstellung
verschoben wird, in der der Ventilschieber 4 die Abgabe des
Drucköls (das in dem Druckölkanal 2 eingeschlossen ist) an
eine Auslaßöffnung 3 der Pilotventilanordnung ermöglicht.
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Im allgemeinen wird die Pilotventilanordnung in einem
Hydraulikkreis eines Arbeitsfahrzeugs, wie beispielsweise von
Löffelbaggern
und ähnlichen Baumaschinen, eingesetzt, die mit
hydraulischen Betätigungselementen versehen sind, um so die
Betätigungselemente in Funktion zu steuern. Das heißt, in dem
Hydraulikkreis ist das Paar der Auslaßöffnungen 3 der
Pilotventilanordnung mit einem Paar Pilotdruckkammern eines
pilotbetätigten Richtungssteuerungsventils verbunden; und wenn der
Handbetätigungshebel 15 durch die Bedienungsperson geschwenkt
wird, wird das Drucköl einer gewünschten der Pilotdruckkammern
des Richtungssteuerungsventils zugeführt, um selbiges zu
betätigen. Bei der herkömmlichen Pilotventilanordnung, die mit dem
Handbetätigungshebel 15 versehen ist, wählt, wie oben
beschrieben, die Bedienungsperson einen gewünschten der Kolben 8
aus, indem der Steuerhebel 15 je nach Erfordernis geschwenkt
wird, so daß eine gewünschte der Auslaßöffnungen 3 der
Pilotventilanordnung (der das Drucköl zugeführt werden soll)
ausgewählt wird. In Funktion wird beispielsweise, wenn der
Steuerhebel 15 durch die Bedienungsperson nach vorn geschwenkt wird,
das Drucköl aus dem Druckölkanal 2 einer entsprechenden der
Auslaßöffnungen 3 zugeführt. Andererseits wird, wenn der
Steuerhebel 15 rückwärts geschwenkt wird, das Drucköl der anderen
der Auslaßöffnungen 3 von dem Druckölkanal 2 zugeführt.
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Bei dem Hydraulikkreis des Arbeitsfahrzeugs, das mit der in
Fig. 6 und 7 dargestellten herkömmlichen Pilotventilanordnung
versehen ist, wird, wie oben beschrieben, das
Richtungssteuerungsventil, das in dem Hydraulikkreis eingesetzt wird,
gesteuert, indem der Steuerhebel 15 manuell geschwenkt wird.
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Es ist jedoch bei einigen der Arbeitsfahrzeuge oft
erforderlich, ein gewünschtes der hydraulischen Betätigungselemente
umgekehrt zu betätigen, indem der Steuerhebel 15 der
Pilotventilanordnung geschwenkt wird. In diesem Fall ist es
erforderlich, das Paar der Auslaßöffnungen 3 der
Pilotventilanordnung der Pilotdruckkammer des pilotbetätigten
Richtungssteuerungsventils umgekehrt zu verbinden.
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Demzufolge sind bei dem herkömmlichen Hydraulikkreis des
Arbeitsfahrzeugs und dergleichen bisher, wie in Fig. 6
dargestellt, die Auslaßöffnungen 3 der Pilotventilanordnung über
ein Paar Fluidleitungen 16 mit einem elektromagnetisch
betätigten Richtungssteuerungsventil 17 verbunden; und ein
Grenzschalter 18 (der so betätigt wird, daß er durch den
Steuerhebel 15 an- bzw. abgeschaltet wird) ist elektrisch mit einem
Elektromagneten des Richtungssteuerungsventils 17 verbunden,
so daß das Ventil 17 durch den Grenzschalter 18 betätigt wird,
wenn der Steuerhebel 15 manuell durch die Bedienungsperson
geschwenkt und die Strömungsrichtung des Drucköls, das über das
elektromagnetisch betätigte Richtungssteuerungsventil 17 einem
gewünschten der pilotbetätigten Steuerventile der
hydraulischen Betätigungselemente zugeführt wird, umgekehrt wird,
wenn der Grenzschalter 18 an- bzw. abgeschaltet wird.
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Das heißt, in Funktion des herkömmlichen Hydraulikkreises, wie
er in Fig. 7 dargestellt ist, wird das elektromagnetisch
betätigte Richtungssteuerungsventil 17 in seiner
Vorwärtsströmungsstellung I gehalten, wenn ein Elektromagnet 17a des
Ventils 17 nicht erregt ist. Wenn der Elektromagnet 17a über
den Grenzschalter 18 erregt ist, wird das Ventil 17 in seine
Rückwärtsströmungsstellung II verschoben und darin gehalten.
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Daher ist es bei der herkömmlichen Pilotventilanordnung
möglich, den Strom des Drucköls umzukehren, das aus der
Auslaßöffnung 3 der Anordnung an die Pilotdruckkammer des
pilotbetätigten Richtungssteuerungsventils abgegeben wird. Jedoch ist
es bei der Installation einer derartigen herkömmlichen
Pilotventilanordnung in dem Hydraulikkreis des Arbeitsfahrzeugs und
dergleichen erforderlich, weitere Hilfsbauteile, wie
beispielsweise das elektromagnetisch betätigte
Richtungssteuerungsventil 17, Grenzschalter 18, zur Installation des
Ventils 17 und des Schalters 18 erforderliche Verdrahtungen
und Rohre in dem Kreis zu installieren. Diese Hilfsbauteile
führen zu einer Erhöhung der Herstellungskosten des
Hydraulikkreises
unter Verwendung der herkömmlichen
Pilotventilanordnung und verringern die Zuverlässigkeit des Kreises.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Pilotventilanordnung zu schaffen, die eine Umkehr der
Drucköl-Strömungsrichtung ermöglicht, die zuverlässig ist, zu geringen Kosten
hergestellt und die installiert werden kann, ohne zusätzliche
Verdrahtungen und Rohrleitungen zu installieren.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
beigefügten Anspruchs gelöst.
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Die vorliegende Erfindung wird dem Fachmann im folgenden unter
Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten
Zeichnungen verdeutlicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine erste Ausführung der
Pilotventilanordnung der Erfindung entlang einer Ebene
parallel zu einer Rückwärts-/Vorwärts-Schwenkrichtung
des Handsteuerhebels der Baugruppe;
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Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die erste Ausführung der
Pilotventilanordnung der Erfindung entlang einer Ebene
parallel zu einer Rechts-/Links-Schwenkrichtung des
Handsteuerhebels der Baugruppe;
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Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines Hydraulikkreises der in
Fig. 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen
Pilotventilanordnung;
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Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführung der
Erfindung entlang einer Ebene parallel zu einer
Rückwärts-/vorwärts-Schwenkrichtung des Handsteuerhebels
der zweiten Ausführung;
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Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführung der
Erfindung entlang einer Ebene parallel zu einer
Rechts-/Links-Schwenkrichtung des Handsteuerhebels der
zweiten Ausführung;
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Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht einer herkömmlichen
Pilotventilanordnung; und
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Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Hydraulikkreises der
herkömmlichen Pilotventilanordnung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungen einer
Pilotventilanordnung der Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen (Fig. 1 bis 5) beschrieben.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die erste Ausführung der
Pilotventilanordnung der Erfindung entlang einer ersten Ebene
parallel zu einer Rückwärts-/Vorwärts-Schwenkrichtung eines
Handsteuerhebels 15 der Baugruppe. Fig. 2 hingegen ist ein
Längsschnittdurch die gleiche Ausführung entlang einer zweiten
Ebene senkrecht zur ersten Ebene in Fig. 1 (d.h., entlang
einer Rechts-/Links-Schwenkrichtung des Handsteuerhebels 15 der
Anordnung). In der folgenden Beschreibung beziehen sich
gleiche Bezugszeichen in allen Zeichnungen einschließlich Fig. 6
und 7 auf gleiche Teile. Die Pilotventilanordnung der
Erfindung ist, wie in Fig. 1, die entlang einer ersten Ebene
ausgeführt ist, mit einem Hauptventilkörper 1 versehen, in dem vier
Auslaßöffnungen ausgebildet sind, die eine erste Auslaßöffnung
3&sub1; und eine zweite Auslaßöffnung 3&sub2; umfassen. Des weiteren
sind, wie in Fig. 2 dargestellt, die entlang der zweiten Ebene
ausgeführt ist, die verbleibenden Auslaßöffnungen, die in dem
Hauptventilkörper 1 der Anordnung ausgebildet sind, eine
dritte Auslaßöffnung 3&sub3; sowie eine vierte Auslaßöffnung 3&sub4;.
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Der Hauptventilkörper 1 der Pilotventilanordnung besteht, wie
in Fig. 1 dargestellt, aus: einem Pilotventilkörper 20, der
mit vier Auslaßöffnungen 3 versehen ist, wobei in dem Körper
20 vier Ventilschieber 4 verschiebbar angebracht sind; sowie
einem Richtungssteuerungsventilkörper 21, in dem eine
Schieberbohrung 22, eine erste Bohrung 23, eine zweite Bohrung 24,
eine dritte Bohrung 25 und eine vierte Bohrung 26 ausgebildet
sind. Ein Hauptventilschieber 27 ist verschiebbar in der
Schieberbohrung 22 des Richtungssteuerungsventilkörpers 21
angebracht, so daß eine erste Pilotdruckkammer 28 und eine
zweite Pilotdruckkammer 29 in der Pilotventilanordnung
ausgebildet sind, wobei: sich die erste Bohrung 23 in die erste
Auslaßöffnung 3&sub1;, die zweite Pilotdruckkammer 29 und eine
erste Hauptauslaßöffnung 30 hinein öffnet, die in dem
Richtungssteuerungsventilkörper 21 ausgebildet ist; sich die zweite
Bohrung 24 in die erste Pilotdruckkammer 28, die zweite
Auslaßöffnung 3&sub2; und eine zweite Hauptauslaßöffnung 31 hinein
öffnet, die in dem Richtungssteuerungsventilkörper 21
ausgebildet ist; die dritte Bohrung 25 öffnet sich in die dritte
Auslaßöffnung 33, und eine erste Auslaßöffnung 32, die in dem
Richtungssteuerungsventilkörper 21 ausgebildet ist; und die
vierte Bohrung 26 öffnet sich in die vierte Auslaßöffnung 3&sub4;,
eine zweite Einlaßöffnung 33 sowie eine dritte Einlaßöffnung
34, wobei die Einlaßöffnungen 33, 34 in dem
Richtungssteuerungsventilkörper 21 ausgebildet sind. Bei der in Fig. 1
und 2 dargestellten Ausführung ist ein Stangenelement 35 in
der dritten Bohrung 25 und der vierten Bohrung 26 angebracht,
wobei es init einem Mittelabschnitt 35a mit kleinem Durchmesser
sowie einem Öldurchlaß 37 versehen ist. Ein Fluiddurchlaß 36
ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, zwischen dem
Stangenelement 35 und der dritten Bohrung 25 und der vierten Bohrung
26 ausgebildet. Dadurch steht der Fluiddurchlaß 36 über jeden
der Öldurchlasse 37 der Stangenelemente 35 mit der dritten
Auslaßöffnung 3&sub3; und der vierten Auslaßöffnung 3&sub4; in
Verbindung,
und steht ebenfalls mit der ersten Einlaßöffnung 32, der
zweiten Einlaßöffnung 33 und der dritten Einlaßöffnung 34 in
Verbindung.
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Der Hauptventilschieber 27 wird in Funktion zwischen einer
ersten Stellung und einer zweiten Stellung in der
Schieberbohrung 22 des Richtungssteuerungsventilkörpers 21 verschoben,
so daß die erste Einlaßöffnung 32, die zweite Einlaßöffnung 33
und die dritte Einlaßöffnung 34 wahlweise sowohl mit der
dritten Hauptauslaßöffnung 38 als auch der vierten
Hauptauslaßöffnung 39 in Verbindung kommen und stellt im Zusammenwirken
mit dem Richtungssteuerungsventilkörper 21 einen wesentlichen
Teil des pilotbetätigten Richtungssteuerungsventils dar.
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Ein Hydraulikkreis der Pilotventilanordnung der vorliegenden
Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist in Fig. 3
dargestellt.
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Im folgenden wird die Funktion der Anordnung der vorliegenden
Erfindung ausführlich beschrieben.
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Wenn die Bedienungsperson den Handsteuerhebel 15 der
Pilotventilanordnung in seiner neutralen Stellung hält, wird in
einem Druckölkanal 2 (der in einem Hauptventilkörper 20
ausgebildet ist) eingeschlossenes Drucköl nicht an eine der
Auslaßöffnungen 3&sub1;, 3&sub2;, 3&sub3; und 3&sub4; der Baugruppe abgegeben, so daß der
Hauptventilschieber 27 in der ersten Stellung (die in Fig. 1
und 2 dargestellt ist) gehalten wird und es ermöglicht, daß:
die erste Einlaßöffnung 32 mit der dritten Hauptauslaßöffnung
38 in Verbindung steht; und die zweite Einlaßöffnung 33 mit
der vierten Hauptauslaßöffnung 39 in Verbindung steht, so daß
das Drucköl in einer Vorwärtsrichtung durch die Anordnung
zirkulieren kann.
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Unter diesen Umständen wird, wenn die Bedienungsperson den
Steuerhebel 15 je nach Erfordernis nach rechts und nach links
schwenkt, um in dem Druckölkanal 2 eingeschlossenes Öl über
den Öldurchlaß 4a (der in jedem der Ventilschieber 4
ausgebildet ist) in die dritte Auslaßöffnung 3&sub3; oder die vierte
Auslaßöffnung 3&sub4; fließen zu lassen, das Drucköl aus der dritten
Auslaßöffnung 38 oder der vierten Auslaßöffnung 39 der
Anordnung einem gewünschten der Betätigungselemente des
Arbeitsfahrzeugs oder dergleichen zugeführt. Dadurch fällt in diesem
Zustand, wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, eine
Schwenkrichtung, in der der Steuerhebel 15 geschwenkt wird, mit einer
Abgaberichtung zusammen, in der das Drucköl abgegeben wird.
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Des weiteren fließt im oben beschriebenen Zustand, wenn der
Steuerhebel 15 in einem Zustand, in dem der Hebel 15 bereits
nach vorne geschwenkt ist, und die Aufnahme des Drucköls aus
dem Druckölkanal 2 durch die erste Auslaßöffnung 3&sub1;
ermöglicht, nach rechts oder links geschwenkt wird, das so
aufgenommene Drucköl aus der ersten Auslaßöffnung 3&sub1; über die erste
Bohrung 23 in die zweite Pilotdruckkammer 29, so daß der
Hauptventilschieber 27 in die zweite Stellung bewegt wird, in
der der Hauptventilschieber 27 die Verbindung der ersten
Einlaßöffnung 32 mit der vierten Hauptauslaßöffnung 39
ermöglicht, und des weiteren die Verbindung der dritten
Einlaßöffnung 34 mit der dritten Hauptauslaßöffnung 38 ermöglicht,
so daß das Drucköl in der umgekehrten Richtung (der oben
beschriebenen Vorwärts-Richtung entgegengesetzt) durch die
Anordnung zirkulieren kann und das Drucköl aus der dritten
Auslaßöffnung 3&sub3; in die vierte Hauptauslaßöffnung 39 fließt und
darüber hinaus aus der vierten Auslaßöffnung 3&sub4; in die dritte
Hauptauslaßöffnung 38 fließt. Dadurch ist in oben
beschriebenem Fall die Abgaberichtung des Drucköls in der Anordnung der
Schwenkrichtung des Steuerhebels 15 entgegengesetzt.
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Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführung der
Pilotventilanordnung der Erfindung. Bei der zweiten Ausführung ist der in
Fig. 1 dargestellte Richtungssteuerungsventilkörper 21 als
Einheit mit dem Hauptventilkörper 20 ausgebildet, so daß ein
Hauptventilkörper 1 entsteht, wie er in Fig. 4 dargestellt
ist. Dementsprechend sind die Ventilschieber 4 und Kolben 8
verschiebbar in einem oberen Abschnitt des so eine Einheit
darstellenden Hauptventilkörpers 1 angebracht, wobei in einem
unteren Abschnitt desselben der Hauptventilschieber 27
verschiebbar angebracht ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Pilotventilanordnung sind, wie oben
ausführlich beschrieben, da der Hauptventilschieber 27 in dem
Hauptventilkörper 1 vorhanden ist, keine zusätzlichen
Verdrahtungen und Rohr leitungen bei der Installation der
erfindungsgemäßen Pilotventilanordnung in dem hydraulischen System des
Arbeitsfahrzeugs und dergleichen erforderlich. Des weiteren
ist der herkömmliche Grenzschalter bei der oben beschriebenen
Installation ebenfalls nicht erforderlich, da der
Hauptventilschieber 27 der Anordnung je nach Erfordernis unter dem
Einfluß des Pilotdrucks, der auf das axiale Ende des
Ventilschiebers 27 wirkt, zwischen der ersten Stellung und der
zweiten Stellung bewegt wird. Daher ist es möglich, die
Pilotventilanordnung der Erfindung zu geringen Kosten herzustellen,
wobei die Zuverlässigkeit der Anordnung verbessert wird.