EP1084349B1 - Regelvorrichtung für hydraulische arbeitsgeräte - Google Patents

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EP1084349B1
EP1084349B1 EP99924562A EP99924562A EP1084349B1 EP 1084349 B1 EP1084349 B1 EP 1084349B1 EP 99924562 A EP99924562 A EP 99924562A EP 99924562 A EP99924562 A EP 99924562A EP 1084349 B1 EP1084349 B1 EP 1084349B1
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EP
European Patent Office
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valve
regulating device
control
valve body
flow
Prior art date
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EP99924562A
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Inventor
Johann Schmollngruber
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Weber Hydraulik GmbH Austria
Original Assignee
Weber Hydraulik GmbH Austria
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Publication date
Application filed by Weber Hydraulik GmbH Austria filed Critical Weber Hydraulik GmbH Austria
Publication of EP1084349A2 publication Critical patent/EP1084349A2/de
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Publication of EP1084349B1 publication Critical patent/EP1084349B1/de
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F11/00—Rescue devices or other safety devices, e.g. safety chambers or escape ways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/3059—Assemblies of multiple valves having multiple valves for multiple output members
    • F15B2211/30595—Assemblies of multiple valves having multiple valves for multiple output members with additional valves between the groups of valves for multiple output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders

Definitions

  • the invention relates to a control device, as in the preamble of claim 1 described.
  • DE 195 51 510 A1 describes a device known for fluid association for construction vehicles, in which starting from two one Pumps delivering pressure medium through appropriate control valves and bypass lines several actuators according to the operating conditions with the pressure medium apply evenly and thus the controllability of the working machine should be improved.
  • the device for fluid combination described is based of two pump units to control four double-acting control units designed and requires a variety of in the described embodiment Control and regulating valves and extensive external line routing.
  • the object of the invention is therefore to provide a control device which optional operation of at least two implements with maximum energy use allows.
  • This object of the invention is characterized by the characterizing features in the claim 1 reached.
  • the surprising advantage here is that the arrangement of a control device A flow connection that can be switched as required in the supply circuits is achieved, with which an accumulation of the medium flow one from a two or multi-circuit pump formed pressure generating device and its concentration on one implement using one control valve per supply circuit is possible. This means higher working speeds, which shorten the operating time and significantly accelerate the recovery process. Furthermore is for the mobile use the weight of the supply unit is crucial and after the training according to the invention becomes a compact and few components exhibiting unit reached. Because the performance immediately the working speed of the implements and often the implements in alternating order are in use, existing resources of the supply unit fully used. Furthermore, after the training according to the invention, connecting lines saved the operational safety by avoiding possible Leakages increased and the assembly effort reduced.
  • An embodiment according to claim 7 is also advantageous, which makes it complicated Flow ducts can be easily manufactured into undivided components in terms of production technology are.
  • An advantageous training as finally described in claim 11, enables a compact and reliable unit because it is short and easy to manage Flow and connection channels and bores can be achieved.
  • a hydraulic unit 1 for supplying at least two work tools 2, 3, e.g. Recovery scissors 4, recovery spreader 5, etc., with a pressure medium 6, e.g. Hydraulic oil 7, shown in a schematic representation.
  • a pressure generating device 9 is arranged in a receptacle 8 for the hydraulic oil 7, .
  • the pressure generating device 9 is preferred for the formation of one for each implement 2, 3 independent Supply circuit 10, 11 equipped, this preferably using one each a dual or multi-circuit pump 12 having a common drive motor.
  • the pressure generating device 9 or the dual or multi-circuit pump 12 is in a further preferred training for the optimal supply of tools 2, 3 at least as a two-stage, ie two-pressure stage pump, whereby Piston pumps in particular for the high pressure level usually used and because of the achievable small dimensions and light weight radial piston pumps are particularly suitable for portable units.
  • the power tool 2 and / or is via flow channels 13 or supply lines 14 the implement 3 with the interposition of a control device 15 with the Hydraulic unit 1 connected.
  • Each of the tools 2, 3 is also with one and one Shut-off valve 16, 17 provided to this even with longer supply lines 14 operating independently of the actuation of the control device 15 or to put out of operation.
  • the control device 15 is in the embodiment shown by a block Valve housing 18 shown in the spaced apart in each of the supply circuits 10, 11 flow-integrated into the flow channels 13 each Valve body 19, 20 is arranged.
  • Receptacles 21 arranged in the valve housing 18, 22 form with the valve bodies 19, 20 control valves 23, 24 used therein Tools 2, 3, which are connected via connecting channels 25 in the valve housing 18 are and with corresponding switching positions of the control valves 23, 24 a flow connection cause between the supply circuits 10, 11.
  • the control valves 23, 24 are preferably designed as rotary slide valves, in which the valve bodies 19, 20 have a cylindrical cross section and by pivoting enable a required number of switch positions.
  • three switching positions per control valve 23, 24 are sufficient, thereby creating operating conditions by means of the control device 15 are switchable, in which each in a first switching position of the control valves 23, 24 of the working devices 2, 3 supplied by one of the independent supply circuits 10, 11 is and in a second switching position, the delivery rate of the dual or multi-circuit pump 12 via a connecting line 25 to one of the supply circuits 10, 11 and for the supply of only one of the tools 2, 3 is concentrated in order to achieve higher working speeds or in a third switching position, in which the promotion of the pressure medium 6 in the direction of the tools 2, 3 prevented is, the pressure medium delivered by the dual or multi-circuit pump 12 returned directly into the receptacle 8 via the control valves 23, 24 becomes.
  • FIG. 2 the hydraulic unit 1 with the pressure generating device 9 and the Control device 15 shown.
  • the pressure generating device 9 is shown in FIG Embodiment a two-circuit radial piston pump 26 on a one or more parts formed plate-shaped housing part 27, which is driven by a drive shaft 28 a drive motor 29 which e.g. is flanged to the housing part 27, is penetrated and is attached to the pump elements 30.
  • the pump elements 30 are standard delivery elements for the pressure medium 6 and are self-priming. In the embodiment shown are on the housing part 27 six pieces of the pump elements 30 attached. Of which are each three pieces via flow channels arranged in two levels in the housing part 27 31 connected to the supply circuits 10, 11. To form a multi-level Execution of the pressure generating device 9 becomes each of the supply circuits 10, 11 supplied by two high pressure elements 32 and a low pressure element 33.
  • the pump elements 30 are acted upon by a drive shaft 28 non-rotatably coupled eccentric element 34 which on the drive shaft 28 in this axial direction is adjustable and by changing the eccentricity at such Adjustment of the delivery rate between a zero value and a maximum value is adjustable.
  • the pump elements 30 including those through the drive shaft 28 and the eccentric element 34 formed drive assembly 35 are surrounded by hydraulic oil 7, the itself in the receptacle 8 which is flanged on the housing part 27 in a liquid-tight manner is located with the usual facilities for such a receptacle 8 such as filler cap, drain cap and level indicator.
  • the passage of the drive shaft 28 through the housing part 27 is after State of the art liquid-tight.
  • the housing part 27 is e.g. Damping elements 36 forming via feet in one Support frame 37 formed from tubes mounted.
  • valve body 19, 20 in the position shown are activated, each of the supply circuits 10, 11 a pressure line 39 and has a return line 40, which is formed from hydraulic hoses and screw connections are connected to the valve housing 18.
  • the flow channels 13 in Valve housing 18 and the valve bodies 19, 20 allow in the position shown the inflow of the print medium from the pressure generating device 9 independently from each other to each of the supply circuits 10, 11 and the return of the print medium 6 in the receptacle 8 via flow channels 13 and outlet openings 41 in the housing part 27.
  • the connecting line is 14 deactivated.
  • Fig. 3 the control device 15 with the control valves 23, 24 is shown.
  • the Control valve 23 is in the supply circuit 10 and the control valve 24 in the supply circuit 11 arranged.
  • In an end face 42 of the valve housing 18 are spaced apart the receptacles 21, 22 for the valve body 19, 20 through cylindrical bores 43 arranged.
  • the valve body 19 of the control valve 23 is cylindrical and a diameter 44 of the bore 43 adapted so that a tilt-free Swiveling the valve body 19 in the bore 43 is possible.
  • a height of 45 Valve body 19 is smaller than a depth 46 of bore 43.
  • a cylindrical extension 48 Coaxial to a central axis 47 is integrally connected to the valve body 19, a cylindrical extension 48 arranged, which has a diameter 49 which is approximately half as large as the diameter 44.
  • the extension 48 extends from the cylinder body 19 in the direction the end face 42 of the valve housing 18 and projects beyond it. Including the extension 48 is on the end face 42 with an annular flange an annular, in the receptacle 21 protruding sealing body 50 attached. Sealing elements 51 ensure a Sealing between the sealing body 50 and the valve housing 18 and the Sealing body 50 and the extension 48.
  • valve body 19 In the valve body 19 are in the opposite of the extension 48 and a base 55 the end face 56 facing the receptacle 56 inlet and outlet openings 57 arranged in the valve body 19 bores 58. These inflow and outflow openings 57 are depending on the position of the valve body 19 in the valve housing Assigned 18 provided flow channels 31. Via the flow channels 31 and Boreholes 58 become this according to an arrow 59 from the pressure generating device 9 supplied pressure medium 6 of the pressure line 39 and thus the supply circuit 10 fed and returned via the return line 40.
  • the control valves 23, 24 are also connected to one another via the connecting channel 25 a preselectable switching position fluidly connected, with such Switch position either one of the supply circuits 10, 11 is blocked and thus the total oil flow of the two- or multi-circuit pump 12 one of the supply circuits 10, 11 and thus tools 2, 3 is supplied, thereby reducing the working speed of the working device 2, 3 which is acted upon in a concentrated manner in such a case is proportional to the delivered volume of the pressure medium 6 is increased.
  • both supply circuits 10 are independent of one another. 11 activated and an independent use of the tools 2, 3 is possible.
  • control device 15 consisting of the control valves 23, 24 for the different operating conditions, based on the usual in hydraulics Symbolism shown.
  • valve bodies 19, 20 are provided in a circular cross section Bores 58 as a settlement for positions 61, 62, 63 for the control valve 23 and shown for positions 64, 65, 66 for the control valve 24.
  • the control valve 23 is now in the switch position 63 and the control valve 24, as already described in FIG. 4, in the switching position 64, the medium flow delivered from the dual-circuit radial piston pump 26 in the valve body 19 via a bypass channel 68 past the check valve 60 and supplied via the connecting channel 25 to the control valve 24 and additionally the medium flow flowing in the direction of the supply circuit 11 against the blocking effect of the check valve 60 in the valve body 20 fed to the implement. So that flows in the supply circuit 11, the entire delivered by the dual-circuit radial piston pump 26 Volume, resulting in an increase in working speed for the implement leads.
  • Control valve 23 is in the switching position 61 already described in FIG. 4 and that Control valve 24 is in the switching position 66, which also means that in the valve body 20 provided bypass channel 68 for the check valve 60 to effect comes and the control valve 24 supplied flow through the connecting channel 25 flows to the control valve 23, whereby the entire in the supply circuit 10 subsidized electricity comes into effect.
  • control valves 23, 24, designed as rotary slide valves, are of course also training as spool valves - so with linearly movable control piston - possible.
  • Such an implementation however a higher effort in the manufacture of the control piston of the valve housing and in terms of sealing and also requires more space and weight connected.
  • the tools 2, 3 are usually already with integrated switching valves, which fulfill a switch-on and switch-off function, since these usually are connected to the hydraulic unit 1 via longer hose lines, so to be able to switch tools 2, 3 on and off immediately at the place of use.
  • control device 15 instead of the manually operated version to be equipped with remotely controllable actuators in order to switch over the Control device 15 to the individual switching positions from any location to be able to perform.
  • control device 15 For the sake of order, it should finally be pointed out that for better understanding of the structure of the control device 15 this or its components are sometimes not to scale and / or enlarged and / or reduced.
  • FIGS. 1, 2; 3; 4 to 6 shown versions form the subject of independent solutions according to the invention.
  • the related, Tasks and solutions according to the invention are the detailed descriptions these figures.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Regelvorrichtung für zumindest zwei mit einem Druckmedium (6), insbesondere Hydrauliköl (7), betriebene Arbeitsgeräte (2, 3), z.B. Bergeschere (4), Bergespreizer (7), etc., mit je einem Arbeitsgerät (2, 3), einem Versorgungskreis (10, 11) für das Druckmedium (6) und mit zumindest einer Druckerzeugungsvorrichtung (9). In den Versorgungskreisen (10, 11) für die Arbeitsgeräte (2, 3) ist zumindest je eine durch ein Steuerventil (23, 24) gebildete Steuervorrichtung (15) angeordnet und die Steuerventile (23, 24) stehen über zumindest einen Verbindungskanal (25) oder eine Verbindungsleitung bedarfsweise in Strömungsverbindung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben.
Zum Betreiben mehrerer mit einem Druckmedium beaufschlagter Arbeitsgeräte, z.B. Bergeschere, Bergespreizer etc., wie sie als Rettungsgeräte im mobilen Einsatz verwendet werden, sind hydraulische Aggregate mit Mehrkreispumpen zur Erzielung mehrerer Versorgungskreise bekannt. Dabei ist jedem Arbeitsgerät ein Versorgungskreis zugeordnet und Steuerventile an jedem Arbeitsgerät ermöglichen diese gleichzeitig oder jedes einzeln zu betreiben. Aus der DE 195 51 510 A1 ist eine Vorrichtung zur Fluidvereinigung für Bauhfahrzeuge bekannt, bei der ausgehend von zwei ein Druckmedium fördernde Pumpen durch entsprechende Steuerventile und Bypassleitungen mehrere Stellantriebe gemäß dem Betriebsbedingungen mit dem Druckmedium gleichmäßig beaufschlagen und damit die Steuerbarkeit der Arbeitsmaschine verbessert werden soll. Die beschriebene Vorrichtung zur Fluidvereinigung ist ausgehend von zwei Pumpenaggregaten zur Ansteuerung von vier doppeltwirkenden stelleinheiten ausgelegt und erfordert in der beschriebenen Ausführung eine Vielzahl von Steuer- und Regelventilen und eine umfangreiche externe Leitungsführung.
Aus der US 2,767,550 A ist eine weitere Vorrichtung zur Regelung und Ansteuerung von zwei doppeltwirkenden und einer einfachwirkenden Stellvorrichtung ausgehend von einem Pumpenaggregat bekannt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein hydraulisches System zu scharfen, welches für mehrere hydraulische Stelleinheiten die unterschiedliche Größenordnungen aufweisen und damit mit unterschiedlichen Mengen des Druck-. mediums zu Beaufschlagen sind, versorgt und geregelt werden können. Auch nach diesem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Steuerventilen zusätzlich zu Bypassventilen erforderlich und ergibt sich damit eine umfangreiche an die jeweilige Maschinenkonfiguration anzupassende Leitungsführung deren Installation einen Unsicherheitsfaktor bedeutet und hohe Kosten verursacht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Regelvorrichtung zu schaffen, die einen wahlweisen Betrieb von zumindest zwei Arbeitsgeräten bei höchstmöglicher Energienutzung ermöglicht.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 erreicht. Der überraschende Vorteil dabei ist, daß durch die Anordnung einer Steuervorrichtung in den Versorgungskreisen eine bedarfsweise schaltbare Strömungsverbindung erreicht wird, womit eine Kumulierung des Mediumstromes einer aus einer Zwei- bzw. Mehrkreispumpe gebildeten Druckerzeugungsvorrichtung und dessen Konzentration auf ein Arbeitsgerät unter Einsatz von je einem Steuerventil je Versorgungskreis möglich ist. Damit werden höhere Arbeitsgeschwindigkeiten, die die Einsatzzeit verkürzen und den Bergevorgang wesentlich beschleunigen, erreicht. Weiters ist für den mobilen Einsatz das Gewicht des Versorgungsaggregates von entscheidender Bedeutung und wird nach der erfindungsgemäßen Ausbildung einekompakte und wenig Bauteile aufweisende Einheit erreicht. Da die Leistung unmittelbar die Arbeitsgeschwindigkeit der Arbeitsgeräte beeinflußt und vielfach die Arbeitsgeräte in abwechselnder Reihenfolge im Einsatz sind, können vorhandene Ressourcen des Versorgungsaggregates voll genutzt werden.Weiters werden nach der erfindungsgemäßen Ausbildung Verbindungsleitungen eingespart, die Betriebssicherheit durch Vermeidung von möglichen Leckstellen erhöht und der Montageaufwand reduziert.
Es ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 2 vorteilhaft, wodurch kostengünstig herstellbare Ventilelemente erreicht werden.
Gemäß einer Ausbildung, wie im Anspruch 3 beschrieben, ist auch der Einsatz derartiger Steuervorrichtungen für größere Volumsströme möglich.
Gemäß einer Weiterbildung, wie im Anspruch 4 beschrieben, wird eine einfache Montage erreicht und damit Kosten eingespart.
Nach den vorteilhaften Weiterbildungen, wie in den Ansprüchen 5 und 6 beschrieben, werden komplizierte Fertigungsvorgänge zur Herstellung der Ventilkörper vermieden und damit kostengünstige Steuerelemente erreicht.
Von Vorteil ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 7, wodurch kompliziert verlaufende Strömungskanäle fertigungstechnisch einfach in ungeteilte Bauteile herstellbar sind.
Durch die vorteilhafte Weiterbildung, wie im Anspruch 8 beschrieben, wird die Funktionalität der Steuervorrichtung mit geringstem Aufwand erweitert.
Gemäß den Ausbildungen, wie in den Ansprüchen 9 und 10 beschrieben, wird die strömungsmäßige Verknüpfung zweier Steuerventile für die erforderlichen Ansteuervarianten erreicht.
Eine vorteilhafte Ausbildung, wie sie schließlich Anspruch 11 beschreibt, ermöglicht eine kompakte und betriebssichere Baueinheit, da kurze und direkt zu führende Strömungs- und Verbindungskanäle und Bohrungen erreicht werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung für zwei Versorgungskreise mit einem Hydraulikaggregat und den Arbeitsgeräten in schematisch vereinfachter Darstellung;
Fig. 2
eine Detailansicht auf die Druckerzeugungsvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung in Ansicht teilweise geschnitten;
Fig. 3
die erfindungsgemäße Steuervorrichtung gebildet durch zwei über Verbindungskanäle als Drehschieberventile ausgebildete Steuerventile, geschnitten;
Fig. 4
die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für zwei Versorgungskreise mit den als Schaltungssymbole dargestellten Steuerventilen für einen unabhängigen Betrieb zweier Versorgungskreise;
Fig. 5
die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für zwei Versorgungskreise mit den als Schaltungssymbole dargestellten Steuerventilen in Sperrstellung;
Fig. 6
die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für zwei Versorgungskreise mit den als Schaltungssymbole dargestellten Steuerventilen in Strömungsverbindung der Versorgungskreise mit Konzentration des Förderstroms auf einen Versorgungskreis.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
In der Fig. 1 ist ein Hydraulikaggregat 1 zur Versorgung von zumindest zweier Arbeitsgeräte 2, 3, z.B. Bergeschere 4, Bergespreizer 5, etc., mit einem Druckmedium 6, z.B. Hydrauliköl 7, in schematischer Darstellung gezeigt. In einem Aufnahmebehälter 8 für das Hydrauliköl 7 ist eine Druckerzeugungsvorrichtung 9 angeordnet. Die Druckerzeugungsvorrichtung 9 ist bevorzugt zur Bildung eines je Arbeitsgerät 2, 3 unabhängigen Versorgungskreises 10, 11 ausgestattet, wobei dies bevorzugt mittels je einer einen gemeinsamen Antriebsmotor aufweisenden Zwei- oder Mehrkreispumpe 12 erfolgt. Die Druckerzeugungsvorrichtung 9 bzw. die Zwei- oder Mehrkreispumpe 12 ist in einer weiters bevorzugten Ausbildung zur optimalen Versorgung der Arbeitsgeräte 2, 3 zumindest als zweistufige, also Zwei-Druckstufenpumpe ausgebildet, wobei sich insbesondere für das üblicherweise verwendete hohe Druckniveau besonders Kolbenpumpen und wegen der erzielbaren kleinen Abmessungen und des geringen Gewichtes speziell für tragbare Aggregate Radialkolbenpumpen eignen.
Über Strömungskanäle 13 bzw. Versorgungsleitungen 14 ist das Arbeitsgerät 2 und/oder das Arbeitsgerät 3 unter Zwischenschaltung einer Steuervorrichtung 15 mit dem Hydraulikaggregat 1 verbunden. Jedes der Arbeitsgeräte 2, 3 ist weiters mit einem Einund Ausschaltventil 16, 17 versehen, um diese auch bei längeren Versorgungsleitungen 14 unabhängig von der Betätigung der Steuervorrichtung 15 wahlweise in Betrieb oder außer Betrieb setzen zu können.
Die Steuervorrichtung 15 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein blockförmiges Ventilgehäuse 18 dargestellt, in dem voneinander beabstandet in jedem der Versorgungskreise 10, 11 strömungsmäßig in die Strömungskanäle 13 eingebunden je ein Ventilkörper 19, 20 angeordnet ist. Im Ventilgehäuse 18 angeordnete Aufnahmen 21, 22 bilden mit den darin eingesetzten Ventilkörpern 19, 20 Steuerventile 23, 24 für die Arbeitsgeräte 2, 3, die über Verbindungskanäle 25 im Ventilgehäuse 18 verbunden sind und bei entsprechenden Schaltstellungen der Steuerventile 23, 24 eine Strömungsverbindung zwischen den Versorgungskreisen 10, 11 bewirken.
Die Steuerventile 23, 24 sind bevorzugt als Drehschieberventile ausgebildet, bei denen die Ventilkörper 19, 20 einen zylindrischen Querschnitt aufweisen und durch Verschwenken eine erforderliche Anzahl von Schaltstellungen ermöglichen.
Für den Anschluß zweier Arbeitsgeräte 2, 3 an das Hydraulikaggregat 1, wie für eine bevorzugte Ausführung in der Fig. 1 dargestellt, sind drei Schaltstellungen je Steuerventil 23, 24 ausreichend, wodurch Betriebsbedingungen mittels der Steuervorrichtung 15 schaltbar sind, bei denen in einer ersten Schaltstellung der Steuerventile 23, 24 jedes der Arbeitsgeräte 2, 3 von einem der unabhängigen Versorgungskreise 10, 11 versorgt wird und in einer zweiten Schaltstellung die Förderleistung der Zwei- oder Mehrkreispumpe 12 über eine Verbindungsleitung 25 auf einen der Versorgungskreise 10, 11 und zur Versorgung von nur einem der Arbeitsgeräte 2, 3 konzentriert wird, um damit höhere Arbeitsgeschwindigkeiten zu erzielen oder in einer dritten Schaltstellung, bei der die Förderung des Druckmediums 6 in Richtung der Arbeitsgeräte 2, 3 unterbunden ist, wobei das von der Zwei- oder Mehrkreispumpe 12 geförderte Druckmedium über die Steuerventile 23, 24 direkt in den Aufnahmebehälter 8 rückgeführt wird.
In Fig. 2 ist das Hydraulikaggregat 1 mit der Druckerzeugungsvorrichtung 9 und der Steuervorrichtung 15 gezeigt. Die Druckerzeugungsvorrichtung 9 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Zweikreis-Radialkolbenpumpe 26 auf einem ein- oder mehrteilig ausgebildeten plattenförmigen Gehäuseteil 27, der von einer Antriebswelle 28 eines Antriebsmotors 29, der z.B. am Gehäuseteil 27 angeflanscht ist, durchragt wird und auf den Pumpelementen 30 befestigt ist.
Die Pumpelemente 30 sind standardmäßige Förderelemente für das Druckmedium 6 und sind selbstansaugend ausgebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind auf dem Gehäuseteil 27 sechs Stück der Pumpelemente 30 befestigt. Davon sind jeweils drei Stück über im Gehäuseteil 27 in zwei Ebenen verlaufend angeordnete Strömungskanäle 31 zu den Versorgungskreisen 10, 11 verbunden. Zur Bildung einer mehrstufigen Ausführung der Druckerzeugungsvorrichtung 9 wird jeder der Versorgungskreise 10, 11 durch zwei Hochdruckelemente 32 und ein Niederdruckelement 33 versorgt.
Die Beaufschlagung der Pumpelemente 30 erfolgt über ein mit der Antriebswelle 28 drehfest gekuppeltes Exzenterelement 34, das auf der Antriebswelle 28 in zu dieser achsialen Richtung verstellbar ist und durch Änderung der Exzentrizität bei einer derartigen Verstellung die Förderleistung zwischen einem Null-Wert und einem Max-Wert regelbar ist.
Die Pumpelemente 30 einschließlich der durch die Antriebswelle 28 und dem Exzenterelement 34 gebildeten Antriebsanordnung 35 sind vom Hydrauliköl 7 umgeben, das sich in dem am Gehäuseteil 27 flüssigkeitsdicht angeflanschten Aufnahmebehälter 8 befindet, der mit den für einen derartigen Aufnahmebehälter 8 üblichen Einrichtungen wie Einfüllverschraubung, Ablaßverschraubung und Füllstandsanzeige ausgestattet ist. Die Hindurchführung der Antriebswelle 28 durch den Gehäuseteil 27 ist nach dem Stand der Technik flüssigkeitsdicht ausgebildet.
Der Gehäuseteil 27 ist z.B. über Füße ausbildende Dämpfungselemente 36 in einem aus Rohren gebildeten Tragrahmen 37 gelagert.
Auf einer Stirnfläche 38 des Gehäuseteiles 27 ist, mit den Strömungskanälen 31 strömungsverbunden, das Ventilgehäuse 18 der Steuervorrichtung 15 mit den Steuerventilen 23, 24 befestigt.
Die Versorgung der nicht weiters dargestellten Arbeitsgeräte erfolgt nunmehr über die Versorgungskreise 10 und 11, die bei der gezeigten Stellung der Ventilkörper 19, 20 aktiviert sind, wobei jeder der Versorgungskreise 10, 11 eine Druckleitung 39 und eine Rücklaufleitung 40 aufweist, die aus Hydraulikschläuchen gebildet und über Verschraubungen am Ventilgehäuse 18 angeschlossen sind. Die Strömungskanäle 13 im Ventilgehäuse 18 und den Ventilkörpern 19, 20 ermöglichen in der gezeigten Stellung den Zustrom des Druckmediums von der Druckerzeugungsvorrichtung 9 unabhängig voneinander zu jedem der Versorgungskreise 10, 11 und den Rücklauf des Druckmediums 6 in den Aufnahmebehälter 8 über Strömungskanäle 13 und Auslaßöffnungen 41 im Gehäuseteil 27. In der gezeigten Stellung der Steuerventile 23, 24 ist die Verbindungsleitung 14 deaktiviert.
Weiters sind in der Beschreibung der Fig. 2 aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen, die einen derartigen zweistufigen Druckbetrieb ermöglichen, z.B. Druckbegrenzungsventile, Drosselventile, Rückschlagventile etc., nicht näher beschrieben.
In Fig. 3 ist die Steuervorrichtung 15 mit den Steuerventilen 23, 24 gezeigt. Das Steuerventil 23 ist im Versorgungskreis 10 und das Steuerventil 24 im Versorgungskreis 11 angeordnet. In einer Stirnfläche 42 des Ventilgehäuses 18 sind zueinander beabstandet die Aufnahmen 21, 22 für die Ventilkörper 19, 20 durch zylindrische Bohrungen 43 angeordnet. Im Hinblick auf die idente Ausbildung der Steuerventile 23, 24 wird in der folgenden Beschreibung nur auf das Steuerventil 23 näher eingegangen und gelten die Ausführungen der Beschreibung sinngemäß auch für das weitere Steuerventil 24. Der Ventilkörper 19 des Steuerventils 23 ist zylinderförmig ausgebildet und einem Durchmesser 44 der Bohrung 43 dermaßen angepaßt, daß ein verkantungsfreies Verschwenken des Ventilkörpers 19 in der Bohrung 43 möglich ist. Eine Höhe 45 des Ventilkörpers 19 ist kleiner als eine Tiefe 46 der Bohrung 43. Koaxial zu einer Mittelachse 47 ist mit dem Ventilkörper 19 einstückig verbunden ein zylindrischer Fortsatz 48 angeordnet, der einen Durchmesser 49 aufweist, der in etwa halb so groß ist, wie der Durchmesser 44. Der Fortsatz 48 erstreckt sich vom Zylinderkörper 19 in Richtung der Stirnfläche 42 des Ventilgehäuses 18 und überragt diese. Den Fortsatz 48 umfassend ist auf der Stirnfläche 42 mit einem ringförmigen Flansch ein ringförmiger, in die Aufnahme 21 ragender Dichtkörper 50 befestigt. Dichtelemente 51 sorgen für eine Abdichtung zwischen dem Dichtkörper 50 und dem Ventilgehäuse 18 sowie dem Dichtkörper 50 und dem Fortsatz 48. Zwischen einander zugewandten ringförmigen Stirnflächen des Dichtkörpers 50 und des Ventilkörpers 19 ist zur Verminderung der Reibungskraft - und damit zur Verbesserung der Schwenkeigenschaften des Dichtkörpers 19 - ein Axialdrucklager 52 den Fortsatz 48 umfassend angeordnet. An einem den Dichtkörper 50 überragenden Endbereich 53 ist auf dem Fortsatz 48 eine hebelförmige Handhabe 54 zum Verschwenken des Ventilkörpers 19 drehfest angeordnet.
Im Ventilkörper 19 sind in der dem Fortsatz 48 entgegengesetzten und einer Grundfläche 55 der Aufnahme 21 zugewandten Stirnfläche 56 Ein- und Ausströmöffnungen 57 von im Ventilkörper 19 angeordneten Bohrungen 58 angeordnet. Diesen Ein- und Ausströmöffnungen 57 sind je nach Stellung des Ventilkörpers 19 die im Ventilgehäuse 18 vorgesehenen Strömungskanäle 31 zugeordnet. Über die Strömungskanäle 31 und Bohrungen 58 wird das gemäß einem Pfeil 59 von der Druckerzeugungsvorrichtung 9 zugeleitete Druckmedium 6 der Druckleitung 39 und damit dem Versorgungskreis 10 zugeführt und über die Rücklaufleitung 40 wieder rückgeführt.
Die Steuerventile 23, 24 sind weiters über den Verbindungskanal 25 miteinander bei einer vorwählbaren Schaltstellung strömungsverbunden, wobei bei einer derartigen Schaltstellung wahlweise einer der Versorgungskreise 10, 11 gesperrt ist und damit der gesamte Ölstrom der Zwei- oder Mehrkreispumpe 12 einem der Versorgungskreise 10, 11 und damit Arbeitsgeräte 2, 3 zugeführt wird, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit des in einem solchen Fall konzentriert beaufschlagten Arbeitsgerätes 2, 3 proportional zum geförderten Volumen des Druckmediums 6 erhöht wird.
In der gezeigten Stellung sind unabhängig voneinander beide Versorgungskreise 10, 11 aktiviert und ist ein unabhängiger Einsatz der Arbeitsgeräte 2, 3 möglich.
In einer weiteren, nicht gezeigten Schaltstellung ist es selbstverständlich möglich, den von der Druckerzeugungsvorrichtung 9 ankommenden Mediumstrom in Richtung der Arbeitsgeräte 10, 11 zu sperren, wobei dieser über die Bohrung 58 in Art eines Kurzschlußkreises über die Auslaßöffnungen 41 rückgeführt wird.
Beim parallelen, unabhängigen Betrieb über beide Versorgungskreise 10, 11 unterbinden in den Ventilkörpern 19, 20 in den zugehörigen Bohrungen 58 eingesetzte, federbelastete Rückschlagventile 60 die Strömungsverbindung zwischen den Steuerventilen 23, 24.
In den Fig. 4 bis 6 ist die Steuervorrichtung 15, bestehend aus den Steuerventilen 23, 24 für die unterschiedlichen Betriebsbedingungen, anhand der in der Hydraulik üblichen Symbolik dargestellt.
Dabei sind die im kreisförmigen Querschnitt der Ventilkörper 19, 20 vorgesehenen Bohrungen 58 als Abwicklung für Stellungen 61, 62, 63 für das Steuerventil 23 und für Stellungen 64, 65, 66 für das Steuerventil 24 dargestellt.
Wie nun der Fig. 4 zu entnehmen ist, ist in Stellung 61 des Steuerventils 23 und in Stellung 64 des Steuerventils 24 der von der Zweikreis-Radialkolbenpumpe 26 geförderte Mediumstrom unabhängig voneinander auf die Versorgungskreise 10, 11 geschaltet, wobei ein direkter Durchgang druckseitig und rücklaufseitig durch die Bohrungen 58 des Ventilkörpers 19 erfolgt. Die selbe Auswirkung ist bei Stellung 64 des Steuerventils 24 gegeben. Der druckseitig abzweigende und die Steuerventile 23, 24 verbindende Verbindungskanal 25 ist durch das Rückschlagventil 60, welches in den Ventilkörpern 19 und 20 vorgesehen ist, gesperrt.
In der in Fig. 5 dargestellten Stellung 62 des Steuerventils 23 und Stellung 65 des Steuerventils 24 sind die Versorgungskreise 10, 11 gesperrt und der von der Zweikreis-Radialkolbenpumpe 26 in die Ventilkörper 19, 20 einströmende Mediumstrom wird über einen die Druckleitung 39 mit der Rücklaufleitung 40 im Ventilkörper 19, 20 verbindenden Kurzschlußkanal 67 in den Aufnahmebehälter 8 zurückgeleitet.
Befindet sich nunmehr, wie in Fig. 6 dargestellt, das Steuerventil 23 in der Schaltstellung 63 und das Steuerventil 24, wie bereits in Fig. 4 beschrieben, in der Schaltstellung 64, wird der aus der Zweikreis-Radialkolbenpumpe 26 geförderte Mediumstrom im Ventilkörper 19 über einen Umgehungskanal 68 am Rückschlagventil 60 vorbei und über den Verbindungskanal 25 dem Steuerventil 24 zugeführt und zusätzlich der in Richtung Versorgungskreis 11 strömende Mediumstrom entgegen der Sperrwirkung des Rückschlagventils 60 im Ventilkörper 20 dem Arbeitsgerät zugeleitet. Damit fließt im Versorgungskreis 11 das gesamte von der Zweikreis-Radialkolbenpumpe 26 geförderte Volumen, was zu einer Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit für das Arbeitsgerät führt.
Die selbe Wirkung für den Versorgungskreis 10 wird dagegen dann erreicht, wenn das Steuerventil 23 in der bereits in Fig. 4 beschriebenen Schaltstellung 61 steht und das Steuerventil 24 sich in der Schaltstellung 66 befindet, wodurch auch der im Ventilkörper 20 vorgesehene Umgehungskanal 68 für das Rückschlagventil 60 zur Wirkung kommt und der dem Steuerventil 24 zugeleitete Förderstrom über den Verbindungskanal 25 dem Steuerventil 23 zufließt, wodurch im Versorgungskreis 10 der gesamte geförderte Strom zur Wirkung kommt.
Anstelle der beschriebenen Steuerventile 23, 24, ausgebildet als Drehschieberventile, sind selbstverständlich ebenfalls Ausbildungen als Kolbenschieberventile - also mit linear verschiebbaren Steuerkolben - möglich. Eine derartige Ausführung stellt allerdings einen höheren Aufwand bei der Herstellung des Steuerkolbens des Ventilgehäuses und hinsichtlich der Abdichtung dar und ist außerdem mit einem höheren Platzbedarf und Gewicht verbunden.
Üblicherweise sind auch die Arbeitsgeräte 2, 3 meistens bereits mit integrierten Schaltventilen, die eine Ein- und Ausschaltfunktion erfüllen, ausgestattet, da diese meist über längere Schlauchleitungen mit dem Hydraulikaggregat 1 verbunden sind, um so unmittelbar am Einsatzort die Arbeitsgeräte 2, 3 ein- und ausschalten zu können.
Weiters ist es möglich, die Steuervorrichtung 15 anstelle der handbetätigten Ausführung mit fernansteuerbaren Stellantrieben auszustatten, um so das Umschalten der Steuervorrichtung 15 auf die einzelnen Schaltstellungen von einem beliebigen Ort durchführen zu können.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus der Steuervorrichtung 15 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2; 3; 4 bis 6 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
1
Hydraulikaggregat
2
Arbeitsgerät
3
Arbeitsgerät
4
Bergeschere
5
Bergespreizer
6
Druckmedium
7
Hydrauliköl
8
Aufnahmebehälter
9
Druckerzeugungsvorrichtung
10
Versorgungskreis
11
Versorgungskreis
12
Zwei- oder Mehrkreispumpe
13
Strömungskanal
14
Versorgungsleitung
15
Steuervorrichtung
16
Ein- und Ausschaltventil
17
Ein- und Ausschaltventil
18
Ventilgehäuse
19
Ventilkörper
20
Ventilkörper
21
Aufnahme
22
Aufnahme
23
Steuerventil
24
Steuerventil
25
Verbindungskanal
26
Zweikreis-Radialkolbenpumpe
27
Gehäuseteil
28
Antriebswelle
29
Antriebsmotor
30
Pumpelement
31
Strömungskanal
32
Hochdruckelement
33
Niederdruckelement
34
Exzenterelement
35
Antriebsanordnung
36
Dämpfungselement
37
Tragrahmen
38
Stirnfläche
39
Druckleitung
40
Rücklaufleitung
41
Auslaßöffnung
42
Stirnfläche
43
Bohrung
44
Durchmesser
45
Höhe
46
Tiefe
47
Mittelachse
48
Fortsatz
49
Durchmesser
50
Dichtkörper
51
Dichtelement
52
Axialdrucklager
53
Endbereich
54
Handhabe
55
Grundfläche
56
Stirnfläche
57
Ein- und Ausströmöffnung
58
Bohrung
59
Pfeil
60
Rückschlagventil
61
Stellung
62
Stellung
63
Stellung
64
Stellung
65
Stellung
66
Stellung
67
Kurzschlußkanal
68
Umgehungskanal

Claims (11)

  1. Regelvorrichtung für zumindest zwei mit einem Druckmedium (6), insbesondere Hydrauliköl betriebene Arbeitsgeräte (2, 3), z.B. Bergeschere (4), Bergespreizer (5), etc., mit einem Versorgungskreis (10, 11) für das Druckmedium (6) für jedes Arbeitsgerät (2, 3) und mit zumindest einer Druckerzeugungsvorrichtung (9) und mit in den Versorgungskreisen (10, 11) für die Arbeitsgeräte (2, 3) eine durch Steuerventile (23, 24) gebildete Steuervorrichtung (15), wobei die Steuerventile (23, 24) über zumindest einen Verbindungskanal (25) oder eine Verbindungsleitung bedarfsweise in Strömungsverbindung stehen, und wobei zwei Steuerventile (23, 24) in einem gemeinsamen, den Verbindungskanal (25) aufweisenden Ventilgehäuse (18) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß je Versorgungskreis (10, 11) für die Arbeitsgeräte (2, 3) ein Steuerventil (23, 24) angeordnet ist und jedes Steuerventil (23, 24) drei Schaltstellungen aufweist, wobei in einer ersten Schaltstellung der Steuerventile (23, 24) jedes der Arbeitsgeräte (2,3) von einem der unabhängigen Versorgungskreise (10, 11) versorgt wird, und wobei mit einem Steuerventil (23, 24) in der zweiten Schaltstellung und dem anderen Steuerventil (23, 24) in der ersten Schaltstellung der aus der Druckerzeugungsvorrichtung (9) geförderte Mediumstrom über den Verbindungskanal (25) von dem Steuerventil in der zweiten Schaltstellung dem Steuerventil (23, 24) in der ersten Schaltstellung zugeführt wird, und somit die Förderleistung der Druckerzeugungsvorrichtung (9) auf einem Arbeitsgerät (2, 3) konzentriert wird, und wobei in einer dritten Schaltstellung der Steuerventile (23, 24) die Förderung unterbunden ist.
  2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (23, 24) als Drehschieberventil ausgebildet ist, das einen im wesentlichen zylindefförmigen Ventilkörper (19, 20) aufweist, der in dem mit Abströmungskanälen (13) versehenen Ventilgehäuse (18) dreh- bzw. schwenkbar angeordnet ist.
  3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (23, 24) als Kolbenschieberventil ausgebildet ist.
  4. Regelvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilgehäuse (18) der Steuerventile (23, 24) auf einer Stirnfläche (38) eines einen Antriebsmotor (29) und Pumpelemente (30) tragenden Gehäuseteils (27) befestigt ist.
  5. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (19, 20) mit zumindest einer Bohrung (58) versehen ist, die eine Strömungsverbindung zwischen den Ein- und Ausströmöffnungen (57) bilden.
  6. Regelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einund Ausströmöffnungen (57) der Bohrung (58) in einer Stirnfläche (56) des Ventilkörpers (19, 20) angeordnet sind.
  7. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Strömungskanäle (31) im Ventilgehäuse (18) oder Gehäuseteil (27) in zumindest zwei parallelen und zu einer Mittelachse des Ventilkörpers (19, 20) parallel verlaufenden Ebenen angeordnet sind.
  8. Regelvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilkörper (19, 20) gegebenenfalls in Bohrungen (58) zwischen den Ein- und Ausströmöffnungen (57) federbelastete Rückschlagventile (60) angeordnet sind.
  9. Regelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (25) des Ventilkörpers (19, 20) mit im Ventilgehäuse (18) verlaufenden, zwei Einlässe und zwei Auslässe ausbildenden Bohrungen (58) je Schaltstellung bedarfsweise eine Strömungsverbindung ausbilden.
  10. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Ausströmöffnung der Ventilkörper (19, 20) über den Verbindungskanal (25) im Ventilgehäuse (18) mit je einem Auslaß je Versorgungskreis (10, 11) strömungsverbunden ist.
  11. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (18) der Steuervorrichtung (15) auf dem Gehäuseteil (27) der Druckerzeugungsvorrichtung (9) mit den Strömungskanälen (13) strömungsverbunden mit im Gehäuseteil (27) der Druckerzeugungsvorrichtung (9) verlaufenden Strömungskanälen (31) befestigt ist.
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