DE2738027A1 - Durchflussregelelement fuer fluidsteuersysteme - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing H. Wl'ckvann, D;pl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Li ska ^ η ρ ρ η ο η

SAHA ⁸ MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

MILLER FLUID POWER Corp., 7NO15 York Road, Benaenville,

Illinois, V.St.A.

Durchflußrege!element für FluidSteuersysteme

Die Erfindung betrifft ein Durchflußregelelement für Fluidsteuersysteme in Modulbauweise, das in Fluidsyatemen nach dem Baukastenprinzip verwendbar ist.

Eine bisherige Ausführung als Beispiel für den Stand der Technik ist in der US-PS 3 654 960 vom 11.4.1972 beschrieben. Wie aus dieser PS hervorgeht, werden viele Fluidsysteme zur Durchflußregelung aus Moduln zusammengesetzt. In einem typischen Beispiel werden einige praktisch gleiche Komponenten miteinander zu einer Verteilerbrücke verbunden, die an eine Druckfluidquelle angeschlossen und mit einem Ablauf verbunden ist. Jede Komponente der Verteilerbrücke hat in einem typischen Beispiel zwei Offnungen, die mit einem Fluidzylinder o.dgl. verbunden werden können· Außerdem sind an jeder Verteilerkomponente ein strömungssteuerndes Element oder mehrere solche Elemente, beispielsweise Ventile, Düsen o.dgl., angebracht.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik hat jede Verteilerkomponente an einer Seite eine Reihe von vier Öffnungen, die in einem unsymmetrischen Muster angeordnet sind und mit einem entsprechenden Muster von Offnungen in einem Durchflußregelelement, das an der Verteilerkomponente befestigt werden soll, ausrichtbar sind. Eines der beiden Elemente ist um die Offnun-

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gen mit Vertiefungen zur Aufnahme von O-Ringen o.dgl. versehen, um die Zwischenfläche der beiden Elemente abzudichten.

Derartige Systeme haben zwar Schwierigkeiten hinsichtlich des Arbeitsaufwands und der Lagerhaltung in der Fabrikation der Steuersysteme wesentlich herabgesetzt, doch sind noch gewisse Probleme mit dem Lagerbestand geblieben. So sind beispielsweise für jede öffnung in einem Regelelement zur Strömungssteuerung zwei Steuerelemente erforderlich, um einen speziellen Typ der Strömungssteuerung in dieser öffnung zu erhalten. In einer Leitung, die Fluid in einer speziellen Richtung leiten soll, wobei ein Rückschlagventil erforderlich ist, müssen zwei Elemente einsatzbereit sein, je nachdem, ob das Rückschlagventil in der einen oder der anderen Strömungsrichtung sperrt. Berücksichtigt man die Tatsache, daß vier Leitungen in jedem Regelelement vorhanden sind, so müssen, um für jede Leitung eine Absperrfunktion durch ein Ventil vorzusehen, acht verschiedene Elemente einsatzbereit gehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues, verbessertes Durchflußregelelement für FluidSteuersysteme vorzusehen, das in FluidSteuersystemen nach dem Baukastenprinzip verwendbar ist. Bei diesem Regelelement soll die Anzahl verschiedener Elemente, die zur Ausübung einer bestimmten Funktion für jede von mehreren Offnungen notwendig sind, wesentlich herabgesetzt werden, um dadurch die Anzahl von Elementen, die einsatzbereit gehalten werden müssen für die verschiedenen Funktionen, möglichst zu minimieren und auf diese Weise die Herstellungskosten zu senken.

Dieses Ziel wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Konstruktion erreicht, die einen Regelelement-Körper mit zwei parallelen Seiten hat. Auf jeder dieser Seiten sind wenigstens vier Offnungen vorgesehen und die öffnungen sind auf beiden Seiten in einem identischen symmetrischen Muster angebracht. Leitungen in dem Körper verbinden gewisse öffnungen auf

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der einen Seite mit gewissen öffnungen auf der anderen Seite. Mindestens einer der Leitungen sind Fluid Steuervorrichtungen zugeordnet, um die Fluidströmung durch diese Leitung zu steuern, und es sind Mittel vorgesehen, um den Körper an einem Verteiler, einem anderen Hegelelement zur Strömungssteuerung o.dgl. derart anzufügen, daß eine der beiden Seiten an diesem Element anliegt. Wegen der Symmetrie der Muster kann ein Element um eine zu den beiden parallelen Seiten querlaufende Achse gedreht werden, so daß die einer bestimmten Leitung zugeordnete Fluidsteuervorrichtung wahlweise mit einer von wenigstens zwei Offnungen in einem Verteiler oder einem anderen Regelelement zur Strömungesteuerung zur Verfügung steht, oder das Regelelement kann zu dem gleichen Zweck umgekehrt und/oder gedreht werden. Folglich ersetzt ein erfindungsgemäßes Regelelement wenigstens vier Regelelemente bisheriger Art.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden die Muster einen Rhombus und jede Öffnung ist von einer ringförmigen Einsenkung umgeben. In wenigstens einigen der Einsenkungen sind O-Ringe als Dichtung eingelegt, deren Sicke doppelt so groß ist wie die Tiefe der Einsenkungen.

Sie Erfindung umfaßt auch die Verwendung von Adaptern in zwei verschiedenen Formen, einen, wenn erfindungsgemäße Elemente mit Elementen, die ein Standardmuster der Offnungen haben, verwendet werden, und einen zweiten, um das zu verwendende Element zu befähigen, sogar acht herkömmliche Regelelemente zur Strömungset euerung zu ersetzen.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Sarin zeigen:

Fig.1 eine etwas schematisierte Ansicht eines zusammengesetzten Systeme zur Steuerung einer Fluidströmung, das Surchflußregelelemente gemäß der Erfindung enthält}

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Pig.2 eine etwas schematisierte Ansicht mit auseinandergezogenen Teilen, die die Anwendung einer Form eines Adapters veranschaulicht;

Fig.3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Durchflußregelelementes, das an einer Verteilerbrücke befestigt ist.

Das in den Fig. dargestellte erfindungsgemäße Regelelement zur Strömungssteuerung ist in Fig.1 in Verbindung mit einer insgesamt mit 10 bezeichneten Verteilerbrücke gezeigt. Die Verteilerbrücke 10 ist aus mehreren gleichen Verteilereinheiten 12 zusammengesetzt. Die Verteilereinheiten 12 sind mit geeigneten nicht gezeigten Mitteln mit ihren Enden aneinanderstoßend derart zusammengefügt, daß Leitungen 14, sowie Leitungen 16 fluchten und fluidleitend miteinander verbunden sind. Die Leitungen 14 und 16 können an eine Druckfluidquelle bzw. an einen Ablauf angeschlossen sein.

In jeder Verteilereinheit 12 ist eine nach oben sich erstreckende Leitung 18 angebracht, die an einer öffnung 20 endigt und mit der Leitung 14 verbunden ist. Mit der Leitung 16 sind nach oben sich erstreckende Leitungen 22 in fluidleitender Verbindung, die in Öffnungen 24 enden. Weiter sind in jeder Verteilereinheit 12 auch noch öffnungen 26 und 28 auf der gleichen Seite wie die öffnungen 20 und 24 angebracht. In jeder Verteilereinheit 12 laufen Leitungen 30 und 34, die von den öffnungen 26 bzw. 28 ausgehen zu öffnungen 36 bzw. 38. Diese öffnungen 36 und 38 sind mit den zu steuernden Fluideinrichtungen, beispielsweise Fluidzylindern, verbunden.

Die Verteilerbrücke 10 wird durch nicht gezeigte Dichtungen an den Zwischenflächen der Verteilereinheiten 12 und durch eine abgesetzte Stufe 40 rund um jede öffnung 20, 24, 26 und 28 vervollständigt.

Ein erfindungsgemäßes Durchflußregelelement weist in einer ty-

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piechen Ausführungsform einen Körper 50 auf, der ein Vierkant sein kann. Wie am besten aus Fig.2 ersichtlich, hat er zueinander parallele Seiten 52 und 54. Die Seitenfläche 52 ist mit vier öffnungen 56, 58, 60 und 62 versehen, während in der Seitenfläche 54 öffnungen 66, 68, 70 und 72 angebracht sind. Leitungen 74» 76, 78 und 80 laufen durch den Körper 50 zu den jeweiligen öffnungen, um die öffnungen 56, 58, 62 und 64 mit den öffnungen 66, 68, 70 und 72 zu verbinden. Mindestens eine der Leitungen 74, 76, 78 und 80 ist mit einer Fluidströmungssteuervorrichtung versehen, wie sie schematisch in Pig.2 bei 90 angedeutet ist in der Form eines druckgesteuerten Ventils. Doch können selbstverständlich auch andere strömungssteuernde Vorrichtungen verwendet werden. So ist z.B. in Pig.1 einer der Körper 50 mit einer strömungssteuernden Vorrichtung 90 in der Form einer veränderbaren Blendenöffnung mit dazu parallel geschaltetem Rückschlagventil ausgerüstet. Andere strömungssteuernde Einrichtungen könnten ebenso gut verwendet werden.

An einer Seite des Körpers 50, die nicht die Seite 52 oder 54 ist, sind im allgemeinen mechanische oder elektromechanische Betätigungseinrichtungen für die strömungssteuernden Vorrichtungen angeordnet, beispielsweise manuelle Verstellelemente für die veränderbaren Blendenöffnungen oder Betätigungssolenoide für Ventile. Gewöhnlich erstrecken sich diese Elemente an der Seite des Körpers 50, die quer zur Längsachse der Verteilerbrücke 10 liegt, um bequem zugänglich zu sein und eine verhältnismäßig enge Stapelung der Körper 50 an benachbarten Verteilereinheiten 12 zu ermöglichen.

Nach der Lehre der Erfindung sind die öffnungen 20, 24, 26, 28, 56, 58, 62, 64, 66, 68, 70 und 72 in gleichen, symmetrischen Verteilungsmustern angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dieses Muster ein Rhombus. Als Folge dieser Konstruktion ist die strömungssteuernde Vorrichtung in der Form eines Rückschlagventils und einer veränderbaren Blendenöffnung, wie sie in Fig.1 gezeigt ist, in der Lage, die Funktion vierer ver-

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schiedener Elemente bisheriger Art zu übernehmen. In der dargestellten Lage hat das Rückschlagventil eine solche Stellung, daß der Nebenschluß für eine Fluidströmung durch die Leitung 74 zu der Verteilereinheit 12, und speziell zu deren Öffnung 26, wirksam ist. Wenn die gleiche Funktion bezüglich der Öffnung 28 ausgeübt werden soll, ist lediglich der Körper 50 um 180° zu drehen. Wenn der Nebenschluß für die Strömung weg von der Verteilereinheit 12 und in Verbindung mit der Öffnung 28 wirken soll, braucht der Körper 50 lediglich gegenüber der veranschaulichten Lage auf den Kopf gestellt zu werden. Wenn der Nebenschluß durch das Rückschlagventil für eine Fluidströmung von der Verteilereinheit 12 weg in Verbindung mit der Öffnung 26 wirken soll, ist es lediglich notwendig, den Körper 50 auf

ο den Kopf zu stellen und um 180 zu drehen.

Aufgrund der Anordnung der Offnungen können auch Konstruktionen bisheriger Art verwendet werden.

Wie in Fig.3 gezeigt, ist jede Öffnung an jedem Körper mit einer ringförmigen Einsenkung 100 versehen. Wenn die öffnungen gefluchtet sind, werden 0-Ring-Dichtungen 102 in die Einsenkungen 40 und 100 eingelegt. Die Tiefe jeder Einsenkung 40 und 100 beträgt etwa die Hälfte der Dicke der O-Ring-Dichtung 102 oder etwas weniger.

Befestigungselemente in der Form von Kopfschrauben 104 o.dgl. können durch Bohrungen 106 im Körper 50 gesteckt sein. Die Bohrungen 106 sind in einem symmetrischen Huster angebracht, das zu dem Muster der öffnungen symmetrisch ist, so daß die Körper 50 in jeder Drehlage oder umkehrung, wie sie oben erklärt wurden, an einem anderen Körper oder an einer Verteilereinheit 12 befestigt werden können.

Es ist zu erwähnen, daß die Erfindung in Betracht zieht, aus einem einzigen Regelelement noch eine größere Anzahl von Funktionen zu erzielen. Wenn beispielsweise die öffnungen in dem Element an den Ecken eines Quadrats angeordnet sind, können zu-

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eätzllche Funktionen dadurch erzielt werden, daß der Körper statt um 180° nur um 90° gedreht wird. Wenn ein Zwischenraum zwischen Elementenstapeln und speziell zwischen mechanischen oder elektromechanischen Betätigungeelementen nicht von Bedeutung 1st und infolgedessen längere Verteilereinheiten 12 möglich sind, kann auch ein solches System verwendet werden.

Wenn ein solcher Zwischenraum wichtig ist, kann die zusätzliche Anzahl von Funktionen mit Hilfe eines Adapters erreicht werden, beispielsweise des in Fig.2 gezeigten Adapters 110. Der Adapter 110 hat in zwei gegenüberliegenden parallelen Seiten öffnungen, deren Verteilungsmuster der oben erwähnten Rhombusform entspricht. Jedoch ist das ganze Huster auf der einen Seite gegenüber dem Huster auf der anderen Seite um 90° versetzt. Leitungen 112 verbinden die entsprechenden öffnungen in dem Huster. Durch wahlweise Benutzung oder Nichtbenutzung des Adapters 110 sind zwei Steuerfunktionen für jede der vier öffnungen der Verteilereinheit 12 durch eine einzige Drehung des Körpers 50 um 180° und/oder durch Aufdenkopfsteilen des Körpers erzielbar.

Wenn herkömmliche strömungssteuernde Durchflußregelelemente verwendet werden sollen, kommt die Verwendung eines Adapters 120 in Betracht. Wie aus Fig.1 ersichtlich, sind in diesem Adapter öffnungen in der oben erwähnten Rhombuskonfiguration durch leitungen 122 mit öffnungen 124 in der Oberseite des Adapters 120 verbunden, die in einer üblichen Sohachbrettkonfiguration angeordnet sind·

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Le

erseiie

Claims (2)

1. Ί.'Durchflußregelelement für Fluid Steuersysteme in Baukasten- ^-' form, gekennzeichnet durch

   einen Regelelement-Körper (50) mit zwei parallelen Seiten (52, 54), in denen jeweils vier öffnungen (56, 58, 62, 64; 66, 68, 70, 72) vorgesehen sind, wobei die Offnungen auf jeder Seite in dem gleichen, symmetrischen Verteilungsmuster angeordnet sind,

   Leitungen (74, 76, 78, 80), die gewisse öffnungen in der einen Seite (52) mit gewiesen öffnungen in der anderen Seite (54) verbinden und von denen wenigstens einer (76) eine strömungssteuernde Vorrichtung (90) zugeordnet ist, um die Fluidströmung durch diese Leitung zu steuern, und durch eine solche Anordnung, daß der Körper (50) an einer Verteilereinheit (12), oder einem anderen Durchflußregelelement o.dgl. mit einer dieser zwei Seiten anlegbar und befestigbar ist.
2. 2. Regelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilungsmuster der öffnungen ein Rhombus ist.

   3· Regelelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede öffnung (56, 58, 62, 64, 66, 68, 70, 72) von einer ringförmigen Einsenkung (100) umgeben ist und in wenigstens einige der Einsenkungen 0-Ring-Dichtungen (102) eingelegt sind, deren Dicke mindestens das Doppelte der Tiefe der Einsenkungen beträgt.

   4· Regelelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Anbringen des Körpers derart ausgebildet ist, daß wahlweise jede der beiden Seiten an einer Verteilereinheit (12), einem anderen Regelelement o.dgl. in einer von zwei um 180° verschiedenen Drehlagen des Körpers um eine quer zu den beiden Seiten verlaufende Achse funktionsgerecht anlegbar ist·

   8uoU9/0918

   ORIGINAL INSPECTED