DE4321647A1 - Umschalt-Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Umschalt-Ventil nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Bei derartigen Umschalt-Ventilen ist einerseits ein beträchtlicher Dich­ tungsaufwand und zum anderen ein beträchtlicher konstruktiver Aufwand erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Umschalt-Ventil der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß der Dichtungs-Aufwand stark reduziert wird, wobei gleichzeitig eine einfache konstruktive Ausgestal­ tung ermöglicht werden soll.

Diese Aufgabe wird bei einem Umschalt-Ventil der gattungsgemaßen Art durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß mit einem einzigen Dichtungsring die Abdichtung eines oder mehrerer Eingänge ge­ genüber jeweils maximal zwei Ausgängen und die Abdichtung des Ventils nach außen durchgeführt werden kann.

Zahlreiche zum Teil erfinderische Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungs­ beispieles.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigen

Fig. 1 eine hydraulische Einstell-Vorrichtung und zwei Paare von Kol­ ben-Zylinder-Einheiten, die über ein Umschalt-Ventil mit der Ein­ stell-Vorrichtung verbunden sind,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Gehäuse des Umschalt-Ventils entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Gehäuse des Umschalt-Ventils entspre­ chend der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schieber des Umschalt-Ventils in Seitenansicht,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Schieber entsprechend der Schnittlinie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Umschalt-Ventil entsprechend der Schnittlinie VI-VI in Fig. 7,

Fig. 7 einen Querschnitt durch das Umschalt-Ventil entsprechend der Schnittlinie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Umschalt-Ventil entsprechend dem Sichtpfeil VIII in Fig. 9 und

Fig. 9 eine Seitenansicht des Umschalt-Ventils entsprechend dem Sichtpfeil IX in Fig. 8.

In Fig. 1 ist eine hydraulische Einstell-Vorrichtung 1 dargestellt, die aus der EP 0 026 526 B1 (entspr. US-Patent 4 373 334) und der DE 43 08 455 A1 bekannt ist und wie sie unter der geschützten Bezeich­ nung "MOVOTEC" der VERIN SA/Schweiz, handelsüblich ist. Sie weist ein Gehäuse 2 auf, in dem mittels einer von außen drehantreibbaren Spindel 3 nicht dargestellte Kolben in Richtung der Längsachse 4 des Gehäuses 2 verstellbar sind. Durch diese Verstellung der Kolben wird Druckflüssigkeit in Druckmittel-Versorgungsleitungen 5, 6 gedrückt, die an ein Umschalt- Ventil 7 angeschlossen sind. Aus dem Umschalt-Ventil 7 münden vier Druckmittel-Leitungen 8, 9, 10, 11 aus, die zu hydraulisch beaufschlag­ baren Kolben-Zylinder-Einheiten 12, 13, 14, 15 führen, deren jeweilige Kolbenstange 16 bzw. 17 aus den jeweils paarweise einander zugeordneten Zylindern 18, 19 ausfahrbar sind. Die Gesamtlänge der Kolben-Zylinder- Einheiten 12 und 13 bzw. 14 und 15 kann durch gleichmäßiges Ein- bzw. Ausfahren der Kolbenstangen 16 aus den Zylindern 18 bzw. der Kolben­ stangen 17 aus den Zylindern 19 verändert werden. Die einander paarwei­ se zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten 12, 13 bzw. 14, 15 können bei­ spielsweise jeweils zwei Säulen eines Arbeitstisches oder einer Arbeitsbank oder einer Arbeitsbühne oder dergleichen sein. Auch diese Einsatzmöglich­ keit ist aus der EP 0 026 526 B1 (entspr. US-Patent 4 373 334) und der DE 43 08 455 A1 bekannt und wird bei den praxisüblichen Ausführungen realisiert. Neu ist in diesem Zusammenhang das Umschalt-Ventil 7.

Das Umschalt-Ventil 7 weist ein Gehäuse 20 auf, das plattenförmig, also verhältnismäßig flach,ausgebildet ist und zwei Bohrungen 21, beispiels­ weise zur Befestigung an der Unterseite einer Tischplatte oder dergleichen aufweist. Die Leitungen 5, 6 und 8 bis 11 sind an im Gehäuse 20 ausge­ bildete, über dessen Umfang verteilt Anschlüsse mit diesem verbunden. Diese Anschlüsse bilden Eingänge 22, 23 für die Druckmittel-Versorgungs­ leitungen 5, 6 und Ausgänge 24, 25, 26, 27 für die Druckmittel-Leitungen 8, 9, 10, 11. In der Mitte des Gehäuses 20 des Umschalt-Ventils 7 ist ein zylindrischer, sich durch das Gehäuse 20 erstreckender Gehäuse-Raum 28 ausgebildet. Konzentrisch zu dessen Mittelachse 29 ist in die zylindrische Begrenzungswand 30 dieses Raumes 28 eine Ringnut 31 eingearbeitet. In die - von der Mittelachse 29 aus gesehen - radial außenliegende, im Querschnitt halbkreisförmige, den Nutgrund bildende, äußere Begrenzungs­ fläche 32 der Ringnut 31 münden die Eingänge 22, 23 und die Ausgänge 24 bis 27 jeweils über einen Verbindungskanal 33, dessen Durchmesser a deutlich kleiner ist als der Durchmesser b der äußeren Begrenzungsfläche 32, der der Erstreckung b der Ringnut 31 in Richtung der Achse 29 ent­ spricht. An die halbkreisförmige äußere Begrenzungsfläche 32 der Ringnut 31 schließen sich zwei zueinander parallel verlaufende ringförmige Be­ grenzungsflächen 34 an, die ebenfalls konzentrisch zur Achse 29 verlaufen und sich von der Begrenzungswand 30 bis zur äußeren Begrenzungsfläche 32 erstrecken und deren Abstand voneinander b ist. Für die Tiefe c der Ringnut 31 von der Begrenzungswand 30 in radialer Richtung von der Achse 29 aus gesehen gilt 0,6 b c b. Bevorzugt gilt 0,8 b < c < b.

In der Ringnut 31 ist ein Dichtungsring 35 in Form eines O-Ringes ange­ ordnet, dessen Durchmesser d etwa dem Durchmesser d′ der Ringnut 31 entspricht und dessen Querschnittsdurchmesser e etwa dem Querschnitts­ durchmesser b der äußeren Begrenzungsfläche 32 entspricht. Wenn der Dichtungsring 35 in die Ringnut 31 eingelegt wird, steht er also - was aus der Zeichnung nicht unmittelbar ersichtlich ist - radial etwas nach innen über die Begrenzungswand 30 in den zylindrischen Gehäuse-Raum 28 vor.

In dem zylindrischen Raum 28 ist ein Schieber 36 angeordnet, der grund­ sätzlich eine zylindrische Form hat, deren Durchmesser f - bei Vernach­ lässigung des notwendigen Spiels - dem Durchmesser g des Gehäuse-Rau­ mes 28 entspricht. Die Länge h des Schiebers 36 in Richtung der Achse 29 ist kleiner als die Dicke i des plattenförmigen Gehäuses 20. Der Schieber 36 weist an seiner zylindrischen Außenfläche 37 zwei parallel zur Achse 29 verlaufende Abflachungen 38, 39 auf, die - bezogen auf den kreisför­ migen Querschnitt des Schiebers 36 - durch Sekanten begrenzt bzw. gebil­ det sind. Die Abflachungen 38, 39 liegen einander diametral gegenüber. Der Schieber 36 drückt mit seinen teilzylindrischen Flächen 36a den Dich­ tungsring 35 in die Ringnut 31.

Wie der Zeichnung entnehmbar ist, sind im Gehäuse 20 die beiden Eingän­ ge 22, 23 einander diametral gegenüberliegend angeordnet. Jedem Eingang 22 bzw. 23 sind zwei Ausgänge zugeordnet und zwar jeweils ein Ausgang der zu einer Kolben-Zylinder-Einheit des Einheitenpaares 12, 13 führt und ein Ausgang der zu einer Kolben-Zylinder-Einheit des Einheitenpaares 14, 15 führt. Konkret sind dem Eingang 22 die beiden Ausgänge 24, 26 und dem Eingang 23 die Ausgänge 25, 27 zugeordnet. Die jeweils einem Ein­ gang 22 bzw. 23 zugeordneten Ausgänge 24, 26 bzw. 25, 27 sind beider­ seits des jeweiligen Eingangs 22 bzw. 23 und zwar in gleichen Abständen k der Einmündungen 40 der Verbindungskanäle 33 in die Ringnut 31 von­ einander. Diese Abstände k jeweils einer Einmündung 40 eines Verbin­ dungskanals 33 der Ausgänge 24 bzw. 26 vom Eingang 22 bzw. der Aus­ gänge 25 bzw. 27 vom Eingang 23 ist etwas kleiner als die Sekantenlänge l der Abflachungen 38, 39, wobei wiederum die Sekantenlänge l deutlich kleiner ist als der Abstand m der Einmündungen 40 der einem Eingang 22 bzw. 23 zugeordneten Ausgang 24, 26 bzw. 25, 27 voneinander. Dadurch ist es möglich, daß in je einer Schwenkstellung des Schiebers 36 die Abflachungen 38, 39 jeweils die beiden Eingänge 22, 23 entweder mit den Ausgängen 24 und 25 oder mit den Ausgängen 26, 27 verbinden. In der Schwenkstellung 41 sind auf diese Weise die Kolben-Zylinder-Einheiten 12, 13 mit der Einstell-Vorrichtung 1 verbunden, während in der Schwenkstel­ lung 42 gemäß der Darstellung in Fig. 8 die beiden anderen ein Paar bildenden Kolben-Zylinder-Einheiten 14, 15 mit der Einstell-Vorrichtung 1 verbunden sind. In der mittig zwischen diesen beiden Schwenkstellungen 41, 42 befindlichen Zwischenstellung 43 ist kein Ausgang 24, 25, 26, 27 mit einem Eingang 22, 23 verbunden.

Bei der geschilderten Überbrückung von Eingängen 22, 23 und Ausgängen 24, 25, 26, 27 wird der O-förmige Dichtungsring 35 durch den Druck der Druckflüssigkeit, die am entsprechenden Eingang 22 bzw. 23 bzw. am ent­ sprechenden Ausgang 24, 25 bzw. 26, 27 ansteht, gegen die zugeordnete Abflachung 38 bzw. 39 des Schiebers 36 gedrückt, wodurch ein den Ein­ gang und den Ausgang überbrückender Überbrückungsraum 44 bzw. 45 zwischen dem Dichtungsring 35 und der äußeren Begrenzungsfläche 32 der Ringnut 31 gebildet wird. Diese Überbrückungsräume 44, 45 verbinden die Einmündungen 40 der Verbindungskanäle 33 in der geschilderten Weise. Bei dieser Verformung des Dichtungsrings 35 verbleibt dieser dichtend in der Ringnut 31 und zwar insbesondere liegt er weiterhin dichtend gegen die ringförmigen Begrenzungsflächen 34 an. Die beiden Überbrückungsräu­ me 44, 45 sind also nach wie vor gegen den zylindrischen Gehäuse-Raum 28 im Gehäuse 20 abgedichtet. Es kann keine Druckflüssigkeit dorthin fließen. Auch in Umfangsrichtung kann keine Flüssigkeit in die Ringnut 31 fließen, da der Dichtungsring 35 durch die teilzylindrischen Flanken 36a des Schiebers 36 fest und dichtend in die Ringnut 31 gepreßt wird.

Wenn in der Schwenkstellung 41 des Schiebers 36 die Spindel 3 der Ein­ stell-Vorrichtung 1 in der Weise betätigt wird, daß Druckflüssigkeit aus der Einstell-Vorrichtung 1 durch die Druckmittel-Versorgungsleitung 5, 6 fließt, dann werden die Kolbenstangen 16 aus den Zylindern 18 der bei­ den ein Paar bildenden Kolben-Zylinder-Einheiten 12, 13 ausgefahren. Hierbei liegt der Druck der Flüssigkeit an den Einmündungen 40 der Ein­ gänge 22, 23 an und drückt von hier ausgehend den Dichtungsring 35 ge­ gen die Abflachungen 38, 39. Wenn dagegen die Spindel 3 in der Weise betätigt wird, daß die Druckflüssigkeit in die Einstell-Vorrichtung 1 zurückfließt, dann steht der entsprechende Flüssigkeitsdruck an den Ein­ mündungen 40 der Ausgänge 24, 25 an und drückt von hier ausgehend den Dichtungsring 35 gegen die Abflachungen 38, 39. Entsprechendes gilt für die Schwenkstellung 42.

Die Verschwenkung des Schiebers 36 erfolgt mittels eines Betätigungshebels 46, der an einem Schwenkzapfen 47 des Schiebers 36 drehfest mittels einer als Verdrehsicherung dienenden Schraube 48 anbringbar ist.

In das Gehäuse 20 sind nach der Montage des Dichtungsringes 35 und des Schiebers 36 Abdeckscheiben 49, 50 in entsprechende ringzylindrische Aus­ nehmungen 51 eingepreßt. Diese Abdeckscheiben 49, 50 halten den Schieber 36 in seiner Position in Richtung der Achse 29 unverschiebbar fest. An der dem Betätigungshebel 46 zugeordneten Seite des Gehäuses 20 können Anschläge 52, 53 zur Festlegung der Schwenkstellungen 41, 42 ausgebildet sein.

Im übrigen ist der Abstand m zweier benachbarter Einmündungen 40 von einander zwar benachbarten, aber einander nicht paarweise zugeordneten Ausgängen 25 und 26 bzw. 24 und 27 größer als die Sekantenlänge l, so daß auch bei Nichtvorhandensein der Anschläge 52, 53 derartige Ausgänge nicht überbrückt werden können.

Durch die geschilderte Ausgestaltung ist es möglich, mit einer Einstell- Vorrichtung zwei Paare von Kolben-Zylinder-Einheiten jeweils wahlweise zu verbinden und in ihrer Länge absolut gleichmäßig zu verstellen. An eine Einstell-Vorrichtung 1 können beispielsweise also zwei Arbeitstische, Ar­ beitsbühnen oder dergleichen angeschlossen werden, die jeweils auf zwei höhenverstellbare Stützen abgestützt sind.

Der Eingang 22 und die zugehörigen Ausgänge 24, 26 oder alternativ der Eingang 23 und die zugehörigen Ausgänge 25, 26 können durch Verschluß­ pfropfen verschlossen werden, so daß dann nur ein Eingang mit zwei Ausgängen verfügbar bleibt. Im übrigen sei darauf hingewiesen, daß der Begriff Eingang und der Begriff Ausgang eine Frage der Definition sind. Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wirken die Ausgänge 23 bis 26 beim Rückfluß des Druckmediums zur Einstell-Vorrichtung 1 als Eingän­ ge und die Eingänge 22 bzw. 23 in diesem Zusammenhang als Ausgänge.

Claims (7)

1. Umschalt-Ventil mit einem Gehäuse (20), das einen Gehäuse-Raum (28) aufweist, in den mindestens ein Eingang (22, 23) und mindestens ein Ausgang (23 bis 26) für ein Druckmittel einmündet, und mit einem in dem Gehäuse-Raum (28) angeordneten, um eine Achse (29) schwenkbaren Schie­ ber (36), der mit mindestens einer Ausnehmung (Abflachung 38, 39) ver­ sehen ist, die wahlweise in eine einen Eingang (22, 23) und einen Aus­ gang (23 bis 26) überbrückende Stellung bringbar ist, wobei Dichtmittel zum Abdichten des mindestens einen Eingangs (22, 23) gegen den minde­ stens einen Ausgang (23 bis 26) und des Gehäuse-Raumes (28) nach außen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (20) ein zum Gehäuse-Raum (28) hin offene, zu der Achse (29) konzentrische Ringnut (31) ausgebildet ist, die durch eine den Nutgrund bildende, radial äuße­ re Begrenzungsfläche (32) und zwei sich an diese anschließende zum Ge­ häuse-Raum (28) gerichtete ringförmige Begrenzungsflächen (34) begrenzt wird, daß der mindestens eine Eingang (22, 23) und der mindestens eine Ausgang (23 bis 26) in die Ringnut (31) im Bereich der äußeren Be­ grenzungsfläche (32) einmünden, daß in der Ringnut (31) ein Dichtungs­ ring (35) angeordnet ist, der gegen teilzylindrische Flächen (36a) des Schiebers (36) anliegt und dichtend gegen die äußere Begrenzungsfläche (32) und die ringförmigen Begrenzungsflächen (34) angedrückt ist, und daß die mindestens eine Ausnehmung (Abflachung 38, 39) des Schiebers (36) derart ausgebildet, daß in der einen Eingang (22, 23) und einen Ausgang (23 bis 26) überbrückenden Stellung der Dichtungsring (35) unter dem Druck des Druckmediums von der äußeren Begrenzungsfläche (32) ab­ hebt und in die Ausnehmung (Abflachung 38, 39) des Schiebers (36) aus­ weicht, aber in Dichtkontakt mit den ringförmigen Begrenzungsflächen (34) bleibt, wodurch ein den Eingang (22, 23) und den Ausgang (23 bis 26) verbindender, abgedichteter Überbrückungsraum (44, 45) zwischen dem Dichtungsring (35) und der äußeren Begrenzungsfläche (32) der Ringnut (31) gebildet wird.

2. Umschalt-Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (36) zylindrisch ausgebildet ist und mit mindestens einer die Ausnehmung bildenden, parallel zur Achse (29) verlaufenden Abflachung (38, 39) versehen ist.

3. Umschalt-Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits eines Eingangs (22, 23) zwei Ausgänge (24 bis 27) in jeweils gleichen Abständen (k) zum jeweiligen Eingang (22, 23) in die Ringnut (31) münden.

4. Umschalt-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Begrenzungswand (30) des Gehäuse-Raumes (28) beider­ seits der Ringnut (31) zylindrisch ausgebildet ist.

5. Umschalt-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tiefe (c) der Ringnut (31) radial zur Achse (29) gerin­ ger ist als ihre Erstreckung (b) in Richtung der Achse (29).

6. Umschalt-Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die radiale Tiefe (c) der Ringnut (31) in Bezug auf ihre axiale Erstreckung (b) gilt: 0,6 b < c < b.

7. Umschalt-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (20) einstückig, plattenförmig ausgebildet ist.