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Steuereinrichtung für Druckmittel mit elektromagnetischer Vorsteuerung
EMI1.1
Vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die oben angegebenen Nachteile der bisher ausgeführten bzw. vorgeschlagenen Konstruktionen zu vermeiden, was dadurch erreicht wird, dass der die eigentliche Steuerung ausführende längsverschiebbare Schaltkolben durch ein elektromagnetisches Ventil, dessen Magnetkern zum Schaltkolben koaxial verschiebbar gelagert ist und dessen eine Dichtfläche sich auf dem Schaltkolben befindet, nach dem Stufenkolbenprinzip bzw. nach einem dem Stufenkolbenprinzip gleichwertigen Prinzip gesteuert wird, wobei der unter dem Einfluss des elektromagnetischen Feldes der Spule vom vorsteuernden Magnetkern zurückgelegte Hub unabhängig vom Hub des durch ihn gesteuerten Schaltkolbens ist ; die Erfindung ist im folgenden an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert.
Fig. 1 zeigt den Längsschnitt einer Steuereinrichtung oben gekennzeichneter Bauart, die insbesondere zur Steuerung pneumatisch betätigter Türen verwendet werden kann. Im Gehäuse 1 befindet sich ein Schaltkolben 2, der im stromlosen Zustand der Steuereinrichtung durch die Feder 3 nach links gedrückt wird und auf dessen Einlasssitz 4 der Magnetkern 5 mit der Kraft der Feder 6 aufliegt. Der Magnetkern 5 ist in einem Magnetventilboden 7 gelagert, der seinerseits die Magnetventilkappe 8, in der sich der Auslasssitz 9 befindet, und die Magnetspule 10 umschliesst, trägt. An den Anschluss 11 des Gehäuses 1 ist die Druckluftquelle, an die Anschlüsse 12 und 13 sind die beiden Seiten eines doppeltwirkenden Zylinders und an die Anschlüsse 14 und 15 ist die Aussenluft angeschlossen.
Die stromlose Steuereinrichtung befindet sich in der in Fig. 1 dargestellten Lage.
Wird die Druckluft an den Anschluss 11 gelegt, so gelangt dieselbe über Anschluss 13 auf die eine Seite des doppeltwirkenden Zylinders und über die im Schaltkolben befindliche zentrale Bohrung zum Einlasssitz 4, der jedoch durch den Magnetkern 5 verschlossen ist. Die andere Seite des Türzylinders, die mit dem Anschluss 12 in Verbindung steht, ist über den Anschluss 14 entlüftet. Durch die Dichtelemente 21,23 und 24 wird die Druckluft gegenüber der freien Atmosphäre abgeschlossen.
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Wird durch Schliessen des Schalters 16 Strom an die Magnetspule 10 gelegt, so wird der Magnetkern nur um den kleinen Spalt zwischen seiner linken Stirnfläche und dem Auslasssitz 9 durch die Magnetkraft verschoben, wodurch die über den Einlasssitz 4 in den Raum 17 gelangende Druckluft den Schaltkolben 2 nach rechts verschiebt. Dadurch wird der Anschluss 13 mittels des Dichtelementes 20 von der Druckluftquelle getrennt und mit der Aussenluft über Anschluss 14 verbunden. Gleichzeitig wird der Anschluss 12 durch das Dichtelement 22 von der Aussenluft getrennt und über die im Schaltkolben 2 befindliche zentrale Bohrung und den Kanal 18 mit der Druckluftquelle verbunden.
Bricht durch öffnen des Schalters 16 das Magnetfeld der Magnetspule 10 zusammen, so wird durch die Druckfeder 6 der Magnetkern 5 nach rechts verschoben, bis er auf dem Einlasssitz 4 aufliegt und diesen dicht verschliesst.
Gleichzeitig strömt die im Raum 17 befindliche Druckluft über den Kanal 19, den Auslasssitz 9 und den Anschluss 15 ins Freie. Nun überwiegt die nach links gerichtete Stellkraft des Schaltkolbens und. wird dieser gemeinsam mit dem Magnetkern bis zum Anschlagen des Schaltkolbens an dem Magnetventilboden 7 verschoben. Das Ventil befindet sich nun wieder in Ausgangsstellung, d. h. der Anschluss 13 ist mit Druckluft, der Anschluss 12 mit der freien Atmosphäre verbunden. Sinkt der Druck der Druckluft nicht zu stark, so kann auf die Feder 3 verzichtet werden.
Fig. 2 zeigt den Längsschnitt eines nach dem Grundsatz der vorliegenden Erfindung gebauten elektropneumatischen Ventiles, wie es insbesondere für die Steuerung eines StufenkolbenTürzylinders verwendet werden kann. An- schliessend wird dieses Ventil beschrieben, wobei Bezeichnungen für gleiche Teile von Fig. 1 übernommen wurden.
Im stromlosen Zustand befindet sich der Schaltkolben 2 auf Grund der Kraft der Druckfeder 3 und der pneumatischen Stellkraft seiner Ringfläche in der linken Endlage. Die an den Anschluss 11 gelegte Druckluft ist durch die beiden Dichtelemente 24 und 25 und durch den auf den Einlasssitz 4 mit der Kraft der Feder 6 aufliegenden Magnetkern 5 gegen den Anschluss 12 bzw. gegen die Atmosphäre abgedichtet. Der Anschluss 12 und damit der dort angeschlossene durch das Ventil gesteuerte Raum ist über Anschluss 14 entlüftet.
Wird durch Schliessen des Schalters 16 durch die Magnetspule 10 ein Magnetfeld aufgebaut, so wird der Magnetkern 5 gegen die Kraft der Feder 6 nach links verschoben und gegen den Auslasssitz 9 gedrückt und dieser abgedichtet, während der Raum 17 über die Bohrung 27 und den Einlasssitz 4 mit Druckluft beschickt wird. Hieraus resultiert eine auf den Schaltkolben wirkende nach rechts gerichtete Stellkraft, die denselben bis zum Anschlag 28 verschiebt. Dadurch wird der Anschluss 12 durch das Dichtelement 26 von der Atmosphäre getrennt und mit der Druckluftquelle verbunden.
Bricht durch öffnen des Schalters 16 das Magnetfeld zusammen, so wird durch die Feder 6 der Magnetkern 5 bis zur Anlage auf dem Einlasssitz 4 verschoben. Gleichzeitig wird der Raum 17 über den Kanal 19, den Auslasssitz 9 und die Bohrung 15 entlüftet.
Die auf den Schaltkolben wirkende Kraft hat nun eine nach links gerichtete Resultierende, wodurch derselbe nach links bis zum Anschlag auf dem Magnetventilboden 7 verschoben wird. Das Ventil befindet sich nun wieder in seiner Ausgangsstellung.
Bei den beiden oben beschriebenen Ausführungsarten hat das Magnetfeld den Magnetkern nur um einen beliebig kleinen, vom Hub des Schaltkolbens unabhängigen Weg zu verschieben, wodurch eine besonders kleine und sparsame Dimensionierung der Magnetspule ermöglicht wird.
Es liegt durchaus im Rahmen der Erfindung, mit einem Magnetkern mehrere nach dem Stufenkolbenprinzip arbeitende Schaltkolben zu steuern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuereinrichtung für Druckmittel mit elektromagnetischer Vorsteuerung, deren die eigentliche Steuerung ausführender längsverschiebbarer Schaltkolben durch ein elektromagnetisches Ventil (Magnetkern und Magnetspule), dessen Magnetkern bezogen auf den Schaltkolben koaxial verschiebbar gelagert ist und dessen eine Dichtfläche sich auf dem Schaltkolben befindet, nach dem Stufenkolbenprinzip bzw. nach einem dem Stufenkolbenprinzip gleichwertigen Prinpiz gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der unter dem Einfluss des elektromagnetischen Feldes der Spule (10) vom vorsteuernden Magnetkern (5) zurückgelegte Hub unabhängig vom Hub des durch ihn gesteuerten Schaltkolbens (2) ist.