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Ventilanordnung
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Drosselraum oder der Atmosphäre verbindbar ist. Somit tritt bei jedem Hub des fremdangetriebenen Steuerventils durch den Druckausgleich zwischen dem Drosselraum und dem Luftaufnahmeraum eine vorübergehende Druckverminderung im Drosselraum ein, so dass an dem die Verbraucherleitung steuernden Ventil ein Differenzdruck wirksam wird, welcher das Ventil in einem genau definierbaren Ausmass von seinem Sitz abhebt. Die Hubzahl des Steuerventils bestimmt dabei den Eröffnungsweg des Ventils und somit auch die Durchtrittsgeschwindigkeit der zum Verbraucher strömenden Luft.
Durch die einfache und zugleich raumsparende Konstruktion besteht die vorteilhafte Möglichkeit, das Gerät jeweils an einer für den Fremdantrieb besonders günstigen Stelle anzuordnen, ohne komplizierte übertragungsglieder zwischenschalten zu müssen. Zur Betätigung des Steuerventils können dabei sowohl Antriebsteile mit hin-und hergehender Bewegung als auch rotierende Wellen herangezogen werden.
Die erwünschte Abhängigkeit der an den Verbraucher, beispielsweise eine druckluftbetätigte Schmiereinrichtung, abgegebenen Luftmenge von der Frequenz bzw. Drehzahl des bewegten Antriebsteiles lässt sich nach der Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen. Eine dieser Möglichkeiten besteht erfindungsgemäss darin, dass die Vorspannung der Schliessfeder des die Verbraucherleitung steuernden Ventils veränderbar ist. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Schliessfeder ausgetauscht oder mit einem verstellbaren Widerlager versehen werden. Eine Erhöhung der Federvorspannung wirkt sich bei gleichbleibender Druckdifferenz in einer entsprechenden Verkleinerung des öffnungswege des Ventils aus.
Erfindungsgemäss kann aber auch das Volumen des zusätzlichen Luftaufnahmeraumes z. B., mittels eines eine Begrenzungswand des Luftaufnahmeraumes bildenden, abgedichtet geführten, verstellbaren Kolbens, veränderbar sein. Mit zunehmendem Volumen des Luftaufnahmeraumes stellt sich beim Druckausgleich mit dem Drosselraum bei sonst gleichbleibenden Betriebsverhältnissen im Drosselraum ein niedrigerer Druck ein, so dass das die Verbraucherleitung steuernde Ventil einen grösseren Durchtrittsquerschnitt freigibt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es aber auch möglich den Querschnitt der zwischen die Druckluftquelle und den Drosselraum eingeschalteten Drossel zu verändern. Hier besteht jedenfalls die Alternative, die Drossel auszutauschen oder aber eine Drossel mit einstellbarem Querschnitt zu verwenden. Kleinere Drosselquerschnitte führen dann zu grösseren Druckdifferenzen zwischen den beiden Seiten des die Verbraucherleitung steuernden Ventile.
Gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das die Verbraucherleitung steuernde Ventil in an sich bekannter Weise als elastische Membrane ausgebildet, und arbeitet die Aussenfläche der Membrane mit dem an der Austrittsöffnung zur Verbraucherleitung vorgesehenen ringförmigen Ventilsitz zusammen und stützt sich die Schliessfeder an der Innenfläche der Membrane über einen Federteller ab. Damit werden Dichtschwierigkeiten, die sich bei Ventilen anderer Bauart häufig ergeben, vermieden und durch die vereinfachte Ventilausführung ausserdem Bearbeitungskosten eingespart.
Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist schliesslich vorgesehen, dass das vom bewegten Antriebsteil betätigte Steuerventil als gleitbar geführter, federbelasteter Steuerkolben ausgebildet ist, der mindestens eine mit dem Luftaufnahmeraum ständig verbundene Steuernut aufweist, deren eine Steuerkante mit einer vom Drosselraum ausgehenden Steuerbohrung und deren andere Steuerkante mit einer Entlüftungsbohrung zusammenwirkt. Diese Konstruktion ist deshalb besonders vorteilhaft, weil sie einen Direktantrieb des als Kolben ausgeführten Steuerventils ermöglicht, in dem beispielsweise eine an der Antriebswelle vorgesehene Nocke mit einer freiliegenden Stirnfläche des Steuerkolbens zusammenarbeitet und den Steuerkolben in hin-und hergehende Bewegung versetzt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. l und 2 eine Ventilanordnung nach der Erfindung im Schnitt in zwei verschiedenen Betriebsendlagen und Fig. 3 das Prinzipschaltbild einer von der erfindungsgemässen Ventilanordnung gesteuerten pneumatischen Schmiereinrichtung.
Die erfindungsgemässe Ventilanordnung ist in einem Gehäuse --1-- untergebracht, welches oben durch einen Deckel --2-- abgeschlossen ist und an dessen einer Seitenwand unter Zwischenschaltung einer Ventilplatte-3-ein Anschlussstutzen-4-befestigt ist.
Zwischen der Ventilplatte --3-- und dem Anschlussstutzen --4-- ist eine elastische Membrane-S--
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--6-- der Ventilplatte --3-- überdeckt.Anschlussstutzen --4-- weist eine zur Öffnung --6-- koaxiale Bohrung auf, welche die zum Verbraucher führende Leitung --7-- bildet. In den Anschlussstutzen-4-mündet die Druckluft-Zuführungsleitung--8--, die sich als durchgehende Bohrung --9-- in der Ventilplatte - fortsetzt.
In die Zuführungsleitung --8-- ist eine Drossel --10-- eingesetzt. Von der
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folgenden als Drosselraum--13--bezeichnet ist und in der sich eine Druckfeder--14--befindet, die sich mit ihrem äusseren Ende über einen Federteller--15--an der Innenfläche der Membrane --5--abstützt.
In einer abgesetzten Führungsbohrung --16-- des Gehäuses --1-- ist ein von einer Druckfeder --18-- belasteter Steuerkolben --17-- gleitbar geführt. Die freie Stirnfläche --19-- des Steuerkolbens --17-- arbeitet mit einer Nocke-20-zusammen, die exzentrisch auf einer Antriebswelle --21-- befestigt ist und den Steuerkolben in auf-und abwärtsgehende Bewegung zu setzen vermag.
Am Mantel des Steuerkolbens --17-- ist eine Steuernut --22-- ausgespart. Die Steuernut --22-- steht über einen Kanal --23-- ständig mit einem von einer Sackbohrung --25-- des Gehäuses-l-gebildeten Luftaufnahmeraum-24-in Verbindung. Das Volumen des Raumes - ist durch einen in der Sackbohrung --25-- abgedichtet geführten und mittels einer Schraube--27--mitGegenmutter--28--verstellbarenKolben--26--veränderbat.
Die obere Steuerkante --29-- des Steuerkolbens arbeitet mit einer vom Drosselraum--13-ausgehenden Steuerbohrung --30-- und die untere Steuerkante --31-- des Kolbens mit einer zur Atmosphäre offenen Entlüftungsbohrung --32-- zusammen. In den Mantel des Steuerkolbens sind auch noch zwei Ölnuten--33 und 34--eingearbeitet, denen Schmieröl aus einem im Gehäuse
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vorgesehenen Vorratsraum--35--zufliesst.--8-- und den Kanal--11-vom Druck der Druckluftquelle beaufschlagt.
In dem über die Drossel --10-- gleichfalls an die Druckquelle angeschlossenen Drosselraum--13--herrscht gleichfalls der volle Betriebsdruck, so dass die Aussenfläche der von der Druckfeder --14-- in Schliessrichtung belasteten Membrane --5-- die Verbraucherleitung --7-- sperrt. Zugleich ist der Luftaufnahmeraum--24--über den Kanal--23--, die Steuernut--22--und die Bntlüftungsbohrung-32-mit der Atmosphäre verbunden.
Wird nun die Antriebswelle --21-- in Drehung versetzt und der Steuerkolben --17-- von der Nocke-20-in die aus Fig. 2 ersichtliche Lage angehoben, so wird zunächst durch die untere Steuerkante --31-- die Verbindung des Luftaufnahmeraumes --24-- mit der Atmosphäre unterbrochen. Die obere Steuerkante --29-- gibt schliesslich die Steuerbohrung --30-- frei, wodurch der Drosselraum --13-- über die Steuerbohrung--30--, die Steuernut--22--und den Verbindungskanal --23-- mit dem Luftaufnahmeraum --24-- verbunden wird. Es kommt daher
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aus der Ringnut--12--in die Verbraucherleitung --7-- abströmen kann.
Der Öffnungsweg des von der Membrane--5--und dem Sitz --36-- gebildeten Ventils und damit auch die in die Verbraucherleitung abfliessende Luftmenge sind dabei abhängig von der Grösse des erwähnten Differenzdruckes. Der Differenzdruck selbst ist aber eine Funktion der Hubanzahl des Steuerkolbens --17-- und damit auch der Drehzahl der Antriebswelle--21--. Der Differenzdruck kann auch durch Veränderung des Volumens des Luftaufnahmeraumes --24--, wie oben erwähnt, beeinflusst werden. Er ist weiters abhängig vom Querschnitt der in die Zuführungsleitung --8-- eingesetzten Drossel-10--, so dass auch durch Wahl des Drosselquerschnittes eine Beeinflussungsmöglichkeit auf den Differenzdruck gegeben ist.
Eine dritte Möglichkeit einer Einflussnahme auf den Differenzdruck besteht in der Änderung der Vorspannung der das Ventil --5,36-- belastenden Druckfeder --14--.
Diese Grundeinstellung ist für das Steuerverhalten der erfindungsgemässen Ventilanordnung bestimmend.
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--21-- vorgenommen- 13-- mündende Gewindebohrung --38-- vorgesehen. An dieser kann gegebenenfalls ein Druckmessgerät angeschlossen werden.
Fig. 3 zeigt die Anwendung der Ventilanordnung nach Fig. 1 und 2 an einer druckluftbetätigten
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vorbestimmte ölmenge und über die Druckluftleitung --42-- eine entsprechende Druckluftmenge abgibt. An den Sprühdüsen-43-wird das über die Leitung-41-zufliessende Öl mit Hilfe der über die Leitung --42-- zuströmenden Druckluft auf die (nicht dargestellte) Schmierstelle versprüht.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen der dargestellten und beschriebenen Ventilanordnung möglich. Dies gilt insbesondere für die Ausführung der beiden Ventile und die Antriebsverbindung des Steuerventils mit dem Antriebsteil, dessen Bewegungsgeschwindigkeit als Steuergrösse benutzt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ventilanordnung zur Steuerung der von einer Druckluftquelle an einen oder mehrere Verbraucher gelieferten Luftmenge, mit einem die zum Verbraucher führende Leitung steuernden, im Schliesssinn federbelasteten Ventil, das an der einen Seite dem Druck der Druckluftquelle ausgesetzt und an der andern Seite mit dem Druck eines über eine Drossel an die Druckluftquelle angeschlossenen Drosselraumes belastbar ist, und mit einem den Druck im Drosselraum beeinflussenden
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abgekehrte Seite des Ventils (5, 36) unmittelbar vom Druck im Drosselraum (13) beaufschlagt ist, und dass ein zusätzlicher Luftaufnahmeraum (24) vorgesehen ist, der über ein das Steuerglied bildendes, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines bewegten Antriebsteiles (21) betätigtes Steuerventil (17) wechselweise mit dem Drosselraum (13) oder der Atmosphäre verbindbar ist.
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Valve arrangement
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Throttle space or the atmosphere is connectable. Thus, with each stroke of the externally driven control valve, the pressure equalization between the throttle chamber and the air intake chamber causes a temporary pressure reduction in the throttle chamber, so that a differential pressure becomes effective on the valve controlling the consumer line, which lifts the valve from its seat to a precisely defined extent. The number of strokes of the control valve determines the opening path of the valve and thus also the passage speed of the air flowing to the consumer.
Due to the simple and at the same time space-saving construction, there is the advantageous possibility of arranging the device in each case at a location which is particularly favorable for the external drive without having to interconnect complicated transmission elements. Both drive parts with reciprocating motion and rotating shafts can be used to actuate the control valve.
The desired dependency of the amount of air delivered to the consumer, for example a compressed air-operated lubricating device, on the frequency or speed of the moving drive part can be implemented in various ways according to the invention. According to the invention, one of these possibilities consists in the pretensioning of the closing spring of the valve controlling the consumer line being changeable. For this purpose, for example, the closing spring can be exchanged or provided with an adjustable abutment. If the pressure difference remains the same, an increase in the spring preload results in a corresponding reduction in the opening path of the valve.
According to the invention, however, the volume of the additional air receiving space z. B., by means of a boundary wall of the air receiving space forming, sealed guided, adjustable piston, be changeable. As the volume of the air intake space increases, when pressure is equalized with the throttle space, with otherwise constant operating conditions in the throttle space, a lower pressure is established, so that the valve controlling the consumer line releases a larger passage cross-section.
In a further embodiment of the invention, however, it is also possible to change the cross section of the throttle connected between the compressed air source and the throttle chamber. In any case, there is the alternative of exchanging the throttle or using a throttle with an adjustable cross section. Smaller throttle cross-sections then lead to greater pressure differences between the two sides of the valve controlling the consumer line.
According to a preferred embodiment of the invention, the valve controlling the consumer line is designed in a manner known per se as an elastic membrane, and the outer surface of the membrane works together with the annular valve seat provided at the outlet opening to the consumer line and the closing spring is supported on the inner surface of the membrane a spring plate. This avoids sealing difficulties, which often arise with valves of other types, and the simplified valve design also saves processing costs.
According to an advantageous further development of the inventive concept, it is finally provided that the control valve actuated by the moving drive part is designed as a slidably guided, spring-loaded control piston which has at least one control groove which is permanently connected to the air receiving space, one of which has a control edge with a control bore emanating from the throttle chamber and the other control edge cooperates with a vent hole. This construction is particularly advantageous because it enables the control valve designed as a piston to be driven directly, in which, for example, a cam provided on the drive shaft cooperates with an exposed end face of the control piston and sets the control piston in reciprocating motion.
The invention is explained in more detail below with reference to a preferred exemplary embodiment shown schematically in the drawings. 1 and 2 show a valve arrangement according to the invention in section in two different operating end positions and FIG. 3 shows the basic circuit diagram of a pneumatic lubrication device controlled by the valve arrangement according to the invention.
The valve arrangement according to the invention is accommodated in a housing --1--, which is closed at the top by a cover --2-- and on one side wall of which a valve plate-3-a connecting piece-4-is attached.
Between the valve plate --3-- and the connecting piece --4-- there is an elastic membrane-S--
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--6-- of valve plate --3--. Connection piece --4-- has a hole coaxial to opening --6--, which forms the line --7-- leading to the consumer. The compressed air supply line - 8-- opens into the connection piece-4-, which continues as a through hole --9-- in the valve plate.
A throttle --10-- is inserted in the supply line --8--. Of the
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hereinafter referred to as the throttle space - 13 - and in which there is a compression spring - 14 - which is supported with its outer end via a spring plate - 15 - on the inner surface of the diaphragm - 5.
A control piston --17-- loaded by a compression spring --18-- is slidably guided in an offset guide bore --16-- in the housing --1--. The free end face -19- of the control piston -17- works together with a cam -20-which is eccentrically attached to a drive shaft -21- and is able to set the control piston in upward and downward movement.
A control groove --22-- is cut out on the jacket of the control piston --17--. The control groove --22-- is constantly connected via a channel --23-- with an air intake space -24- formed by a blind hole --25-- in the housing-l-. The volume of the space - can be changed by a piston - 26 - guided in a sealed manner in the blind hole - 25 - and adjustable by means of a screw - 27 - with a counter nut - 28.
The upper control edge --29-- of the control piston works with a control bore --30-- extending from the throttle chamber - 13-- and the lower control edge --31-- of the piston with a vent hole --32-- open to the atmosphere. Two oil grooves - 33 and 34 - are also worked into the jacket of the control piston, with lubricating oil from one in the housing
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provided storage space - 35 - flows in - 8 - and the channel - 11 - is pressurized by the compressed air source.
In the throttle chamber - 13 - which is also connected to the pressure source via the throttle --10--, the full operating pressure also prevails, so that the outer surface of the diaphragm --5-- loaded in the closing direction by the compression spring --14-- Consumer line --7-- blocks. At the same time, the air intake space - 24 - is connected to the atmosphere via the channel - 23 -, the control groove - 22 - and the ventilation hole 32.
If the drive shaft --21-- is now set in rotation and the control piston --17-- is raised by the cam -20- into the position shown in Fig. 2, the connection is first made by the lower control edge --31-- of the air intake space --24-- interrupted with the atmosphere. The upper control edge --29-- finally releases the control bore --30--, whereby the throttle chamber --13-- via the control bore - 30--, the control groove - 22 - and the connecting channel --23- - is connected to the air intake space --24--. It comes from there
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can flow out of the annular groove - 12 - into the consumer line --7--.
The opening path of the valve formed by the membrane - 5 - and the seat --36 - and thus also the amount of air flowing into the consumer line are dependent on the size of the differential pressure mentioned. The differential pressure itself is a function of the number of strokes of the control piston --17-- and thus also the speed of the drive shaft - 21--. The differential pressure can also be influenced by changing the volume of the air intake space --24--, as mentioned above. It is also dependent on the cross-section of the throttle-10-- inserted in the supply line --8--, so that the differential pressure can also be influenced by selecting the throttle cross-section.
A third possibility of influencing the differential pressure is to change the preload of the compression spring --14-- loading the valve --5,36--.
This basic setting is decisive for the control behavior of the valve arrangement according to the invention.
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--21-- made- 13-- opening threaded hole --38-- provided. If necessary, a pressure measuring device can be connected to this.
Fig. 3 shows the application of the valve arrangement according to FIGS. 1 and 2 on a compressed air operated
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a predetermined amount of oil and a corresponding amount of compressed air via the compressed air line --42--. At the spray nozzles -43- the oil flowing in via line 41 is sprayed onto the lubrication point (not shown) with the aid of the compressed air flowing in via line -42-.
Numerous modifications of the valve arrangement shown and described are possible within the scope of the invention. This applies in particular to the design of the two valves and the drive connection of the control valve with the drive part, the speed of which is used as the control variable.
PATENT CLAIMS:
1. Valve arrangement for controlling the amount of air supplied by a compressed air source to one or more consumers, with a valve controlling the line leading to the consumer, spring-loaded in the closing direction, which is exposed to the pressure of the compressed air source on one side and the pressure of a on the other side Can be loaded via a throttle to the compressed air source connected throttle chamber, and with a pressure in the throttle chamber influencing
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opposite side of the valve (5, 36) is acted upon directly by the pressure in the throttle space (13), and that an additional air intake space (24) is provided, which is actuated via a control element forming the control element, depending on the speed of a moving drive part (21) Control valve (17) can be alternately connected to the throttle chamber (13) or the atmosphere.
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