CH400692A - Drosselventil - Google Patents

Description

  Drosselventil    Die Erfindung betrifft ein Drosselventil zum  Steuern der Geschwindigkeit des hin und her gehen  den Kolbens in pneumatischen Arbeitszylindern.  



  Gemäss der Erfindung wird das Ventil durch  eine vom Arbeitskolben bewegte     Nockenschiene    ge  steuert, deren Kontur dem zu erzielenden Geschwin  digkeitsverlauf in Abhängigkeit vom Kolbenhub ent  spricht und die im Verlaufe der Bewegung des Kol  bens eine stufenlose     Verstellbewegung    des Ventil  stössels zwischen der     Offenstellung    und der Schliess  stellung erzeugt.  



  Bei dem erfindungsgemässen Drosselventil ist eine  Betätigung des     Regulier-    und     Verschlussgliedes    von  Hand nicht mehr erforderlich, vielmehr wird dieses  Glied in Abhängigkeit von der jeweils zu erzielenden  Geschwindigkeit selbsttätig verstellt und eingestellt,  wobei man hierzu eine Steuerschiene oder -kurve  - also ein Steuerorgan entweder mit etwa gerad  linig verlaufenden oder mit etwa kurvenförmigen  Steuerflächen - verwenden kann, die dem jeweils ge  wünschten Geschwindigkeitsprogramm entsprechend  gestaltet ist.

   Es können hiermit während eines Kol  benhubes beliebig viele Geschwindigkeiten den jewei  ligen Erfordernissen entsprechend eingestellt werden,  wobei die von vornherein eingestellten Geschwindig  keiten während des gesamten Kolbenhubes selbst  tätig in der gewünschten Reihenfolge stufenlos   also nicht abrupt und plötzlich - aufeinander folgen.  Bei dieser weitgehenden Entlastung des Bedienungs  personals und Automatisierung der Arbeitsvorgänge  ist der Aufbau der Vorrichtung denkbar einfach,  und die Herstellungskosten sind relativ gering.  



  In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungs  beispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.  Es zeigen:       Fig.    1 ein Drosselventil gemäss der Erfindung  in der Schliessstellung in einer Seitenansicht, teil  weise im Schnitt,         Fig.    2 das Ventil nach     Fig.    1 in der Offen  stellung in der gleichen Darstellungsweise,       Fig.    3 das Ventil nach     Fig.    1 in perspektivischer  schematischer Darstellung und       Fig.    4 bis 6 drei weitere Ausführungsformen des  Ventils nach     Fig.    1 und 2, ebenfalls jeweils in  perspektivischer schematischer Darstellung.  



  Das erfindungsgemässe     Drosselventil    ist überall  dort mit gutem Erfolg verwendbar, wo die Ge  schwindigkeit der Kolben von einfach- oder doppelt  wirkenden pneumatischen Zylindern zunächst auf  einen bestimmten Wert im voraus eingestellt und  sodann während der Bewegung der Kolben geändert  werden soll. Das Ventil dient hierbei auch zum Ein  stellen der     Beschleunigungs-    und der Verzögerungs  zeit für den hin und her gehenden Kolben und wirkt  durch eine mehr oder weniger starke Drosselung  der Strömung des Druckmediums. Solche Regulier  ventile nach Art von Drosselventilen werden z. B.

    bei der pneumatischen Steuerung der     Vorschubbewe-          gung    der Arbeitstische oder Werkzeuge von Werk  zeugmaschinen, beim stossfreien Abfangen von auf  dem Kolben des Zylinders befestigten Massen, z. B.  Werkzeugen, also zur Stossdämpfung, usw. verwen  det. Zur Drosselung der Strömung des Druckmediums  wird die Grösse des Durchgangsquerschnittes der  jeweiligen Leitung mit Hilfe des wirksamen Endes  des Regulier-     und        Verschlussgliedes    entsprechend be  stimmt, indem dieses mehr oder weniger tief in die  zur Führung des Druckmediums     dienende    Leitung  eintaucht. Zur Betätigung dieses     Gliedes    wird von  aussen aus auf sein Betätigungsende eingewirkt.  



  Das Regulier- und     Verschlussglied    1 ist in seiner  Führung 2 zwischen der in     Fig.    1 gezeigten Schliess  stellung und der in     Fig.    2 gezeigten     Offenstellung    hin  und her     gleitbar    angeordnet. Es führt hierbei eine  kontinuierliche, allmählich vor sich gehende stufen  lose     Verstellbewegung    entsprechend der zu erzielen-      den Kolbengeschwindigkeit aus, und die Anordnung  ist so getroffen, dass das Regulier- und     Verschluss-          glied    in beliebigen Zwischenstellungen für die jeweils  erforderliche Zeitspanne angehalten werden kann.

    Die     Verstellbewegung    des Gliedes wird in Anpas  sung an die zu erzielende Kolbengeschwindigkeit  selbsttätig durch eine in Bewegungsrichtung wirkende,  das     Betätigungsende    3 des     Verschlussgliedes    mecha  nisch     beeinflussende    Kraft     gesteuert,    deren im Ver  laufe eines Kolbenhubes entsprechend der zu er  zielenden Kolbengeschwindigkeit veränderliche Grösse  mit allen ihren Änderungen von vornherein einge  stellt werden kann.  



  Zur Steuerung der     Verstellbewegung    des     Regu-          lier-    und     Verschlussgliedes    wird eine Steuerschiene  oder -kurve 4 verwendet, die im unmittelbaren oder  mittelbaren Zusammenwirken mit dem Regulier- und       Verschlussglied    dessen     Verstellbewegung    stufenlos  steuert. Die Steuerschiene oder -kurve führt während  des Kolbenhubes eine kontinuierliche Steuerbewegung  in Richtung des Doppelpfeiles 5 relativ zum     Regu-          lier-    und     Verschlussglied    und zweckmässig rechtwink  lig zur Richtung von dessen     Verstellbewegung    aus.

    Das Betätigungsende 3 des Regulier- und     Verschluss-          gliedes    oder ein mit diesem zusammenwirkendes Or  gan liegt hierbei ununterbrochen an der Steuerschiene  oder -kurve 4 an und steht mit ihr in formschlüssiger  und kraftschlüssiger Verbindung.  



  Das Betätigungsende des Regulier- und Ventil  verschlussgliedes oder ein mit diesem zusammenwir  kendes Organ trägt eine Führungsrolle 6, die an  der Steuerschiene oder -kurve 4 während der Steuer  bewegung entlangläuft. Das Glied 1 steht unter der  Wirkung einer Feder 7', die zur Herstellung der  kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Steuer  schiene oder -kurve und seiner Führungsrolle 6 dient.  



       Das        Verschlussglied    wird von einem Betätigungs  hebel 8 betätigt, der bei 9 um eine Achse     ver-          schwenkbar    ist, die rechtwinklig zu der mit dem  Pfeil 10 angedeuteten Richtung der     Verstellbewegung     des Regulier- und     Verschlussgliedes    verläuft. Dieser  Doppelhebel trägt an seinem einen Ende die mit  der Steuerschiene oder -kurve zusammenwirkende  Rolle 6, ausserdem steht er mit dem Betätigungsende  des Regulier- und     Verschlussgliedes    in beweglicher  Verbindung.

   Der wirksame Abschnitt des Gliedes 1  verjüngt sich, wie bei 11 zu sehen ist, in Richtung  auf den Betätigungshebel 8 zu etwa konisch und  wirkt mit einem ringförmigen Sitz 12 in der zylin  drischen     Führungsbohrung    2 für das Regulier- und       Verschlussglied    zusammen. Die Führung 2 verläuft  hierbei etwa senkrecht, der wirksame Abschnitt oder  Bereich Il des Regulier- und     Verschlussgliedes    liegt  an dessen dem Betätigungshebel abgewandten Ende  und an der dem Betätigungshebel abgekehrten Seite  des Ventilsitzes 2.  



  Bei den Ausführungsbeispielen nach     Fig.    1 bis 3  und     Fig.    5 ist der Betätigungshebel dem     Regulier-          und        Verschlussglied    gegenüber so angeordnet,     d@ass     die Lagerstelle 9 der Hebels etwa in der     Mitte    zwi-    scheu seinen beiden Enden liegt und an einem Ende  des Hebels die die Verbindung zur Steuerschiene,  -kurve oder dergleichen herstellende Führungsrolle 6  vorgesehen ist, während das andere Ende des Hebels  mit dem Regulier- und     Verschlussglied    1 zusammen  wirkt.

   Hierbei steht das     Verschlussglied    unter der  Wirkung einer Zugfeder 7, die an seinem dem Betäti  gungshebel abgewandten Ende angreift.  



  Die Anordnung kann jedoch auch wie bei dem  Ausführungsbeispiel nach     Fig.    4 so getroffen sein,  dass sich an einem Ende des Betätigungshebels 8'  die die Verbindung mit der Steuerschiene, -kurve  oder dergleichen 4' herstellende Führungsrolle 6'  und am anderen Ende desselben die Lagerstelle 9'  des Hebels befindet, während die Verbindungsstelle  zum Regulier- und     Verschlussglied    1' sich zwischen  diesen beiden Punkten befindet. In diesem Falle  steht das Glied 1' unter der Wirkung einer Druck  feder 7", die an seinem dem Betätigungshebel ab  gewandten Ende angreift.  



  Wie aus den     Fig.    3, 4 und 5 hervorgeht, kann  man das Regulier- und     Verschlussglied    1 bzw. 1' bzw.  1" und seine Führung 2 bzw. 2' bzw. 2" in einem       Ventilblock    15 bzw. 15' bzw. 15" mit geeigneten  Anschlüssen 13, 14 bzw. 13', 14' bzw. 13", 14"  für die das Druckmedium führenden Leitungen un  terbringen, während an einem mit dem Ventilblock  baukastenmässig     zusammensetzbaren    Aufsatz 16 bzw.  16' bzw. 16" der Betätigungshebel 8 bzw. 8' bzw. 8"  für das Regulier- und     Verschlussglied    und die mit  diesem Hebel zusammenwirkende Führungsrolle 6  bzw. 6' bzw. 6" sitzen.

   Der Ventilblock kann hierbei  die Gestalt eines Prismas mit rechteckigem Quer  schnitt haben und der Aufsatz die Form     eines    L  besitzen, das mit den Innenseiten seiner beiden zu  einander rechtwinkligen Schenkel auf zwei zueinan  der rechtwinkligen Flächen aufliegt.  



  Bei den Ausführungsbeispielen nach     Fig.    3 und 4  ist der Aufsatz auf dem Ventilblock so aufgesetzt,  dass seine beiden Schenkel 17, 18 bzw. 17', 18' je  weils parallel zu Schmalseiten des Ventilblocks ver  laufen. Beim Ausführungsbeispiel nach     Fig.    5 ist  der Aufsatz auf dem Ventilblock so aufgesetzt, dass  einer seiner Schenkel 17", 18" quer zu einer der  Schmalseiten und der andere Schenkel parallel  zu einer der Breitseiten des Ventilblockes verläuft.  Diese letzte Ausführungsform kann z. B, dann ge  wählt werden, wenn bei bestimmten Einbaumöglich  keiten die Platzverhältnisse eine Betätigung des Ven  tils von der Seite aus erforderlich machen.

   Man  kann somit bei Anwendung der erfindungsgemässen  Konstruktion den ganzen Aufsatz umsetzen, wenn  man dadurch den Einbau und die Lage der Zulei  tungen günstiger gestalten kann.  



  Der Betätigungshebel ist, wie z. B. aus den     Fig.    3,  4 und 5 hervorgeht,     verschwenkbar    in einer Nut 19  bzw. 19' bzw. 19" des Aufsatzes in Längsrichtung  eines Schenkels desselben untergebracht. Er kann  hierbei in der ihn aufnehmenden Nut mit dem die  Führungsrolle tragenden Ende wahlweise nach einem      von beiden Enden des Schenkels weisend (s.     Fig.    3  im Vergleich zu     Fig.    4) einsetzbar sein.

   Im ersteren  Falle     (Fig.    3) befindet sich die Lagerstelle des He  bels zwischen der Verbindungsstelle zum     Regulier-          und        Verschlussglied    und der mit der Steuerkurve  oder Steuerschiene zusammenwirkenden Führungs  rolle. Im zweiten Falle     (Fig.    4) befindet sich hingegen  die Verbindungsstelle zwischen dem Regulier- und       Verschlussglied    und dem Betätigungshebel zwischen  der Lagerstelle des Hebels und der Führungsrolle.  Im ersteren Falle     (Fig.    3) wird beim Senken der  Führungsrolle in Richtung des Pfeiles 20 das Ven  til unter der Wirkung der Druckfeder 7' geschlossen.

    Im zweiten Falle     (Fig.    4) wird beim Senken des Be  tätigungshebels das Ventil geöffnet.  



  Der Ventilblock und der Aufsatz sind mit Hilfe  von vier zueinander parallelen Schrauben 21 ver  bunden, die sich jeweils in den Ecken eines Quadrates  befinden. Die     Verstellbarkeit    des Steuerblockes ge  genüber dem Ventilblock ist auf diese symmetrische  Anordnung der Verbindungsmittel zwischen Ventil  block und Aufsatz zurückzuführen.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    6 sind der  Ventilblock 23 und der Aufsatz 24 herstellungs  mässig zu einer Einheit zusammengefasst. Sie sind  hierbei stoffschlüssig verbunden und bestehen aus  einem Stück. Bei dieser Ausführungsform ist die  Herstellung in besonderer Weise vereinfacht worden.  Auch hier kann der Betätigungshebel wie oben wahl  weise nach einer von beiden Richtungen weisend  eingesetzt werden.  



  Die Länge des Hubes des Regulier- und     Ver-          schlussgliedes    kann mit Hilfe von verstellbaren An  schlägen eingestellt werden. Zur Begrenzung des  Hubes des Betätigungshebels und des Regulier- und       Verschlussgliedes    und damit der Endgeschwindigkeit  ist eine Mikroschraube 22 vorgesehen, die durch  Ein- und Ausschrauben gegenüber dem Betätigungs  hebel verstellt werden kann. Diese     ,Mikroschraube     ist gegenüber dem die Führungsrollen tragenden Ende  des Betätigungshebels an der der Rolle entgegenge  setzten Seite dieses Hebels am Aufsatz angeordnet  und verläuft hierbei etwa quer zur Betätigungsrich  tung des Hebels.

   Die Anordnung ist so getroffen,  dass das wirksame Ende der Mikroschraube durch  Ein- und Ausschrauben auf den Hebel zu und von  diesem weg bewegt werden kann. Die     Mikroschraube     stellt hierbei einen Begrenzungsanschlag dar, mit  dessen Hilfe der maximale Ausschlag des Betäti  gungshebels und somit des Regulier- und     Verschluss-          gliedes    des Ventils bestimmt werden kann und der  insbesondere auch beim Justieren des Drosselventils  vor Beginn der eigentlichen Arbeitsoperationen von  Bedeutung ist.

   Wenn man bei der vorbereitenden  Einstellung des Ventils genau festlegen will, mit wel  cher Kraft der wirksame Bereich des Regulier- und       Verschlussgliedes    in der Schliessstellung an den Ven  tilsitz     angepresst    werden muss und wie weit der Be  tätigungshebel an seinem dem Regulier- und     Ver-          schlussglied    abgewandten Ende, das die Führungs-    rolle trägt, durch die Steuerschiene oder -kurve nach  unten geschwenkt werden kann, führt man zunächst  zweckmässig die Einstelloperation unter genauer       Überprüfung    der Ventillage von Hand aus, wobei  man die tiefste Stellung des die Führungsrolle tragen  den Endes des Betätigungshebels mit Hilfe der Mikro  schraube 22 bestimmen kann.

   Es ist sodann leicht, die  Steuerschiene oder -kurve in ihrer Führung so ein  zustellen, dass die Bewegung des Betätigungshebels  nur in dem gewünschten Ausmasse vor sich geht.  Bei Verwendung der Mikroschraube 22 wird eine  mechanische Überlastung des Ventilsitzes vermieden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Drosselventil zum Steuern der Geschwindigkeit des hin und her gehenden Kolbens in pneumatischen Arbeitszylindern, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) durch eine vom Arbeitskolben bewegte Nockenschiene (4) gesteuert wird, deren Kontur dem zu erzielenden Geschwindigkeitsverlauf in Abhängig keit vom Kolbenhub entspricht und die im Verlaufe der Bewegung des Kolbens eine stufenlose Verstell bewegung des Ventilstössels zwischen der Offenstel- lung und der Schliessstellung erzeugt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Drosselventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Regulier- und Verschluss- glied (1) des Ventils sich in Richtung auf den Stössel zu (bei 11) etwa konisch verjüngt und einem in seiner zylindrischen Führungsbohrung (2) vorgesehe nen ringförmigen Sitz (12) zugeordnet ist. 2.

   Drosselventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Nockenschiene (4) und den Stössel (1) des Ventils ein etwa in :der Mitte zwischen seinen Enden (bei 9) gelagerter, als zwei armiger Hebel ausgebildeter Betätigungshebel (8) ge schaltet ist, der mit seinem einen Ende an der Nockenschiene gleitet und dessen anderes Ende mit dem Ventilstössel zusammenwirkt. 3.

   Drosselventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Nockenschiene (4') und den Stössel des Ventils ein als einarmiger Hebel ausgebildeter Betätigungshebel (8') geschaltet ist, der mit seinem einen Ende an der Nocken schiene gleitet, an seinem anderen Ende (bei 9') gelagert ist und mit seiner zwischen dem Lager und dem Betätigungsende befindlichen Partie auf dem Stössel aufliegt. 4.

   Drosselventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Begrenzen des maximalen Öffnungshubes des Stössels (1) ein einstellbarer An schlag (22) in Form einer sogenannten Mikro schraube vorgesehen ist, der am Ventilgehäuse gegen über dem mit der Nockenschiene (4) zusammenwir kenden Ende des Betätigungshebels (8) an dessen der Nockenschiene abgewandten Seite und quer zum Betätigungshebel verlaufend auf diesen zu und von ihm weg ein- und ausschraubbar angeordnet ist.