Servogesteuertes Ventilsystem für die Steuerung von Arbeitszylindern Durch die vorliegende Erfindung soll ermöglicht werden, bei der Steuerung von Arbeitszylindern mit tels Druckluft die gleiche Wirkung zu erzielen wie mit flüssigen, unkompressiblen Druckmedien, und zwar sowohl hinsichtlich der Bewegung des Arbeits kolbens in beiden Richtungen, wie auch der Blockie rung desselben in jeder beliebigen Stellung, wobei ein Nachlaufen des Kolbens nach dem Abschalten des Ventilsystems vermieden werden soll.
Nach der Erfindung wird dies bei einem servo- gesteuerten Ventilsystem für die Steuerung von Ar beitszylindern, bei welchem vier Ventile und zwei Pilotventile vorgesehen sind, von denen je zwei zu sammenwirkende Belüftungs- bzw.
Entlüftungsven tile zusammen über je ein Pilotventil gesteuert wer den, dadurch erreicht, dass die Auslassöffnungen der Entlüftungsventile einen kleineren Durchflussquer- schnitt aufweisen als die Einlassöffnungen der Be lüftungsventile, so dass beim Betätigen der Entlüf tungsventile die auf der Auslassseite des Arbeitskol bens befindliche Luft nur langsam entweichen kann, wodurch eine schlagartige und präzise Kontrolle des Hubes des Arbeitskolbens in jeder Stellung ermög licht ist.
Diese Ausbildung des Ventilsystems ermöglicht ein schlagartiges und auf 0,1 mm genaues Blockieren des Arbeitskolbens in jeder beliebigen Stellung. Vor- teilhaft ist bei Ausfall des Netzdruckes die Verrie gelung im Ventilsystem zweifach gesichert, was ver hindert, dass z. B. eine am Arbeitskolben hängende Last herunterfällt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Aus führungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ventil systems mit dem Arbeitszylinder in der Ruhestellung, Fig. 2 die Arbeitsstellung des Ventilsystems beim Öffnen des ersten Pilotventils und Fig. 3 die Arbeitsstellung des Ventilsystems beim Öffnen des zweiten Pilotventils.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Ventile<I>A, B, C, D</I> in einem Gehäuse 14 unter gebracht. Die Ventilbohrungen 15 sind in an sich bekannter Weise durch Einsatzzylinder 16 auf zwei verschiedene Querschnittsstufen abgesetzt, in welchen Zylinder die Kolben 4,<I>4a, 4b,</I> 4c mit entsprechend abgestuften Kolbenquerschnitten wirksam sind. Die miteinander in Schalterverbindung stehenden Ventile A und C werden über das Pilotventil E, und die mit einander in Schalterverbindung stehenden Ventile B und D über das Pilotventil F gesteuert.
Die Fig. 1 zeigt das Ventilsystem in der Ruhe stellung. In dieser Schaltstellung der Pilotventile ist der Arbeitskolben im Zylinder G blockiert. Die Druckluft wird von der Netzanschlussstelle 1 durch die Bohrungen 2,<I>2a, 2b,</I> 2c, den miteinander kom munizierenden Ventilräumen 3, 3a, 3b, 3c, und durch die Kanäle 11 und 11' den Pilotventilen E und F zugeführt. Die in die Zylinderräume 3, 3a, <I>3b, 3c</I> einströmende Druckluft schiebt die Kolben <I>4, 4a, 4b,</I> 4c an jeden oberen Anschlag der Ventil bohrungen 15 des Gehäuses 14, womit die Ruhe stellung des Ventilsystems erreicht ist.
In dieser Stel lung sind die Auslassbohrungen 5, 5' der Ventile A und D mit der Anschlussstelle 7 des Arbeitszylinders G, und die Auslassbohrungen 6, 6' der Ventile B und C mit der Anschlussstelle 8 des Arbeitszylinders G verbunden.
Wird nun gemäss Fig. 2 das Pilotventil E ein geschaltet bzw. geöffnet, so strömt Druckluft durch die Kanäle 12 auf die oberen, grösseren Kolben flächen der Ventile<I>A</I> und C, wobei die Kolben<I>4a</I> und 4c in Schaltstellung gebracht werden und die Bohrungen <I>2a</I> und 5 des Ventils<I>A</I> einerseits sowie die Bohrungen 6' und 9 des Ventils C anderseits miteinander kommunizieren. Das Druckmittel strömt nun beim Ventil A von der Netzanschlussstelle 1 durch die Bohrung 2a über die Bohrung 5 nach der Zylinderanschlussstelle 7.
Der Arbeitskolben wird da bei in der Zeichnung nach rechts verschoben, wobei die auf der rechten Seite des Arbeitskolbens befind liche Luft gegen die Anschlussstelle 8 gestaut wird und nur langsam über das Ventil C durch die im Quer schnitt verengte Bohrung 6' und über die Auslass bohrung 9 in die Atmosphäre entweicht.
Da mehr und rascher Druckluft vom Ventil A nach der Zylin- deranschlussstelle 7 strömt, als über das Ventil C entweichen kann, entsteht beim Anschluss 8 ein dosierter Staudruck, der auf die Gegenseite des Ar beitskolbens wirkt, wodurch eine sehr präzise Kon trolle der Bewegung im Zylinder G ermöglicht wird.
Werden nun die Ventile A und C über das Pilot ventil E entlüftet, so werden die Kolben 4a und 4c durch den in den Ventilräumen 3a und 3c herr schenden Druck bis zum oberen Anschlag der Ventil bohrungen 15 gehoben, und dabei beim Ventil A die Verbindung von 2a zu 5 unterbrochen, wobei der über den Anschluss 7 auf den Arbeitskolben wirkende Druck im Zylinder G erhalten bleibt. Dieser Druck wird über die Ventile<I>A</I> und<I>D</I> zweifach gegen Druck verlust abgesichert, und zwar im Ventil A durch den luftdichten Raum 10 sowie durch den Doppelkolben im Ventil D, welcher die Ausströmöffnungen 5' verschlossen hält.
Werden nun gemäss Fig. 3 über das Pilotventil F die Ventile <I>B</I> und<I>D</I> eingeschaltet, so erfolgt gemäss den eingezeichneten Pfeilen die Druckmittelsteuerung und die Bewegung des Arbeitskolbens in entgegen gesetzter Richtung. Auch beim Ventil D sind die Auslassöffnungen 5' wieder nur etwa halb so gross wie die Einlassöffnungen <I>2b</I> des Ventils. <I>B.</I>
Servo-controlled valve system for the control of working cylinders The present invention is intended to make it possible to achieve the same effect in the control of working cylinders with means of compressed air as with liquid, uncompressible pressure media, both with regard to the movement of the working piston in both directions, as well the blocking of the same in any position, whereby an after-running of the piston after switching off the valve system should be avoided.
According to the invention, this is done in a servo-controlled valve system for the control of working cylinders, in which four valves and two pilot valves are provided, of which two cooperating ventilation or
Vent valves are controlled together via a pilot valve each, achieved in that the outlet openings of the vent valves have a smaller flow cross-section than the inlet openings of the vent valves, so that when the vent valves are actuated, the air on the outlet side of the working piston is slow can escape, whereby a sudden and precise control of the stroke of the working piston in every position is light.
This design of the valve system enables the working piston to be blocked suddenly and with an accuracy of 0.1 mm in any position. Advantageously, the Verrie gelung in the valve system is secured twice in the event of a failure of the network pressure, which prevents ver that z. B. drops a load hanging on the working piston.
The drawing shows an example of an embodiment of the subject matter of the invention, namely: Fig. 1 shows a schematic representation of the valve system with the working cylinder in the rest position, Fig. 2 shows the working position of the valve system when the first pilot valve is opened and Fig. 3 shows the working position of the valve system when the second pilot valve opens.
In the illustrated embodiment, four valves A, B, C, D are placed in a housing 14. The valve bores 15 are set off in a manner known per se by insert cylinders 16 to two different cross-sectional stages, in which cylinders the pistons 4, 4a, 4b, 4c with correspondingly graduated piston cross-sections are effective. The valves A and C which are connected to one another by switches are controlled via the pilot valve E, and the valves B and D which are connected to one another by switches are controlled via the pilot valve F.
Fig. 1 shows the valve system in the rest position. In this switching position of the pilot valves, the working piston in cylinder G is blocked. The compressed air is supplied from the network connection point 1 through the bores 2, <I> 2a, 2b, </I> 2c, the valve chambers 3, 3a, 3b, 3c, which communicate with one another, and through the channels 11 and 11 'to the pilot valves E and F supplied. The compressed air flowing into the cylinder chambers 3, 3a, <I> 3b, 3c </I> pushes the pistons <I> 4, 4a, 4b, </I> 4c against each upper stop of the valve bores 15 of the housing 14, whereby the rest position of the valve system has been reached.
In this position the outlet bores 5, 5 'of the valves A and D are connected to the connection point 7 of the working cylinder G, and the outlet bores 6, 6' of the valves B and C are connected to the connection point 8 of the working cylinder G.
If the pilot valve E is now switched on or opened according to FIG. 2, compressed air flows through the channels 12 onto the upper, larger piston surfaces of the valves <I> A </I> and C, the pistons <I> 4a < / I> and 4c are brought into the switching position and the bores <I> 2a </I> and 5 of the valve <I> A </I> on the one hand and the bores 6 'and 9 of the valve C on the other hand communicate with one another. The pressure medium now flows at valve A from the network connection point 1 through the bore 2a via the bore 5 to the cylinder connection point 7.
The working piston is moved to the right in the drawing, with the air located on the right side of the working piston being dammed up against the connection point 8 and only slowly via valve C through the narrowed bore 6 'and via the outlet bore 9 escapes into the atmosphere.
Since more and faster compressed air flows from valve A to cylinder connection point 7 than can escape via valve C, a metered back pressure arises at connection 8, which acts on the opposite side of the working piston, which enables very precise control of the movement in the cylinder Cylinder G is enabled.
If the valves A and C are now vented via the pilot valve E, the pistons 4a and 4c are lifted by the pressure prevailing in the valve chambers 3a and 3c up to the upper limit of the valve bores 15, and the connection of valve A thereby 2a to 5 interrupted, the pressure in cylinder G acting on the working piston via connection 7 being maintained. This pressure is safeguarded twice against pressure loss via the valves <I> A </I> and <I> D </I>, namely in valve A through the airtight space 10 and by the double piston in valve D, which the outflow openings 5 'keeps locked.
If the valves <I> B </I> and <I> D </I> are now switched on via the pilot valve F according to FIG. 3, the pressure medium control and the movement of the working piston in the opposite direction take place according to the arrows shown. In valve D, too, the outlet openings 5 'are again only about half as large as the inlet openings <I> 2b </I> of the valve. <I> B. </I>