CH415306A - Servo-controlled valve system for the control of working cylinders - Google Patents

Servo-controlled valve system for the control of working cylinders

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CH415306A
CH415306A CH1488164A CH1488164A CH415306A CH 415306 A CH415306 A CH 415306A CH 1488164 A CH1488164 A CH 1488164A CH 1488164 A CH1488164 A CH 1488164A CH 415306 A CH415306 A CH 415306A
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Leutenegger Bernhard
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Description

  

  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>

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Servogesteuertes Ventilsystem für die Steuerung von Arbeitszylindern, wobei vier Ventile und zwei Pilotventile vorgesehen sind, von denen je zwei zu sammenwirkende Belüftungs- bzw. Entlüftungsventile zusammen über je ein Pilotventil steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen (5', 6') der Entlüftungsventile (C und D) PATENT CLAIM Servo-controlled valve system for the control of working cylinders, with four valves and two pilot valves being provided, of which two interacting ventilation or exhaust valves can be controlled together via one pilot valve each, characterized in that the outlet openings (5 ', 6') the vent valves (C and D) einen kleineren Durchflussquerschnitt aufweisen als die Ein- lassöffnungen (5, 6) der Belüftungsventile <I>(A</I> und<I>B),</I> so dass beim Betätigen der Entlüftungsventile die auf der Auslassseite des Arbeitskolbens (K) befind liche Luft nur langsam ientweichen kann, wodurch eine schlagartige und präzise Kontrolle des Hubes des Arbeitskolbens in jeder Stellung ermöglicht ist. UNTERANSPRÜCHE 1. have a smaller flow cross-section than the inlet openings (5, 6) of the ventilation valves <I> (A </I> and <I> B), </I> so that when the ventilation valves are actuated, the on the outlet side of the working piston (K ) located air can only escape slowly, which enables a sudden and precise control of the stroke of the working piston in every position. SUBCLAIMS 1. Ventilsystem nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die im Arbeitszylinder (G) wir kende Druckluft durch die Kolbenstellung in den Ventilen<I>(A</I> und<I>D</I> bzw.<I>B</I> und C) gegen Druckverlust zweifach gesichert ist, so dass bei Ausfall des Netz druckes der Kolben im Arbeitszylinder (G) verriegelt bleibt. 2. Ventilsystem nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ventilkolben (4,<I>4a, 4b, 4c)</I> im Ventilsystem durch den Systemdruck in den Ven tilen automatisch die Ruhestellung einnehmen. 3. Ventilsystem nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine bestimmbare Drosse lung im Entlüftungsventil (C bzw. Valve system according to claim, characterized in that the compressed air acting in the working cylinder (G) is caused by the piston position in the valves <I> (A </I> and <I> D </I> or <I> B </ I > and C) is secured twice against loss of pressure so that the piston in the working cylinder (G) remains locked if the network pressure fails. 2. Valve system according to claim, characterized in that the valve pistons (4, <I> 4a, 4b, 4c) </I> in the valve system automatically assume the rest position due to the system pressure in the Ven valves. 3. Valve system according to claim, characterized in that a determinable Drosse development in the vent valve (C or D) die Hubge schwindigkeit des Arbeitskolbens (K) im Arbeitszy linder (G) genau regulierbar ist. D) the stroke speed of the working piston (K) in the working cylinder (G) can be precisely regulated.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1344949A2 (en) * 2002-03-12 2003-09-17 WABCO GmbH &amp; Co. OHG Valve arrangement for a positioning cylinder

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EP1344949A3 (en) * 2002-03-12 2004-05-26 WABCO GmbH &amp; Co. OHG Valve arrangement for a positioning cylinder
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