CH667706A5 - Magnetventileinheit. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Magnetventileinheit zur Steuerung der Druclcmittelver- und -entsorgung eines Druckluftverbrauchers gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Magnetventileinheit mit den oben angeführten Merkmalen ist bereits aus der Deutschen Patentschrift 3 147 030 bekannt geworden. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung einer solchen Magnetventileinheit in Form eines 3/2-Magnetventils. Sie folgt der Erkenntnis, dass man den Elektromagneten eines Magnetventils in wünschenswerter Weise verkleinern kann, wenn man den von ihm bewegten Ventilkörper in erster Linie nur für die Steuerung des unter hohem Druck stehenden Luftstroms auslegt. Für diesen Luftstrom wird nämlich nur ein geringer Durchströmungsquerschnitt benötigt, so dass auch die Überwindung der auf den Ventilkörper einwirkenden Druckbeaufschlagungskräfte durch einen verhältnismässig kleinen Elektromagneten bewerkstelligt werden kann. Das Abführen der grossen Mengen entspannter Luft bei der Entlastung des Druckluftverbrauchers erfolgt dagegen über einen zweiten Ventilkörper, durch welchen eine grossdimen-sionierte zusätzliche Druckentlastungsöffnung freigegeben werden kann. Arbeitet beispielsweise der Druckluftverbraucher mit einem Speisedruck von etwa 6 bar (6 atm) und einem Entlastungsdruck von etwa 1 bar (1 atm), so muss der Durchströmungsquerschnitt für die entspannte Abluft etwa 5-6mal grösser sein als der Durchströmungsquerschnitt für die unter hohem Druck zugeführte Luft. Wollte man die Druckentlastungsöffnung mit einer Magnetventileinheit öffnen oder schliessen, so wären entsprechend grössere Ventilteile, d.h. höhere zu bewegende Massen erforderlich. Auch wäre die Leistungsaufnahme einer solchen Magnetventileinheit vergleichsweise hoch. Wird dagegen gemäss der vorliegenden Erfindung in dem Ventilkörper eine zusätzliche, mit einem druckbetätigten zweiten Ventilkörper zu öffnende und schliessende Druckentlastungsöffnung mit einem grossen Durchströmquerschnitt vorgesehen, so kann die Magnetventileinheit ausschliesslich für die Steuerung des unter hohem Druck stehenden Luftstroms ausgelegt werden. Man kommt somit mit entsprechend kleineren, billigeren und einfacher anzusteuernden Elektromagneten aus.

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3 667706

Diesem Grundprinzip der Erfindung entsprechend, Durch diese Bauweise ist es einerseits erforderlich, dem Ven-besteht die Magnetventileinheit gemäss der vorliegenden tilgehäuse eine sehr langgestreckte Form zu geben, da es in Anmeldung aus einem 3/2-Magnetventil mit einem Ventilge- Axialrichtung hintereinander die Drucköffnung, die Gehäu-häuse, welches eine Drucköffnung, eine mit dem Ver- sebohrung und die Arbeitsöffnung aufnehmen muss. Eine braucher zu verbindende Arbeitsöffnung sowie eine erste s solche Form ist wegen ihres grossen Platzbedarfs nicht Entlastungsöffnung aufweist. Vermittels der Magnetventil- optimal. Andererseits hat es sich auch als nachteilig einheit kann der Verbraucher mit Druckluft aus der Druck- erwiesen, drei Seiten des Ventilgehäuses der Magnetventilluftquelle beaufschlagt werden, wozu in einer ersten Schalt- einheit durch Öffnungen zu belegen, wodurch die Montagestellung der Magnetventileinheit die Arbeitsöffnung mit der möglichkeiten der Magnetventileinheit eingeschränkt Drucköffnung in Verbindung gebracht wird. Das Durch- 10 werden, wobei die vorgenannte Anordnung auch dann schalten der Drucköffnung an die Arbeitsöffnung erfolgt ungünstig ist, wenn eine baukastenartige Erweiterung der dabei durch die Bewegung eines Ventilkörpers, der im Innern Magnetventileinheit in Betracht gezogen wird, des Ventilgehäuses angeordnet ist und mit dem Anker eines Aufgabe der Weiterentwicklung gemäss der vorliegenden Elektromagneten in Wirkverbindung steht. Der Ventilkörper Erfindung ist es, eine Magnetventileinheit der genannten Art ist vorzugsweise in einer Ruhelage vorgespannt. Wird der is zu schaffen, die ein kompakteres, an weniger Seiten mit Öff-Elektromagnet durch einen geeigneten Stromstoss aktiviert, nungen belegtes Ventilgehäuse aufweist und sich deshalb in so wird der Ventilkörper aus der Ruhelage in einer Arbeits- vorteilhafter Weise zu grösseren, engbestückten Ventilstellung bewegt. In der ersten Schaltstellung des Ventilkör- bänken zusammensetzen lässt. Des weiteren soll sich das pers wird dabei eine Verbindung zwischen der Drucköffnung Magnetventil auf einfache Weise mit dazu passenden und der Arbeitsöffnung des Ventilgehäuses hergestellt. Hier- 20 anderen pneumatischen Elementen zu einer Vielzahl von durch wird der Druckluftverbraucher mit Druckluft beauf- Ventilformen kombinieren lassen.

schlagt. Soll dieser Betriebszustand beendet werden, so wird Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden durch entsprechende Ansteuerung des Elektromagneten der Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen

Ventilkörper in eine wahlweise einzustellende, zweite Schalt- sind in den abhängigen Ansprüche 2 bis 9 gekennzeichnet.

Stellung bewegt. Diese dient dazu, den zwischen der Druck- 2s Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen

öff nung und Arbeitsöffnung bestehenden Durchgang zu dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es sperren. Ist dies erreicht, also die Druckquelle von dem zeigen :

Druckmittelverbraucher getrennt, muss eine rasche Entlüftung der Magnetventileinheit einerseits und des Druckluft- Fig. 1 eine Draufsicht auf ein teilweise aufgebrochenes Verbrauchers andererseits erfolgen. Die zu entlüftende Ven- 30 Ventilgehäuse einer ersten Ausführungsform der Magnet-tilkammer der Magnetventileinheit, in der der Ventilkörper ventileinheit gemäss der Erfindung;

angeordnet ist, hat dabei ein vergleichsweise kleines Fig. 2 eine Seitenansicht des Ventilgehäuses mit Schnitt

Volumen. Sie kann durch eine Entlastungsöffnung mit nur entlang der Linie II-II von Fig. 1, wobei zusätzlich der geringem Durchströmquerschnitt entlüftet werden, die in an magnetisch betätigte Ventilkörper eingezeichnet ist ;

sich bekannter Weise von dem magnetisch betätigten Ventil- 35 Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Ventilgehäuse einer zweiten körper selbst geöffnet und geschlossen wird. Der Querschnitt Ausführungsform der Magnetventileinheit gemäss der Erfinder Entlastungsöffnung kann dabei so klein sein, dass ihr dung ;

Vorhandensein für die Dimensionierung der Magnetventilein- Fig. 4 eine Seitenansicht des Ventilgehäuses mit Schnitt heit und insbesondere des Elektromagneten eine gänzlich entlang der Linie IV-IV von Fig. 3 ;

untergeordnete Rolle spielt. Dagegen müssen bei der Entlüf- 40 Fig. 5 ein Anwendungsbeispiel der Erfindung.

tung des Druckluftverbrauchers in der Regel grosse, bei einem niedrigen Entlastungsdruck abströmende Druckluft- Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1, weist die erste Ausfüh-

mengen bewältigt werden. Dies geschieht erf indungsgemäss rungsform der erfindungsgemässen Magnetventileinheit ein durch eine einen grossen Durchströmquerschnitt aufwei- quaderförmiges Ventilgehäuse auf, das insgesamt mit 10

sende zusätzliche Druckentlastungsöffnung, die von einem 45 bezeichnet ist. Das Ventilgehäuse ist an seiner Oberseite 16

zweiten Ventilkörper gesteuert mit der Arbeitsöffnung in mit einer in konzentrischen Stufen verlaufenden Ausneh-

Verbindung gebracht wird. Dieser zweite Ventilkörper wird mung versehen, die eine Ventilkammer 12 für einen magne-

nun nicht magnetisch, sondern durch den stromab des ersten tisch betätigten Ventilkörper 14 bildet. Fig. 1 zeigt nur die

Ventilkörpers herrschenden Druck betätigt. Er kann deshalb den Ventilkörper 14 aufnehmende Ventilkammer 12 ;

bei der Dimensionierung des Elektromagneten der Magnet- 50 dagegen ist der Ventilkörper 14 in Fig. 2 geschnitten darge-ventileinheit ausser Betracht bleiben. Im Ergebnis wird so stellt. Der Ventilkörper 14 wird vermittels einer Magnetan-eine sichere Entlüftung grosser Druckluftverbraucher mit Ordnung (nicht dargestellt) bewegt, die oberhalb der Ausneh-sehr kleinen, in der Leistungsaufnahme günstigen Magnet- mung 12 auf der Oberseite 16 des Ventilgehäuses 10 festgelegt ventileinheiten erreicht, die sich auch elektronisch gut werden kann. Die Magnetanordnung kann aus einem voransteuern lassen. ss zugsweise ringförmigen Elektromagneten bestehen, in

In der obengenannten DE-PS ist bereits eine Magnetventil- dessen Ringspalt ein durch magnetische Einwirkung ver-einheit in Form eines 3/2-Ventils beschrieben, das nach dem schiebbarer Anker läuft. Mit diesem Anker ist der Ventilgenannten Prinzip arbeitet und alle funktionswesentlichen körper 14 verbunden. Der Ventilkörper 14 wird so in Rich-Teile in einem Ventilgehäuse integriert enthält. Hierbei tung des Doppelpfeiles 18 bewegt, wobei er in der darge-wurde eine im wesentlichen koaxiale Anordnung gewählt, 60 stellten Position von einem Dichtsitz an dem inneren Ende bei der die Drucköffnung und die Arbeitsöffnung an die ein- der Ventilkammer 12 abgehoben ist. Der Dichtsitz wird ander gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses durch eine ebene Platte 20 vermittelt, die einen Teil des angeordnet sind, während die zusätzliche Druckentlastungs- Bodens der Ventilkammer 12 bildet. Der Ventilkörper 14 Öffnung an einer dritten, rechtwinklig zu den anderen Seiten wird durch Aktivierung der Magnetanordnung dichtend auf verlaufenden Fläche des Ventilgehäuses mündet. Die Druck- 6s die Platte 20 abgesenkt bzw. unter Öffnung eines Durchlasses entlastungsöffnung geht dabei von einer axial zwischen der in der Magnetventileinheit von der Platte 20 abgehoben. Drucköffnung und der Arbeitsöffnung angeordneten Gehäu- Die Platte 20 ist mittig unter Bildung eines Kanals 22 ange-sebohrung aus, in der der zweite Ventilkörper gehaltert ist. bohrt, der koaxial zu der Ventilkammer 12 verläuft, und

667 706

4

diese mit einer quer dazu angeordneten Bohrung 24 in dem Ventilgehäuse 10 verbindet. Die Bohrung 24 erweitert sich stufenförmig zu einer Drucköffnung 26, die an einer Seitenwand 28 des Ventilgehäuses 10 mündet. Vermittels dieser Drucköffnung 26 lässt sich die erfindungsgemässe Magnetventileinheit mit einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) verbinden.

Befindet sich der Ventilkörper 14 in der in Fig. 2 dargestellten, von der Platte 20 abgehobenen Position, so kann Druckluft aus der Druckluftquelle durch die Bohrung 24 und den Kanal 22 in die Ventilkammer 12 einströmen. Wird dagegen der Ventilkörper 14 auf die Platte 20 abgesenkt, so ist die Druckluftzufuhr in die Ventilkammer 12 gesperrt. Der in der Ventilkammer 12 herrschende Überdruck kann dann über eine Entlastungsöffnung (nicht dargestellt) entweichen, die von dem Ventilkörper 14 freigegeben wird. Die Entlastungsöffnung, die wegen des nur sehr kleinen zu entlüftenden Volumens der Ventilkammer 12 einen sehr geringen Durchlassquerschnitt aufweisen kann, ist vorzugsweise im Gehäuse der Magnetanordnung vorgesehen.

An der der Drucköffnung 26 gegenüberliegenden Seitenwand 30 des Ventilgehäues 10 sind zwei weitere Gehäusebohrungen 32, 34 ausgenommen. Die Mündung der Gehäusebohrung 32 bildet dabei eine Arbeitsöffnung, vermittels derer die Magnetventileinheit an einen Druckmittelverbraucher angeschlossen wird. Wenn der Ventilkörper 14 von der Platte 20 abgehoben ist, wird eine noch im einzelnen beschriebene Verbindung zwischen der Drucköffnung 26 und der Arbeitsöffnung 36 hergestellt und der Druckluftverbraucher so mit Druckluft versorgt. Wird hingegen der Ventilkörper 14 dichtend auf die Platte 20 abgesenkt, so erfolgt eine Entlüftung des Druckluftverbrauchers über eine zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38, die durch die Mündung der anderen Gehäusebohrung 34 gebildet wird.

Die Gehäusebohrung 34 weist an ihrem inneren Ende 40 eine zu der Ventilkammer 12 führende, von dem Ventilkörper 14 gesteuerte Arbeitsleitung 42 auf. Die Arbeitsleitung 42 mündet am Boden der Ventilkammer 12, so dass diese mit dem inneren Ende der Gehäusebohrung 34 kommuniziert. Am Mantel 44 der Gehäusebohrung 34 mündet ein zu der Gehäusebohrung 32 mit der Arbeitsöffnung 36 führender Querkanal 46. Dieser ist in dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 aus herstellungstechnischen Gründen als Bohrung in dem Ventilgehäuse 10 ausgenommen, deren Mündung durch eine Kugel 47 dichtend verschlossen ist. Ein von der Drucköffnung 26 her durch die Ventilkammer 12 einströmendes Druckmedium wird durch den Querkanal 46 ausschliesslich der Arbeitsöffnung 36 zugeführt. In dieser, einer Offenstellung der Magnetventileinheit entsprechenden Schaltstellung ist die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 durch einen zweiten Ventilkörper in Gestalt eines Ventiltellers 48 verschlossen. Die Anordnung dieses Ventiltellers wird nachstehend unter Bezug auf Fig. 2 näher erläutert.

In der Gehäusebohrung 34 mit der zusätzlichen Druckentlastungsöffnung 38 ist ein konischer Einsatz 50 dichtend festgelegt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei der konische Einsatz 50 in einer Schulter 52 der Gehäusebohrung 34 gehaltert und mittels eines O-Ringes 53 gegen den Mantel 44 der Gehäusebohrung 34 abgedichtet. Der konische Einsatz 50 hat die Grundform eines an den Stirnseiten offenen Hohlkegelstumpfs. Die Stirnseite mit dem grösseren Querschnitt ist in der genannten Dichtstellung der zusätzlichen Druckentlastungsöffnung 38 zugewandt. Die im Durchmesser verjüngte Stirnseite 54 ragt hingegen in die Gehäusebohrung 34 hinein und kommt in einem Abstand zu der Mündung der Arbeitsleitung 42 zu liegen. Die Wand 56 des konischen Einsatzes 50 verläuft dabei im Abstand zu der Mündung des Querkanals 46 am Mantel 44 der Gehäusebohrung 34. Es verbleibt somit ein Ringspalt zwischen der Wand 56 des konischen Einsatzes 50 und dem Mantel 44 der Gehäusebohrung 34, der einen Durchtritt von Druckluft gestattet.

Die im Durchmesser verjüngte Stirnseite 54 des konischen Einsatzes 50 bildet einen Dichtsitz für den Ventilteller 48, der zwischen der Stirnseite 54 und dem axialen Ende 40 der Gehäusebohrung 34 beweglich angeordnet ist. Der Ventilteller 48 kann dabei zwischen zwei alternativen Dichtstellungen verschoben werden, wobei er in der einen die Stirnseite 54 des konischen Einsatzes 50 und in der anderen die Arbeitsleitung 42 am axialen Ende 40 der Gehäusebohrung 34 dichtend verschliesst. Der Ventilteller 48 wird dabei vermittels einer Ringlippe 58 geführt, die dichtend an dem Mantel 44 der Gehäusebohrung 34 anliegt. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Ventilteller 48 aus einem zylindrischen Grundkörper, dessen ebene Flächen in Dichtkontakt mit dem axialen Ende 40 der Gehäusebohrung 34 und der Stirnseite 54 des konischen Einsatzes 50 gebracht werden können, und einer am Umfang des Grundkörpers angeformten, sich becherförmig radial nach aussen erweiternden Ringlippe 58. Diese setzt vorzugsweise an der dem axialen Ende 40 der Gehäusebohrung 34 zugewandten ebenen Fläche des Grundkörpers an und ragt über die dem konischen Einsatz 50 zugewandte ebene Fläche des Grundkörpers hinaus. Aufgrund dieser Formgebung kann die Ringlippe 58 unter dem Einfluss eines durch die Arbeitsleitung 42 einströmenden Druckmediums von dem Mantel 44 der Gehäusebohrung 34 abgehoben werden. Daraus ergibt sich die folgende Schaltfunktion des Ventiltellers 48 :

Befindet sich der Ventilkörper 14 in der in Fig. 2 dargestellten, von der Platte 20 abgehobenen Position, so strömt ein Druckmedium, insbesondere Druckluft, durch die Arbeitsleitung 42 in die Gehäusebohrung 34 ein. Der Ventilteller 48 wird dabei an seiner der Mündung der Arbeitsleitung 42 zugewandten, eine Angriffsfläche bildenden Seite durch das Druckmedium beaufschlagt und gegen die Stirnseite 54 des konischen Einsatzes 50 verschoben, an der er dichtend zu liegen kommt. Zugleich wird die Ringlippe 58 unter dem Einfluss des Druckmediums von dem Mantel 44 der Gehäusebohrung 34 abgehoben und radial nach innen gepresst. Das Druckmedium kann dadurch an dem Ventilteller 48 und dem konischen Einsatz 50 vorbei in den Querkanal 46 einströmen und die Arbeitsöffnung 36 erreichen. Somit wird in dieser Stellung ein an die Arbeitsöffnung 36 angeschlossener Druckluftverbraucher im Druckmittel versorgt. Wird nun die Magnetventileinheit in ihre Schliessstel-lung versetzt, d.h. der Ventilkörper 14 dichtend auf die Platte 20 abgesenkt, so wird dadurch der Kanal 22 verschlossen und die Ventilkammer 12 sowie die Arbeitsleitung 42 von der an die Drucköffnung 26 angeschlossenen Druckluftquelle getrennt. Zugleich öffnet der Ventilkörper 14 eine nicht dargestellte Entlassungsöffnung, durch die das in der Ventilkammer 12 und Arbeitsleitung 42 enthaltene Druckmedium abströmen kann. Hierdurch ergibt sich gegenüber dem an der Arbeitsöffnung 36 herrschenden Betriebsdruck ein Druckabfall. Die Ringlippe 58 kann sich dadurch spreizen und ihre Dichtstellung an dem Mantel 44 der Gehäusebohrung 34 wieder einnehmen. Sodann wird der Ventilteller 48 durch den Differenzdruck und die einsetzende Rückströ-mung des Druckmediums aus dem Druckluftverbraucher von der Stirnseite 54 des konischen Einsatzes 50 gelöst und in eine Endstellung geschoben, in der er die Arbeitsleitung 42 dichtend verschliesst. Hierdurch öffnet sich ein Strömungsweg durch das Innere des konischen Einsatzes 50 zu der zusätzlichen Druckentlastungsöffnung 38, durch die der Druckluftverbraucher aufgrund des durchweg bestehenden grossen Durchströmquerschnitts schnell von dem Druck5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

mittel entsorgt wird. Die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 kann mit einer Niederdruckleitung verbunden sein, die das abströmende Druckmedium aufnimmt. Sie kann aber auch unmittelbar zur Aussenluft hin münden, wobei die Druckentlastungsöffnung 38 vorteilhafterweise zur Geräuschdämpfung mit einem Dämpfungsfilter 60, z.B.

einer Scheibe aus Sintermetall, verschlossen wird.

Bezugnehmend auf Fig. 1, ist auf die äusserst günstige Raumaufteilung in dem Ventilgehäuse 10 zu verweisen,

durch die eine sehr kompakte Magnetventileinheit geschaffen wird. Wie dort ersichtlich, sind die Gehäusebohrungen 32,34 für die Arbeitsöffnung 36 bzw. die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 annähernd achsparallel angeordnet. Dies wird durch eine Führung des Querkanals 46 annähernd rechtwinklig zu der Gehäusebohrung 34 und die entsprechende Gestaltung des die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 steuernden zweiten Ventilkörpers erreicht. Erfindungsgemäss können so die Arbeitsöffnung 36 und die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 nebeneinander an einer Seitenwand 30 des Ventilgehäuses 10 münden. Weiterhin ist es möglich, die Drucköffnung 26, die Arbeitsöffnung 36 und die zusätzliche Entlastungsöffnung 38 achsparallel in einer Ebene anzuordnen, die vorzugsweise parallel zu der Oberseite 16 des Ventilgehäuses 10 verläuft. Die Drucköffnung 26 befindet sich dabei vorzugsweise mittig an der den übrigen Öffnungen gegenüberliegenden Seitenwand 30.

Diese Anordung, bei der mit einem hohen Grad an Symmetrie nur zwei Seitenwände 28,30 des Ventilgehäuses 10 mit Anschlussöffnungen belegt sind, ist insbesondere von Vorteil, wenn die Magnetventileinheit nach Art eines Baukastensystems mit weiteren pneumatischen Einrichtungen, insbesondere Steuer, und Regeleinrichtungen, kombiniert werden soll. Beispielsweise kann der Drucköffnung 26 eine Montageplatte vorgeordnet sein, die eine zu einer Druckquelle führende Verteilerleitung und mehrere Abzweigungen für eine entsprechende Anzahl von Magnetventileinheiten enthält. Weiterhin kann der Arbeitsöffnung 36 eine Reglerplatte nachgeordnet sein, welche ein einstellbares Druckregelventil trägt. Hierdurch kann die Stärke des von der Magnetventileinheit geschalteten Druckluftstroms gesteuert und an den jeweiligen Druckluftverbraucher angepasst werden. Der zusätzlichen Druckentlastungsöffnung 38 kann eine Geräuschreduzierungsplatte nachgeordnet sein, die weitere Schalldämpfungselemente enthält. Durch die benachbarte Stellung der Arbeitsöffnung 36 und zusätzlichen Druckentlastungsöffnung 38 ist es überdies von Vorteil, die Reglerplatte und Geräuschreduzierungsplatte zu kombinieren und insbesondere einstückig auszuführen. Die genannten Platten werden jeweils unter Zwischenschaltung von Dichtelementen, die die Öffnungen 26,36,38 des Ventilgehäuses 10 umschliessen, andern Ventilgehäuse 10 festgelegt.

Bezugnehmend nunmehr auf Fig. 3 und Fig. 4, ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Übereinstimmende Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen; auch auf die obige Funktionsbeschreibung wird in vollem Umfang Bezug genommen. Nachstehend werden nur Merkmale der zweiten Ausführungsform behandelt, die von denen der ersten Ausführungsform abweichen.

Ein wesentlicher Unterschied besteht zunächst hinsichtlich der Anordnung der Drucköffnung 26, Arbeitsöffnung 36 und zusätzlichen Druckentlastungsöffnung 38 in dem Ventilgehäuse 10. Drucköffnung 26 und Arbeitsöffnung 36 münden beide an der Unterseite 62 des Ventilgehäuses 10, während die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 seitlich an dem Ventilgehäuse 10 vorgesehen ist. Die Unterseite 62 des Ventilgehäuses 10 ist dabei mit zwei Drucköffnungen 26 belegt, von denen jeweils Bohrungen 24 ausgehen, die in

667706

einem gemeinsamen Kanal 22 zusammengeführt sind. Die Drucköffnungen 26 haben vorzugsweise die Gestalt von Langlöchern, und die Bohrungen 24 können herstellungstechnisch besonders einfach in Gestalt einer einzigen, quer durch die Langlöcher geführten Bohrung geschaffen werden, die durch eines der Langlöcher hindurchführt und in dem anderen Langloch mündet. Die dabei entstehende, einzige Gehäuseöffnung der Bohrungen 24 ist durch eine Kugel 64 dichtend verschlossen. Durch die Anordnung von zwei Drucköffnungen 26 an der Unterseite 62 des Ventilgehäuses 10 wird eine Magnetventileinheit geschaffen, die sich besonders flexibel nach Art eines Baukastensystems mit anderen pneumatischen Einrichtungen kombinieren lässt. Das Ventilgehäuse 10 wird dazu vermittels geeigneter Montagebohrungen 66 auf einem passenden Teil derart festgelegt, dass wahlweise eine der Drucköffnungen 26 mit einer zugehörigen Anschlussleitung in eine fluchtende Durchgangsstellung kommt, während die andere Drucköffnung 26 blindgeflanscht sein kann. Die beiden Drucköffnungen 26 bilden dabei ein Anschlusssystem, das einen hohen Grad an Kompatibilität mit anderen Teilen eines Baukastens gewährleistet.

Der gemeinsame Kanal 22, in dem die den Drucköffnungen 26 zugeordneten Bohrungen 24 zusammengeführt sind, ist von der Oberseite 16 her in dem Ventilgehäuse 10 verbohrt. Der Kanal 22 tritt an der Oberseite 16 des Ventilgehäuses 10 aus einer Platte 20 aus, an der eine mit einer Ventilkammer versehene Magnetanordnung (nicht dargestellt) dichtend festgelegt wird.

Im Bereich der Mündung des Kanals 22 tritt aus der Platte 20 eine Arbeitsleitung 42 aus, die an das innere Ende 40 einer seitlich in dem Ventilkörper 10 ausgenommenen Gehäusebohrung 34 führt. Die Mündung dieser Gehäusebohrung 34 bildet die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38, die wie in dem ersten Ausführungsbeispiel durch einen zweiten Ventil-körper in Gestalt eines Ventiltellers 48 verschlossen wird. Am Mantel 44 der Gehäusebohrung 34 mündet wiederum ein Querkanal 46, der zu einer von der Mündung einer Gehäusebohrung 32 gebildeten Arbeitsöffnung 36 führt. Der Querkanal 46 verläuft annähernd rechtwinklig zu der Gehäusebohrung 34 nach unten und tritt über einen abgewinkelten Abschnitt in die Gehäusebohrung 32, die etwa mittig an der Unterseite 62 des Ventilgehäuses 10 angeordnet ist.

Der von der Magnetanordnung bewegte Ventilkörper (nicht dargestellt) steht nun so mit der Platte 20 an der Oberseite 16 des Ventilgehäuses 10 in dichtender Anlage, dass er den Kanal 22 verschliesst. Wird die Magnetanordnung aktiviert, so wird der Ventilkörper von der Platte 210 abgehoben und über die an der Magnetanordnung ausgenommene Ventilkammer eine Verbindung zwischen dem Kanal 22 und der Arbeitsleitung 42 hergestellt. Auf diese Art kann das dem Ventilgehäuse 10 über eine der Drucköffnungen 26 zugeführte Betriebsmedium in die Arbeitsleitung 42 eintreten und den Ventilteller 48 derart beaufschlagen, dass er von dem axialen Ende 40 der Gehäusebohrung 34 weggedrückt wird. Zugleich wird die Ringlippe 58 des Ventiltellers 48 radial nach innen gepresst und der Strömungsweg in den Querkanal 46 freigegeben. Das Betriebsmedium kann also über die Arbeitsöffnung 36 in einen Druckluftverbraucher eintreten, während die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 geschlossen bleibt. Wird nun die Schaltstellung der Magnetventileinheit gewechselt und der Ventilkörper auf die Platte 20 abgesenkt, so wird zugleich eine nicht dargestellte kleine Druckentlastungsöffnung in der Magnetanordnung geöffnet und der Ventilteller 48 durch den Differenzdruck derart mit dem axialen Ende 40 der Gehäusebohrung 34 in Anlage gebracht, dass sich die zusätzliche Druckentlastungs-

5

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

667706 6

Öffnung 38 öffnet. Der an die Arbeitsöffnung 36 angeschlossene Druckluftverbraucher wird dann von dem unter niedrigem Druck ausströmenden Betriebsmedium über die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 entsorgt.

Die in Fig. 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform 5 der erfindungsgemässen Magnetventileinheit eignet sich besonders zur Kombination mit anderen pneumatischen Einrichtungen, da sämtliche Anschlussstellen, nämlich die Arbeitsöffnung 36 sowie eine, zwei oder auch mehrere Druk-köffnungen 26 an einer Seite des Ventilgehäuses 10 angeordnet sind. Hierfür eignet sich besonders die Unterseite 62, d.h. die der Magnetanordnung abgewandte Seite des Ventilgehäuses 10. Hingegen mündet die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 seitlich am Ventilgehäuse 10. Eine räumlich besonders gedrängte, platzsparende Anordnung wird dadurch erreicht, dass die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 auf einer Diagonalen des Ventilgehäuses 10 verläuft.

Eine bevorzugte Anwendung der zweiten Ausführungs- 20 form der erfindungsgemässen Magnetventileinheit wird anhand von Fig. 5 erläutert, die zugleich die Kombination der Magnetventileinheit mit anderen Teilen eines pneumatischen Baukastensystems demonstriert. Die Magnetventileinheit bildet dabei das Schaltventil eines pneumatisch ange- 25 steuerten, verschiedene Betriebszustände aufweisenden Wegeventils, das in Fig. 5 exemplarisch als an sich bekanntes 5/2-Wegeventil dargestellt ist. Der Druckeingang des Wegeventils ist mit P, die Arbeitsausgänge mit A und B und die Entlastungsausgänge mit R und S bezeichnet. In der ersten 30 Schaltstellung des Wegeventils ist der Druckeingang P mit dem Arbeitsausgang B verbunden, während der Arbeitsausgang A über den Entlastungsausgang R entlüftet wird. Der Entlastungsausgang S ist ohne Funktion. In der zweiten Schaltstellung des Wegeventils wird der Druckeingang P mit 35 dem Arbeitsausgang A verbunden und der Arbeitsausgang B

über den Entlastungsausgang S entlüftet, während der Entlastungsausgang R ohne Funktion ist. Der Wechsel der Schaltstellungen erfolgt durch einen im Inneren des Wegeventils angeordneten, pneumatisch gegen die Kraft einer Rückstellfeder betätigten Kolben (nicht dargestellt). Die Ansteuerung dieses Kolbens erfolgt durch die erfindungsgemässe Magnetventileinheit mit der zusätzlichen Druckentlastungsöffnung 38. Man erkennt in Fig. 5 das auf dem Wegeventil in den Montagebohrungen 66 verschraubte Ventilgehäuse 10. Dabei kommt die Unterseite 62 des Ventilgehäuses 10 auf einer Anschlussplatte 68 des Wegeventils zu liegen. An dieser Unterseite 62 münden eine oder mehrere Drucköffnungen 26 der Magnetventileinheit, von denen wenigstens eine über einen in dem Wegeventil ausgenommenen, an der Anschlussplatte 68 mündenden Kanal (nicht dargestellt) mit dem Druckeingang P des Wegeventils kommuniziert. Ebenso mündet auch die Arbeitsöffnung 36 der Magnetventileinheit an der Unterseite 62 des Ventilgehäuses 10. Sie steht über einen Durchlass in der Anschlussplatte 68 mit dem Zylinder ' in Verbindung, indem der den Schaltwechsel des Wegeventils vermittelnde Kolben läuft. Oberhalb des Ventilgehäuses 10 ist eine Magnetanordnung 70 angeordnet, die die erfindungsgemässe Magnetventileinheit in der beschriebenen Weise schaltet. Wird die Magnetanordnung 70 aktiviert, so wird der Kolben des Wegeventils mit Druckluft beaufschlagt und dadurch ein Schaltwechsel des Wegeventils herbeigeführt. Umgekehrt wird bei einer Entaktivierung der Magnetanordnung 70 der Zylinder des Wegeventils, in dem der Kolben läuft, über die zusätzliche Druckentlastungsöffnung 38 entlüftet und der Kolben durch die Kraft einer Rückstellfeder in seine dem anderen Schaltzustand zugeordnete Ausgangsstellung zurückgeführt.

Die erfindungsgemässe Magnetventileinheit kann in entsprechender Weise auch zur Ansteuerung anderer pneumatischer Aggregate eines Baukastensystems dienen.

B

2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

667 706 PATENTANSPRÜCHE

1. Magnetventileinheit zur Steuerung der Druckmittelverund -entsorgung eines Druckluftverbrauchers, mit einem Ventilgehäuse, welches wenigstens eine Drucköffnung, eine mit dem Verbraucher zu verbindende Arbeitsöffnung, sowie eine Druckentlastungsöffnung aufweist, mit einem im Ventilgehäuse angeordneten, in einer Ruhelage vorgespannten ersten Ventilkörper zur wahlweisen Verbindung der Arbeitsöffnung mit der Drucköffnung bzw. der Entlastungsöffnung, mit einem Elektromagneten zum Bewegen des ersten Ventilkörpers in eine Arbeitsstellung und mit einem zweiten Ventilkörper, der eine vom stromab des ersten Ventilkörpers herrschenden Druck beaufschlagte Druckangriffsfläche aufweist und durch den ein Strömungsweg zwischen der Arbeitsöffnung und einer einen grösseren Durchströmquerschnitt aufweisenden zusätzlichen Druckentlastungsöffnung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Druckentlastungsöffnung (38) durch die Mündung einer Gehäusebohrung (34) in dem Ventilgehäuse (10) gebildet wird, an deren innerem Ende (40) eine von dem ersten Ventilkörper ( 14) gesteuerte Arbeitsleitung (42) und an deren Mantel (44) ein zu der Arbeitsöffnung (36) führender Querkanal (46) mündet, und in der Gehäusebohrung (34) ein konischer Einsatz (50) dichtend festgelegt ist, dessen Wand (56) im Abstand zu der Mündung des Querkanals (46) und dessen im Durchmesser verjüngte Stirnseite (54) im Abstand zu der Mündung der Arbeitsleitung (42) zu liegen kommt, wobei die Stirnseite (54) einen Dichtsitz für den in der Gehäusebohrung (34) axial beweglichen, mit einer Ringlippe (58) an dem Mantel (44) der Gehäusebohrung (34) anliegenden zweiten Ventilkörper (48) bildet.

2. Magnetventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Einsatz (50) in einer Schulter (52) der Gehäusebohrung (34) gehaltert und mittels eines O-Ringes (53) gegen den Mantel (44) der Gehäusebohrung (34) abgedichtet ist.

3. Magnetventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilkörper (48) aus einem zylindrischen Grundkörper, dessen ebene Flächen in Dichtkontakt mit dem inneren Ende (40) der Gehäusebohrung (34) und der Stirnseite (54) des konischen Einsatzes (50) gebracht werden können, und einer am Umfang des Grundkörpers angeformten, sich becherförmig radial nach aussen erweiternden Ringlippe (58) besteht, die an der dem inneren Ende (40) der Gehäusebohrung (34) zugewandten ebenen Fläche des Grundkörpers ansetzt, über die dem konischen Einsatz (50) zugewandte ebene Fläche des Grundkörpers hinausragt, und unter dem Einfluss eines durch die Arbeitsleitung (42) einströmenden Druckmediums von dem Mantel (44) der Gehäusebohrung (34) weg nach innen zu verschwenkbar ist.

4. Magnetventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkanal (46) annähernd rechtwinklig zu der Gehäusebohrung (34) verläuft und in eine achsparallel zu der Gehäusebohrung (34) angeordnete Gehäusebohrung (32) eintritt, deren Mündung die Arbeitsöffnung (36) bildet.

5. Magnetventileinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucköffnung (26), die Arbeitsöffnung (36) und die zusätzliche Druckentlastungsöffnung (38) achsparallel in einer Ebene angeordnet sind und dass die Arbeitsöffnung (36) und die zusätzliche Druckentlastungsöffnung (38) an einer Seitenwand (30) und die Drucköffnung (26) an der gegenüberliegenden Seitenwand (28) des Ventilgehäuses (10) münden.

6. Magnetventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkanal (46) annähernd rechtwinklig zu der Gehäusebohrung (34) verläuft und in eine etwa parallel zu der Gehäusebohrung (34) angeordnete Gehäusebohrung (32) eintritt, deren Mündung die Arbeitsöffnung (36) bildet.

7. Magnetventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Drucköffnung (26) und eine Arbeitsöffnung (36) an der Unterseite (62) des Ventilgehäuses (10) angeordnet sind, während die zusätzliche Drulc-kentlastungsöffnung (38) seitlich an dem Ventilgehäuse mündet, wobei sie vorzugsweise auf einer Diagonalen des Ventilgehäuses (10) angeordnet ist.

8. Magnetventileinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Drucköffnungen (26) an der Unterseite (62) des Ventilgehäuses (10) vorgesehen sind, von denen zwei in einem gemeinsamen. Kanal (22) zusammengeführte Bohrungen (24) ausgehen, wobei vorzugsweise der Kanal (22) sowie eine Arbeitsleitung (42) aus einer Platte (20) an der Oberseite (16) des Ventilgehäuses (10) austreten und an der Platte (20) ein abhebbarer Ventilkörper dichtend zur Anlage kommt.

9. Magnetventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Druckentlastungsöffnung (38) mit einem Dämpfungsfilter (60), z.B. einer Scheibe aus Sintermetall, verschlossen ist.