DE10010602A1

DE10010602A1 - Druck/Durchflussratensteuerventil

Info

Publication number: DE10010602A1
Application number: DE2000110602
Authority: DE
Inventors: Masayuki Hosono; Qinghai Yang
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2020-03-04
Also published as: US6227231B1; CN1517563A; KR20000062794A; CN1266951A; KR100398080B1; TW445350B; CN1293313C; DE10010602B4; CN1151338C; JP3598235B2; JP2000320503A

Abstract

Es wird ein Druck/Durchflussratensteuerventil beschrieben mit einem Druckeinstellabschnitt (32), der einen Ventilstopfen (82) zur Reduzierung des Druckes eines durch einen Freiraum zwischen einem Loch (94) und sich selbst fließenden Druckfluids, einen Stab (86), der gemeinsam mit dem Ventilstopfen (82) verschiebbar ist, und eine Dichtung (89) aufweist, und mit einem Federelement (76), das an einem Ende des Stabes (86) befestigt ist, um den Ventilstopfen (82) gegen einen ringförmigen Vorsprung (92) an einer Innenwandfläche eines ersten Ventilkörpers (12) zu pressen.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druck/Durch flussratensteuerventil zum Steuern des Drucks und der Durch flussrate eines einem Stellglied, beispielsweise einem Zylin der, zugeführten bzw. von diesem abgeführten Druckfluides.

Stand der Technik

Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat bereits ein derartiges Durchflussrateneinstell/Drucksteuerventil vorge schlagen, das als Kontrollventil dient, wenn einem Zylinder Druck zugeführt wird. Das Durchflussrateneinstell/Drucksteuer ventil weist ein Durchflussrateneinstellventil zum Einstellen der Durchflussrate des durchfließenden Druckfluides in Abhän gigkeit von dem Öffnungsgrad des Ventilstopfens, wenn das Druckfluid von dem Zylinder abgelassen wird, und ein Druck steuerventil für die Zufuhr des Druckfluides mit reduziertem Druck in Abhängigkeit von der durch eine Druckeinstellfeder erzeugten Kraft, wenn dem Zylinder Druck zugeführt wird, auf, wobei das Durchflussrateneinstellventil und das Druck steuerventil parallel zueinander angeordnet sind (vgl. die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 62-12081).

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druck/Durch flussratensteuerventil vorzuschlagen, das es ermöglicht, den Sekundärdruck mit Hilfe eines einfachen und bequemen Mecha nismus einzustellen und die Anzahl der Einzelteile zu reduzieren, und das gleichzeitig eine geringere Größe und ein geringeres Gewicht aufweist.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Druck/- Durchflussratensteuerventils gemäß einer Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt entlang einer Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt einen ausschnittweisen Längsschnitt, der einen Ventil-Geschlossen-Zustand darstellt, in dem ein Ventilstopfen verschoben ist und auf einem Sitzabschnitt aufsitzt;

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Ventilmechanismus für das in Fig. 1 gezeigte Druck/Durchflussratensteuerventil dar stellt;

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt entlang einer Linie V-V in Fig. 2;

Fig. 6 zeigt eine schematische Anordnung eines Fluiddruck kreises mit dem in Fig. 1 gezeigten Druck/Durch flussratensteuerventil;

Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt in Axialrichtung, der ein Druck/Durchflussratensteuerventil gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung darstellt;

Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang einer Linie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 zeigt eine Schaltanordnung des in Fig. 7 darge stellten Druck/Durchflussratensteuerventiles

Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ventil stoppers für das in Fig. 7 gezeigte Druck/Durch flussratensteuerventil;

Fig. 11 zeigt eine Schaltanordnung einer Ausgangs-Mess steuerung mit dem Druck/Durchflussratensteuerventil gemäß Fig. 7;

Fig. 12 zeigt einen Längsschnitt in Axialrichtung durch ein Druck/Durchflussratensteuerventil gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung; und

Fig. 13 zeigt eine Schaltung der Eingangs-Messsteuerung mit dem Druck/Durchflussratensteuerventil gemäß Fig. 12.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Druck/Durch flussratensteuerventil gemäß einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung.

Das Druck/Durchflussratensteuerventil 10 weist einen zweiten Ventilkörper 14 auf, der aus zwei im wesentlichen zylindri schen Elementen besteht, die in im wesentlichen senkrechten Richtungen einstückig miteinander verbunden sind, wobei der zweite Ventilkörper 14 in Richtung des Pfeils A um ein Rotationszentrum eines innen eingesetzten ersten Ventilkörpers 12 mit zylindrischer Gestalt drehbar ist, und einen dritten Ventilkörper 18, der eine gebogene, im wesentlichen L-förmige Gestalt aufweist und in Richtung des Pfeiles B um ein Rota tionszentrum eines Vorsprungs 16 (vgl. Fig. 2) des zweiten Ventilkörpers 14 drehbar angebracht ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind ringförmige erste bis dritte Dichtungselemente 20a bis 20c in Ringnuten an der äußeren Umfangsfläche des ersten Ventilkörpers 12 angebracht. Ein ringförmiges drittes Dichtungselement 20d ist in einer Ringnut an dem Vorsprung 16 des zweiten Ventilkörpers 14 angebracht.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist ein Rohrverbindungs abschnitt 22, der über ein nicht dargestelltes Rohr mit einer Druckfluidzufuhrquelle verbunden ist, an einem Ende des dritten Ventilkörpers 18 vorgesehen. Ein bekannter, sogenann ter One-touch-Verbinder ist an dem Rohrverbindungsabschnitt 22 vorgesehen. Der One-touch-Verbinder weist eine Lösehülse 25 zum Lösen des Rohres von dem Rohrverbindungsabschnitt 22 durch Drücken auf, wobei die Lösehülse 25 eine Öffnung aufweist, die im wesentlichen als Primäranschluss 24 dient. Der dritte Ventilkörper 18 weist einen ersten Durchgang 26 auf, der entlang des dritten Ventilkörpers 18 gebogen ist und mit dem Primäranschluss in Verbindung steht.

Ein Außengewindeabschnitt 28, der, wie später beschrieben wird, in eine Anschlussöffnung eines Zylinders eingeschraubt ist, ist an der äußeren Umfangsfläche an dem unteren Ende des ersten Ventilkörpers 12 ausgebildet. Eine Öffnung, die im wesentlichen als Sekundäranschluss 30 dient, ist an der inneren Umfangsfläche des Außengewindesabschnitts 28 ausge bildet. Ein Druckeinstellabschnitt 32 zum Einstellen des Druckes des von dem Primäranschluss 24 zugeführten Druckfluids auf einen festgelegten Druckwert und ein Kontrollventil abschnitt 35 mit einem Kontrollventil 34 sind im wesentlichen koaxial an der Innenseite des ersten Ventilkörpers 12 vorgesehen. Ein Durchflussrateneinstellabschnitt 36, der sich in einer im wesentlichen senkrecht zu der Achse des Druckein stellabschnitts 32 und des Kontrollventilabschnitts 35 angeordneten Richtung erstreckt, ist an der Innenseite des zweiten Ventilkörpers 14 vorgesehen.

Der Rohrverbindungsabschnitt 22 und der Durchflussratenein stellabschnitt 36 können gegeneinander ausgetauscht werden, so dass der Rohrverbindungsabschnitt 22 in dem zweiten Ventilkörper 14 und der Durchflussrateneinstellabschnitt 36 in dem dritten Ventilkörper 18 angeordnet ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, weist der Durchflussratenein stellabschnitt 36 ein im wesentlichen zylindrisches Halte element 38, das in den zweiten Ventilkörper 14 eingesetzt ist, ein Einstellschraubenelement 42, das sich entlang einer abgestuften Durchgangsöffnung 40 im Zentralbereich des Halteelements 38 erstreckt und drehbar in der abgestuften Öffnung 40 gehalten ist, einen Knopfabschnitt 44, der mit einem ersten Ende der Einstellschraube 42 verbunden ist, und ein Mutternelement 46 zum Befestigen der Einstellschraube 42 an einer gewünschten Position auf. Das erste Ende 48 der Einstellschraube 42 ist im wesentlichen konisch ausgebildet. Der Abstand zwischen dem ersten Ende 48 der Einstellschraube 42 und der inneren Wandfläche der abgestuften Durchgangsöff nung 40 wird durch Vergrößern oder Verkleinern der Ein schraubtiefe der Einstellschraube 42 mit Hilfe des Knopf abschnitts 44 eingestellt. Dadurch wird das durch die abgestufte Durchgangsöffnung 40 fließende Druckfluid ent sprechend dem Abstand zwischen dem ersten Ende 48 der Einstellschraube 42 und der inneren Wandfläche der abgestuften Durchgangsöffnung 40 auf eine festgelegte Durchflussrate gedrosselt. Des erste Ende der abgestuften Durchgangsöffnung 40 steht mit einem zweiten Durchgang 50 (zweiter Verbindungs durchgang) in dem zweiten Ventilkörper 14 in Verbindung.

Eine ringförmige erste Kammer 52 ist zwischen der äußeren Umfangsfläche des Halteelements 38 und der inneren Umfangs fläche des zweiten Ventilkörpers 14 ausgebildet. Die erste Kammer 52 steht über einen dritten Durchgang 54, der sich im wesentlichen senkrecht zu der abgestuften Durchgangsöffnung 40 erstreckt, mit der abgestuften Durchgangsöffnung 40 in Verbindung. Außerdem steht die erste Kammer 52 mit einem vierten Durchgang (erster Verbindungdurchgang) 56, der sich im wesentlichen parallel zu der abgestuften Durchgangsöffnung 40 erstreckt, in Verbindung.

Bei dieser Ausführungsform sind, wie in Fig. 5 dargestellt ist, der zweite Durchgang 50 und der vierte Durchgang 56, die im wesentlichen parallel zu einander verlaufen, vertikal von einander um einen festgelegten Abstand beabstandet. Ein obere Innenwandfläche 58a und eine untere Innenwandfläche 58b des vierten Durchgangs 56 weist eine entlang der oberen Kontur 60 des zweiten Ventilkörpers 14 gekrümmte Gestalt auf. Eine untere Innenwandfläche 62 des zweiten Durchgangs 50 weist entlang der unteren Kontur 64 des zweiten Ventilkörpers 14 eine halbkreisförmige Gestalt auf. Die Wanddicke des zweiten Ventilkörpers 14 kann reduziert werden, und die gesamte Vorrichtung kann eine geringe Größe und ein geringes Gewicht haben, indem der zweite Durchgang 50 und der vierte Durchgang 56 mit der oben beschriebenen Querschnittsgestalt entlang der oberen bzw. unteren Konturen 60, 64 des zweiten Ventilkörpers 14 ausgebildet werden.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird ein zylindrisches Kappenelement 58 mit Boden mit Hilfe eines Ringelementes 66 in einem oberen Loch des ersten Ventilkörpers 14 gehalten. Ringförmige fünfte und sechste Dichtungselemente 20e, 20f sind in Ringnuten zwischen dem Kappenelement 58 und der Innenwand fläche des ersten Ventilkörpers 12 angebracht. Das Ringelement 66 ist an der Öffnung des ersten Ventilkörpers 12 angebracht, indem eine ringförmige Befestigungsklaue 70, die an der inneren Umfangswand des ersten Ventilkörpers 12 angebracht ist, an einer Ringnut befestigt wird.

Ein Ventilmechanismus 74, der in Axialrichtung des Kappen elements 68 gleiten kann, ist in einer zweiten Kammer 72 vorgesehen, die von dem Kappenelement 68 umgeben ist. Der Ventilmechanismus 74 ist immer in einem Zustand, in dem er durch die elastische Kraft eines Federelements 76, das an der Innenwandfläche des Kappenelements 68 befestigt ist, nach unten vorgespannt wird.

Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die elastische Kraft (Vorspannkraft) des Federelements 76 auf einen festgelegten Wert voreingestellt. Es kann jedoch ein nicht dargestellter Gewindeabschnitt an dem Kappenelement 68 vorgesehen sein, um diesen Vorgang durch Einschrauben durch zuführen. Dementsprechend ist es auch möglich, den Sekundär druck durch beliebiges Einstellen der Vorspannkraft des Federelements 76 zu steuern.

Wie in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, weist der Ventil mechanismus 74 einen Ventilstopfen 82 mit vier Beinen 78a bis 78d, die voneinander in Umfangsrichtung um 90° beabstandet sind, auf, und ist beispielsweise mit einem elastischen Element 80, wie natürlichem Gummi oder synthetischen Gummi beschichtet. Der Ventilmechanismus 74 weist außerdem einen Stab 86 auf, der einstückig mit einer im oberen Bereich des Ventilstopfens 82 ausgebildeten Öffnung 84 verbunden ist. Der Stab 86 weist ein Paar verbreiteter Scheibenabschnitte 88a, 88b auf, die einen im wesentlichen identischen Durchmesser aufweisen und voneinander um einen festgelegten Abstand beabstandet sind. Eine Dichtung 89 mit im wesentlichen V- förmigem Querschnitt, die aus flexiblem Material besteht, ist zwischen dem Paar von Scheibenabschnitten 88a, 88b angebracht. Eine Vielzahl von Löchern 90, die als Ausgang dienen, sind jeweils zwischen den benachbarten Beinen 78a bis 78d des Ventilstopfens 82 ausgebildet.

Bei dieser Ausführungsform ist der Ventilmechanismus 74 in dem Ventil-geöffnet-Zustand, wenn die Beine 78a bis 78d des Ventilstopfens 82 gegen die obere Fläche eines ringförmigen Vorsprungs 82 an der inneren Wandfläche des ersten Ventilkör pers 12 anliegen (vgl. Fig. 2). Der Ventilmechanismus 74 ist in dem Ventil-geschlossen-Zustand, indem er entgegen der Vor spannkraft des Federelements 76 auf einer konischen Öffnung 94 des ersten Ventilkörpers 12 aufgesetzt wird (vgl. Fig. 3). Während dieses Vorgangs dient die Öffnung 94 als Sitz für den Ventilstopfen 82. Das Loch 94 ist so gestaltet, dass der Durchmesser der Dichtung 89 im wesentlichen der gleiche ist wie der Durchmesser des Loches 94.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine ringförmige dritte Kammer 96 an dem Verbindungsbereich zwischen dem Ventilstopfen 82 und dem Stab 86 ausgebildet. Die dritte Kammer 96 steht über dem vierten Durchgang 56 und einen fünften Durchgang 98 mit gebogener Gestalt, der in dem zweiten Ventilkörper 14 ausgebildet ist, mit der ersten Kammer 52 in Verbindung.

Der Kontrollventilabschnitt 35 ist an einem unteren Bereich der Öffnung des ersten Ventilkörper 16 angebracht und weist an seinem mittleren Abschnitt ein zylindrisches Element 102 auf, in dem eine sich in Axialrichtung erstreckende abgestuf ten Durchgangsöffnung 100 ausbildet ist. Eine vierte Kammer 104 ist zwischen der inneren Wandfläche des ersten Ventilkör pers 12 und der oberen Außenwandfläche des zylindrischen Elements 102 ausgebildet. Eine fünfte Kammer 106 ist zwischen der Innenwandfläche des ersten Ventilkörpers 12 und der unteren Außenumfangsfläche des zylindrischen Elements 102 ausgebildet.

Ein Kontrollventil 34 mit einer Zunge 108 ist in einer Ringnut an einem mittleren Bereich des zylindrischen Elements 102 angebracht. Das Kontrollventil 34 ist so gestaltet, dass die Verbindung zwischen der vierten Kammer 104 und der fünften Kammer 106 blockiert wird, indem die Zunge 108 unter der Wirkung des von der Seite der vierten Kammer 104 zugeführten Druckfluids in Kontakt mit der Außenwandfläche des ersten Ventilkörpers 12 treten kann. Andererseits wird eine Verbin dung zwischen der vierten Kammer 104 und der fünften Kammer 106 erreicht, wenn die Zunge 108 unter der Wirkung des von der Seite der fünften Kammer 106 zugeführten Druckfluids nach innen bewegt wird.

Die vierte Kammer 104 steht über den in dem zweiten Ventilkör per 14 ausgebildeten zweiten Durchgang 50 in Verbindung mit der abgestuften Durchgangsöffnung 40 des Durchflussratenein stellabschnitts 36. Die fünfte Kammer 106 steht über eine Öffnung 110 in dem zylindrischen Element 102 mit dem Sekundär anschluss 30 in Verbindung.

Das Druck/Durchflussratensteuerventil 10 gemäß dieser Ausfüh rungsform ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betriebs- und Funktionsweise sowie die erzielten Wirkungen beschrieben.

Zunächst wird ein Fluiddruckkreis, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, unter Verwendung des Druck/Durchflussratensteuerven tils 10 gemäß dieser Ausführungsform aufgebaut. Hierbei wird der Primäranschluss 24 des Druck/Durchflussratensteuerventil 10 über ein nicht dargestelltes Rohr mit einem Richtungskon trollventil 112 verbunden, und der Sekundäranschluss 30 wird mit einem ersten Anschluss 116a eines Zylinders 114 verbunden. Ein weiteres Steuerventil 118 ist zwischen einem zweiten Anschluss 116b des Zylinders 114 und dem Richtungskontroll ventil 112 eingesetzt. Eine Druckfluidzufuhrquelle 120 ist an das Richtungskontrollventil 120 angeschlossen. Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten Druckfluidkreis wird das Druck fluid (beispielsweise Druckluft) gemäß der Antriebswirkung der Druckfluidzufuhrquelle 120 über den Primäranschluss 24 zuge führt. Hierbei ist der Ventilstopfen 82 in dem Ventil-offen- Zustand, in dem die Beine 78a bis 78d unter der Vorspannkraft des Federelements 76 gegen die obere Fläche des ringförmigen Vorsprungs 92 anliegen (vgl. Fig. 2).

Das Druckfluid, das über den Primäranschluss 24 zugeführt wird, erreicht den ersten Durchgang 26 und die erste Kammer 52 und wird über den vierten Durchgang 56 und den mit der ersten Kammer 52 in Verbindung stehenden fünften Durchgang 98 in den Druckeinstellabschnitt 32 eingeführt. Das Druckfluid wird einer Druckreduzierung unterworfen, wenn es durch den Freiraum zwischen dem Ventilstopfen 82 und dem Loch 94, das als Sitzabschnitt dient, hindurchtritt. Das Druckfluid tritt durch die zwischen den benachbarten Beine 78a bis 78d ausge bildete Öffnung 90 und durch die abgestufte Durchgangsöffnung 100 des zylindrischen Elements 102 hindurch. Das Druckfluid wird über den Sekundäranschluss 30 und den Anschluss 116a der ersten Zylinderkammer des Zylinders zugeführt.

Das Druckfluid, das von dem Primäranschluss 24 zugeführt wird, tritt über den ersten Durchgang 26 und die erste Kammer 52 durch die abgestufte Durchgangsöffnung 40 des Durchflussraten einstellbereiches 36 und wird in den Kontrollventilabschnitt 30 eingeführt. Der Durchfluss des Druckfluids wird jedoch gemäß der Kontrollwirkung des Kontrollventils 34 blockiert.

Der Sekundärdruck, der von dem Sekundäranschluss 30 zugeführt wird, wird mit der elastischen Kraft des Federelements 76 in dem Zustand ausbalanciert, in dem das Druckfluid, das durch den Freiraum zwischen dem Ventilstopfen 82 und der Öffnung 94 gedrosselt ist, wie oben beschrieben von dem Sekundär anschluss 30 der ersten Zylinderkammer des Zylinders 114 zugeführt wird. Der Ventilstopfen 82 wird entgegen der Vorspannkraft des Federelements 76 nach oben bewegt und auf dem Sitzabschnitt (Loch 94) aufgesetzt. Dementsprechend wird der Durchfluss des Druckfluids blockiert.

Hierbei ist der Durchmesser der an dem Stab 86 angebrachten Dichtung 89 im wesentlichen der gleiche wie der Durchmesser der als Sitzabschnitt dienenden Öffnung 94. Wenn der Sekundär druck, der von dem Sekundäranschluss 30 zugeführt wird, einen der Vorspannkraft des Federelements 76 entsprechenden Aus gleichsdruck erreicht, wird der Ventilstopfen 82 nach oben bewegt und auf dem Sitzabschnitt (Loch 94) aufgesetzt. Somit ist der Ventilstopfen 82 in dem Ventil-geschlossen-Zustand und der Durchfluss des Druckfluids wird blockiert (vgl. Fig. 3). Als Folge hiervon ist die erste Zylinderkammer des Zylinders 114 in einem Zustand, in dem sie auf einem festgelegten Druck gehalten wird. Der Kolben wird unter der Wirkung des wie oben beschrieben auf dem festgelegten Druck gehaltenen Druckfluids in Richtung des Pfeils D zu der Endposition verschoben.

Wenn dann die Ventilposition des Richtungskontrollventils 114 umgeschaltet wird, um den Kolben in einer entgegengesetzten Richtung (Richtung des Pfeiles C) zu verschieben, drückt das Druckfluid, das von dem Sekundäranschluss 30 zugeführt wird, den Ventilstopfen 32 entgegen der Vorspannkraft des Feder elements 76 nach oben. Dementsprechend wird der Ventil- geschlossen-Zustand aufrechterhalten, in dem der Ventilstopfen 82 auf dem Sitzabschnitt aufsitzt.

Wenn der Kolben in Richtung des Pfeiles C verschoben wird, fließt daher das Druckfluid, das von der ersten Zylinderkammer des Zylinders 114 zugeführt wird und durch den Sekundäran schluss 30 hindurchtritt, durch die Öffnung 110 des zylindri schen Elements 102 und die fünfte Kammer 106. Die Zunge 108 des Kontrollventils 34 wird dadurch flexibel nach innen be wegt, während das Druckfluid durch den Kontrollventilabschnitt 35 hindurchtritt. Hiernach wird das Druckfluid durch den zwei ten Durchgang 50 in den Durchflusseinstellabschnitt 36 einge führt. Das Druckfluid wird gemäß dem voreingestellten Abstand und zwischen der inneren Wandfläche der abgestuften Durch gangsöffnung 40 und dem ersten Ende 48 der Einstellschraube 42 auf eine vorbestimmte Durchflussrate gedrosselt. Anschlie ßend wird das Druckfluid von dem Primäranschluss 24 über den dritten Durchgang 54 geführt, der mit der abgestuften Durch gangsöffnung 40, der ersten Kammer 52 und dem ersten Durch gang 26 in Verbindung steht.

Bei dieser Ausführungsform ist der Durchmesser der an dem Stab 86 angebrachten Dichtung 89 so vorgesehen, dass er im wesent lichen dem Durchmesser der Öffnung 94, die als Sitzabschnitt dient, entspricht. Der Ventilstopfen 82 wird verschoben, wenn der von dem Sekundäranschluss 30 zugeführte Sekundärdruck einen der Vorspannkraft des Federelements 76 entsprechenden Ausgleichsdruck erreicht. Bei dieser Ausführungsform ist es daher möglich, den Ventilstopfen 82 zu betätigen, indem das einzelne Federelement verwendet wird. Die Anordnung des Ven tilmechanismus 74 wird vereinfacht und die Anzahl der Teile reduziert. Dadurch ist es möglich, ihn mit geringere Größe und geringerem Gewicht herzustellen.

Bei dieser Ausführungsform weisen der zweite Durchgang 50 und der vierte Durchgang 56, die dazu verwendet werden, den Druck einstellabschnitt 32 und den Durchflussrateneinstellabschnitt 36 parallel zwischen dem Primäranschluss 24 und dem Sekundär anschluss 30 anzuschließen, jeweils eine Querschnittsgestalt auf, die entlang den oberen bzw. unteren Konturen 60, 64 des zweiten Ventilkörpers 14 geformt ist. Dadurch wird die Wand dicke des zweiten Ventilkörpers 14 reduziert und es ist möglich, die gesamte Vorrichtung kleiner und mit geringerem Gewicht zu bauen.

Bei dieser Ausführungsform ist der Rohrverbindungsabschnitt 22 vorgesehen, um das Rohrelement, bspw. ein Rohr, lösbar anzuschließen. Hinsichtlich der Leitungsrichtung des Rohr elements, kann das Rohrelement in allen Richtungen frei leiten. Dadurch ist es möglich, die Bequemlichkeit beim Verwenden des Druck/Durchflussratensteuerventils zu erhöhen.

Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig. 7 und 8 ein Druck/Durchflussratensteuerventil 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die gleichen Elemente wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass auf ihre erneute detaillierte Beschreibung verzichtet wird.

Das Druck/Durchflussratensteuerventil 200 gemäß der zweiten Ausführungsform weist einen zweiten Ventilkörper 204 auf, der aus zwei im wesentlichen zylindrischen Elementen besteht, die im wesentlichen senkrecht zueinander einstückig miteinander verbunden sind, und der um ein Rotationszentrum der Achse eines innen eingesetzten ersten Ventilkörpers 202 mit zylindrischer Gestalt drehbar ist. Ein dritter Ventilkörper 202 ist um ein Rotationszentrum eines Vorsprungs 16 des zweiten Ventilkörpers drehbar angebracht.

Ringförmige erste und zweite Dichtungselemente 208a, 208b sind in Ringnuten an der äußeren Umfangsfläche des ersten Ventil körpers 202 angebracht (vgl. Fig. 7). Ein ringförmiges drittes Dichtungselement 208b ist an einer Ringnut an dem Verbindungs abschnitt zwischen dem zweiten Ventilkörper 204 und dem dritten Ventilkörper 206 angebracht (vgl. Fig. 8). Ein Rohr verbindungsabschnitt 22, der über ein nicht dargestelltes Rohr mit einer Druckfluidzufuhrquelle verbunden ist, ist an einem Ende des dritten Ventilkörpers 206 vorgesehen.

Ein Durchflussrateneinstellabschnitt 210 zum Einstellen der Durchflussrate des von einem Primäranschluss 24 zugeführten Druckfluids und ein erstes Kontrollventil 212 sind im Wesentlichen koaxial zueinander im Inneren des ersten Ventilkörpers 202 vorgesehen. Ein Druckeinstellabschnitt 214 und ein zweites Kontrollventil 216 sind koaxial in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Ventilkör pers 202 im Inneren des zweiten Ventilkörpers 204 vorgesehen. Ein Verbindungsdurchgang 217 zur Verbindung des Durchfluss rateneinstellabschnitts 210 mit dem Druckeinstellabschnitt 214 ist an dem Verbindungsbereich zwischen dem ersten Ventilkör per 202 und dem zweiten Ventilkörper 204 ausgebildet (vgl. Fig. 9).

Der Druckeinstellabschnitt 214 weist ein Kappenelement 218 auf, das mit einer Öffnung des zweiten Ventilkörpers 204 verbunden ist, eine Druckeinstellschraube 224, die mit einem Gewindeabschnitt einer in dem Kappenelement 218 ausgebildeten Durchgangsöffnung 220 in Eingriff steht, um die Vorspannkraft eines später beschriebenen Federelements 222 durch Erhöhen oder Erniedrigen der Einschraubtiefe in den Gewindeabschnitt einzustellen, und eine Verriegelungsmutter 226 zur Befestigung der Druckeinstellschraube 224 an einer festgelegten Position.

Der Druckeinstellabschnitt 214 weist einen Ventilstopfen 228, der koaxial mit der Druckeinstellschraube 224 angeordnet ist, einen Ventilstopper 232 zur Anlage gegen ein einzelnes Bein 230, das an einem Ende des Ventilstopfens 228 ausgebildet ist, das Federelement 222, das zwischen der Druckeinstell schraube 224 und dem Ventilstopfen 228 eingesetzt ist, um den Ventilstopfen 228 unter der Wirkung ihrer Vorspannkraft gegen den Ventilstopper 232 zu drücken, und das zweite Kontroll ventil 216 zur Verhinderung des Fließens des von dem Primär anschluss 24 zugeführten Druckfluids zu einem Sekundär anschluss 30 auf.

Der Ventilstopper 232 weist eine im Wesentlichen scheibenför mige Gestalt auf. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, weist der Ventilstopper 232 eine Vielzahl von kreisförmigen Löchern 236a bis 236d auf, die um ein gemeinsames Zentrum herum angeordnet sind. Der Ventilstopfen 228 liegt gegen einen im Wesentlichen mittleren Bereich des Ventilstoppers 232 an, um dessen Verschiebung zu regulieren.

Der Ventilstopfen 228 weist eine konische Oberfläche 240, die mit einem elastischen Element, bspw. Gummi, beschichtet ist, um entgegen der Vorspannkraft des Federelementes 222 auf einem Sitzabschnitt 238 aufgesetzt zu werden, einen Stab 242, der einstückig und koaxial mit dem Ventilstopfen 228 verbunden ist, und eine Dichtung 244, die in einer Ringnut an dem Stab 242 angebracht ist, auf.

Bei dieser Anordnung ist der Durchmesser der Dichtung 244 an dem Stab 242 im Wesentlichen der gleiche wie der Durchmesser des Sitzabschnittes 238. Der Sekundärdruck, der von dem Sekundäranschluss 30 zugeführt wird, wird durch die Vorspann kraft des Federelements 222 ausbalanciert. Dementsprechend wird der Ventilstopfen 228 so verschoben, dass er von dem Ventilstopper 232 abgehoben und auf dem Sitzabschnitt 238 aufgesetzt wird.

Das Druck/Durchflussratensteuerventil 200 gemäß der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betriebs- und Funktions weise sowie die erzielten Wirkungen erläutert.

Zunächst wird, wie in Fig. 11 dargestellt ist, ein Fluiddruck kreis 246 zur Durchführung der Ausgangsmesssteuerung mit dem Druck/Durchflussratensteuerventil 200 gemäß der zweiten Ausführungsform aufgebaut. Hierbei wird der Primäranschluss 24 des Druck/Durchflussratensteuerventils 200 mit einem Rich tungskontrollventil 112 über ein nicht dargestelltes Rohr verbunden, und der Sekundäranschluss 30 wird an einen ersten Anschluss 116a eines Zylinders 114 angeschlossen. Ein weiteres Kontrollventil 118 wird zwischen dem Richtungskontroll ventil 112 und einem zweiten Anschluss 116b des Zylinders 114 eingesetzt. Eine Druckfluidzufuhrquelle 120 wird an das Richtungskontrollventil 112 angeschlossen.

Wenn das Druckfluid mit Hilfe des anderen Kontrollventils 118 unter der Antriebswirkung der Druckfluidzufuhrquelle 120 in dem wie oben beschriebenen Druckfluidkreis 242 einer Zylinder kammer 248, die an der Kopfseite angeordnet ist, zugeführt wird, wird ein Kolben 250 in Richtung des Pfeiles F ver schoben. Das Druckfluid, das von einer Zylinderkammer 252 auf der Stangenseite zugeführt wird, wird dem Sekundäranschluss 30 des Druck/Durchflussratensteuerventils 200 zugeführt. Das Druckfluid wird mit Hilfe des Durchflussrateneinstell abschnitts 210 auf eine festgelegte Druchflussrate gedrosselt. Anschließend wird das Druckfluid über den Verbindungsdurchgang 217 in den Druckeinstellabschnitt 214 eingeführt.

Das Druckfluid, das in den Druckeinstellabschnitt 214 ein geführt wird, tritt durch die Löcher 236a bis 236d des Ventil stoppers 232 hindurch. Das Druckfluid fließt durch den Frei raum zwischen dem Sitzabschnitt 238 und der konischen Fläche 240 des Ventilstopfens 228 und wird dem Primäranschluss 24 zugeführt. Bei diesem Vorgang wird der von dem Sekundär anschluss 30 zugeführte Sekundärdruck durch die Vorspannkraft des Federelements 222 ausbalanciert. Dementsprechend wird der Ventilstopfen 228 auf dem Sitzabschnitt 238 aufgesetzt, um den Ventil-geschlossen-Zustand zu erhalten. Dieser Vorgang wird auf die gleiche Weise durchgeführt wie bei der vorangehenden Ausführungsform. Ein Teil des mit Hilfe des Durchflussraten einstellabschnitts 210 auf eine voreingestellte Durchflussrate gedrosselten Druckfluids fließt, wobei es die Zunge 108 des zweiten Kontrollventils 216 nach innen biegt, und wird von dem Primäranschluss 224 zugeführt.

Bei der zweiten Ausführungsform tritt selbst dann, wenn der Druck der Zylinderkammer 252 auf der Stangenseite niedriger ist als der durch die Druckeinstellschraube 224 voreingestell te Druck, das Druckfluid, das über den Verbindungsdurch gang 217 zugeführt wird, durch das zweite Kontrollventil 216 und wird von dem Primäranschluss 24 abgeführt. Die zweite Ausführungsform ist vorteilhaft, weil auch in diesem Fall eine kontinuierliche Durchführung einer Geschwindigkeitssteuerung des Kolbens 250 ermöglicht wird.

Wie in Fig. 12 dargestellt ist, wird ein Druck/Durchfluss ratensteuerventil 200a gemäß einer weiteren, dritten Aus führungsform dadurch gebildet, dass das erste Kontroll ventil 212 in der der oben beschriebenen Richtung ent gegengesetzten Richtung angebracht wird, so dass die Kontroll wirkung in der entgegengesetzten Richtung ausgeübt wird. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auch auf einen Druckfluidkreis 254 für die Eingangsmesssteuerung anwendbar (vgl. Fig. 13). Bei dieser Anordnung wird die Kontrollrichtung des anderen Kontrollventils 118a in der der oben beschriebenen Richtung entgegengesetzten Richtung eingestellt.

Wie oben beschrieben wurde, wird die Richtung des ersten Kontrollventils 212 beim Zusammenbau ausgewählt. Somit ist es möglich, die Druck/Durchflussratensteuerventile 200, 200a zu erhalten, die sowohl in dem Druckfluidkreis 242 für die Ausgangsmesssteuerung als auch dem Druckfluidkreis 254 für die Eingangsmesssteuerung eingesetzt werden können.

Claims

1. Druck/Durchflussratensteuerventil mit:
einem ersten Ventilkörper (12) mit zylindrischer Gestalt und einem an einem ersten Ende ausgebildeten Sekundäran schluss (30);
einem zweiten Ventilkörper (14) mit zwei zylindrischen Elementen, die in zueinander senkrechten Richtungen einstückig miteinander gekoppelt sind, wobei der zweite Ventilkörper (14) um ein Rotationszentrum des ersten Ventilkörpers (12) drehbar ist;
einem dritten Ventilkörper (18) mit im Wesentlichen gebogener L-förmiger Gestalt, wobei der dritte Ventilkörper (18) um ein Rotationszentrum eines Vorsprungs (16) eines zweiten Ventil körpers (14) drehbar ist;
einem Rohrverbindungsabschnitt (22), der in dem dritten Ventilkörper (18) angeordnet ist und einen Rohrverbinder zum lösbaren Anschließen eines Rohrelementes an einem Primär anschluss (24) aufweist;
einem Durchflussrateneinstellabschnitt (36), der in dem zweiten Ventilkörper (14) angeordnet ist, um die Durchfluss rate eines durch einen Durchgang (54), der mit dem Primär anschluss (24) in Verbindung steht, fließenden Fluides einzustellen;
einem Druckeinstellabschnitt (32), der an einem ersten Ende des ersten Ventilkörpers (12) angeordnet ist, um einen Druck des über einen ersten Verbindungsdurchgang (56), der mit dem Primäranschluss (24) in Verbindung steht, zugeführten Druckfluids einzustellen; und
einem Kontrollventilabschnitt (35), der an einem zweiten Ende des ersten Ventilkörpers (12) angeordnet ist, um lediglich das von dem Sekundäranschluss (30) zu dem Durchflussrateneinstell abschnitt (36) gerichtete Druckfluid über einen zweiten Verbindungsdurchgang (50) durchfließen zu lassen,
dadurch gekennzeichnet, dass der Druckeinstellabschnitt (32) einen Ventilstopfen (82) zur Reduzierung des Druckes des Druckfluides in Abhängigkeit von einem Freiraum zwischen einem Sitzabschnitt (94) und sich selbst, einen Stab (86) mit einer Dichtung (89) zur gemeinsamen Verschiebung mit dem Ventil stopfen (82) und ein Federelement (76), das an einem ersten Ende des Stabes (86) angebracht ist, um den Ventilstopfen (82) zu einem ringförmigen Vorsprung (92) an einer inneren Wandfläche des ersten Ventilkörpers (12) zu drücken, aufweist, und dass wenn ein von dem Sekundäranschluss (30) zugeführter Sekundärdruck mit einer Vorspannkraft des Federelements (36) ausgeglichen ist, ein Ventil-geschlossen-Zustand erreicht wird, in dem der Ventilstopfen (82) auf dem Sitzabschnitt (94) aufsitzt.

2. Druck/Durchflussratensteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Primäranschluss (24) an dem Rohrverbindungsabschnitt (22), an dem das Rohrelement lösbar angebracht ist, vorgesehen ist, und dass das Rohrelement in allen Richtungen lösbar angebracht ist.

3. Druck/Durchflussratensteuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsdurchgang (56) und der zweite Verbindungsdurchgang (50) mit einem solchen Querschnitt ausgebildet sind, dass sie voneinander um einen festgelegten Abstand entsprechend einer Kontur (60) an einer ersten Endseite bzw. einer Kontur (64) an einer zweiten Endseite des zweiten Ventilkörpers (14) beabstandet sind.

4. Druck/Durchflussratensteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der an dem Stab (86) angebrachten Dichtung (89) im Wesentlichen der gleiche ist wie ein Durchmesser einer Öffnung (94) des zweiten Ventilkörpers (14), die den Sitz abschnitt für den Ventilstopfen (82) bildet.

5. Druck/Durchflussratensteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckeinstellabschnitt (32) und der Kontrollventilab schnitt (35) im Wesentlichen koaxial zueinander in einer Axialrichtung im Inneren des ersten Ventilkörpers (12) angeordnet sind.

6. Druck/Durchflussratensteuerventil mit:
einem Hauptventilkörper (202, 204, 206) mit einem Primär anschluss (24) und einem Sekundäranschluss (30);
einem Durchflussrateneinstellabschnitt (210), der ein erstes Kontrollventil (212) zum Blockieren des Durchflusses eines Druckfluids zu dem Primäranschluss (24) aufweist, um das von dem Sekundäranschluss (30) zugeführte Durckfluid auf eine festgelegte Durchflussrate einzustellen; und
einem Druckeinstellabschnitt (214) mit einem zweiten Kontroll ventil (216) zum Blockieren des Durchflusses des Druckfluides zu dem Sekundäranschluss (30), um einen Druck des von dem Primäranschluss (24) zugeführten Druckfluids auf einen festgelegten Druck zu reduzieren, so dass das Druckfluid von dem Sekundäranschluss (30) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass das Druck/Durchflussratenkon trollventil einen Verbindungsdurchgang (217) zur gegenseitigen Verbindung zwischen dem Druckeinstellabschnitt (214) und dem Durchflussrateneinstellabschnitt (210) aufweist.

7. Druck/Durchflussratensteuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsmesssteuerung und eine Eingangsmesssteuerung durch Änderung einer Kontroll richtung des ersten Kontrollventils (212) beliebig auswählbar ist.