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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Druck/Durchflussratensteuerventil zum Steuern des Drucks
und der Durchflussrate eines einem Stellglied, beispielsweise einem
Zylinder, zugeführten bzw.
von diesem abgeführten
Druckfluides.
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Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat
bereits ein derartiges Durchflussrateneinstell/Drucksteuerventil
vorgeschlagen, das als Kontrollventil dient, wenn einem Zylinder
Druck zugeführt wird.
Das Durchflussrateneinstell/Drucksteuerventil weist ein Durchflussrateneinstellventil
zum Einstellen der Durchflussrate des durchfließenden Druckfluides in Abhängigkeit
von dem Öffnungsgrad
des Ventilstopfens, wenn das Druckfluid von dem Zylinder abgelassen
wird, und ein Drucksteuerventil 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 Drucksteuerventil
parallel zueinander angeordnet sind (vgl. die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nr. 62-12081).
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Darüber hinaus ist aus der
EP 0 844 401 A1 ein
Druck/Durchflussratensteuerventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bekannt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Druck/Durchflussratensteuerventil vorzuschlagen, das es ermöglicht,
den Sekundärdruck
mit Hilfe eines einfachen und bequemen Mechanismus einzustellen
und die Anzahl der Einzelteile zu reduzieren, und das gleichzeitig
eine geringere Größe und ein geringeres
Gewicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung
durch die Merkmale des Anspruchs 1 und des Anspruchs 6 gelöst.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
und der Zeichnung näher
beschrieben.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Druck/Durchflussratensteuerventils
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
einen Längsschnitt
entlang einer Linie II-II in 1;
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3 zeigt
einen ausschnittweisen Längsschnitt,
der einen Ventil-Geschlossen-Zustand
dargstellt, in dem ein Ventilstopfen verschoben ist und auf einem
Sitzabschnitt aufsitzt;
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4 zeit
eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Ventilmechanismus
für das
in 1 gezeigte Druck/Durchflussratensteuerventil darstellt;
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5 zeigt
einen Längsschnitt
entlang einer Linie V-V in 2;
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6 zeigt
eine schematische Anordnung eines Fluiddruckkreises mit dem in 1 gezeigten Druck/Durchflussratensteuerventil;
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7 zeigt
einen Längsschnitt
in Axialrichtung, der ei:n Druck/Durchflussratensteuerventil gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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8 zeigt
einen Schnitt entlang einer Linie VIII-VIII in 7;
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9 zeigt
eine Schaltanordnung des in 7 dargestellten
Druck/Durchflussratensteuerventiles;
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10 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Ventilstoppers für das in 7 gezeigte Druck/Durch.flussratensteuerventil;
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11 zeigt
eine Schaltanordnung einer Ausgangs-Messsteuerung mit dem Druck/Durchflussratensteuerventil
gemäß 7;
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12 zeigt
einen Längsschnitt
in Axialrichtung durch ein Druck/Durchflussratensteuerventil gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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13 zeigt
eine Schaltung der Eingangs-Messsteuerung mit dem Druck/Durchflussratensteuerventil
gemäß 12.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 ein Druck/Durchflussratensteuerventil
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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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 einstöckig 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 Rotationszentrum eines Vorsprungs 16 (vgl. 2) des zweitem Ventilkörpers 1
4 drehbar
angebracht ist.
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Wie in 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.
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Wie in 2 dargestellt
ist, ist ein Rohrverbindungsabschnitt 22, der über ein
nicht dargestelltes Rohr mit einer Druckfluidzufuhrquelle verbunden ist,
an einem Ende des dritten Ventilkörpers 18 vorgesehen.
Ein bekannter, sogenannter 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.
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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 ausgebildet.
Ein Druckeinstellabschnitt 32 zum Einstellen des Druckes
des von dem Primäranschluss 24 zugeführten Druckfluids
auf einen festgelegten Druckwert und ein Kontrollventilabschnitt 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 Druckeinstellabschnitts 32 und
des Kontrollventilabschnitts 35 angeordneten Richtung erstreckt,
ist an der Innenseite des zweiten Ventilkörpers 14 vorgesehen.
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Der Rohrverbindungsabschnitt 22 und
der Durchflussrateneinstellabschnitt 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.
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Wie in 2 dargestellt
ist, weist der Durchflussrateneinstellabschnitt 36 ein
im wesentlichen zylindrisches Halteelement 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 Durchgangsöffnung 40 wird
durch Vergrößern oder
Verkleinern der Einschraubtiefe der Einstellschraube 42 mit
Hilfe des Knopfabschnitts 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
abgestuftem Durchgangsöffnung 40 auf
eine festgelegte Durchflussrate gedrosselt. Des erste Ende der abgestuften
Durchgangsöffnung 40 steht
mit einem zweiten Durchgang 50 (zweiter Verbindungsdurchgang)
in dem zweiten Ventilkörper 14 in
Verbindung.
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Eine ringförmige erste Kammer 52 ist
zwischen der äußeren Umfangsfläche des
Halteelements 38 und der inneren Umfangsfläche 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
Verbindungdurchganq) 56, der sich im wesentlichen parallel
zu der abgestuften Durchgangsöffnung 40 erstreckt,
in Verbindung.
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Bei dieser Ausführungsform sind, wie in 5 dargestellt ist, der zweite
Durchgang 50 und der vierte Durchgang 56, die
im wesentlichen parallel zu einander verlaufen, vertikal voneinander
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 Ventilköpers 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.
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Wie in 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 Innenwandfläche 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.
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Ein Ventilmechanismus 74,
der in Axialrichtung des Kappenelements 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.
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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 durchzuführen. Dementsprechend
ist es auch möglich,
den Sekundärdruck
durch beliebiges Einstellen der Vorspannkraft des Federelements 76 zu
steuern.
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Wie in den 2 und 4 dargestellt
ist, weist der Ventilmechanismus 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 einstöckig 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.
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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 Ventilkörpers 12 anliegen
(vgl. 2). Der Ventilmechanismus 74 ist
in dem Ventil-geschlossen-Zustand, indem er entgegen der Vorspannkraft
des Federelements 76 auf einer konischen Öffnung 94 des
ersten Ventilkörpers 12 aufgesetzt
wird (vgl. 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.
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Wie in 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.
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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 Ventilkörpers 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.
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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 λ08
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 Verbindung 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.
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Die vierte Kammer 104 steht über den
in dem zweiten Ventilkörper 14 ausgebildeten
zweiten Durchgang 50 in Verbindung mit der abgestuften Durchgangsöffnung 40 des
Durchflussrateneinstellabschnitts 36. Die fünfte Kammer 106 steht über eine Öffnung 110 in
dem zylindrischen Element 102 mit dem Sekundäranschluss 30 in
Verbindung.
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Das Druck/Durchflussratensteuerventil 10 gemäß dieser
Ausführungsform
ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend
werden seine Betriebs- und Funktionsweise sowie die erzielten Wirkungen
beschrieben.
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Zunächst wird ein Fluiddruckkreis,
wie er in 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 Richtungskontrollventil 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 Richtungskontrollventil 112 eingesetzt.
Eine Druckfluidzufuhrquelle 120 ist an das Richtungskontrollventil 120 angeschlossen.
Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten Druckfluidkreis wird das
Druckfluid (beispielsweise Druckluft) gemäß der Antriebswirkung der Druckfluidzufuhrquelle 120 über den
Primäranschluss 24 zugeführt. 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. 2).
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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 ausgebildete 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.
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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
Durchflussrateneinstellbereiches 36 und wird in den Kontrollventilabschnitt 30
eingeführt.
Der Durchfluss des Druckfluids wird jedoch gemäß der Kontrollwirkung des Kontrollventils 34 blockiert.
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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 Öfffnung 94 gedrosselt
ist, wie oben beschrieben von dem Sekundäranschluss 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.
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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 Sekundärdruck, der
von dem Sekundäranschluss 30 zugeführt wird, einen
der Vorspannkraft des Federelements 76 entsprechenden Ausgleichsdruck
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. 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.
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Wenn dann die Ventilposition des
Richtungskontrollventils 1l4 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 Federelements 76 nach
oben. Dementsprechend wird der Ventil geschlossen-Zustand aufrechterhalten,
in dem der Ventilstopfen 82 auf dem Sitzabschnitt aufsitzt.
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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 Sekundäranschluss 30 hindurchtritt,
durch die Öffnung 110 des
zylindrischen Elements 102 und die fünfte Kammer 106. Die
Zunge 108 des Kontrollventils 34 wird dadurch
flexibel nach innen bewegt, während
das Druckfluid durch den Kontrollventilabschnitt 35 hindurchtritt.
Hiernach wird das Druckfluid durch den zweiten Durchgang 50 in den
Durchflusseinstellabschnitt 36 eingeführt. Das Druckfluid wird gemäß dem voreingestellten
Abstand und zwischen der inneren Wandfläche der abgestuften Durchgangsöffnung 40 und
dem ersten Ende 48 der Einstellschraube 42 auf
eine vorbestimmte Durchflussrate gedrosselt. Anschließend wird
das Druckfluid von dem Primäranschluss 24 über den dritten
Durchgang 54 geführt,
der mit der abgestuften Durchgangsöffnung 40, der ersten
Kammer 52 und dem ersten Durchgang 26 in Verbindung
steht.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Durchmesser
der an dem Stab 86 angebrachten Dichtung 89 so
vorgesehen, dass er im wesentlichen 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 Ventilmechanismus 74 wird
vereinfacht und die Anzahl der Teile reduziert. Dadurch ist es möglich, ihn
mit geringere Größe und geringerem Gewicht
herzustellen.
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Bei dieser Ausführungsform weisen der zweite
Durchgang 50 und der vierte Durchgang 56, die
dazu verwendet werden, den Druckeinstellabschnitt 32 und
den Durchflussrateneinstellabschnitt 36 parallel zwischen
dem Primäranschluss 24 und dem
Sekundäranschluss 30 anzuschließen, jeweils eine
Querschnittsgestalt auf, die entlang den oberen bzw. unteren Konturen 60, 64 des
zweiten Ventilkörpers 14 geformt
ist. Dadurch wird die Wanddicke des zweiten Ventilkörpers 14 reduziert
und es ist möglich, die
gesamte Vorrichtung kleiner und mit geringerem Gewicht zu bauen.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Rohrverbindungsabschnitt 22 vorgesehen,
um das Rohrelement, bspw. ein Rohr, lösbar anzuschließen. Hinsichtlich
der Leitungsrichtung des Rohrelements, kann das Rohrelement in allen
Richtungen frei leiten. Dadurch ist es möglich, die Bequemlichkeit beim
Verwenden des Druck/Durchflussratensteuerventils zu erhöhen.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die 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.
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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 einstöckig 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.
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Ringförmige erste und zweite Dichtungselemente 208a, 208b sind
in Ringnuten an der äußeren Umfangsfläche des
ersten Ventilkörpers 202 angebracht
(vgl. 7). Ein ringförmiges drittes
Dichtungselement 208b ist an einer Ringnut an dem Verbindungsabschnitt
zwischen dem zweiten Ventilkörper 204 und
dem dritten Ventilkörper 206 angebracht (vgl. 8). Ein Rohrverbindungsabschnitt 22,
der über
ein nicht dargestelltes Rohr mit einer Druckfluidzufuhrquelle verbunden
ist, ist an eine:m Ende des dritten Ventilkörpers 206 vorgesehen.
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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
Ventilkörpers 202 im
Inneren des zweiten Ventilkörpers 204 vorgesehen.
Ein Verbindungsdurchgang 217 zur Verbindung des Durchflussrateneinstellabschnitts 210 mit
dem Druckeinstellabschnitt 214 ist an dem Verbindungsbereich
zwischen dem ersten Ventilkörper 202 und
dem zweiten Ventilkörper 204 ausgebildet
(vgl. 9).
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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.
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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 Druckeinstellschraube 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 Kontrollventil 216 zur Verhinderung des Fließens des
von dem Primäranschluss 24 zugeführten Druckfluids
zu einem Sekundäranschluss 30 auf.
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Der Ventilstopper 232 weist
eine im Wesentlichen scheibenförmige
Gestalt auf. Wie in 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.
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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
einstöckig
und koaxial mit dem Ventilstopfen 228 verbunden ist, und
eine Dichtung 244, die in einer Ringnut an dein Stab 242 angebracht
ist, auf.
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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 dein Sekundäranschluss 30 zugeführt wird,
wird durch die Vorspannkraft 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.
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Das Druck/Durchflussratensteuerventil
200 gemäß der zweiten
Ausführungsform
ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden
seine Betriebs- und Funktionsweise sowie die erzielten Wirkungen
erläutert.
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Zunächst wird, wie in 11 dargestellt ist, ein
Fluiddruckkreis 246 zur Durchführung der Ausgangsmesssteuerung
mit deim Druck/Durchflussratensteuerventil 200 gemäß der zweiten
Ausführungsform
aufgebaut. Hierbei wird der Primäranschluss 24 des
Druck/Durchflussratensteuerventils 200 mit einem Richtungskontrollventil 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 Richtungskontrollventil 112 und
einem zweiten Anschluss 116b des Zylinders 114 eingesetzt.
Eine Druckfluidzufuhrquelle 120 wird an das Richtungskontrollventil 112 angeschlossen.
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Wenn das Druckfluid mit Hilfe des
anderen Kontrollventils 118 unter der Antriebswirkung der Druckfluidzufuhrquelle 120 in
dem wie oben beschriebenen Druckfluidkreis 242 einer Zylinderkammer 248,
die an der Kopfseite angeordnet ist, zugeführt wird, wird ein Kolben 250 in
Richtung des Pfeiles F verschoben. Das Druckfluid, das von einer
Zylinderkammer 252 auf der Stangenseite zugeführt wird,
wird dem Sekundäranschluss 30 des Druck/Durchflussratensteuerven-tils 200 zugeführt. Das
Druckfluid wird mit Hilfe des Durchflussrateneinstellabschnitts 210 auf
eine festgelegte Druchflussrate gedrosselt. Anschließend wird
das Druckfluid über den
Verbindungsdurchgang 217 in den Druckeinstellabschnitt 214 eingeführt.
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Das Druckfluid, das in den Druckeinstellabschnitt 214 eingeführt wird,
tritt durch die Löcher 236a bis 236d des
Ventilstoppens 232 hindurch. Das Druckfluid fließt durch
den Freiraum 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 Sekundäranschluss 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 Durchflussrateneinstellabschnlitts 210 auf
eine voreingestellte Durchflussrate gedrosselten Druckfluids fließt, wobei
es die Zunge 108 des zweiten Kontrollventils 216 nach
innen biegt, und wird dem Primäranschluss 224 zugeführt.
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Bei der zweiten Ausführungsform
tritt selbst dann, wenn der Druck der Zylinderkammer 252 auf der
Stangenseite niedriger ist als der durch die Druckeinstellschraube 224 voreingestellte
Druck, das Druckfluid, das über
den Verbindungsdurchgang 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.
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Wie in 12 dargestellt
ist, wird ein Druck/Durchfluss-ratensteuerventil 200a gemäß einer
weiteren, dritten Ausführungsform
dadurch gebildet, dass das erste Kontrollventil 212 in
der der oben beschriebenen Richtung entgegengesetzaen Richtung angebracht
wird, so dass die Kontrollwirkung in der entgegengesetzaen Richtung
ausgeübt
wird. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auch auf einen
Druckfluidkreis 254 für
die Eingangsmesssteuerung anwendbar (vgl. 13). Bei dieser Anordnung wird die Kontrollrichtung
des anderen Kontrollventils 118a in der der oben beschriebenen
Richtung entgegengesetzten Richtung eingestellt.
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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.