DE102009018768B4 - Pressure medium actuated actuator with integrated quick exhaust and additional switching force impulse during venting - Google Patents

Pressure medium actuated actuator with integrated quick exhaust and additional switching force impulse during venting Download PDF

Info

Publication number
DE102009018768B4
DE102009018768B4 DE102009018768.5A DE102009018768A DE102009018768B4 DE 102009018768 B4 DE102009018768 B4 DE 102009018768B4 DE 102009018768 A DE102009018768 A DE 102009018768A DE 102009018768 B4 DE102009018768 B4 DE 102009018768B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressed air
piston
actuator
vent
space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102009018768.5A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102009018768A1 (en
Inventor
Adolf Harald Sonnleitner
Heinz Dieter Sonnleitner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102009018768.5A priority Critical patent/DE102009018768B4/en
Publication of DE102009018768A1 publication Critical patent/DE102009018768A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102009018768B4 publication Critical patent/DE102009018768B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1221—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston one side of the piston being spring-loaded
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/149—Fluid interconnections, e.g. fluid connectors, passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/204—Control means for piston speed or actuating force without external control, e.g. control valve inside the piston

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Abstract

Aktuator bestehend aus einem Gehäuse (1) mit Kolbenraum, einer darin befindlichen Kolbenstange (2) mit mindestens einem daran befestigten und zur Kolbenraumwand abgedichteten Kolben (3) der den Kolbenraum aufteilt, einerseits in einen dichten Druckraum (4) aus dem das eine Ende der Kolbenstange als Aktuatorelement (5) durch eine Kolbenstangen-Dichtung (6) hervorragt, und andererseits in einen nicht dichten Entlüftungsraum (7) mit einer darin befindlichen auf den Kolben (3) wirkenden vorgespannten Druckfeder (8) und einer Entlüftungsöffnung (9) in die das andere Ende der Kolbenstange (2) hineinragt, ferner mit einem zum Druckraum (4) führenden Verbindungskanal (11) der mit Druckluft gespeist wird mittels eines Schnellentlüftungsventils (12) mit Drucklufteingang (13), Druckluftausgang (14), Entlüftungsausgang (15) und einer beweglichen und elastischen Schalt-/Sperrdichtung (16) die einenfalls ermöglicht, dass der Aktuator bei Beaufschlagung des Drucklufteingangs (13) mit Druckluft einschaltet, und anderenfalls bei Wegnahme der Druckluft am Drucklufteingang (13) schnell ausschaltet und zusätzlich verhindert, dass bei defektem Aktuator ein aus dem Druckraum eindringendes Medium rückwärts in die Versorgungsleitung des Drucklufteingangs eindringt, wobei der Entlüftungsausgang (15) des Schnellentlüftungsventils (12) in den Entlüftungsraum (7) des Aktuators führt, sodass bei Wegnahme der Druckluft am Drucklufteingang (13), die Schalt-/Sperrdichtung (16) ein Zurückströmen der aus dem Druckraum (4) kommenden Druckluft in den Drucklufteingang (13) sperrt sowie den Entlüftungsausgang (15) öffnet und die dadurch ausströmende Druckluft nicht direkt in den freien Luftraum strömt, sondern in den Entlüftungsraum (7).Actuator comprising a housing (1) with piston chamber, a piston rod (2) therein with at least one attached thereto and the piston chamber wall sealed piston (3) dividing the piston chamber, on the one hand in a dense pressure chamber (4) from which one end of the Piston rod as an actuator element (5) by a piston rod seal (6) protrudes, and on the other hand in a non-dense vent space (7) having therein on the piston (3) acting prestressed compression spring (8) and a vent opening (9) in the the other end of the piston rod (2) protrudes, further with a pressure chamber (4) leading connecting channel (11) which is supplied with compressed air by means of a quick exhaust valve (12) with compressed air inlet (13), compressed air outlet (14), vent outlet (15) and a movable and elastic switching / sealing seal (16) which optionally allows the actuator upon pressurization of the compressed air inlet (13) t turns on, and otherwise on removal of the compressed air at the compressed air inlet (13) quickly turns off and additionally prevents that in case of defective actuator penetrating from the pressure chamber medium backwards penetrates into the supply line of the compressed air inlet, wherein the vent outlet (15) of the quick exhaust valve (12) the venting chamber (7) of the actuator leads, so that upon removal of the compressed air at the compressed air inlet (13), the switching / sealing seal (16) backflow of the compressed air coming from the pressure chamber (4) in the compressed air inlet (13) blocks and the venting output ( 15) opens and the resulting compressed air does not flow directly into the free air space, but in the venting chamber (7).

Description

Aktuator bestehend aus einem Gehäuse mit Kolbenraum, einer darin befindlichen Kolbenstange mit mindestens einem daran befestigten und zur Kolbenraumwand abgedichteten Kolben der den Kolbenraum aufteilt, einerseits in einen dichten Druckraum aus dem das eine Ende der Kolbenstange als Aktuatorelement durch eine Kolbenstangen-Dichtung hervorragt, und andererseits in einen nicht dichten Entlüftungsraum mit einer darin befindlichen auf den Kolben wirkenden vorgespannten Druckfeder und einer Entlüftungsöffnung in die das andere Ende der Kolbenstange hineinragt, ferner mit einem zum Druckraum führenden Verbindungskanal der mit Druckluft gespeist wird mittels eines Schnellentlüftungsventils mit Drucklufteingang, Druckluftausgang, Entlüftungsausgang und einer beweglichen und elastischen Schalt-/Sperrdichtung die einenfalls ermöglicht, dass der Aktuator bei Beaufschlagung des Drucklufteingangs mit Druckluft einschaltet, und anderenfalls bei Wegnahme der Druckluft am Drucklufteingang schnell ausschaltet und zusätzlich verhindert, dass bei defektem Aktuator ein aus dem Druckraum eindringendes Medium rückwärts in die Versorgungsleitung des Drucklufteingangs eindringt.Actuator consisting of a housing with piston chamber, a piston rod therein with at least one attached and sealed to the piston chamber wall piston dividing the piston chamber, on the one hand in a dense pressure chamber from which protrudes the one end of the piston rod as an actuator element by a piston rod seal, and on the other in a non-dense vent space with therein acting on the piston biased compression spring and a vent into which the other end of the piston rod protrudes, further supplied with a pressure chamber leading to the communication channel with compressed air by means of a quick exhaust valve with compressed air inlet, compressed air outlet, vent outlet and a Movable and elastic switching / sealing seal that allows the case that the actuator turns on when pressurized air inlet with compressed air, and otherwise when removing the compressed air at the compressed air inlet schn ell and additionally prevents that with a defective actuator penetrating from the pressure chamber medium backwards penetrates into the supply line of the compressed air inlet.

Stand der TechnikState of the art

Druckmittelbetätigbare Aktuatoren, insbesondere pneumatische, werden in einer Vielzahl technischer Bereiche verwendet, zum Beispiel in Lackieranlagen als Bestandteil von Lackventilen.Pressure-actuable actuators, in particular pneumatic, are used in a variety of technical areas, for example in paint shops as part of paint valves.

Lackieranlagen erfordern, dass die Lacke des öfteren gewechselt werden. Vor der Neubeschickung des Sprühkopfes mit einem anderen Lack ist gegebenenfalls zum Entfernen der Reste des vorherigen Lackes auch eine Spülung des Sprühkopfes sowie der Versorgungsleitung mittels Lösemittel erforderlich. Zum Spülen wird in möglichst schneller Folge abwechselnd Lösemittel und Luft in die Versorgungsleitung des auf Durchlass geschalteten Sprühkopfs eingeleitet. Aus ökonomischen Gründen soll (a) ein Lackwechsel mit Spülvorgang in einer möglichst kurzen Zeitspanne erfolgen, sowie (b) pro Spülvorgang eine möglichst geringe Menge von Lösemittel verbraucht werden.Paint shops require that the paints are changed frequently. Before the reloading of the spray head with another paint, a rinsing of the spray head and the supply line by means of solvent may be necessary to remove the remains of the previous paint. For rinsing, solvent and air are alternately introduced into the supply line of the spray head switched on through in the fastest possible sequence. For economic reasons, (a) a lacquer change with rinsing process should take place in as short a time as possible, and (b) a minimum amount of solvent should be consumed per rinsing process.

Für Anwendungen wie oben beschrieben, werden oft Käfig-, Nadel- bzw. Tellerventile eingesetzt. Die Ventile bestehen normalerweise aus einem Ventilblock in den ein Ventileinsatz druckdicht eingeschraubt ist.For applications as described above, often cage, needle or poppet valves are used. The valves usually consist of a valve block in which a valve insert is screwed pressure-tight.

Der Ventilblock enthält einen Medienraum mit einer Medieneingangsöffnung sowie einer Medienausgangsöffnung mit Dichtsitz. Das Ventil ist geschlossen falls das Dichtelement des Ventileinsatzes auf den Dichtsitz der Ausgangsöffnung des Ventilblocks gepresst wird.The valve block includes a media room having a media input port and a media exit port with seal seat. The valve is closed if the sealing element of the valve insert is pressed onto the sealing seat of the outlet opening of the valve block.

Der Ventileinsatz besteht normalerweise aus einem integrierten Aktuator und einem Dichtelement (Dichtkegel bzw. Dichtteller), das an der Kolbenstange des Aktuators axial befestigt ist. Der Aktuator besteht seinerseits aus einem zylindrischen Pneumatikgehäuse mit einem darin befindlichen axial beweglichen Kolben der auf der einen Kolbenseite mit der Kraft einer vorgespannten Druckfeder beaufschlagt ist und auf der anderen Kolbenseite mittels Druckluft beaufschlagt werden kann. Am Kolben ist eine Kolbenstange befestigt die aus dem Aktuator druckdicht herausragt und an deren Ende das Dichtelement sitzt. Die Kolbenstange mit dem Dichtelement führt durch den Medienraum zu der mit dem Dichtsitz ausgestatteten Ausgangsöffnung des Ventilblocks.The valve core usually consists of an integral actuator and a sealing element (sealing cone or sealing plate), which is axially fixed to the piston rod of the actuator. The actuator in turn consists of a cylindrical pneumatic housing with an axially movable piston therein which is acted upon on one side of the piston with the force of a prestressed compression spring and can be acted upon by compressed air on the other side of the piston. On the piston, a piston rod is fastened which protrudes pressure-tight from the actuator and at the end of the sealing element sits. The piston rod with the sealing element leads through the media space to the outlet opening of the valve block equipped with the sealing seat.

Es gibt zwei Arten Medienventile: Normal Geschlossene Medienventile (im passiven Zustand, d. h. nicht mit Druckluft angesteuert, ist das Medienventil geschlossen), und Normal Offene Medienventile (im passiven Zustand ist das Medienventil offen).There are two types of media valves: Normally Closed Media Valves (in the passive state, ie not driven by compressed air, the media valve is closed), and Normal Open Media Valves (in the passive state, the media valve is open).

Im Falle eines Normal Geschlossenen Medienventils im passiven, nicht-angesteuerten Zustand, wirkt im Aktuator nur die vorgespannte Druckfeder und presst somit das Dichtelement der Kolbenstange gegen den Dichtsitz des Ventilblocks, d. h. das Medienventil ist geschlossen. Im aktiven, angesteuerten Zustand, d. h. bei Beaufschlagung des Kolbens mittels Druckluft bewegt sich der Aktuatorkolben gegen die Federkraft bis zum Anschlag, d. h. das Medienventil ist geöffnet und das Medium kann fließen.In the case of a normally closed media valve in the passive, non-controlled state, acts in the actuator only the preloaded compression spring and thus presses the sealing element of the piston rod against the sealing seat of the valve block, d. H. the media valve is closed. In the active, driven state, i. H. when the piston is acted upon by compressed air, the actuator piston moves against the spring force until it stops, d. H. the media valve is open and the medium can flow.

Herkömmliche Lackventile haben keine integrierte Schnellentlüftung. Beim Schalten in den passiven drucklosen Zustand schalten sie zu langsam bzw. erfordern sie ein zusätzliches externes Entlüftungsventil. Solche Lackventile verschwenden Resoursen. Der Spülvorgang dauert länger als erwünscht bzw. es wird mehr Lösemittel verbraucht als erforderlich. Lackventile die längere Zeit nicht aktiv waren, schalten eventuell nicht bzw. schalten eventuell verzögert weil der Lack im Bereich der Kolbenstangen-Dichtung des Aktuators etwas zähflüssiger geworden ist. Ein sicheres „Loseisen” der Kolbenstange erfordert bei herkömmlichen Ventileinsätzen eine stärkere Feder. Dies bedingt aber größere und schwerere Ventileinsätze und folglich größere und schwerere Ventilblöcke und somit ergibt sich eine kleinere Packungsdichte der Ventile.Conventional paint valves have no integrated quick exhaust. When switching to the passive depressurized state, they switch too slowly or require an additional external vent valve. Such paint valves waste Resoursen. The rinsing process takes longer than desired or more solvent is consumed than required. Lack valves that have not been active for a long time may not switch or may be delayed because the paint in the area of the piston rod seal of the actuator has become somewhat viscous. A safe "Loseisen" of the piston rod requires a stronger spring in conventional valve inserts. However, this requires larger and heavier valve inserts and consequently larger and heavier valve blocks and thus results in a smaller packing density of the valves.

Aufgabenstellungtask

Aufgabe dieser Erfindung ist, die Funktion druckmittelbetätigbarer Ventile der oben beschriebenen Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird wie nachfolgend beschrieben erfüllt. Die Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt anhand folgender Zeichnungen:Object of this invention is to improve the function of pressure-actuable valves of the type described above. This task is accomplished as described below. The explanation of a preferred embodiment of the invention is based on the following drawings:

1. Aktuator-Zustand, drucklos. 1 , Actuator condition, depressurised.

2. Aktuator-Zustand, druckbeaufschlagt. 2 , Actuator condition, pressurized.

3. Form der Schalt/Sperrdichtung während des Einschaltens.

  • 1. In den Aktuator des Ventileinsatzes ist ein Schnellentlüftungsventil (12) integriert. Ein Schnellentlüftungsventil hat einen Eingang (13), einen Ausgang (14) und einen Entlüftungsausgang (15), und ist mit einer beweglichen elastischen Schalt/Sperrdichtung (16) versehen. Das axiale Profil der Dichtung ist asymmetrisch und ermöglicht den Durchfluss der Druckluft nur in einer Richtung, von der konvexen Fläche zur konkaven Fläche.
  • 2. In den Aktuator ist ein Entlüftungsraum (7) mit einer variablen Entlüftungsdrossel (10) integriert. Die Drossel besteht z. B. aus der Entlüftungsöffnung (9) des Entlüftungsraums in den das dem Aktuatorelement (5) engegengesetzte Ende der Kolbenstange (2) des Aktuators hineinragt. Im Bereich der Entlüftungsdrossel ist die Entlüftungsöffnung z. B. konisch und die Kolbenstange z. B. abgestuft ausgeführt. Bei druckbeaufschlagtem Aktuator (2) verengt die Kolbenstange die Entlüftungsöffnung (starke Drosselung). Bei nicht-druckbeaufschlagtem Aktuator (1) verengt die Kolbenstange die Entlüftungsöffnung weniger (schwache Drosselung). Die Drosselwirkung ist somit abhängig von der Position des an der Kolbenstange (2) befestigten Kolbens (3) des Aktuators und verändert sich sobald sich der Kolben bewegt.
  • 3. Im Aktuator kommt ein Stufen- bzw. Doppelkolben (3) mit unterschiedlich großen druckbeaufschlagbaren Flächen zur Anwendung. Damit ein solcher Kolben verschiebbar ist, muss der während der Kolbenbewegung sich verändernde Kolbenflächen-Zwischenraum (17) zwischen den beiden druckbeaufschlagbaren Flächen des Doppelkolbens direkt an den freien Luftraum angrenzen bzw. mindestens eine Ausgleichsöffnung (18) in den freien Luftraum haben.
3 , Shape of the switching / sealing seal during switching on.
  • 1. In the actuator of the valve insert is a quick exhaust valve ( 12 ) integrated. A quick exhaust valve has an input ( 13 ), an output ( 14 ) and a vent outlet ( 15 ), and is equipped with a movable elastic switching / sealing seal ( 16 ) Mistake. The axial profile of the seal is asymmetrical and allows the flow of compressed air only in one direction, from the convex surface to the concave surface.
  • 2. In the actuator is a vent space ( 7 ) with a variable vent throttle ( 10 ) integrated. The throttle is z. B. from the vent ( 9 ) of the venting space in which the the actuator element ( 5 ) opposite end of the piston rod ( 2 ) protrudes the actuator. In the area of the vent throttle, the vent z. B. conical and the piston rod z. B. executed graded. With pressurized actuator ( 2 ), the piston rod narrows the vent (heavy throttling). For non-pressurized actuator ( 1 ) the piston rod narrows the vent less (weak throttling). The throttle effect is thus dependent on the position of the piston rod ( 2 ) attached piston ( 3 ) of the actuator and changes as soon as the piston moves.
  • 3. In the actuator comes a stepped or double piston ( 3 ) with different sized pressurizable surfaces for use. In order for such a piston to be displaceable, the piston surface clearance ( 17 ) are directly adjacent to the free air space between the two pressurizable surfaces of the double piston or at least one compensation opening ( 18 ) into the open air space.

Funktion der Ventileinsätze der neuen ArtFunction of valve inserts of new type

Bei Ansteuerung des im Ventileinsatz integrierten Aktuators mit Druckluft bewegt sich die Schalt-/Sperrdichtung (16) auf den in den Entlüftungsraum (7) mündenden Entlüftungsausgang (15) des Schnellentlüftungsventils (12) zu und verschließt diesen. Anschließend löst sich die Dichtlippe der elastischen Schalt/Sperrdichtung (16) von der inneren Wand des Entlüftungsventils (siehe 3) und gibt der Druckluft den Weg zum Druckraum (3) des Aktuators solange frei bis der Druck im Druckraum gleich ist mit dem am Druckeingang (13) anstehenden Druck. Währenddessen steigt der Druck im Druckraum und schaltet den Aktuator in den aktiven Zustand (Eingeschaltet); gleichzeitig ermöglicht die Ausgleichsöffnung (18) des Kolbenflächen-Zwischenraumes (17) des Stufen- bzw. Doppelkolbens sowie die Entlüftungsdrossel (10) des Entlüftungsraums (7) einen Druckausgleich zum freien Luftraum. Die Schalt-/Sperrdichtung (16) nimmt ihre ursprüngliche Normalform aufgrund ihrer Elastizität wieder an und legt sich wieder an die innere Wand des Schnellentlüftungsventils (12) an.When the actuator integrated in the valve insert is actuated with compressed air, the switching / blocking seal ( 16 ) on the in the vent space ( 7 ) venting outlet ( 15 ) of the quick exhaust valve ( 12 ) and closes it. Subsequently, the sealing lip of the elastic switching / sealing seal ( 16 ) from the inner wall of the vent valve (see 3 ) and gives the compressed air the way to the pressure chamber ( 3 ) of the actuator until the pressure in the pressure chamber is equal to that at the pressure input ( 13 ) pending pressure. Meanwhile, the pressure in the pressure chamber increases and switches the actuator to the active state (switched on); at the same time the compensation opening ( 18 ) of the piston surface clearance ( 17 ) of the stepped or double piston and the vent throttle ( 10 ) of the venting space ( 7 ) a pressure equalization to the free air space. The shift / locking seal ( 16 ) resumes its original normal shape due to its elasticity and lies down against the inner wall of the quick-release valve ( 12 ) at.

Bei Drucklosschalten des im Ventileinsatz integrierten Aktuators drückt die Druckluft aus dem Druckraum (4) des Aktuators zurück in das Schnellentlüftungsventil (12) und schiebt dabei die Schalt-/Sperrdichtung (16) vom Entlüftungsausgang (15) des Entlüftungsventils rückwärts gegen den Lufteingang (13) und verschließt bzw. sperrt diesen. Dabei wird der Entlüftungsausgang (14) geöffnet, sodass die Druckluft in den Entlüftungsraum (7) des Aktuators strömt und sich dort aufgrund der anfänglich geschlossenen Entlüftungsdrossel (10) vorerst staut. Weil die Kolbenfläche im Entlüftungsraum (7) größer ist als im Druckraum (4), ensteht bei Druckausgleich in diesen beiden Räumen, auf der Kolbenfläche des Entlüftungsraums eine größere Kraft als diejenige Kraft die auf der Kolbenfläche des Druckraums verbleibt. Der resultierende Schaltkraftimpuls wirkt zusätzlich zur Druckfeder und unterstützt das Loseisen einer eventuell im Bereich der Kolbenstangen-Dichtung (6) schwergängigen Kolbenstange des Aktuatorelements (5). Nachdem der Kolben bzw. die Kolbenstange anfangen sich zu bewegen, reicht die Kraft der Druckfeder allein, um den Aktuator in den passiven Zustand (Ausgeschaltet) zu schalten. Dabei öffnet sich die Entlüftungsdrossel (10) des Entlüftungsraumes kontinuierlich. Gleichzeitig ermöglicht die Ausgleichsöffnung (18) des Kolbenflächen-Zwischenraumes (17) des Stufen- bzw. Doppelkolbens sowie die Entlüftungsdrossel (10) des Entlüftungsraums (7) einen Druckausgleich zum freien Luftraum.When depressurizing the actuator integrated in the valve insert, the compressed air is forced out of the pressure chamber ( 4 ) of the actuator back into the quick exhaust valve ( 12 ) and thereby pushes the shift / locking seal ( 16 ) from the vent outlet ( 15 ) of the vent valve backwards against the air inlet ( 13 ) and closes or blocks this. The venting outlet ( 14 ), so that the compressed air in the venting space ( 7 ) of the actuator flows and there due to the initially closed bleeder throttle ( 10 ) for the time being. Because the piston surface in the venting chamber ( 7 ) is larger than in the pressure chamber ( 4 ), arises at pressure equalization in these two spaces, on the piston surface of the venting chamber, a larger force than the force remaining on the piston surface of the pressure chamber. The resulting switching force pulse acts in addition to the compression spring and supports the loose iron one possibly in the area of the piston rod seal ( 6 ) sluggish piston rod of the actuator element ( 5 ). After the piston or piston rod starts to move, the force of the compression spring alone is sufficient to switch the actuator to the passive state (off). This opens the vent throttle ( 10 ) of the venting space continuously. At the same time, the compensation opening ( 18 ) of the piston surface clearance ( 17 ) of the stepped or double piston and the vent throttle ( 10 ) of the venting space ( 7 ) a pressure equalization to the free air space.

Bei entsprechender Dimensionierung der Volumina, d. h. Druckraum (4) mit relativ großem Volumen und Entlüftungsraum (7) mit relativ kleinem Volumen sowie relativ großem Druck der Druckluft und entsprechender Drosselungscharakteristik der Entlüftungsdrossel (10) funktioniert ein Aktuator dieser Art auch ohne Druckfeder (8). Solche Aktuatoren werden eingesetzt in speziellen Anwendungen in denen die üblichen Arten von Aktuatoren nicht einsetzbar sind, z. B. in der Mikrotechnik, in speziellen Schieberventilen, o. a.With appropriate dimensioning of the volumes, ie pressure chamber ( 4 ) with a relatively large volume and venting space ( 7 ) with a relatively small volume and relatively high pressure of the compressed air and corresponding throttling characteristic of the vent throttle ( 10 ) works an actuator of this kind without pressure spring ( 8th ). Such actuators are used in special applications in which the usual types of actuators can not be used, for. B. in microtechnology, in special slide valves, or similar

Vorteile der Ventileinsätze der neuen ArtAdvantages of valve inserts of new type

Ventileinsätze dieser Art haben den Vorteil, dass sie eine wesentlich schnellere Schaltzeit beim Entlüften erzielen. Hierbei wird ein Teil der Energie aus der entweichenden Druckluft genutzt um eine eventuell schwer anschiebbare Kolbenstange (2) des Aktuators loszueisen. Bevor der Kolben (3) und die daran befestigte Kolbenstange (2) anfangen sich zu bewegen, ist die Öffnung der Entlüftungsdrossel (10) relativ eng. Während des Ausschaltens bzw. drucklos Schalten des Aktuators kommen somit der Entlüftungsraum (7) und der Druckraum (4) kurzzeitig auf denselben Druck. Weil die Kolbenfläche im Entlüftungsraum größer ist als die Kolbenfläche im Druckraum, entsteht auf der entlüftungsseitigen Fläche des Stufen- bzw. Doppelkolbens (3) mehr Druckkraft als auf der druckraumseitigen Fläche. Dieser Kraftüberschuss wirkt zusätzlich zur Kraft der vorgespannten Druckfeder und gewährt beim Entlüften ein sicheres und schnelleres Schalten des Ventils. Nachdem der Kolben und die daran befestigte Kolbenstange anfangen sich zu bewegen, nimmt die Drosselwirkung ab, und der Aktuator wird ungedrosselt und schnell in die Umgebung entlüftet. Die Druckluft entweicht somit nicht unnötig langsam über das oft mehrere Meter weit entfernte Ansteuerventil im Pneumatikschrank.Valve inserts of this type have the advantage that they achieve a much faster switching time when venting. In this case, part of the energy from the escaping compressed air is used around a possibly difficult to push piston rod ( 2 ) of the actuator. Before the piston ( 3 ) and the attached thereto piston rod ( 2 ) start to move, is the opening of the vent throttle ( 10 ) relatively tight. During switching off or depressurized switching of the actuator thus come the vent space ( 7 ) and the pressure chamber ( 4 ) briefly to the same pressure. Because the piston area in the vent space is greater than the piston area in the pressure chamber, arises on the vent side surface of the stepped or double piston ( 3 ) more pressure than on the pressure chamber side surface. This excess force acts in addition to the force of the preloaded compression spring and ensures a safe and faster switching of the valve when venting. After the piston and attached piston rod begin to move, the throttling action decreases and the actuator is unthrottled and rapidly vented to the atmosphere. The compressed air thus does not escape unnecessarily slowly over the control valve, which is often several meters away in the pneumatic cabinet.

Ventileinsätze dieser neuen Art haben den weiteren Vorteil, dass bei Undichtigkeit der Kolbendichtung (6) des integrierten Aktuators das zu verarbeitende Medium allenfalls bis in den Druckraum (4) des Aktuators einfließen kann. In diesem Falle würde das Medium erst durch das Entlüftungsventil (12), den Entlüftungsraum (7) sowie durch die Entlüftungsdrossel (10) abfließen. Ein mit erheblichen Reparatur- und Reinigungskosten verbundenes rückwärtiges Eindringen des Lackes in die Ansteuerleitung der Pneumatik, schlimmstenfalls bis zum hin zum Ansteuerventil im Pneumatikschrank wird aufgrund der Schalt/Sperrdichtung (16) verhindert.Valve inserts of this new type have the further advantage that in case of leakage of the piston seal ( 6 ) of the integrated actuator, the medium to be processed at most into the pressure chamber ( 4 ) of the actuator can flow. In this case, the medium would only through the vent valve ( 12 ), the ventilation space ( 7 ) as well as through the vent throttle ( 10 ) flow away. A connected with considerable repair and cleaning costs rearward penetration of the paint in the control line of the pneumatic, in the worst case up to the control valve in the pneumatic cabinet is due to the switching / sealing seal ( 16 ) prevented.

Ventileinsätze der neuen Art haben den weiteren Vorteil, dass sie nicht viel größer sind als herkömmliche Ventileinsätze. Somit sind sie in gleicher Packungsdichte nebeneinander in einem Ventilblock bzw. Verteilerblock montierbar. Erst der zusätzliche Kraftimpuls der entweichenden Druckluft ermöglicht diese kompakten, sicheren und schnellen Lackventile.Valve inserts of the new type have the further advantage that they are not much larger than conventional valve inserts. Thus, they can be mounted in the same packing density side by side in a valve block or manifold block. Only the additional force pulse of escaping compressed air allows these compact, safe and fast paint valves.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gehäusecasing
22
Kolbenstangepiston rod
33
Kolbenpiston
44
Druckraumpressure chamber
55
Aktuatorelementactuator
66
Kolbenstangen-DichtungPiston rod seal
77
Entlüftungsraumvent space
88th
Druckfedercompression spring
99
Entlüftungsöffnungvent
1010
Entlüftungsdrosselvent throttle
1111
Verbindungskanalconnecting channel
1212
SchnellentlüftungsventilQuick exhaust valve
1313
DrucklufteingangCompressed air inlet
1414
DruckluftausgangCompressed air outlet
1515
Entlüftungsausgangbleed outlet
1616
Schalt-/SperrdichtungSwitch / barrier seal
1717
Kolbenflächen-ZwischenraumPiston areas gap
1818
Ausgleichsöffnungcompensation opening
1919
Ausgleichsöffnungcompensation opening

Claims (11)

Aktuator bestehend aus einem Gehäuse (1) mit Kolbenraum, einer darin befindlichen Kolbenstange (2) mit mindestens einem daran befestigten und zur Kolbenraumwand abgedichteten Kolben (3) der den Kolbenraum aufteilt, einerseits in einen dichten Druckraum (4) aus dem das eine Ende der Kolbenstange als Aktuatorelement (5) durch eine Kolbenstangen-Dichtung (6) hervorragt, und andererseits in einen nicht dichten Entlüftungsraum (7) mit einer darin befindlichen auf den Kolben (3) wirkenden vorgespannten Druckfeder (8) und einer Entlüftungsöffnung (9) in die das andere Ende der Kolbenstange (2) hineinragt, ferner mit einem zum Druckraum (4) führenden Verbindungskanal (11) der mit Druckluft gespeist wird mittels eines Schnellentlüftungsventils (12) mit Drucklufteingang (13), Druckluftausgang (14), Entlüftungsausgang (15) und einer beweglichen und elastischen Schalt-/Sperrdichtung (16) die einenfalls ermöglicht, dass der Aktuator bei Beaufschlagung des Drucklufteingangs (13) mit Druckluft einschaltet, und anderenfalls bei Wegnahme der Druckluft am Drucklufteingang (13) schnell ausschaltet und zusätzlich verhindert, dass bei defektem Aktuator ein aus dem Druckraum eindringendes Medium rückwärts in die Versorgungsleitung des Drucklufteingangs eindringt, wobei der Entlüftungsausgang (15) des Schnellentlüftungsventils (12) in den Entlüftungsraum (7) des Aktuators führt, sodass bei Wegnahme der Druckluft am Drucklufteingang (13), die Schalt-/Sperrdichtung (16) ein Zurückströmen der aus dem Druckraum (4) kommenden Druckluft in den Drucklufteingang (13) sperrt sowie den Entlüftungsausgang (15) öffnet und die dadurch ausströmende Druckluft nicht direkt in den freien Luftraum strömt, sondern in den Entlüftungsraum (7).Actuator consisting of a housing ( 1 ) with piston chamber, a piston rod therein ( 2 ) with at least one attached thereto and sealed to the piston chamber wall piston ( 3 ) which divides the piston chamber, on the one hand into a dense pressure chamber ( 4 ) from the one end of the piston rod as Aktuatorelement ( 5 ) by a piston rod seal ( 6 ) and on the other hand into a non-dense vent space ( 7 ) with an on the piston ( 3 ) acting prestressed compression spring ( 8th ) and a vent ( 9 ) into which the other end of the piston rod ( 2 ), further with a pressure chamber ( 4 ) leading connection channel ( 11 ) which is supplied with compressed air by means of a quick exhaust valve ( 12 ) with compressed air inlet ( 13 ), Compressed air outlet ( 14 ), Bleed outlet ( 15 ) and a movable and elastic switching / sealing seal ( 16 ), which allows the actuator to be acted upon when the compressed air inlet ( 13 ) with compressed air, and otherwise when removing the compressed air at the compressed air inlet ( 13 ) quickly switches off and additionally prevents that when a defective actuator penetrates from the pressure chamber medium backward penetrates into the supply line of the compressed air inlet, wherein the vent outlet ( 15 ) of the quick exhaust valve ( 12 ) in the vent space ( 7 ) of the actuator, so that when removing the compressed air at the compressed air inlet ( 13 ), the shift / locking seal ( 16 ) a backflow from the pressure chamber ( 4 ) coming compressed air into the compressed air inlet ( 13 ) as well as the venting outlet ( 15 ) and the resulting compressed air does not flow directly into the free air space, but into the vent space ( 7 ). Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (9) des Entlüftungsraums (7) mit einer variablen Entlüftungsdrossel (10) ausgestattet ist, die bei Entlüftungsbeginn, gleich nach Wegnahme des Ansteuerdruckes am Drucklufteingang (13), einen hohen Drosselwiderstand aufweist, und deren Drosselwiderstand mit fortschreitender Bewegung des Kolbens (3) und der daran befestigten Kolbenstange (2) abnimmt.Actuator according to claim 1, characterized in that the vent ( 9 ) of the venting space ( 7 ) with a variable vent throttle ( 10 ), which at the start of the vent, immediately after removal of the control pressure at the compressed air inlet ( 13 ), has a high throttle resistance, and whose throttle resistance with progressive movement of the piston ( 3 ) and the piston rod attached thereto ( 2 ) decreases. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) ein Stufen- oder Doppelkolben ist und die an den Entlüftungsraum (7) angrenzende Kolbenfläche größer ist als die an den Druckraum (4) angrenzende Kolbenfläche.Actuator according to claim 2, characterized in that the piston ( 3 ) is a stepped or double piston and the to the vent space ( 7 ) adjacent piston surface is larger than that to the pressure chamber ( 4 ) adjacent piston surface. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Entlüftungsdrossel (10) gebildet wird aus der Entlüftungsöffnung (9) sowie aus dem in sie hineinragenden, dem Aktuatorelement (5) entgegengesetzen Ende der Kolbenstange (2), wobei im Bereich der Entlüftungsdrossel (10) die Entlüftungsöffnung (9) und/oder die Kolbenstange (2) abgestuft oder konisch ausgeführt sein können.Actuator according to claim 2, characterized in that the variable bleed throttle ( 10 ) is formed from the vent ( 9 ) and from the actuator element (FIG. 5 ) opposite end of the piston rod ( 2 ), wherein in the area of the vent throttle ( 10 ) the vent ( 9 ) and / or the piston rod ( 2 ) can be stepped or conical. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselwiderstand der Entlüftungsdrossel (10) während des Schalten abhängig ist von der Position des Kolbens (3) oder der daran befestigten Kolbenstange (2).Actuator according to claim 2, characterized in that the throttle resistance of the vent throttle ( 10 ) while switching is dependent on the position of the piston ( 3 ) or attached to the piston rod ( 2 ). Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Stufen- oder Doppelkolben gebildete Kolbenflächen-Zwischenraum (17) über die Ausgleichsöffnung (19) in den freien Luftraum entlüftet.Actuator according to claim 3, characterized in that the piston surface space formed by the stepped or double piston ( 17 ) via the compensation opening ( 19 ) vented into the free air space. Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Stufen- oder Doppelkolben gebildete Kolbenflächen-Zwischenraum (17) mit dem freien Luftraum über eine radiale Ausgleichsöffnung (19) in Verbindung ist.Actuator according to claim 3, characterized in that the piston surface space formed by the stepped or double piston ( 17 ) with the free air space via a radial compensation opening ( 19 ). Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnellentlüftungsventil (12) in das Gehäuse (1) des Aktuators integriert ist.Actuator according to claim 1, characterized in that the quick exhaust valve ( 12 ) in the housing ( 1 ) of the actuator is integrated. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsausgang (15) des integrierten Schnellentlüftungsventils (12) unmittelbar in einen variabel gedrosselten Entlüftungsraum (7) führt.Actuator according to claim 1, characterized in that the venting outlet ( 15 ) of the integrated quick exhaust valve ( 12 ) directly into a variably throttled venting space ( 7 ) leads. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnellentlüftungsventil (12) im Aktuator in unmittelbarer Nähe am Entlüftungsraum (7) sowie am Druckraum (3) integriert ist.Actuator according to claim 1, characterized in that the quick exhaust valve ( 12 ) in the actuator in the immediate vicinity of the venting space ( 7 ) as well as at the pressure room ( 3 ) is integrated. Verfahren zum Schalten eines Aktuators gemäß der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das schnelle und sichere Schalten aufgrund der Zusammenwirkung des im Aktuatorgehäuse integrierten Schnellentlüftungsventils (12) sowie des durch die ebenfalls integrierte Enlüftungsdrossel (10) bewirkten kurzzeitigen Druckaufbaus im Entlüftungsraum (7), während des Entlüftens erfolgt.Method for switching an actuator according to claims 1 and 2, characterized in that the fast and safe switching due to the interaction of the integrated in the actuator housing quick exhaust valve ( 12 ) and by the also integrated ventilation throttle ( 10 ) caused short-term pressure build-up in the venting space ( 7 ) while venting.
DE102009018768.5A 2009-04-24 2009-04-24 Pressure medium actuated actuator with integrated quick exhaust and additional switching force impulse during venting Expired - Fee Related DE102009018768B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009018768.5A DE102009018768B4 (en) 2009-04-24 2009-04-24 Pressure medium actuated actuator with integrated quick exhaust and additional switching force impulse during venting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009018768.5A DE102009018768B4 (en) 2009-04-24 2009-04-24 Pressure medium actuated actuator with integrated quick exhaust and additional switching force impulse during venting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009018768A1 DE102009018768A1 (en) 2010-11-04
DE102009018768B4 true DE102009018768B4 (en) 2017-03-30

Family

ID=42813609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009018768.5A Expired - Fee Related DE102009018768B4 (en) 2009-04-24 2009-04-24 Pressure medium actuated actuator with integrated quick exhaust and additional switching force impulse during venting

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009018768B4 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3089654C (en) 2018-02-14 2022-11-29 Oetiker Schweiz Ag Flow path switching valve
CN114198507B (en) * 2021-12-07 2024-04-09 浙江石化阀门有限公司 High pressure fast pneumatic stop valve
CN114719031B (en) * 2022-03-15 2023-11-07 方正阀门集团股份有限公司 Ultrahigh pressure self-operated axial flow cut-off valve

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD253463A1 (en) 1986-10-23 1988-01-20 Prenzlau Maw Armaturenwerk DEVICE FOR IMPROVING THE CLOSING BEHAVIOR OF MEDIA-CONTROLLED VALVES
DE10345856B3 (en) 2003-09-30 2005-07-14 Danfoss A/S valve assembly

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD253463A1 (en) 1986-10-23 1988-01-20 Prenzlau Maw Armaturenwerk DEVICE FOR IMPROVING THE CLOSING BEHAVIOR OF MEDIA-CONTROLLED VALVES
DE10345856B3 (en) 2003-09-30 2005-07-14 Danfoss A/S valve assembly

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009018768A1 (en) 2010-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2818337B1 (en) Pressurized hydropneumatic drive
DE1576088A1 (en) Quick relief valve for hydraulic power cylinders
DE4114940C2 (en) Press arrangement
EP2114536A1 (en) Method and device for controlling a fire-extinguishing system of the high-pressure gas type
DE60302382T2 (en) High pressure valve
DE2338267A1 (en) TWO-STAGE PNEUMATIC-HYDRAULIC BOOSTER
EP1851098B9 (en) Combined spring accumulator and service brake cylinder with breather device
CH670483A5 (en)
DE102004024126A1 (en) Hydraulic drive for a punch of forming machine has an active surface acting in the driving direction and delimiting an annular chamber which is connected to a switching valve
DE102009018768A1 (en) Pressurizing medium-operatable actuators e.g. pneumatic actuators, for use in e.g. lacquering system, has switching/blocking seal closes compressed air leaking out not directly into free air chamber, and into ventilation chamber
DE102014000469B4 (en) screw compressors
DE102006016318B4 (en) Screw compressor with relief valve
DE4306921A1 (en) Booster pump for a hydraulic system
DE19805446A1 (en) Hydraulic switch unit with housing having two spaced apart pressure chambers
DE102011107452B4 (en) Valve for controlling a hydropneumatic device for pressure transmission and hydropneumatic device for pressure transmission with a valve
DE102006035175B4 (en) Pneumatic valve with quick reset
DE102006010087B4 (en) Coaxial valve with damping means
DE3303877C2 (en) Single piston valve
DE202017101712U1 (en) Valve unit with unlockable check valve and thus equipped fluid-operated drive
EP1688205A1 (en) Apparatus for cooling of electrode tips
DE2423430A1 (en) CONTROL VALVE FOR COMPRESSED AIR BRAKES, IN PARTICULAR FOR RAIL VEHICLES
DE19641073A1 (en) Pneumatic valve for controlling air flow to esp. paint spray equipment
CH649360A5 (en) HYDRAULICALLY UNLOCKABLE VALVE ARRANGEMENT.
DE29921157U1 (en) check valve
DE3922197A1 (en) Self sealing valve, especially non-return valve - consists of piston in tubular housing with compression spring

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee