DE102012009661A1 - Pneumatikventil für eine Textilmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pneumatikventil für eine Textilmaschine, mit einem in einem Ventilgehäuse, das eine zentrale Aufnahme aufweist, axial verschiebbar gelagerte Schaltkolben sowie einem mechanisch beaufschlagbaren Betätigungsglied.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Pneumatikventil (1) über ein Ventilgehäuse (3) mit einer mehrfach gestuften, zentralen Aufnahme (4) verfügt, die einen Druckluftauslassbereich (7), einen Drucklufteinlassbereich (6) und einen Führungsansatz (5) aufweist, sowie mit einem Schaltkolben (22), einem Arbeitskolben (9) und einem Dichtelement (13) ausgestattet ist, wobei der Schaltkolben (22) einen Entlüftungskanal (30) aufweist, der, abhängig vom Schaltzustand des Pneumatikventils (1), entweder pneumatisch durchgängig mit einem Ventilausgang (26) verbunden oder pneumatisch vom Ventilausgang (26) getrennt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Pneumatikventil für eine Textilmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Bekanntlich herrschen in den Fertigungshallen von Textilbetrieben oft relativ schwierige Umgebungsbedingungen. Das heißt, die in solchen Fertigungshallen installierten Textilmaschinen produzieren während ihres Betriebes oft reichlich Faserflug und Textilstaub, der sich anschließend auf allen Bauelementen der Textilmaschinen absetzt.
  • Da verschiedene Bauelemente der Textilmaschinen zum Teil relativ empfindlich auf Verschmutzungen reagieren, wird in der Textilindustrie in der Regel ein nicht unerheblicher Reinigungsaufwand betrieben, um alle wichtigen Bauelemente der Textilmaschinen ständig funktionsfähig zu halten.
  • Besonders gefährdet sind bei solchen Textilmaschinen insbesondere Bauelemente, die eine mechanische Bewegung durchführen sowie Einrichtungen, die relativ geringe Toleranzen aufweisen.
  • Auch Schaltelemente, wie zum Beispiel Pneumatikventile, sind relativ empfindlich gegenüber Verschmutzung durch Faserflug und Textilstaub. Das heißt, bei solchen Bauelementen besteht stets die Gefahr, dass der nahezu allgegenwärtige Textilstaub und Faserflug mit der Zeit zu einer nachteiligen Beeinträchtigung der Beweglichkeit dieser Bauelemente führt bzw. die Schaltfunktion solcher Pneumatikventile gestört wird.
  • In der DE 195 39 762 A1 ist beispielsweise eine Textilmaschine beschrieben, deren Arbeitsstellen jeweils mit einem in Bedienhöhe angeordneten Rundmagazin zum Speichern von Vorlagespulen ausgestattet sind. Unterhalb des Rundmagazins ist eine so genannte Kopsrutsche angeordnet, die mit zu- und aufklappbaren Rutschenklappen ausgestattet ist und funktionell mit einem Hülsenaufsteckdorn in Verbindung steht, der die Vorlagespulen während des Spulprozesses fixiert. Im Bereich des Hülsenaufsteckdorns ist außerdem ein Hülsenauswerfer installiert, mit dem die Hülsen abgespulter Vorlagespulen anschließend entsorgt werden können. Die Kopsrutsche und der Hülsenaufsteckdorn sind über eine Hebelgestängeanordnung sowie ein mechanisches Getriebe an einen Antrieb, im Ausführungsbeispiel an einen Schrittmotor, angeschlossen.
  • Wenngleich sich diese bekannten Arbeitsstellen von Kreuzspulautomaten in der Praxis bewährt haben, weisen solche Arbeitsstellen einige Nachteile auf.
  • Ein Nachteil solcher mechanischen Getriebe-/Hebelanordnungen ist neben der von derartigen Einrichtungen ausgehenden Verletzungsgefahr deren verhältnismäßig große Empfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen.
  • Solche mechanischen Getriebe-/Hebelanordnungen sind aus den vorgenannten Gründen daher in der Regel geschützt und damit etwas schwierig zugängig hinter Abdeckungen angeordnet, was die Gefahr in sich birgt, dass notwendige Reinigungsintervalle lange hinaus geschoben oder sogar gänzlich vernachlässigt werden. Das heißt, bei diesen Arbeitsstellen werden die Reinigungsintervalle für die Getriebe-/Hebelanordnungen sowie die zugehörigen Pneumatikventile oft so lange aufgeschoben, bis es beispielsweise während eines Leerhülsen-/Spinnkopswechsels an einer der Arbeitsstellen zu Schwierigkeiten, zum Beispiel zu einer Funktionsstörung eines Pneumatikventils, kommt.
  • Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Pneumatikventil für Textilmaschinen zu entwickeln, das so geschaffen ist, dass mit einem solchen Pneumatikventil auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen über einen langen Zeitraum ein zuverlässiger und ordnungsgemäßer Betrieb gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Pneumatikventil gelöst, das die im Anspruch 1 beschriebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Pneumatikventil verfügt über ein Ventilgehäuse mit einer mehrfach gestuften, zentralen Aufnahme.
  • Diese gestufte, zentrale Aufnahme weist einen Druckluftauslassbereich, einen Drucklufteinlassbereich und einen Führungsansatz auf. Des Weiteren sind im Ventilgehäuse ein Schaltkolben, ein Arbeitskolben und ein Dichtelement angeordnet, wobei der Schaltkolben einen Entlüftungskanal aufweist. Der Entlüftungskanal des Schaltkolbens ist, abhängig vom Schaltzustand des Pneumatikventils, entweder pneumatisch durchgängig mit einem Ventilausgang verbunden oder pneumatisch vom Ventilausgang getrennt.
  • Eine solche Ausführungsform eines Pneumatikventils weist insbesondere den Vorteil auf, dass es bei jeder Druckentlastung eines an den Ventilausgang des Pneumatikventils angeschlossenen Pneumatikverbrauchers automatisch zu einem reinigenden Blasluftstrom kommt. Das heißt, der mit einem Entlüftungskanal ausgestattete Schaltkolben ist bei nicht betätigtem Pneumatikventil stets so positioniert, dass zwischen dem Schaltkolben und dem Arbeitskolben ein pneumatischer Durchgang gegeben ist.
  • Auf diese Weise wird erreicht, dass ein angeschlossener Pneumatikverbraucher, zum Beispiel ein Pneumatikzylinder, beim Abschalten des Pneumatikventils automatisch über den Entlüftungskanal des Schaltkolbens abblasen und dabei die betroffenen Ventilbereiche sowie die angrenzenden Textilmaschinenbereiche säubern kann.
  • Wie im Anspruch 2 beschrieben, ist in vorteilhafter Ausführungsform vorgesehen, dass bei nicht geschaltetem Pneumatikventil der Schaltkolben und der Arbeitskolben, jeweils durch ein Federelement beaufschlagt, so positioniert sind, dass einerseits ein auf der Oberseite des Arbeitskolbens angeordnetes Anlageelement am Dichtelement anliegt und anderseits ein unten am Schaltkolben angeordneter Schalt- und Dichtring vom Anlageelement des Arbeitskolbens abgehoben ist. Das heißt, bei nicht geschaltetem Pneumatikventil sind der Arbeitskolben und der Schaltkolben so positioniert, dass einerseits der Ventileingang und der Ventilausgang pneumatisch getrennt sind und anderseits ein an den Ventilausgang des Pneumatikventils angeschlossener Pneumatikverbraucher pneumatisch durchgängig an den Entlüftungskanal des Schaltkolbens angeschlossen ist.
  • Der zum Beispiel in einem an den Ventilausgang angeschlossenen Pneumatikzylinder anstehende Überdruck kann problemlos über den Entlüftungskanal des Schaltkolbens entweichen und dabei beispielsweise den Bereich des Betätigungsgliedes sowie eines Schaltelementes des Pneumatikventils reinigen.
  • Gemäß Anspruch 3 ist in vorteilhafter Ausführungsform des Weiteren vorgesehen, dass bei beaufschlagtem Betätigungsglied ein auf der Unterseite des Schaltkolbens des Pneumatikventils angeordneter Schalt- und Dichtring dichtend auf einem auf der Oberseite des Arbeitskolbens des Pneumatikventils angeordneten Anlageelement aufliegt und dabei den Arbeitskolben in eine Stellung drückt, in der einerseits der Ventileingang und der Ventilausgang des Pneumatikventils pneumatisch durchgängig verbunden sind und andererseits der pneumatische Zugang zum Entlüftungskanal des Schaltkobens verschlossen ist.
  • In dieser Einschaltstellung des Pneumatikventils ist der Pneumatikverbraucher an eine Überdruckquelle angeschlossen und kann im Sinne „ausfahren” beaufschlagt werden.
  • Wie im Anspruch 4 des Weiteren dargelegt, ist es vorteilhaft, dass der Schaltkolben zur Aufnahme des Betätigungsgliedes mit einer abriebfesten Auflage ausgestattet ist und über eine Ringdichtung verfügt, die in einer Führungsausnehmung des Ventilgehäusedeckels gleitet.
  • Die Anordnung einer abriebfesten Auflage hat den Vorteil, dass der Schaltkolben bei der Beaufschlagung durch das Betätigungsglied geschont wird und, obwohl kostengünstig aus einem Kunststoffmaterial gefertigt, eine lange Lebensdauer erreichen kann. Durch die Ringdichtung kann außerdem auf relativ einfache Weise sicherstellt werden, dass das Pneumatikventil im Bereich der Führungsausnehmung des Ventilgehäusedeckels zuverlässig abgedichtet ist, das heißt, dass das Pneumatikventil gegen Druckverluste gefeit ist.
  • Dem gleichen Zweck dient auch die im Anspruch 5 beschriebene vorteilhafte Ausführungsform des Arbeitskolbens.
  • Auch die in einer Ringnut des Arbeitskolbens angeordnete Ringdichtung, die im Führungsansatz der mehrfach gestuften, zentralen Aufnahmedes Ventilgehäuses gleitet, verhindert, dass es während des Betriebes des Pneumatikventils zu Druckverlusten im Bereich des Arbeitskolbens kommen kann.
  • Gemäß Anspruch 6 ist das Betätigungsglied des Pneumatikventils durch ein Schaltelement beaufschlagbar, das wenigstens eine Schaltkurve aufweist.
  • In der Schaltkurve gleitet das axial verschiebbar gelagerte Betätigungsglied des Pneumatikventils. Das bedeutet, bei einem drehbar gelagerten und zum Beispiel durch einen Schrittmotor verstellbaren Schaltelement führt eine Winkelverstellung des Schaltelementes zu einer räumlichen Verlagerung der Schaltkurve, mit der Folge, dass das Betätigungsglied über die Schaltkurve hinausläuft und dabei axial verlagert wird. Das heißt, wenn das Betätigungsglied das Ende seiner Schaltkurve erreicht, wird das Betätigungsglied etwas axial verschoben und dadurch das Pneumatikventil definiert angesteuert.
  • Es kann in diesem Zusammenhang selbstverständlich auch vorteilhaft sein, wenn mehrere der erfindungsgemäßen Pneumatikventile über ein gemeinsames Schaltelement angesteuert werden, wobei das Schaltelement dann allerdings mit mehreren, vorzugsweise unterschiedlichen Schaltkurven ausgestattet ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigt:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Pneumatikventil mit einem nicht beaufschlagten Betätigungsglied, das heißt, das Pneumatikventil in nicht geschaltetem Zustand, im Schnitt,
  • 2 das Pneumatikventil gemäß 1 mit einem beaufschlagten Betätigungsglied, das heißt, das Pneumatikventil befindet sich in einem geschaltetem Zustand.
  • Die 1 und 2 zeigen jeweils ein erfindungsgemäßes Pneumatikventil 1 im Schnitt.
  • In 1 ist dabei das Pneumatikventil 1 in einem nicht geschalteten Zustand dargestellt, während die 2 das Pneumatikventil 1 in einem geschalteten Zustand zeigt. Das heißt, beim Pneumatikventil 1 gemäß 1 ist das Betätigungsglied 2 axial nicht verschoben ist, während in 2 ein Pneumatikventil 1 dargestellt ist, dessen Betätigungsglied 2 kraftschlüssig beaufschlagt und dabei axial verschoben ist.
  • Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, verfügen derartige Pneumatikventile 1 jeweils über ein Ventilgehäuse 3, das vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt ist und eine zentrische, mehrfach gestufte Aufnahme 4 aufweist.
  • Diese gestufte Aufnahme 4 weist einen Führungsabsatz 5, einen Drucklufteinlassbereich 6 sowie einen Druckluftauslassbereich 7 auf und ist nach oben durch einen Ventilgehäusedeckel 8 verschlossen.
  • In dem im Bodenbereich des Ventilgehäuses 3 angeordneten Führungsabsatz 5 der gestuften Aufnahme 4 ist ein Arbeitskolben 9 geführt, der seinerseits mit einer Ringnut 10 ausgestattet ist, in der eine Dichtung 11 angeordnet ist.
  • Der Arbeitskolben 9 wird im Einbauzustand durch ein erstes Federelement 12 in Richtung eines Dichtelementes 13 beaufschlagt, das im Druckluftauslassbereich 6 angeordnet ist.
  • Das Federelement 12 stützt sich dabei auf Unterlegscheiben 14 ab, über die bei Bedarf auch die Vorspannung des Federelements 12 einstellbar ist.
  • Der Arbeitskolben 9, der vorzugsweise ebenfalls aus einem Kunststoff gefertigt ist, ist auf seiner Oberseite mit einem Anlageelement 15 ausgestattet, das aus einem harten Werkstoff, beispielsweise aus Stahl, gefertigt ist und bei nicht geschaltetem Pneumatikventil 1 unter der Wirkung des Federelements 12 mit seiner Oberseite am Dichtelement 13 anliegt.
  • Wie in den 1 und 2 weiter ersichtlich, schließt sich an den kreisrunden Führungsabsatz 5 der im Durchmesser deutlich größere Drucklufteinlassbereich 6 an, dem der im Durchmesser noch etwas größere Druckluftauslassbereich 7 folgt.
  • Der Drucklufteinlassbereich 6 weist außerdem einen Ventileingang 16 auf, das heißt, im Drucklufteinlassbereich 6 ist eine Ventilöffnung 17 angeordnet, die mit einem Anschlussstutzen 18 ausgestattet ist, an den zum Beispiel eine Pneumatikleitung 19 angeschlossen ist, die außerdem mit einer Überdruckquelle 20 in Verbindung steht.
  • In dem sich an den Drucklufteinlassbereich 6 anschließenden Druckluftauslassbereich 7 ist, wie vorstehend bereits angedeutet, ein Dichtelement 13 installiert, auf das sich ein zweites Federelement 21 abstützt, das außerdem einen Schaltkolben 22 in Richtung des Ventilgehäusedeckels 8 beaufschlagt.
  • Das heißt, der federbeaufschlagte Schaltkolben 22 liegt bei nicht geschaltetem Pneumatikventil 1, wie dies in 1 dargestellt ist, an dem Ventilgehäusedeckel 8 an, der durch geeignete Verbindungsmittel, zum Beispiel durch Schraubenbolzen 23 oder dgl., mit dem Ventilgehäuse 3 verbunden und dabei durch eine Ringdichtung 24 abgedichtet ist. Der unten am Schaltkolben 22 angeordnete Schalt- und Dichtring 31 ist dabei beabstandet zum Anlageelement 15 des Arbeitskolbens 9 positioniert.
  • Der Druckluftauslassbereich 7 weist einen Ventilausgang 26 auf. Das heißt, im Druckluftauslassbereich 7 ist eine Ventilöffnung 25 angeordnet, die mit einem Anschlussstutzen 27 ausgestattet ist, an den beispielsweise eine Pneumatikleitung 28 angeschlossen ist, die außerdem mit einem Pneumatikverbraucher, zum Beispiel einem Pneumatikzylinder 29, in Verbindung steht.
  • Der im Druckluftauslassbereich 7 axial verschiebbar gelagerte Schaltkolben 22, der vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff gefertigt ist, weist einen zentralen Entlüftungskanal 30, einen Schalt- und Dichtring 31 sowie eine Auflage 32 auf.
  • Die Auflage 32, die insbesondere während des Schaltvorganges des Pneumatikventils 1 mit dem vorzugsweise kugelförmigen, beispielsweise aus Stahl gefertigtem Betätigungsglied 2 korrespondiert, ist in vorteilhafter Ausführungsform ebenfalls aus einem abriebfesten Material, zum Beispiel aus Stahl, gefertigt.
  • Wie aus 1 ersichtlich, liegt bei nicht geschaltetem Pneumatikventil 1, das heißt, bei axial nicht verschobenem Betätigungsglied 2, der Arbeitskolben 9 mit seinem Anlageelement 15 am Dichtelement 13 an, mit der Folge, dass der Drucklufteinlassbereich 6 des Pneumatikventils 1 gegenüber dem Druckluftauslassbereich 7 pneumatisch gesperrt ist.
  • Außerdem steht in diesem Schaltzustand des Pneumatikventils 1 der Schaltkolben 22, durch das zweite Federelement 21 beaufschlagt, in seiner Endstellung, in der der Schalt- und Dichtring 31 des Schaltkolbens 22 vom Anlageelement 15 des Arbeitskolbens 9 abgehoben ist. Das heißt, der Schaltkolben 22 ist in einer Stellung positioniert, in der der Ventilausgang 26 pneumatisch durchgängig mit dem Entlüftungskanal 30 des Schaltkolbens 22 verbunden ist.
  • In dieser Schaltstellung des Pneumatikventils 1 kann ein in einem Pneumatikverbraucher, zum Beispiel einem Pneumatikzylinder 29, herrschender Überdruck über den Entlüftungskanal 30 des Schaltkolbens 22 abströmen und dabei die angrenzenden Ventilbereiche reinigen.
  • Die 2 zeigt ein geschaltetes Pneumatikventil 1, das heißt, ein Pneumatikventil 1, dessen Betätigungsglied 2 unter dem Einfluss eines Schaltelements 33 axial nach unten verschoben wurde. In diesem Schaltzustand des Pneumatikventils 1 liegt der Schaltkolben 22 mit seinem Schalt- und Dichtring 31 auf dem Anlageelement 15 des Arbeitskolbens 9 auf und dichtet dabei nicht nur den Entlüftungskanal 30 des Schaltkolbens 22 gegenüber dem im Drucklufteinlassbereich 6 anstehenden Überdruck ab, sondern schiebt auch den Arbeitskolben 9 etwas nach unten.
  • Bei dieser Verschiebung des Arbeitskolbens 9 wird auch dessen Anlageelement 15 vom Dichtelement 13 abgehoben, mit der Folge, dass der Ventileingang 16 und der Ventilausgang 26 pneumatisch durchgängig verbunden sind. Das heißt, der an den Ventilausgang 26 angeschlossene Pneumatikzylinder 29 ist pneumatisch durchgängig mit der an den Ventileingang 16 angeschlossenen Überdruckquelle 20 verbunden.
  • Wie in 2 weiter dargestellt, wird das Betätigungsglied 2 des Pneumatikventils 1 vorzugsweise durch ein Schaltelement 33 angesteuert. In das Schaltelement 33 ist dabei wenigstens eine Schaltkurve 34 eingearbeitet, in der im Montagezustand das Betätigungsglied 2 des Pneumatikventils 1 geführt ist.
  • Die Schaltkurve 34 ist vorzugsweise als Kreisabschnitt ausgebildet und bezüglich seiner Lage und Ausbildung auf die Einbaulage des Pneumatikventils 1 sowie dessen gewünschten Schaltungsverlauf angepasst.
  • Das Schaltelement 33 kann außerdem über eine (nicht dargestellte) Außenverzahnung verfügen, an die beispielsweise ein Schrittmotor angeschlossen werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19539762 A1 [0006]

Claims (6)

  1. Pneumatikventil für eine Textilmaschine, mit einem in einem Ventilgehäuse, das eine zentrale Aufnahme aufweist, axial verschiebbar gelagerten Schaltkolben sowie einem mechanisch beaufschlagbaren Betätigungsglied, dadurch gekennzeichnet, dass das Pneumatikventil (1) über ein Ventilgehäuse (3) mit einer mehrfach gestuften, zentralen Aufnahme (4) verfügt, die einen Druckluftauslassbereich (7), einen Drucklufteinlassbereich (6) und einen Führungsansatz (5) aufweist, sowie mit einem Schaltkolben (22), einem Arbeitskolben (9) und einem Dichtelement (13) ausgestattet ist, wobei der Schaltkolben (22) einen Entlüftungskanal (30) aufweist, der, abhängig vom Schaltzustand des Pneumatikventils (1), entweder pneumatisch durchgängig mit einem Ventilausgang (26) verbunden oder pneumatisch vom Ventilausgang (26) getrennt ist.
  2. Pneumatikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht geschaltetem Pneumatikventil (1) der Schaltkolben (22) und der Arbeitskolben (9), jeweils durch ein Federelement (12 bzw. 21) beaufschlagt, so positioniert sind, dass einerseits ein auf der Oberseite des Arbeitskolbens (9) angeordnetes Anlageelement (15) am Dichtelement (13) anliegt und dabei den Ventileingang (16) pneumatisch vom Ventilausgang (26) trennt, und anderseits ein unten am Schaltkolben (22) angeordneter Schalt- und Dichtring (31) vom Anlageelement (15) des Arbeitskolbens (9) abgehoben ist, mit der Folge, dass der Ventilausgang (26) pneumatisch durchgängig mit dem Entlüftungskanal (30) des Schaltkolbens (22) verbunden ist.
  3. Pneumatikventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Unterseite des Schalkolbens (22) angeordnete Schalt- und Dichtring (31) bei beaufschlagtem Betätigungsglied (2) auf dem auf der Oberseite des Arbeitskolbens (9) angeordneten Anlageelement (15) dichtend aufliegt.
  4. Pneumatikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkolben (22) zur Aufnahme des Betätigungsgliedes (2) mit einer abriebfesten Auflage (32) ausgestattet ist und über eine Ringdichtung (35) verfügt, die in einer Führungsausnehmung (36) des Ventilgehäusedeckels (8) gleitet.
  5. Pneumatikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (9) eine Ringnut (10) zur Aufnahme einer Dichtung (11) aufweist, die im Führungsansatz (5) der mehrfach gestuften, zentralen Aufnahme (4) des Ventilgehäuses (3) gleitet.
  6. Pneumatikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (2) des Pneumatikventils (1) durch ein Schaltelement (33) beaufschlagbar ist, das wenigstens eine Schaltkurve (34) ausweist.
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