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Die Erfindung betrifft ein Schieberventil, insbesondere zum Einsatz in Fördersystemen mit Förderleitungen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Betätigung eines solchen Schieberventils nach dem Oberbegriff des Anspruches 21.
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Schieberventile dienen dazu, Förderleitungen, durch die ein Fördergut, wie etwa Kunststoffgranulat, gefördert wird, freizugeben oder zu schließen. Hierzu wird der Schieber mittels eines Pneumatikzylinders oder mittels eines Schrittmotors zwischen der Schließstellung und der Freigabestellung verschoben. Diese Antriebe sind jedoch sehr aufwändig und kostspielig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Schieberventil und das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, dass mit einer kostengünstigen Ausbildung ein zuverlässiger Betrieb des Schieberventils sichergestellt ist.
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Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Schieberventil erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 21 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Schieberventil ist der Schieber mit einem Mitnehmer versehen, über den der Schieber mit dem Antrieb antriebsverbunden ist. Dieser Mitnehmer kann einstückig mit dem Schieber ausgebildet sein, aber auch ein lösbar mit ihm zu verbindendes Bauteil sein. In zumindest einer Verschieberichtung des Schiebers ist der Mitnehmer und damit der Schieber selbst kraftbelastet. In der Freigabe- und/oder Schließstellung liegt der Schieber an einem Anschlag an. Der Antrieb übt zunächst in dieser Anschlagstellung seine Antriebskraft auf den Schieber weiter aus. Dies führt zu einer Zunahme der auf den Mitnehmer bzw. auf den Schieber wirkenden Kraft. Diese Kraftaufnahme wird von der Steuerung des Antriebs erfasst. Die Steuerung erzeugt ein Abschaltsignal, mit dem der Antrieb dann abgeschaltet wird.
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Die Kraftaufnahme kann mittels geeigneter Sensoren direkt erfasst werden, deren Sensorsignale der Steuerung des Antriebes zugeführt werden.
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Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausbildung des Schieberventils wird das vom Antrieb erzeugte Antriebsmoment erfasst. Sobald der Schieber in seine durch einen Anschlag vorgegebene Freigabe- und/oder Schließstellung gelangt, führt das weiterhin vom Antrieb erzeugte Antriebsmoment zu einer Erhöhung des Aufnahmestroms des Antriebes. Der Aufnahmestrom wird von der Steuerung des Antriebes erfasst und, sobald er einen vorgegebenen Wert erreicht, zum Abschalten des Antriebes herangezogen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Mitnehmer längs einer Führung verschiebbar.
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Sie ist bevorzugt ein Führungsbolzen, der den Mitnehmer durchsetzt und längs dem der Mitnehmer beim Verschieben des Schiebers verschoben wird.
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Der Führungsbolzen wird bei einer vorteilhaften Ausgestaltung mit seinen Enden in Lagerstücken gehalten. Vorzugsweise wird der Lagerbolzen lösbar mit den Lagerstücken verbunden, so dass er bei Bedarf einfach ausgetauscht werden kann.
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Der Führungsbolzen ist länger als der Mitnehmer. Im Bereich zwischen dem Mitnehmer und den Lagerstücken ist der Führungsbolzen jeweils von wenigstens einer Druckfeder umgeben. Sie ist vorteilhaft eine Schraubendruckfeder.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Druckfedern vorgespannt. Dadurch wird der Mitnehmer in einer Mittelstellung zwischen den beiden Druckfedern gehalten, die sich mit ihren Enden an den Lagerstücken sowie am Mitnehmer abstützen.
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Die Lagerstücke sind vorteilhaft mit einer Zahnstange fest verbunden.
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Die Zahnstange wird bei einer bevorzugten Ausführungsform in Verschieberichtung des Schiebers verschiebbar geführt. Ein in die Zahnstange eingreifendes Zahnrad verschiebt die Zahnstange. Da die Lagerstücke fest mit der Zahnstange verbunden sind, werden sie und damit auch der Führungsbolzen in Verschieberichtung des Schiebers verschoben.
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Die Druckfedern sind so vorgespannt, dass der Mitnehmer und die Druckfedern eine Einheit bilden, die zusammen mit dem Führungsbolzen und der Zahnstange verschoben wird. Erst wenn der Schieber in seine jeweilige anschlagbegrenzte Endstellung gelangt, wird bei weiterer Belastung der Zahnstange in Verschieberichtung zumindest die eine Druckfeder weiter zusammengedrückt, was zu der auf den Mitnehmer wirkenden Krafterhöhung führt.
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Die Achse des Zahnrades verläuft bevorzugt quer, insbesondere senkrecht zur Verschieberichtung des Schiebers. Dadurch ist eine einfache Krafteinleitung vom Zahnrad auf die Zahnstange möglich.
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Der Antrieb kann fest mit dem Zahnrad bzw. der Zahnradwelle verbunden sein. Vorteilhaft ist es allerdings, wenn die das Zahnrad tragende Welle über eine Steckkupplung mit der Antriebswelle des Antriebes gekuppelt werden kann.
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Eine platzsparende Bauweise ergibt sich, wenn der Antrieb im Wesentlichen neben dem Schieber liegt.
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Damit der Antrieb, zumindest aber wesentliche Teile des Antriebes, vor Verschmutzung und/oder Beschädigung geschützt sind, liegen zumindest die Zahnstange und das Zahnrad in einem Gehäuse.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Lagerstücke Teil eines Wagens, der auf wenigstens einer, vorzugsweise auf zwei zueinander parallelen Führungen in Verschieberichtung des Schiebers verschiebbar ist. In diesem Fall ist die Führung des Mitnehmers am Wagen vorgesehen, die zusammen mit dem Wagen verschoben wird, wenn der Schieber in seine Schließ- oder in seine Freigabestellung verstellt wird. Die Zahnstange, in die das Zahnrad eingreift, ist ebenfalls Bestandteil des Wagens, der infolge des Zahnstangenantriebes verschoben wir.
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Vorteilhaft ist die Förderleitung von wenigstens einem Dichtring umgeben, der mit einem ringscheibenförmigen Dichtteil flächig am Schieber anliegt. Der flache ringscheibenförmige Dichtteil nimmt nur wenig Einbauraum in Anspruch und kann einfach montiert werden. Damit eine einwandfreie Abdichtung erreicht wird, wirkt auf den ringscheibenförmigen Dichtteil eine Druckkraft, durch welche der Dichtteil gegen den Schieber gedrückt wird. Die Druckkraft lässt sich so einstellen, dass der Anpressdruck des Dichtteiles am Schieber gering ist, so dass er leicht verschoben werden kann.
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Vorteilhaft dient zur Erzeugung der auf den Dichtteil wirkenden Druckkraft ein Druckring, der elastisch verformbar ist. In der Einbaulage wird der Druckring elastisch so verformt, dass er auf den am Schieber anliegenden Dichtteil die erforderliche Druckkraft ausübt.
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Bei einer einfachen Ausführungsform ist der Druckring zwischen dem flachen Dichtteil und einer Halteplatte eingespannt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besteht der Druckring aus elastomerem Material, wie beispielsweise aus Gummi oder gummiähnlichen Werkstoffen aus EPDM, aus Elastomeren und dergleichen.
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Vorteilhaft hat der Druckring kreisförmigen Querschnitt.
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Das Schieberventil hat bei einer bevorzugten Ausführungsform zwei Halteplatten, zwischen denen der Schieber angeordnet ist. Die Halteplatten haben hierbei jeweils Abstand vom Schieber, so dass sie die Verschiebbarkeit des Schiebers nicht beeinträchtigen können.
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Bei einer bevorzugten Ausbildung liegt an beiden Seiten des flachen Schiebers jeweils ein Dichtring mit einem ringscheibenförmigen Dichtteil an. Diese flachen Dichtteile liegen jeweils unter Druckkraft flächig an den beiden Schieberseiten an. Dadurch ist eine optimale Abdichtung gewährleistet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Zeitsteuerung herangezogen wird, mit der ein Zeitfenster überwacht wird, innerhalb dessen der Schieber in seine jeweilige Endstellung gelangt und der Kraftanstieg auftritt. Je nach Ausbildung des Schieberventils wird eine vorgegebene Zeit benötigt, um den Schieber von der einen in die andere Endstellung zu verschieben. Diese Verschiebezeit bildet den ersten Zeitwert. Ist die Endstellung des Schiebers erreicht, wird der Antrieb weiter betätigt, was zum Kraftanstieg führt. Er erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt, dem zweiten Zeitwert, der zeitlich nach dem ersten Zeitwert liegt. In der Steuerung wird das Zeitfenster mit den beiden Zeitwerten überwacht. Solange der Schieber zuverlässig arbeitet, tritt zum Zeitpunkt des zweiten Zeitwertes der Kraftanstieg auf, der zum Abschalten des Antriebes führt.
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Erfolgt der Kraftanstieg zeitlich vor dem ersten Zeitwert, dann ist dies ein Hinweis darauf, dass der Schieber nicht in seine Endstellung verschoben worden ist, sondern bereits vor Erreichen seiner Endstellung blockiert ist, was zum Kraftanstieg führt. In diesem Falle erzeugt die Steuerung ein entsprechendes Hinweissignal, so dass der Anwender weiß, dass der Schieber des Steuerventils nicht seine jeweilige Endstellung erreicht hat.
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Tritt innerhalb des Zeitfensters zum zweiten Zeitwert kein Kraftanstieg auf, dann ist dies ein Hinweis darauf, dass der Antrieb defekt ist und der Schieber nicht verschoben worden ist. Auch in diesem Falle wird ein entsprechendes Hinweissignal erzeugt, durch das der Anwender darauf aufmerksam gemacht wird, dass das Schieberventil nicht ordnungsgemäß arbeitet.
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Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
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1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schieberventil,
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2 einen Schnitt längs der Linie A-A in 1,
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3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III in 1,
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4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Antriebes für das erfindungsgemäße Schieberventil,
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5 einen Schnitt längs der Linie A-A in 4,
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6 einen Schnitt längs der Linie B-B in 4.
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Das Schieberventil wird in Fördersystemen eingesetzt, die Förderleitungen haben, durch die Fördergut, wie beispielsweise Kunststoffgranulat, gefördert wird. Mit dem Schieberventil können die entsprechenden Förderleitungen gesperrt oder geöffnet werden. Das Schieberventil kann aber auch dazu benutzt werden, das Auslassende von Behältern freizugeben oder um die Behälter druckdicht zu verschließen.
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Das Schieberventil hat einen flachen Schieber 1, der zwischen zwei Halteplatten 2, 3 liegt. Sie liegen jeweils mit Abstand zum Schieber 1 und weisen jeweils eine Öffnung 4, 5 auf, durch welche jeweils ein Rohrstück 6, 7 ragt. Die beiden Rohrstücke 6, 7 liegen fluchtend zueinander und haben gleichen Innen- und Außendurchmesser. An die Rohrstücke 6, 7 sind Förderleitungen angeschlossen, durch die das Fördergut, wie ein Kunststoffgranulat, gefördert wird. Mit dem Schieber 1 kann der Innenquerschnitt der Rohrstücke 6, 7 geschlossen werden, so dass durch die entsprechenden Förderleitungen kein Fördergut mehr fließen kann. Die Rohrstücke 6, 7 sind vorteilhaft durch Schweißen mit den Halteplatten 2, 3 fest verbunden.
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Die beiden Halteplatten sind durch Abstandhalter 8 auf den notwendigen Abstand zueinander gehalten. Im Ausführungsbeispiel sind vier Abstandhalter 8 vorgesehen, von denen jeweils zwei Abstandhalter in Verschieberichtung 9 des Schiebers 1 mit Abstand hintereinander liegen (1).
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Die Abstandhalter 8 sind gleich ausgebildet und haben jeweils eine Schraube 10, mit welcher der Abstand zwischen den beiden Halteplatten 2, 3 eingestellt werden kann. Dadurch können beispielsweise Fabrikationstoleranzen einfach ausgeglichen werden. Die Halteplatte 2 ist durch eine Kontermutter 11, die auf der Schraube 10 sitzt, gesichert. Die Schraube 10 ist über einen Teil ihrer Länge von einer Führungsbuchse 12 umgeben, die auf der Schraube 10 durch eine weitere Kontermutter 13 axial gesichert ist. Mit ihrem anderen Ende liegt die Führungsbuchse 12 an der der Halteplatte 2 zugewandten Innenseite der Halteplatte 3 an.
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Die Führungsbuchsen 12 jedes Abstandhalters 8 ragen durch einen in Verschieberichtung 9 des Schiebers 1 verlaufenden Schlitz 14, 15 (1). Der Schieber 1 hat etwa rechteckförmigen Umriss mit parallel zueinander und zur Verschieberichtung 9 sich erstreckenden Längsseiten 16, 17 und Schmalseiten 18, 19. Die Schmalseite 18 liegt senkrecht zu den Längsseiten 16, 17 und verläuft gerade. Die gegenüberliegende Schmalseite 19 hat von den Längsseiten 16, 17 aus konvergierend zueinander verlaufende Randabschnitte 19a, 19b, die durch einen geraden, parallel zur Schmalseite 18 sich erstreckenden kurzen Randabschnitt 19c ineinander übergehen. Aufgrund dieser Gestaltung verjüngt sich der Schieber 1 an diesem Ende, an dem sich wenigstens eine Anschlussöffnung 20 befindet, an die ein noch zu beschreibender Antrieb für den Schieber 1 angeschlossen werden kann. Die beiden Schlitze 14, 15 liegen nur mit geringem Abstand neben den Längsseiten 16, 17 des Schiebers. In die beiden Schlitze 14, 15 ragen jeweils zwei Führungsbuchsen 12, die in Verschieberichtung 9 mit Abstand hintereinander liegen.
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Die beschriebene Umrissform des Schiebers 1 und der Halteplatten 2, 3 ist nicht beschränkend zu verstehen. Der Schieber 1 und die Halteplatten 2, 3 können selbstverständlich jede andere geeignete Umrissform haben.
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Die beiden Rohrstücke 6, 7 sind jeweils von einem flachen Dichtring 21, 22 umgeben, die am Umfang der Rohrstücke 6, 7 dichtend anliegen und auf beiden Seiten des Schiebers 1 aufliegen (2). Die Dichtringe 21, 22 haben gleichen Außendurchmesser und bestehen aus für den jeweiligen Anwendungsfall geeignetem Material, zum Beispiel aus Silikon, Polytetrafluorethylen und dergleichen. Die Dichtringe können temperaturbeständig, säurebeständig, beständig gegen aggressive Dämpfe und dergleichen sein. Das Material der Dichtringe 21, 22 wird in Abhängigkeit von dem zu fördernden Gut und/oder den Umgebungsbedingungen des Schieberventils gewählt. Die Dichtringe 21, 22 liegen über den Umfang und ihre radiale Breite flächig auf den beiden Seiten des Schiebers 1 auf.
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Zwischen den Dichtringen 21, 22 und den Halteplatten 2, 3 ist jeweils ein Druckring 23, 24 angeordnet. Sie haben kreisförmigen Querschnitt und bestehen aus elastomerem Material, wie Gummi, EPDM und dergleichen. Die Druckringe 23, 24 liegen am Umfang der Rohrstücke 6, 7 an. Außerdem sind die Druckringe 23, 24 zwischen den Halteplatten 2, 3 und den Dichtringen 21, 22 unter elastischer Verformung eingespannt. Die beiden Druckringe 23, 24 können auch unter elastischer Verformung an der Außenseite der beiden Rohrstücke 6, 7 anliegen.
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Die Dichtringe 21, 22 werden durch die Druckringe 23, 24 aufgrund deren elastischen Verformung gegen den Schieber 1 gedrückt. Der Verformungsgrad der Druckringe 23, 24 wird feinfühlig so eingestellt, dass der Anpressdruck, den die Dichtringe 21, 22 auf den Schieber 1 ausüben, so klein ist, dass der Schieber leicht zwischen der Freigabe- und der Schließstellung verschoben werden kann.
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Der Schieber 1 erstreckt sich zwischen den beiden Rohrstücken 6, 7, die mit ihren einander zugewandten Stirnseiten an beiden Seiten des Schiebers 1 anliegen. Die Dichtringe 21, 22 dichten die Ringspalte zwischen den Rohrstücken 6, 7 und dem Schieber 1 ab. Unter dem Druck der elastisch verformten Druckringe 23, 24 wird eine einwandfreie Abdichtung zwischen den Rohrstücken 6, 7 und dem Schieber 1 gewährleistet.
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Wenn die Rohrstücke 6, 7 bei einer Vakuumförderung unter Unterdruck stehen, werden die Dichtringe 21, 22 durch den Außendruck belastet und dadurch die Abdichtung erreicht. Die Druckringe 23, 24 drücken auf die Dichtringe 21, 22, was zur optimalen Abdichtung führt.
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Der Schieber 1 ist in seiner Freigabestellung dargestellt, in der der Öffnungsquerschnitt der Rohrstücke 6, 7 durch den Schieber 1 freigegeben ist. Er hat eine Durchlassöffnung 25, deren Durchmesser gleich dem Innendurchmesser der beiden Rohrstücke 6, 7 ist. In der Freigabestellung des Schiebers 1 liegen die in 1 rechten Abstandhalter 8 mit ihren Führungsbuchsen 12 am rechten Ende der Schlitze 14, 15 des Schiebers 1 an.
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Soll der Durchlass durch die Rohrstücke 6, 7 geschlossen werden, wird der Schieber 1 in Verschieberichtung 9 nach rechts verschoben. In der Schließstellung des Schiebers 1 liegen die Führungsbuchsen 12 der in 1 linken Abstandhalter 8 an dem linken Ende der Schlitze 14, 15 an. Der Schieber 1 lässt sich leicht verschieben, weil mit den Druckringen 23, 24 der auf die im Querschnitt rechteckigen flachen Dichtringe 21, 22 ausgeübte Druck so eingestellt werden kann, dass die Anpresskraft auf den Schieber 1 gering ist. Durch den auf die Dichtringe 21, 22 wirkenden Außendruck wird eine einwandfreie Abdichtung zwischen den Rohrstücken 6, 7 und dem Schieber 1 gewährleistet.
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Die Halteplatte 3 befindet sich innerhalb eines Gehäuses 26, das an beiden Stirnseiten sowie an einer Längsseite offen ist. Im Bereich dieser offenen Längsseite befindet sich die Halteplatte 2 mit Abstand zu ihr (3). Das Gehäuse 26 lässt sich vorteilhaft aus einem Blech kostengünstig formen. Die beiden Längsseiten 27, 28 des Gehäuses 26 haben jeweils U-förmigen Querschnitt, wodurch eine hohe Festigkeit des Gehäuses 26 erreicht wird.
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Die von der Halteplatte 2 abgewandte Seite des Gehäuses 26 ist mit einer über die Gehäuselänge sich erstreckenden Erhöhung 29 versehen, die einen Aufnahmeraum 30 begrenzt. Die Erhöhung 29 hat einen ebenen Boden 31, der zwei parallel zueinander liegende Seitenwände 32, 33 miteinander verbindet, welche den Aufnahmeraum 30 begrenzen. Die Seitenwände 32, 33 schließen rechtwinklig an die U-förmigen Längsseiten 27, 28 an.
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Die beschriebene und dargestellte Ausbildung des Gehäuses 26 ist nur beispielhaft zu verstehen. Es kann auch andere Formgebungen aufweisen.
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Die Halteplatte 3 liegt mit ihren Längsseiten auf der Innenseite der Schenkel 34, 35 der Längsseiten 27, 28 des Gehäuses 26 auf und ist mit ihnen fest verbunden, vorzugsweise mit ihnen verschraubt.
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An der der Halteplatte 3 zugewandten Seite ist am Schieber 1 ein Mitnehmer 36 befestigt, der mittels einer Schraube 37, die durch die Anschlussöffnung 20 des Schiebers ragt, lösbar mit dem Schieber 1 verbunden ist. Der Mitnehmer 36 hat eine ihn durchsetzende Öffnung 38, durch welche ein Führungsbolzen 39 ragt. Seine beiden Enden sind in jeweils einem Winkelstück 40, 41 gehalten, die an der Seite einer Zahnstange 42 befestigt sind. Der Führungsbolzen 39 ist vorteilhaft lösbar mit den beiden Winkelstücken 40, 41 verbunden. Er hat an einem Ende einen Kopf 43, mit dem der Führungsbolzen 39 an der Außenseite des Winkelstückes 40 anliegt. Auf das andere, durch eine Öffnung im Winkelstück 41 ragende Ende des Führungsbolzens 39 ist eine Mutter 44 geschraubt, durch welche der Führungsbolzen 39 lagegesichert ist.
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In die Zahnstange 42 greift ein Zahnrad 45 ein, dessen Drehachse senkrecht zum Schieber 1 sowie den beiden Halteplatten 2, 3 liegt. Das Zahnrad 45 ist in einem Lagerbügel 46 drehbar gelagert, der auf dem Boden 31 des Gehäuses 26 befestigt ist. Das Zahnrad 45 sitzt drehfest auf einer Welle 47, die über den Gehäuseboden 31 vorsteht und an die eine Antriebswelle 48 eines Antriebsmotors 49 angeschlossen werden kann, der vorteilhaft ein Elektromotor ist. Der Antriebsmotor 49 steht senkrecht vom Gehäuseboden 31 ab und kann vorteilhaft lösbar mit der Zahnradwelle 47 verbunden sein, beispielsweise über eine entsprechende Steckkupplung.
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Durch Drehen der Welle 47 wird die Zahnstange 42 innerhalb des Gehäuses 26 in ihrer Längsrichtung verschoben. Die Zahnstange 42 ist in einer Führungsschiene 50 verschiebbar gelagert, die sich in Verschieberichtung 9 des Schiebers 1 im Gehäuse 26 erstreckt. Die Führungsschiene 50 übergreift beispielsweise mit abgewinkelten Längsrändern 51, 52 (2) seitlich vorstehende Längsränder der Zahnstange 42. Die beschriebene Ausbildung der Führung der Zahnstange 42 ist nur beispielhaft zu verstehen. Die Zahnstange 42 kann auch auf jede andere geeignete Weise im Gehäuse 26 in ihrer Längsrichtung verschiebbar gehalten sein.
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Der Führungsbolzen 39 ist im Bereich zwischen dem Mitnehmer 36 und den beiden Winkelstücken 40, 41 jeweils von einer Schraubendruckfeder 53, 54 umgeben. Die beiden Schraubendruckfedern 53, 54 sind axial vorgespannt und sichern den Mitnehmer 36 in einer Mittelposition zwischen den beiden Winkelstücken 40, 41. Da sie fest mit der Zahnstange 42 verbunden sind, wird der Führungsbolzen 39 und über die vorgespannten Schraubendruckfedern 53, 54 der Mitnehmer 36 mitgenommen. Da er über die Schraube 37 mit dem Schieber 1 verbunden ist, wird dieser je nach Drehrichtung der Zahnradwelle 47 in die Freigabe- oder in die Schließstellung verschoben. Die jeweiligen Endstellungen des Schiebers werden durch die Abstandhalter 8 bzw. ihre Führungsbuchse 12 bestimmt, der in der jeweiligen Endstellung des Schiebers 1 an den entsprechenden Enden der Schlitze 14, 15 des Schiebers 1 zur Anlage kommt. Sobald der Schieber 1 an den jeweiligen Abstandhaltern 8 anschlägt, bleibt der Mitnehmer 36 ebenfalls stehen, da er fest mit dem Schieber 1 verbunden ist. Das Zahnrad 45 dreht weiter, so dass die Zahnstange 42 mit den Winkelstücken 40, 41 weiter verschoben wird. Dadurch werden die Schraubendruckfedern 53, 54 jedoch weiter zusammengedrückt und erzeugen eine entsprechende Gegenkraft. Sie wird von einer Steuerung des Antriebsmotors 49 erfasst und zum Abschalten des Antriebsmotors 49 herangezogen. Durch die in der Anschlagstellung des Schiebers 1 erfolgende plötzliche Erhöhung der Federspannung steigt das von der Antriebswelle 48 aufzubringende Drehmoment, was von einem entsprechenden Sensor der Steuerung des Antriebsmotors 49 erfasst und zum Abschalten ausgenutzt wird. Auch kann die Erhöhung der Stromaufnahme des Antriebsmotors 49 zum Abschalten herangezogen werden, da mit der Erhöhung der Federspannung die Stromaufnahme deutlich ansteigt.
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Der beschriebene Antrieb zum Verschieben des Schiebers 1 ist im Wesentlichen im Bereich neben der Halteplatte 3 untergebracht. Dadurch besteht die Möglichkeit, Schieberventile auch nachträglich mit einem solchen Antrieb auszurüsten. Das Gehäuse 26 schützt die Zahnstange 42, das Zahnrad 45 sowie den Führungsbolzen 39 mit den Druckfedern 53, 54 und dem Mitnehmer 36 vor Beschädigung und/oder Verschmutzung.
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Der Antriebsmotor 49 zeichnet sich durch eine konstruktiv einfache Ausbildung aus. Durch die Erfassung der Zunahme der Federspannung in der Anschlagstellung des Schiebers 1 durch die Elektronik des Antriebsmotors 49 wird der Antriebsmotor zuverlässig abgeschaltet, nachdem der Schieber 1 seine Freigabe- oder seine Schließstellung erreicht hat. Da der Antriebsmotor 49 den Schieber 1 zwischen der Freigabe- und der Schließstellung verschiebt, ist er ein polumschaltbarer Motor.
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Anstelle der Zahnstange 42 kann beispielsweise auch ein endlos umlaufender Zahnriemen eingesetzt werden, der über zwei Zahnräder verläuft. Weiter kann als Antrieb auch ein pneumatischer Antrieb eingesetzt werden.
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Damit der Schieber 1 zuverlässig in seine Freigabe- bzw. seine Schließstellung gelangt, ist eine Zeitsteuerung vorgesehen, durch die auch Störungen zuverlässig erfasst werden können. Wenn der Antriebsmotor 49 eingeschaltet wird, dann wird der Schieber 1 in einer bestimmten Zeit (erster Zeitwert) innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters in seine jeweilige Endstellung verschoben. Erst wenn der Schieber 1 seine beschriebene Anschlagstellung erreicht, tritt der Kraftanstieg auf, weil der Antriebsmotor 49 nach Erreichen der Anschlagstellung des Schiebers weiter läuft. Der Kraftanstieg erfolgt nach einer bestimmten Zeit (zweiter Zeitwert) innerhalb eines Zeitfensters, die später als der erste Zeitwert liegt. Tritt der Kraftanstieg innerhalb des Zeitfensters vor dem ersten Zeitwert auf, dann ist dies ein Hinweis darauf, dass der Schieber 1 klemmt und nicht seine Endstellung erreicht hat. Die Steuerung erzeugt ein Signal, das den Anwender darauf hinweist, dass der Schieber seine jeweilige Endlage nicht erreicht hat. In diesem Falle wird der Antriebsmotor vorteilhaft durch die Steuerung abgeschaltet.
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Ein zweiter Fall kann eintreten, dass der Antriebsmotor 49 defekt ist. Dies zeigt sich daran, dass innerhalb des Zeitfensters kein Kraftanstieg festzustellen ist. Dann erzeugt die Steuerung ein entsprechendes Signal.
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Mit der beschriebenen Zeitsteuerung ist eine einfache und vor allen Dingen kostengünstige Überwachung der Funktion des Schieberventils möglich. Die Zeitsteuerung lässt sich vom Anwender einfach selbst programmieren, so dass er diese Kontrollfunktion an den vorgesehenen Einsatzfall des Schieberventils einfach anpassen kann.
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Das Schieberventil gemäß den 4 bis 6 arbeitet grundsätzlich gleich wie das vorige Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu dieser ersten Ausführungsform näher beschrieben.
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Anstelle der Führungsschiene 50 für die Zahnstange 42 sind zwei als Holme ausgebildete Führungen 55, 56 vorgesehen, die sich in Verschieberichtung 9 des Schiebers erstrecken und mit ihren Enden in Lagerwinkeln 57, 58 befestigt sind. Sie erstrecken sich senkrecht zur Verschieberichtung 9 und sind so breit, dass an ihnen beide Führungen 55, 56 befestigt werden können. Die beiden Lagerwinkel 57, 58 sind an der Innenseite des Bodens 31 des Gehäuses 26 befestigt. Die Führungen 55, 56 liegen mit Abstand zum Gehäuseboden 31 (5).
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Auf den beiden Führungen 55, 56 ist ein Wagen 59 verschiebbar. Er hat U-förmigen Querschnitt (5) mit parallel zueinander verlaufenden Schenkeln 60, 61, die sich senkrecht in Richtung auf den Gehäuseboden 31 erstrecken und nahe ihren freien Enden jeweils eine Öffnung aufweisen, durch welche die Führungen 55, 56 ragen. In die Öffnungen ist vorteilhaft ein Lagerring 62 eingesetzt, damit der Wagen 59 leichtgängig auf den Führungen 55, 56 verschoben werden kann. Die beiden Schenkel 60, 61 des Wagens 59 werden durch einen plattenförmigen Quersteg 63 miteinander verbunden, der vorzugsweise einstückig mit den Schenkeln 60, 61 ausgebildet ist. Der Quersteg 63 befindet sich auf der vom Gehäuseboden 31 abgewandten Seite der Führungen 55, 56.
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Im Bereich zwischen den Führungen 55, 56 und dem Quersteg 63 ist der Führungsbolzen 39 gelagert, auf dem der Mitnehmer 36 begrenzt verschiebbar gelagert ist. Die Schenkel 60, 61 des Wagens 59 haben jeweils eine Durchtrittsöffnung 64, 65 für den Führungsbolzen 39. Auf das über den Schenkel 61 ragende Ende des Führungsbolzens 39 ist die Mutter 44 geschraubt, mit welcher der Führungsbolzen 39 axial lagegesichert ist. Mit seinem Kopf 43 liegt der Führungsbolzen 39 an der vom Schenkel 61 abgewandten Außenseite des Schenkels 60 an.
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Im Bereich zwischen den beiden Schenkeln 60, 61 und dem Mitnehmer 36 sind die beiden Druckfedern 53, 54 vorgesehen, die wie bei der vorigen Ausführungsform vorteilhaft Schraubendruckfedern sind und den Führungsbolzen 39 mit Abstand umgeben.
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Der Mitnehmer 36 ist gehäuseförmig ausgebildet und weist einen Gewindeanschluss 66 auf (5), über den der Schieber 1 mit dem Mitnehmer 36 verbunden werden kann. Der Gewindeanschluss 66 ist vorteilhaft eine Schweißmutter, die innerhalb des Mitnehmers 36 im Bereich einer Gehäuseöffnung 67 vorgesehen ist. Das Zahnrad 45 ist entsprechend der vorigen Ausführungsform im Lagerbügel 46 drehbar gelagert, der an der Innenseite des Gehäusebodens 31 lösbar befestigt ist. Die das Zahnrad 45 tragende Welle 47 ist in geeigneter Weise mit dem Antriebsmotor 49 verbunden.
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Der Führungsbolzen 39 befindet sich in halber Breite des Gehäuses 26 (4). Im Bereich des Mitnehmers 36 ist der Quersteg 63 mit einer länglichen Öffnung 68 versehen, die in Verschieberichtung 9 länger ist als der Mitnehmer 36. Er ragt durch die Öffnung 68 nach außen (Fig. und 6). Die Öffnung 68 hat rechteckförmigen Umriss und ist so lang, dass der Mitnehmer 36, wenn der Schieber 1, wie anhand der vorigen Ausführungsform im einzelnen erläutert, in seine jeweilige Endstellung gelangt, noch begrenzt auf dem Führungsbolzen 39 verschoben werden kann. Damit der Mitnehmer 36 einwandfrei geführt ist, entspricht seine Breite etwa der Breite der Öffnung 68, so dass er mit seinen beiden in Verschieberichtung 9 verlaufenden Längsseiten an den Längsrändern der Öffnung 68 geführt wird.
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Die Zahnstange 42 (6) in die das Zahnrad 45 eingreift, ist am Wagen 59 befestigt. Sie erstreckt sich in Verschieberichtung 9 und ist vorteilhaft lösbar mit dem Wagen 59 verbunden.
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Die Druckfedern 53, 54 sind entsprechend der vorigen Ausführungsform so vorgespannt, dass der Mitnehmer 36 in einer Mittelstellung zwischen den beiden Schenkeln 60, 61 des Wagens 50 gehalten ist. Außerdem ist die Vorspannung so groß, dass entsprechend der vorigen Ausführungsform keine Relativverschiebung zwischen den Druckfedern 53, 54, dem Mitnehmer 36 und dem Führungsbolzen 39 auftritt, wenn der Schieber 1 verschoben wird. Wird das Zahnrad 45 drehbar angetrieben, dann wird die Zahnstange 42 und damit der fest mit ihr verbundene Wagen 59 längs der Führungen 55, 56 in Verschieberichtung verfahren. Der fest mit dem Mitnehmer 36 verbundene Schieber wird dementsprechend in die gewünschte Endstellung verschoben. Sobald der Schieber 1 seine Endstellung (Freigabe- oder Schließstellung) erreicht hat, treibt der Antrieb 49 das Zahnrad 45 noch weiter an, was zur Folge hat, dass der Wagen 59 weiter verschoben wird. Der Mitnehmer 36 kann infolge der Anschlagstellung des Schiebers 1 nicht mehr weiter bewegt werden. Darum wird je nach Verschieberichtung die Druckfeder 53 oder 54 zusammengedrückt, was zu einem entsprechenden Kraftanstieg, in diesem Falle der Federkraft, führt. Wie im Einzelnen anhand der vorigen Ausführungsform beschrieben, wird dieser Kraftanstieg dazu ausgenutzt, den Antrieb 49 abzuschalten.
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Bei der Ausführungsform nach den 4 bis 6 benötigt die Zahnstange 42 keine besondere Formgebung, das sie am Wagen 59 befestigt ist, der infolge des Zahnradeingriffes in die Zahnstange 42 in der gewünschten Richtung auf den Führungen 55, 56 verschoben wird. Da der Wagen 59 auf den beiden Führungen 55, 56 geführt ist, ergibt sich eine große Steifigkeit dieser Verschiebeeinrichtung, so dass der Schieber 1 zuverlässig in die Freigabe- oder in die Schließstellung verschoben werden kann.
