DE102014104202A1

DE102014104202A1 - Schieberventil

Info

Publication number: DE102014104202A1
Application number: DE201410104202
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Fukano; Takayuki Murai
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2014-10-09
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: TWI553250B; TW201506285A; CN104100732A; US20140299799A1; JP2014202313A; JP5574201B1; KR20140121793A; KR101614454B1; US9410639B2; DE102014104202B4; CN104100732B

Abstract

Ein Schieberventil (10) umfasst einen Ventilkörper (22), einen in einer Ventilkammer (24) angeordneten Schieber (28), wobei der Schieber (28) zwischen einer ersten Position, die eine Verbindung zwischen einem Einlassanschluss (40) und einem Ausgangsanschluss (42) erlaubt, und einer zweiten Position, die eine Verbindung zwischen dem Einlassanschluss (40) und dem Ausgangsanschluss (42) blockiert, verschiebbar ist. In dem Ventilkörper (22) ist ein Steuerventilmechanismus (14) vorgesehen, der eine Verschiebung des Schiebers (28) entlang einer axialen Richtung durch den Druck eines Steuerfluides bewirkt, das auf eine Endfläche des Schiebers (28) wirkt. Eine Feder (30) spannt den Schieber (28) zu einer Seite in der axialen Richtung vor.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schieberventil, bei dem ein Schieber (Kolben) in einer Ventilkammer eines Ventilkörpers, in welchem ein Einlassanschluss und ein Auslassanschluss ausgebildet sind, vorgesehen ist.
Stand der Technik:
Bisher wird beispielsweise in einem Luftstrahlwebstuhl, bei dem man Schussfäden mit Hilfe von Druckluftstrahlen herausfliegen lässt, ein Zwei-Wege-Ventil eingesetzt. Bei dieser Art von Luftstrahlwebstuhl ist es angestrebt, ein Hochgeschwindigkeitsventil mit einer hohen Strömungsrate zu verwenden. Wenn aber ein Zwei-Wege-Ventil verwendet wird, resultiert aus der Tatsache, dass unmittelbar eine große Kraft erforderlich ist, der Nachteil, dass die Elektromagnetspule des Zwei-Wege-Ventils sehr groß ist, was zu einer entsprechenden Erhöhung des Stromverbrauchs führt. Außerdem können bei einem solchen Zwei-Wege-Ventil die Auslassströmungsrate und der Druck nicht kontrolliert werden.
Ein Schieberventil ist bekannt, bei dem die Auslassströmungsrate und der Druck gesteuert werden können. Bei einem solchen Schieberventil ist in einer Ventilkammer eines Ventilkörpers, in welchem mehrere Anschlüsse ausgebildet sind, ein Schieber (Kolben) angeordnet, und es ist ein Aufbau vorgesehen, bei dem die entsprechenden Anschlüsse durch Verschiebung des Schiebers in axialer Richtung geöffnet und geschlossen werden. Für diese Art von Schieberventil ist ein technisches Konzept bekannt, bei dem durch Steuerung eines einem proportionalen Elektromagneten, der in dem Ventilkörper angeordnet ist, zugeführten Stromes der Schieber direkt verschoben und der Druck auf der Sekundärseite des Schiebers ständig gesteuert wird (vgl. beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 08-285123 A ).
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Schieberventil, wie das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 08-285123 A beschriebene, wird bei einem Elektromagneten verwendet, bei dem zur Bewegung des Schiebers eine elektromagnetische Kraft genutzt wird. Daher ergibt sich in dem Fall, dass ein Druckfluid mit einer großen Strömungsrate aus dem Schieberventil abgeführt wird, der Nachteil, dass die Elektromagnetspule groß sein muss, was zu einer entsprechenden Erhöhung des Stromverbrauches führt.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Probleme gemacht und hat die Aufgabe, ein Schieberventil vorzuschlagen, mit dem eine Auslassströmungsrate und ein Druck gesteuert werden können und gleichzeitig die Größe des Schieberventils minimiert und der Stromverbrauch verringert werden kann. Dies soll auch in dem Fall gelten, dass ein Druckfluid mit einer großen Strömungsrate aus dem Schieberventil abgeführt wird.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Schieberventil gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Ventilkörper mit einer Ventilkammer und einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss, die sich an einer Wandfläche der Ventilkammer öffnen und durch welche ein Druckfluid strömt, einen Schieber (Kolben), der so in der Ventilkammer angeordnet ist, dass der Schieber zwischen einer ersten Position, die eine Verbindung zwischen dem Einlassanschluss und dem Auslassanschluss erlaubt, und einer zweiten Position, welche die Verbindung zwischen dem Einlassanschluss und dem Auslassanschluss blockiert, verschiebbar ist, einen Pilot- oder Steuerventilmechanismus, der in dem Ventilkörper angeordnet ist und eine Verschiebung des Schiebers entlang einer axialen Richtung durch den Druck eines Pilot- oder Steuerfluides bewirkt, welches auf eine Endfläche des Schiebers wirkt, und eine Feder, welche den Schieber zu einer Seite in der axialen Richtung vorspannt.
Da bei dem Schieberventil gemäß der vorliegenden Erfindung der Schieber mit Hilfe des Drucks des Pilotfluides in einer axialen Richtung verschoben wird, können die Auslassströmungsrate und der Druck auch dann kontrolliert werden, wenn ein Druckfluid mit einer großen Strömungsrate aus dem Schieberventil abgeführt wird. Das Schieberventil kann verkleinert werden und der Stromverbrauch lässt sich im Vergleich zu einem herkömmlichen elektromagnetischen Schieberventil verringern. Da der Druck des Pilotfluides direkt auf die eine Endfläche des Schiebers wirkt, lässt sich außerdem ein Ansprechen mit hoher Geschwindigkeit und eine große Kompaktheit des Schieberventils erreichen, ohne dass ein Kolben oder dergleichen mit dem Schieber verbunden werden müsste, um den Druck des Pilotfluides aufzunehmen.
Bei dem oben beschriebenen Schieberventil kann der Steuerventilmechanismus einen Steuerfluidzufuhrdurchgang aufweisen, welcher das Steuerfluid zu der einen Endfläche des Schiebers führt, einen Steuerfluidablassdurchgang, durch welchen das Steuerfluid abgeführt wird, und ein Proportionalventil, das in dem Steuerfluidzufuhrdurchgang angeordnet ist. Der Schieber wird entsprechend einem Öffnungsgrad des Proportionalventils verschoben.
Bei der oben beschriebenen Gestaltung kann der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Auslassanschluss abgeführt wird, einer proportionalen Steuerung unterworfen werden, weil der Schieber in Reaktion auf den Öffnungsgrad des Proportionalventils verschoben werden kann. Gleichzeitig wird ein vereinfachter Aufbau erreicht.
Das oben beschriebene Schieberventil kann außerdem ein ersten Druckaufnahmemittel zur Aufnahme eines Drucks des Steuerfluides, der auf die eine Endfläche des Schiebers wirkt, ein zweites Druckaufnahmemittel zur Aufnahme eines Drucks des Druckfluides, das von dem Auslassanschluss abgeführt wird, und eine Proportionalventilsteuereinheit aufweisen, welche den Öffnungsgrad des Proportionalventils auf der Basis des von dem ersten Druckaufnahmemittel aufgenommenen Druckes und des von dem zweiten Druckaufnahmemittel aufgenommenen Druckes steuert.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau kann der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Auslassanschluss abgeführt wird, auf einen gewünschten Druck (Strömungsrate) gesteuert werden.
Der oben beschriebene Steuerventilmechanismus umfasst vorzugsweise einen Steuerventilzufuhrdurchgang, welcher das Steuerfluid zu der einen Endfläche des Schiebers führt, einen Steuerfluidablassdurchgang, durch welchen das Steuerfluid abgeführt wird, ein Zufuhrventil, welches den Steuerfluidzufuhrdurchgang zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltet, ein Ablassventil, welches den Steuerfluidablassdurchgang zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltet, eine Zufuhrventilsteuereinheit, welche das Zufuhrventil steuert, und eine Ablassventilsteuereinheit, welche das Ablassventil steuert.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau kann durch Steuerung des Öffnens und Schließens des Zufuhrventils und des Ablassventils der Druck des Steuerventils durch einen einfachen Aufbau auf die eine Erdfläche des Schiebers wirken.
Das oben beschriebene Schieberventil weist vorzugsweise außerdem eine Öffnungszeiteinstelleinheit auf, die eine Zeit des Öffnens des Zufuhrventils einstellt, wobei die Zufuhrventilsteuereinheit das Zufuhrventil auf der Basis der durch die Öffnungszeiteinstelleinheit eingestellten Öffnungszeit öffnet und schließt.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau kann der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Auslassanschluss angeführt wird, mit einem einfachen Aufbau frei gesteuert werden, weil der Schieber entsprechend der Öffnungszeit des Zufuhrventils die mittels der Öffnungszeiteinstelleinheit eingestellt wird, verschoben werden kann.
Das oben beschriebene Schieberventil kann außerdem eine Wartezeiteinstelleinheit aufweisen, die eine Wartezeit für das Umschalten des Zufuhrventils von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand bis zum Öffnen des Ablassventils einstellt, wobei die Ablassventilsteuereinheit das Ablassventil in dem geschlossenen Zustand hält bis die durch die Wartezeiteinstelleinheit eingestellte Wartezeit für das Umschalten des Zufuhrventils von dem offenen Zustand zu dem geschlossenen Zustand verstrichen ist.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau können die Zeit, während welcher das Druckfluid über den Ausgangsanschluss abgeführt wird, mit einem einfachen Aufbau frei eingestellt werden, weil die Dauer der Wartezeit bis zur Öffnung des Ablassventils nach dem Schließen des Zufuhrventils mittels der Wartezeiteinstelleinheit eingestellt werden kann.
Bei dem oben beschriebenen Schieberventil kann die Zufuhrventilsteuereinheit das Zufuhrventil mehrmals hintereinander öffnen und schließen. In diesem Fall kann mit einem einfachen Aufbau der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Ausgangsanschluss abgeführt wird, schrittweise angehoben werden.
Bei dem oben beschriebenen Schieberventil kann die Ablassventilsteuereinheit das Ablassventil mehrmals hintereinander öffnen und schließen. In diesem Fall kann mit einem einfachen Aufbau der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, der von dem Auslassanschluss abgeführt wird, schrittweise gesenkt werden.
Bei dem oben beschriebenen Schieberventil kann die Ablassventilsteuereinheit das Ablassventil öffnen, wenn das Zufuhrventil in dem offenen Zustand ist. Bei diesem Aufbau kann im Vergleich zu dem Fall des Öffnens des Ablassventils wenn das Zufuhrventil in einem geschlossenen Zustand ist, der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Auslassanschluss abgeführt wird, allmählich verringert werden.
Bei dem oben beschriebenen Schieberventil kann der Steuerventilmechanismus außerdem ein Proportionalventil aufweisen, das in dem Steuerventilzufuhrdurchgang angeordnet ist. Die Zufuhrventilsteuereinheit kann das Zufuhrventil in einem Zustand öffnen und schließen, in welchem das Proportionalventil offen ist. Die Ablassventilsteuereinheit kann das Ablassventil in einem Zustand öffnen und schließen, in welchem das Proportionalventil offen ist.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau kann der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Auslassanschluss abgeführt wird, effizient auf einen gewünschten Druck (Strömungsrate) eingestellt werden.
Bei dem oben beschriebenen Schieberventil ist vorzugsweise ein Ablassanschluss, der sich an einer Wandfläche der Ventilkammer öffnet, in dem Ventilkörper ausgebildet. In einem Zustand, in dem der Schieber an der zweiten Position positioniert ist, wird eine Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluss und dem Ablassanschluss hergestellt. In einem Zustand, in dem der Schieber an der ersten Position angeordnet ist, wird eine Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluss und dem Ablassanschluss blockiert.
Da bei einem solchen Aufbau der Ausgangsanschluss und der Ablassanschluss in einem Zustand in Verbindung miteinander gebracht werden, in dem die Verbindung zwischen dem Einlassanschluss und dem Ausgangsanschluss blockiert ist, kann das Druckfluid von dem Ausgangsanschluss über den Ablassanschluss nach außen abgeführt werden. Dementsprechend kann der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides im Vergleich zu einer Situation, bei der kein Ablassanschluss vorgesehen ist, rapide verringert werden.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Schieber mit Hilfe des Drucks eines Steuerfluides in einer axialen Richtung verschoben wird, können die Auslassströmungsrate und der Druck auch in dem Fall gesteuert werden, wenn ein Druckfluid mit einer großen Strömungsrate von dem Schieberventil abgeführt wird. Das Schieberventil kann verkleinert werden und der Stromverbrauch kann im Vergleich zu einem herkömmlichen elektromagnetischen Schieberventil verringert werden. Da der Druck des Steuerventils direkt auf die eine Endfläche des Schiebers wirkt, kann außerdem eine sehr schnelle Antwortgeschwindigkeit und hohe Kompaktheit des Schieberventils erreicht werden, ohne dass ein Kolben oder dergleichen zur Aufnahme eines Drucks des Steuerfluides mit dem Schieber verbunden werden müsste.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Schieberventils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Schieberventils;
3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 1;
4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 1;
5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V in 1;
6 ist eine Ansicht eines Schaltdiagramms des Schieberventils;
7 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Zustand darstellt, in welchem der Schieber des Schieberventils gemäß 3 zu einer ersten Position verschoben ist;
8 ist ein erläuterndes Diagramm eines Steuerverfahrens für das Schieberventil;
9 ist ein erläuterndes Diagramm eines Steuerverfahrens für ein Schieberventil gemäß einer ersten Modifikation;
10 ist ein erläuterndes Diagramm eines Steuerverfahrens für ein Schieberventil gemäß einer zweiten Modifikation;
11 ist ein erläuterndes Diagramm eines Steuerverfahrens für ein Schieberventil gemäß einer dritten Modifikation;
12 ist ein erläuterndes Diagramm eines Steuerverfahrens für ein Schieberventil gemäß einer vierten Modifikation; und
13 ist ein erläuterndes Diagramm eines Steuerverfahrens für ein Schieberventil gemäß einer fünften Modifikation.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend werden eine bevorzugte Ausführungsform eines Schieberventils gemäß der vorliegenden Erfindung sowie ein Steuerverfahren hierfür mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst ein Schieberventil 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Schieberventilgrundkörper 12, einen Pilot- oder Steuerventilmechanismus 14, der in dem Schieberventilgrundkörper 12 anordnet ist, ein Abdeckelement 18, welches den Steuerventilmechanismus 14 umgibt, und eine Steuerung 20.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Steuerventilgrundkörper 12 einen blockförmigen Ventilkörper 22, eine zylindrische Hülse 26, die in einer Ventilkammer 24 angeordnet ist, welche sich zu einer Endfläche des Ventilkörpers 22 öffnet, einen Schieber (Hauptventil) 28, der im Inneren der Hülse 26 so angeordnet ist, dass der Schieber 28 entlang der axialen Richtung der Hülse 26 verschoben (gleitend bewegt) werden kann, eine Feder 30, welche den Schieber 28 zu einer Endseite vorspannt, ein Paar ringförmiger Endplatten 32, 34, die an beiden Seiten in der axialen Richtung der Hülse 26 vorgesehen sind, und eine Halteplatte 36, die an der einen Endfläche des Ventilkörpers 22 angeordnet ist.
Der Ventilkörper 22 hat einen Lüftungsanschluss 38, der sich an einer Anlagefläche 37 der Wandflächen der Ventilkammer 24 öffnet, wobei die Anlagefläche 37 zu einem Ende des Schiebers 28 gerichtet ist. Die Endplatte 32 liegt an der Anlagefläche 37 an. Der Belüftungsanschluss 38 nimmt Luft an der anderen Endseite des Schiebers 28 auf und gibt diese ab. Außerdem sind in dem Ventilkörper 22 in dieser Reihenfolge nacheinander in gleichen Abständen entlang der axialen Richtung des Schiebers 28 ein Einlassanschluss 40, ein Ausgangsanschluss 42 und ein Ablassanschluss (Auslassanschluss) 44 ausgebildet, die sich zu einer Wandfläche der Ventilkammer 42 öffnen. Im Einzelnen ist der Ausgangsanschluss 42 zwischen dem Einlassanschluss 40 und dem Ablassanschluss 44 angeordnet.
Wie sich aus 6 ergibt, steht der Einlassanschluss 40 mit einem Druckfluidzufuhrdurchgang 48 in Verbindung, der mit einer Druckfluidzufuhrquelle 46 verbunden ist. Der Ausgangsanschluss 42 steht mit einem Druckfluidabfuhrdurchgang 52 in Verbindung, der mit einer Düse 50 verbunden ist. Im Einzelnen kann das Schieberventil 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Luftstrahlwebstuhl eingesetzt werden, bei dem das Druckfluid von der Düse 50 ausgestrahlt wird, um das Ausstrahlen von Schussfäden zu ermöglichen.
Eine erste Öffnung 54, die mit dem Eingangsanschluss 40 in Verbindung steht, eine zweite Öffnung 56, die mit dem Ausgangsanschluss 42 in Verbindung steht, und eine dritte Öffnung 58, die mit dem Ablassanschluss 44 in Verbindung steht, sind jeweils in der Hülse 26 ausgebildet. Die Bewegung der Hülse 26 in der axialen Richtung wird dadurch begrenzt, dass die Hülse 26 zwischen dem Paar von Endplatten 32, 34 gehalten wird. Mehrere Ringnuten 64 (bei dem dargestellten Beispiel vier) sind in der äußeren Umfangsfläche der Hülse 26 ausgebildet. In ihnen sind Dichtelemente 60 angeordnet. Die Ringnuten 64 sind jeweils an beiden Seiten der ersten bis dritten Öffnungen 54, 56, 58 angeordnet.
Der Schieber 28 hat eine Länge, die kürzer ist als die Gesamtlänge der Hülse 26, und eine Form, bei der eine ringförmige Aussparung oder Vertiefung 66 etwa in der Mitte in der Axialrichtung eines zylindrischen Elementes ausgebildet ist. Im Einzelnen hat der Schieber 28 eine solche Form, dass zwei Abschnitte 68, 70 mit großem Durchmesser über einen schmalen Mittelabschnitt 72 verbunden werden. Die äußeren Umfangsflächen der jeweiligen Abschnitte 68, 70 mit großem Durchmesser stehen in Gleitkontakt mit der Innenfläche der Hülse 26.
In einem Zustand, in dem die andere Endfläche des Schiebers 28 an dem anderen Ende der Hülse 26 positioniert ist (das heißt, wenn der Schieber 28 an einer ersten Position angeordnet ist), stehen bei der vorliegenden Ausführungsform der Einlassanschluss 40 und der Ausgangsanschluss 42 miteinander über die ringförmige Aussparung 66 in Verbindung, während die Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluss 42 und dem Auslassanschluss 44 blockiert ist. Außerdem ist in einem Zustand, in welchem die eine Endfläche des Schiebers 28 an dem einen Ende der Hülse 26 positioniert ist (das heißt, wenn der Schieber 28 an einer zweiten Position angeordnet ist), die Verbindung zwischen dem Einlassanschluss 40 und dem Ausgangsanschluss 42 blockiert, während der Ausgangsanschluss 42 und der Auslassanschluss 44 miteinander über die ringförmige Aussparung 66 in Verbindung stehen (vgl. 7).
Eine helixförmige Druckfeder oder Spulenfeder kann beispielsweise als Feder 30 eingesetzt werden. Ein Ende der Feder 30 ist in einer Aussparung 71 angeordnet, die in der anderen Endfläche des Schiebers 28 ausgebildet ist. Das andere Ende der Feder 30 ist in einer Aussparung 73 angeordnet, die in der Anlagefläche 37 der Ventilkammer 24 ausgebildet ist. Dementsprechend wird der Schieber 28 durch die Feder 30 zu der einen Endseite vorgespannt oder gedrängt.
In einem Zustand, in dem die Endplatte 34 montiert ist, ist die Halteplatte 36 über einen Bolzen 74 an dem Ventilkörper 22 fixiert (vgl. 2 und 5). Ein Verbindungsdurchgang 78, der mit dem Inneren der Hülse 26 (Ventilkammer 24) über eine zentrale Öffnung 76 in der Endplatte 34 in Verbindung steht, ist in der Halteplatte 36 ausgebildet.
Ein erster Drucksensor (erstes Druckerfassungsmittel) 80 zur Erfassung des Drucks eines Steuerfluides, der auf die eine Fläche des Schiebers 28 wirkt, ist in der Halteplatte 36 angeordnet. Der erste Drucksensor 80 kann mit dem Steuerventil in Kontakt treten, das von dem Inneren der Hülse 26 (Ventilkammer 24) durch eine in der Endplatte 34 ausgebildete Durchgangsöffnung 82 geführt wird. Außerdem ist bei der vorliegenden Ausführungsform ein zweiter Drucksensor (zweites Druckerfassungsmittel) 84 zur Erfassung eines Drucks auf der Sekundärseite des Schiebers 28 in dem Druckfluidabfuhrdurchgang 52 angeordnet (vgl. 6).
Wie in den 2 bis 6 gezeigt ist, ist der Steuerventilmechanismus 14 ein Mechanismus, der bewirkt, dass der Druck des Steuerventils auf die eine Endfläche des Schiebers 28 wirkt. Der Steuerventilmechanismus 14 umfasst eine Adapterplatte 86, ein Proportionalventil 88, ein Zufuhrventil 90 und ein Ablassventil 92.
Die Adapterplatte 86 ist an einer Endfläche der Halteplatte 36 befestigt. Ein Steuerventilzufuhrdurchgang 94 für die Zufuhr des Steuerventils zu einer Endfläche des Schiebers 28 und ein Steuerventilablassdurchgang 96 zum Abführen des Steuerventils sind in der Adapterplatte 86 ausgebildet (vgl. 6). Der Steuerventilzufuhrdurchgang 94 ist mit dem Druckfluidzufuhrdurchgang 48 verbunden. Details hinsichtlich des Aufbaus des Steuerfluidzufuhrdurchgangs 94 und des Steuerfluidablassdurchgangs 96 werden später erläutert.
Das Proportionalventil 88 dient dem Öffnen und Schließen des Steuerfluidzufuhrdurchgangs 94 und umfasst einen Proportionalventilgrundkörper 98, einen ersten Anschluss 100, dem das Steuerfluid zugeführt wird, und einen zweiten Anschluss 102, über welchen das Steuerfluid abgeführt wird (vgl. 3).
Wie sich aus 6 ergibt, ist das Zufuhrventil 90 parallel zu dem Proportionalventil 88 angeordnet und dient als ein Zwei-Wege-Ventil, welches den Steuerfluidzufuhrdurchgang 94 öffnet und schließt. Das Zufuhrventil 90 umfasst einen Zufuhrventilgrundkörper 104, einen ersten Anschluss 106, dem das Steuerfluid zugeführt wird, und einen zweiten Anschluss 108, durch welchen das Steuerfluid abgeführt wird (vgl. 4).
Das Ablassventil 92 ist als ein Zwei-Wege-Ventil aufgebaut, welches den Steuerfluidablassdurchgang 96 öffnet und schließt. Das Ablassventil 92 umfasst einen Ablassventilgrundkörper 110, einen ersten Anschluss 112, welchem das Steuerfluid zugeführt wird, und einen zweiten Anschluss 114, über welchen das Steuerfluid abgeführt wird (vgl. 5).
Der Steuerfluidzufuhrdurchgang 94 umfasst einen ersten Zufuhrdurchgang 116, welcher das Druckfluid von dem Druckfluidzufuhrdurchgang 48 zu dem ersten Anschluss 100 des Proportionalventils 88 führt, einen zweiten Zufuhrdurchgang 118, welcher das Druckfluid dem ersten Anschluss 106 des Zufuhrventils 90 zuführt, einen dritten Zufuhrdurchgang 120, welcher das Steuerfluid, welches von dem zweiten Anschluss 102 des Proportionalventils 88 abgeführt wird, der einen Endfläche des Schiebers 28 zuführt, und einen vierten Zufuhrdurchgang 122, welcher das Steuerfluid, das von dem zweiten Anschluss 108 des Zufuhrventils 90 abgeführt wurde, der einen Endfläche des Schiebers 28 zuführt. Der erste Zufuhrdurchgang 116 und der zweite Zufuhrdurchgang 118 stehen miteinander in Verbindung. Der dritte Zufuhrdurchgang 120 und der vierte Zufuhrdurchgang 122 stehen miteinander in Verbindung.
Der Steuerfluidablassdurchgang 96 enthält einen ersten Ablassdurchgang 124, welcher das Steuerfluid, das der einen Endfläche des Schiebers 28 zugeführt wurde, dem ersten Anschluss 112 des Ablassventils 92 zuführt, und einen zweiten Ablassdurchgang, welcher das Steuerfluid, das von dem zweiten Anschluss 114 des Ablassventils 92 abgeführt wurde, nach außen ablässt. Der erste Ablassdurchgang 124 steht mit dem dritten Zufuhrdurchgang 120 und dem vierten Zufuhrdurchgang 122 in Verbindung.
Die Steuerung 20 umfasst mehrere Schaltplatinen 127, 128, 129 (bei dem dargestellten Beispiel drei), die elektrisch an den ersten Drucksensor 80, das Proportionalventil 88, das Zufuhrventil 90 und das Ablassventil 92 angeschlossen sind, sowie einen Verbindungsanschluss 130, der auf der Schaltplatine 129 angeordnet und mit einer nicht dargestellten externen Vorrichtung verbunden ist.
Wie in 6 gezeigt ist, umfasst die Steuerung 20, die durch Signale von einer externen Vorrichtung gesteuert wird, eine Proportionalventilsteuereinheit 132, eine Zufuhrventilsteuereinheit 134, eine Ablassventilsteuereinheit 136, eine Öffnungszeiteinstelleinheit 138 und eine Wartezeiteinstelleinheit 140. Im Einzelnen kann die Übertragung und Aufnahme der Signale (analoge Signale oder digitale Signale) zwischen der Steuerung 20 und der externen Vorrichtung durch drahtlose Kommunikation oder verdrahtete Verbindungen durchgeführt werden. Außerdem empfängt die Steuerung 20 Signale (wellenförmige Drucksignale), die beispielsweise von der externen Vorrichtung ausgegeben werden, und auf der Basis dieser Signale steuert sie das Öffnen und Schließen des Proportionalventils 88, des Zufuhrventils 90 und des Ablassventils 92. Zu dieser Zeit empfängt die Steuerung 20 Signale, die von dem ersten Drucksensor 80 und/oder dem zweiten Drucksensor 84 ausgegeben werden, und ist in der Lage, eine Regelung des Proportionalventils 88, des Zufuhrventils 90 und des Ablassventils 92 durchzuführen.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die Proportionalventilsteuereinheit 132, die Zufuhrventilsteuereinheit 134, die Ablassventilsteuereinheit 136, die Öffnungszeiteinstelleinheit 138 und die Wartezeiteinstelleinheit 140 auf den mehreren Schaltplatinen 127, 128, 129 angeordnet sind, können die Steuereinheiten auch an der oben genannten externen Vorrichtung vorgesehen sein. In dem Fall, dass die Proportionalventilsteuereinheit 132, die Zufuhrventilsteuereinheit 134, die Ablassventilsteuereinheit 136, die Öffnungszeiteinstelleinheit 138 und die Wartezeiteinstelleinheit 140 an der externen Vorrichtung vorgesehen sind, kann das Schieberventil 10 noch deutlicher verkleinert werden, da die Schaltplatinen 127, 128, 129 einen einfacheren Aufbau aufweisen können (beispielsweise können einige der Schaltplatinen 127, 128, 129 entfallen).
Die Proportionalventilsteuereinheit 132 steuert den Öffnungsgrad des Proportionalventils 88 auf der Basis von Ausgangssignalen, die von dem ersten Drucksensor 80 und/oder dem zweiten Drucksensor 84 ausgegeben werden. Die Zufuhrventilsteuereinheit 134 steuert das Öffnen und Schließen des Zufuhrventils 90, und die Ablassventilsteuereinheit 136 steuert das Öffnen und Schließen des Ablassventils 92. Die Öffnungszeiteinstelleinheit 138 stellt eine Öffnungszeit des Zufuhrventils 90 ein und die Wartezeiteinstelleinheit 140 stellt eine Wartezeit von dem Umschalten des Zufuhrventils 90 aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand bis zum Öffnen des Ablassventils 92 ein.
Das Schieberventil 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes wird ein Verfahren zur Steuerung des Schieberventils 10 erläutert.
In einem Ursprungszustand der vorliegenden Ausführungsform sind das Proportionalventil 88, das Zufuhrventil 90 und das Ablassventil 92 geschlossen. Da das Steuerfluid dem Schieberventilgrundkörper 12 nicht zugeführt wird, wird der Schieber 28 durch die Feder 30 mit Druck beaufschlagt und an der zweiten Position angeordnet (vgl. 7). Anders ausgedrückt wird das Ausstrahlen von Druckfluid aus der Düse 50 unterbrochen, weil die Verbindung zwischen dem Einlassanschluss 40 und dem Ausgangsanschluss 42 blockiert ist.
Bei dem Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt zunächst die Öffnungszeiteinstelleinheit 138 die Öffnungszeit des Zufuhrventils 90 auf die Zeit t1 ein und die Wartezeiteinstelleinheit 140 stellt die Wartezeit auf die Zeit t2 ein. Die Zeiten t1 und t2 werden beispielsweise auf der Basis eines notwendigen Drucks oder einer notwendigen Strömungsrate, etc. bestimmt, die erforderlich sind, damit das Druckfluid von der Düse 50 ausgestrahlt wird, und die vorab in der Steuerung 20 gespeichert sind.
Als nächstes öffnet, wie in 8 gezeigt ist, die Zufuhrventilsteuereinheit 134 das Zufuhrventil 90 für die Zeit t1, die durch die Öffnungszeiteinstelleinheit 138 eingestellt wurde. Wenn das Zufuhrventil 90 geöffnet ist, wird das Steuerfluid, das von dem zweiten Anschluss 108 des Zufuhrventils 90 abgeführt wird, der einen Endfläche des Schiebers 28 durch den vierten Zufuhrdurchgang 122, den Verbindungsdurchgang 78 der Halteplatte 36 und die Öffnung 76 der Endplatte 34 zugeführt. Im Einzelnen wirkt der Druck des Steuerfluides auf die eine Endfläche des Schiebers 28, woraufhin der Schieber 28 zu der anderen Endseite verschoben wird, wobei er die Feder 30 zusammendrückt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Spule 28 von der zweiten Position zu der ersten Position verschoben. Zu dieser Zeit erreicht der Druck des Steuerfluides, das auf die eine Endfläche des Schiebers wirkt, (nachfolgend als ein 'erster Druck' bezeichnet) einen Druck P1a.
Da der Einlassanschluss 40 und der Ausgangsanschluss 42 in Verbindung miteinander gebracht werden, wenn der Schieber 28 zu der ersten Position verschoben ist, strömt außerdem das Druckfluid im dem Eingangsanschluss 40 über die ringförmige Aussparung 66 des Schiebers 28 zu dem Ausgangsanschluss 42. Außerdem tritt das Druckfluid, das dem Ausgangsanschluss 42 zugeführt wurde, durch den Druckfluidabfuhrdurchgang 52 und wird aus der Düse 50 ausgestrahlt. Zu dieser Zeit erreicht der Druck des Druckfluides, das durch den Druckfluidabfuhrdurchgang 52 strömt, (nachfolgend als ein 'zweiter Druck' bezeichnet) einen Druck P1b.
Beim Schließen des Zufuhrventils 90 wird außerdem der erste Druck auf dem Druck P1a gehalten und der zweite Druck wird auf dem Druck P1b gehalten. Im Einzelnen wird das Druckfluid mit konstantem Druck von der Düse 50 ausgestoßen.
Als nächstes hält die Ablassventilsteuereinheit 136 den geschlossenen Zustand des Ablassventils 92 bis die Zeit t2 nach dem Schließen des Zufuhrventils 90 verstrichen ist. Während dieses geschlossenen Zustands wird das Druckfluid weiterhin von der Düse 50 ausgestoßen. Zu dieser Zeit wird der zweite Druck auf dem Druck P1b gehalten.
Nachdem die Zeit t2 nach dem Schließen des Zufuhrventils 90 verstrichen ist, öffnet außerdem die Ablassventilsteuereinheit 136 das Ablassventil 92. Wenn das Ablassventil 92 geöffnet wird, wird das Steuerfluid durch den ersten Ablassdurchgang 124, den ersten Anschluss 112 des Ablassventils 92, den zweiten Anschluss 114 des Ablassventils 92 und den zweiten Ablassdurchgang 126 nach außen abgeführt. Wenn dies geschieht, wird der Schieber 28 durch die Feder 30 gepresst und zu der zweiten Position zurückgeführt, weil der erste Druck absinkt.
Wenn der Schieber zu der zweiten Position zurückgeführt ist, ist die Verbindung zwischen dem Einlassanschluss 40 und dem Ausgangsanschluss 42 unterbrochen, während der Ausgangsanschluss 42 und der Ablassanschluss 44 in Verbindung miteinander gebracht sind. Dementsprechend wird das Druckfluid von dem Druckfluidabfuhrdurchgang 52 durch den Ausgangsanschluss 42, die ringförmige Aussparung 66 des Schiebers 28 und den Ablassanschluss 44 nach außen abgeführt. Dadurch wird das Ausstrahlen des Druckfluides von der Düse 50 unterbrochen.
Wie oben beschrieben wurde, können bei der vorliegenden Ausführungsform die Strömungsrate (Abfuhrströmungsrate) und der Druck des Druckfluides, das über den Ausgangsanschluss 42 abfließt, gesteuert werden, weil der Schieber 28 mit Hilfe des Drucks des Steuerfluides in einer axialen Richtung verschoben wird. Gleichzeitig kann das Schieberventil 10 verkleinert werden und der Stromverbrauch kann im Vergleich zu einem herkömmlichen elektromagnetischen Schieberventil verringert werden. Da der Druck des Steuerventils direkt auf die eine Endfläche des Schiebers 28 wirkt, kann außerdem eine hohe Antwortgeschwindigkeit und Kompaktheit des Schieberventils 10 erreicht werden, ohne dass ein Kolben oder dergleichen, der einen Druck des Steuerfluides aufnimmt, mit dem Schieber 28 verbunden werden müsste.
Da der Ausgangsanschluss 42 und der Ablassanschluss 44 in einem Zustand miteinander in Verbindung gebracht werden, in dem die Verbindung zwischen den Eingangsanschluss 40 und dem Ausgangsanschluss 42 unterbrochen ist, kann außerdem das Druckfluid von dem Ausgangsanschluss 42 über den Ablassanschluss 44 nach außen abgeführt werden. Dementsprechend kann der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides schneller verringert werden als in einer Situation, in der kein Ablassanschluss 44 vorgesehen ist.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch die Steuerung des Öffnens und Schließens des Zufuhrventils 90 und des Ablassventils 92 der Druck des Steuerfluides bei einfachem Aufbau auf die eine Endfläche des Schiebers 28 aufgebracht werden.
In dem Fall, dass die Steuerung in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wird, kann bei der vorliegenden Ausführungsform auf das Proportionalventil und die Proportionalventilsteuereinheit 132 verzichtet werden. In diesem Fall kann der Aufbau des Schieberventils 10 weiter verkleinert werden. Das gleiche gilt für die erste Modifikation und die dritte Modifikation, die nachfolgend beschrieben werden.
(Modifikation 1)
Als nächstes wird ein Steuerverfahren für ein Schieberventil 10 gemäß einer ersten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 9 erläutert.
Bei der in 9 gezeigten vorliegenden Modifikation stellt zunächst die Öffnungszeiteinstelleinheit 138 die Öffnungszeit des Zufuhrventils 90 auf die Zeit t3, und die Wartezeiteinstelleinheit 140 stellt die Wartezeit auf die Zeit t4. In diesem Fall ist die Zeit t3 nur halb so groß wie die Zeit t1 und die Zeit t4 ist nur halb so groß wie die Zeit t2. Die Zeiten t3 und t4 werden beispielsweise auf der Basis des erforderlichen Drucks, Strömungsrate etc. eingestellt, die notwendig sind, um das Druckfluid aus der Düse auszustrahlen, und werden vorab in der Steuerung 20 gespeichert.
Als nächstes öffnet die Zufuhrventilsteuereinheit 34 das Zufuhrventil 90 für die Zeit t3, die durch die Öffnungszeiteinstelleinheit 138 eingestellt ist. Beim Öffnen des Zufuhrventils 90 wird der Schieber 28 zu der anderen Endseite verschoben, wobei der Schieber 28 die Feder 30 zusammendrückt. Da zu dieser Zeit der erste Druck den Druck P2a erreicht (der halb so groß ist wie der Druck P1a), wird der Schieber 28 zu einer Position zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschoben. Da der Öffnungsgrad des Verbindungsdurchgangs zwischen dem Einlassanschluss 40 und dem Ausgangsanschluss 42 kleiner ist (das heißt nur halb so groß wie in dem Fall des Druckes P1a), erreicht hierbei der Druck (zweiter Druck) des Druckfluides in dem Druckfluidabfuhrdurchgang 52 den Druck P2b (der halb so groß ist wie der Druck P1b). Wenn das Zufuhrventil 90 geschlossen ist, wird außerdem der erste Druck auf dem Druck P2a gehalten und der zweite Druck wird auf dem Druck P2b gehalten.
Als nächstes hält die Ablassventilsteuereinheit 136 den geschlossenen Zustand des Ablassventils 92 bis die Zeit t4 nach dem Schließen des Zufuhrventils 90 verstrichen ist. Während dieses geschlossenen Zustands wird hierbei das Druckfluid weiterhin über die Düse 50 ausgestrahlt. Zu dieser Zeit wird der zweite Druck auf dem Druck P2b gehalten.
Außerdem öffnet und schließt die Ablassventilsteuereinheit 136 das Ablassventil 92, nachdem die Zeit t4 nach dem Schließen des Zufuhrventils 90 verstrichen ist. Wenn das Ablassventil 92 geöffnet wird, wird das Ausstrahlen des Druckfluides über die Düse 50 gestoppt, da der Schieber 28 zu der zweiten Position zurückgeführt ist.
Wie sich aus der vorliegenden Modifikation ergibt, kann bei der vorliegenden Ausführungsform durch Steuerung der Öffnungszeit (Zeiten t1, t3) des Zufuhrventils 90 der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführt wird, gesteuert werden. Durch Steuerung der Wartezeit (Zeiten t2, t4) von dem Umschalten des Zufuhrventils 90 aus dem offenen Zustand zu dem geschlossenen Zustand bis zum Öffnen des Ablassventils 92 kann außerdem der Zeitpunkt, zu dem das Druckfluid aus dem Ausgangsanschluss 42 ausgestrahlt wird, gesteuert werden.
Im Einzelnen kann mit der vorliegenden Ausführungsform der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführt wird, bei einfachem Aufbau frei gesteuert werden, weil der Schieber 28 entsprechend der Öffnungszeit des Zufuhrventils 90, die durch die Öffnungszeiteinstelleinheit 138 eingestellt wurde, verschoben werden kann.
Da außerdem bei der vorliegenden Ausführungsform die Wartezeitperiode bis zum Öffnen des Ablassventils 92 nach dem Schließen des Zufuhrventils 90 mit der Wartezeiteinstelleinheit 140 eingestellt werden kann, lässt sich bei einfachem Aufbau der Zeitpunkt, zu welchem das Druckfluid von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführt wird, frei steuern.
(Modifikation 2)
Als nächstes wird ein Steuerverfahren für ein Schieberventil 10 gemäß einer zweiten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 10 erläutert.
Wie in 10 gezeigt ist, öffnet bei der vorliegenden Modifikation die Ablassventilsteuereinheit 36 das Ablassventil 92, wobei gleichzeitig die Proportionalventilsteuereinheit 132 das Proportionalventil 88 öffnet. Wenn das Proportionalventil 88 geöffnet wird, wird das Steuerfluid, das von dem zweiten Anschluss 102 des Proportionalventils 88 abgeführt wird, über den dritten Zufuhrdurchgang 120, den Verbindungsdurchgang 78 der Halteplatte 72 und die Öffnung 76 der Endplatte 34 zu der einen Endfläche des Schiebers 28 geführt. Im Einzelnen wirkt der Druck des Pilotfluides auf die eine Endfläche des Schiebers 28. Bei Beaufschlagung durch das Steuerfluid wird der Schieber 28 zu der anderen Endseite verschoben, wobei er die Feder 30 zusammendrückt. Bei der Verschiebung des Schiebers 28 zu der anderen Endseite wird das Druckfluid, das von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführt wird, aus der Düse 50 ausgestrahlt, weil der Einlassanschluss 40 und der Ausgangsanschluss 42 in Verbindung gebracht werden.
Zu dieser Zeit ist das Ablassventil 92 geöffnet. Aufgrund der Tatsache, dass die Zufuhrrate von dem Proportionalventil 88 die Ablassrate von dem Ablassventil 92 übersteigt, können der Druck des Steuerfluides, das auf die eine Endfläche des Schiebers 28 wirkt, und der Druck des Druckfluides, das von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführt wird, gesteuert werden. Außerdem steuert die Proportionalventilsteuereinheit 132 den Öffnungsgrad des Proportionalventils 88 auf der Basis des von dem ersten Drucksensor 80 erfassten Drucks und des von dem zweiten Drucksensor 84 erfassten Drucks. Bei der vorliegenden Modifikation steigert die Proportionalventilsteuereinheit 132 den Öffnungsgrad des Proportionalventils 88 allmählich. Hierbei steigen der erste Druck und der zweite Druck allmählich an. Außerdem verringert die Proportionalventilsteuereinheit 132 allmählich den Öffnungsgrad des Proportionalventils 88. Hierbei werden der erste Druck und der zweite Druck allmählich gesenkt. Nachdem bei der vorliegenden Modifikation ein festgelegter Zeitraum verstrichen ist, schließt die Proportionalventilsteuereinheit 132 das Proportionalventil 88 und die Ablassventilsteuereinheit 136 schließt das Ablassventil 92.
Da bei der vorliegenden Modifikation der Schieber 28 in Abhängigkeit von dem Öffnungsgrad des Proportionalventils 88 verschoben werden kann, kann der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführt wird, bei einfachem Aufbau einer proportionalen Steuerung unterworfen werden.
Da die Proportionalventilsteuereinheit 132 den Öffnungsgrad des Proportionalventils 88 auf der Basis des von dem ersten Drucksensor 80 erfassten Drucks und des von dem zweiten Drucksensor 84 erfassten Drucks steuert, kann außerdem der Druck (Strömungsrate) des von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführten Druckfluides auf einen gewünschten Druck (Strömungsrate) gesteuert werden.
Die vorliegende Modifikation ist nicht auf genau die Steuerung eingeschränkt, wie sie oben beschrieben wurde. Beispielsweise kann die Proportionalventilsteuereinheit 132 den Öffnungsgrad des Proportionalventils 88 schrittweise steigern. In diesem Fall können der erste Druck und der zweite Druck ebenfalls schrittweise angehoben werden. Außerdem kann die Proportionalventilsteuereinheit 132 den Öffnungsgrad des Proportionalventils 88 allmählich (kontinuierlich) oder schrittweise verringern.
In dem Fall der Umsetzung der vorliegenden Modifikation kann auf das Zufuhrventil 90 und die Zufuhrventilsteuereinheit 134 verzichtet werden. In diesem Fall kann der Aufbau des Schieberventils 10 weiter verkleinert werden. Außerdem kann auf das Ablassventil 92 und die Ablassventilsteuereinheit 136 verzichtet werden. In diesem Fall wird das Steuerfluid immer mit einer konstanten Ablassrate über den Steuerfluidablassdurchgang 96 abgeführt. Indem das Steuerfluid über den zweiten Anschluss 102 des Proportionalventils 88 in einer Größenordnung abgeführt wird, die größer ist als die oben genannte Ablassrate, kann außerdem der Druck des Steuerfluides auf die eine Endfläche des Schiebers 28 aufgebracht werden. Dementsprechend kann der Aufbau des Schieberventils 10 noch weiter verkleinert werden.
(Modifikation 3)
Als nächstes wird ein Schieberventil 10 gemäß einer dritten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 11 erläutert. Wie in 11 gezeigt ist, öffnet bei der vorliegenden Modifikation, nachdem die Zufuhrventilsteuereinheit 134 das Zufuhrventil mehrfach (bei dem dargestellten Beispiel zweimal) nacheinander geöffnet und geschlossen hat, die Ablassventilsteuereinheit 136 dann das Ablassventil 92 mehrfach (bei dem dargestellten Beispiel zweimal) nacheinander. Wenn dies erfolgt, werden der erste Druck und der zweite Druck schrittweise erhöht. Anschließend werden der erste Druck und der zweite Druck schrittweise abgesenkt. Auf diese Weise kann bei der vorliegenden Modifikation bei einfachem Aufbau der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführt wird, schrittweise angehoben und schrittweise abgesenkt werden.
(Modifikation 4)
Als nächstes wird ein Schieberventil 10 gemäß einer vierten Modifikation der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 12 erläutert. Wie in 12 gezeigt ist, öffnet bei der vorliegenden Modifikation die Ablassventilsteuereinheit 136 in einem Zustand, in welchem die Zufuhrventilsteuereinheit 134 das Zufuhrventil 90 in einem offenen Zustand hält, auch das Ablassventil 92. Nachdem der erste Druck und der zweite Druck angehoben wurden und einen konstanten Druck erreicht haben, werden auf diese Weise der erste Druck und der zweite Druck in einer vergleichsweise moderaten Weise verringert. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem das Ablassventil 92 in einem Zustand geöffnet wird, in welchem das Zufuhrventil 90 geschlossen wurde, kann in dieser Weise gemäß der vorliegenden Modifikation der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführt wird, noch gleichmäßiger und langsamer verringert werden.
(Modifikation 5)
Als nächstes wird ein Schieberventil 10 gemäß einer fünften Modifikation der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 13 beschrieben. Wie in 13 gezeigt ist, öffnet und schließt die Zufuhrventileinheit 134 in einem Zustand, in welchem die Proportionalventilsteuereinheit 132 das Proportionalventil 88 in einem offenen Zustand hält, das Zufuhrventil 90, und die Ablassventilsteuereinheit 136 öffnet und schließt das Ablassventil 92. Wenn dies erfolgt, werden der erste Druck und der zweite Druck zunächst graduell angehoben und anschließend mit einer stärkeren Rate erhöht. Außerdem werden der erste Druck und der zweite Druck, nachdem sie zunächst mit einer stärkeren Rate verringert wurden, dann langsamer verringert.
Da bei der vorliegenden Modifikation das Zufuhrventil 90 und das Ablassventil 92 in einem Zustand geöffnet und geschlossen werden, in dem das Proportionalventil offen gehalten wird, kann der Druck (Strömungsrate) des Druckfluides, das von dem Ausgangsanschluss 42 abgeführt wird, bei einfachem Aufbau effizient auf einen gewünschten Druck (Strömungsrate) gesteuert werden.
Die vorliegende Modifikation ist nicht auf die oben im Detail beschriebene Steuerung beschränkt. Beispielsweise kann die Zufuhrventilsteuereinheit 34 das Zufuhrventil 90 mehrfach öffnen und schließen, während das Proportionalventil 88 in einem offenen Zustand ist, und die Ablassventilsteuereinheit 136 kann das Ablassventil 92 mehrfach öffnen und schließen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 08-285123 A [0003, 0004]

Claims

Schieberventil (10) mit: einem Ventilkörper (22), der eine Ventilkammer (24) sowie einen Einlassanschluss (40) und einen Ausgangsanschluss (42), die sich in einer Wandfläche der Ventilkammer (24) öffnen und durch welche ein Druckfluid strömt, aufweist, einem Schieber (28), der in der Ventilkammer (24) so angeordnet ist, so dass der Schieber (28) zwischen einer ersten Position, die eine Verbindung zwischen dem Einlassanschluss (40) und dem Ausgangsanschluss (42) erlaubt, und einer zweiten Position, die eine Verbindung zwischen dem Einlassanschluss (40) und dem Ausgangsanschluss (42) blockiert, verschiebbar ist, einem Steuerventilmechanismus (14), der in dem Ventilkörper (22) angeordnet ist und durch den Druck eines Steuerfluides, das auf einer Endfläche des Schiebers (28) wirkt, eine Verschiebung des Schiebers (28) entlang einer axialen Richtung bewirkt, und einer Feder (30), welche den Schieber (28) zu einer Endseite in der axialen Richtung vorspannt.
Schieberventil (10) nach Anspruch 1, wobei der Steuerventilmechanismus (14) folgendes aufweist: einen Steuerfluidzufuhrdurchgang (94), welcher das Steuerfluid der einen Endfläche des Schiebers (28) zuführt, einen Steuerfluidablassdurchgang (96), durch welchen das Steuerfluid abgeführt wird, und ein Proportionalventil (88), das in dem Steuerfluidzufuhrdurchgang (94) angeordnet ist, und wobei der Schieber (28) entsprechend einem Öffnungsgrad des Proportionalventils (88) verschoben wird.
Schieberventil (10) nach Anspruch 2, außerdem umfassend: erste Druckerfassungsmittel (80) zum Erfassen eines Druckes des Steuerventils, das auf die eine Endfläche des Schiebers (28) wirkt, zweite Druckerfassungsmittel (84) zur Erfassung eines Druckes des Druckfluides, das von dem Ausgangsanschluss (42) abgeführt wird, und eine Proportionalventilsteuereinheit (132), welche den Öffnungsgrad des Proportionalventils (88) auf der Basis des von dem ersten Druckerfassungsmittel (80) erfassten Drucks und des von dem zweiten Druckerfassungsmittel (84) erfassten Drucks steuert.
Schieberventil (10) nach Anspruch 1, wobei der Steuerventilmechanismus (14) folgendes umfasst: einen Steuerventilzufuhrdurchgang (94), welcher das Steuerfluid zu der einen Endfläche des Schiebers (28) führt, einen Steuerfluidablassdurchgang (96), durch welchen das Steuerfluid abgeführt wird, ein Zufuhrventil (90), welches den Steuerfluidzufuhrdurchgang (94) zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltet, ein Ablassventil (92), welches den Steuerfluidablassdurchgang (96) zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltet, eine Zufuhrventilsteuereinheit (134), welche das Zufuhrventil (90) steuert, und eine Ablassventilsteuereinheit (136), welche das Ablassventil (92) steuert.
Schieberventil (10) nach Anspruch 4, außerdem umfassend: eine Öffnungszeiteinstelleinheit (138), welche eine Öffnungszeit des Zufuhrventils (90) einstellt, wobei die Zufuhrventilsteuereinheit (134) das Zufuhrventil (90) auf der Basis der Öffnungszeit öffnet und schließt, die durch die Öffnungszeiteinstelleinheit (138) eingestellt wurde.
Schieberventil nach Anspruch 4 oder 5, außerdem umfassend: eine Wartezeiteinstelleinheit (140), welche eine Wartezeit von dem Umschalten des Zufuhrventils (90) aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand bis zum Öffnen des Ablassventils (92) einstellt, wobei die Ablassventilsteuereinheit (136) das Ablassventil (92) in dem geschlossenen Zustand hält, bis die Wartezeit, die durch die Wartezeiteinstelleinheit (140) zum Umschalten des Zufuhrventils (90) von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand eingestellt wurde, verstrichen ist.
Schieberventil (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhrventilsteuereinheit (134) das Zufuhrventil (90) mehrfach nacheinander öffnet und schließt.
Schieberventil (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassventilsteuereinheit (136) das Ablassventil (92) mehrfach nacheinander öffnet und schließt.
Schieberventil (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassventilsteuereinheit (136) das Ablassventil (92) öffnet, wenn das Zufuhrventil (90) in dem offenen Zustand ist.
Schieberventil (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerventilmechanismus (14) außerdem ein Proportionalventil (88) aufweist, das in dem Steuerfluidzufuhrdurchgang (94) angeordnet ist, dass die Zufuhrventilsteuereinheit (134) das Zufuhrventil (90) in einem Zustand öffnet und schließt, in welchem das Proportionalventil (88) offen ist, und dass die Ablassventilsteuereinheit (136) das Ablassventil (92) in einem Zustand öffnet und schließt, in dem das Proportionalventil (88) offen ist.
Schieberventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ablassanschluss (44), der sich an einer Wandfläche der Ventilkammer (24) öffnet, in dem Ventilkörper (22) ausgebildet ist, und dass in einem Zustand, in welchem der Schieber (28) an der zweiten Position angeordnet ist, eine Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluss (42) und dem Ablassanschluss (44) hergestellt ist, und in einem Zustand, in welchem der Schieber (28) an der ersten Position angeordnet ist, eine Verbindung zwischen dem Ausgangsanschluss (42) und dem Ablassanschluss (44) blockiert ist.