-
Steuerschieber oder -ventil mit Antrieb durch ein Druckmittel Steuerschieber
oder -ventile werden häufig über Hilfsventile durch das zu steuernde Druckmittel
selbst betätigt. Je höher nun der Druck des Druckmittels ist, desto mehr wird auch
der Schieberkolben beschleunigt, so daß er mit großer Wucht auf die Anschlagbegrenzungen
auftrifft. Die Lebensdauer der letzteren ist daher gering. Dazu kommt, daß bei selbsttätigen
Steuervorgängen die Umsteuergeschwindigkeiten möglichst gleich bleiben sollen, was
jedoch bei wechselnden Drücken nicht der Fall ist. Wenn z. B. an einem Pumpenaggregat,
das aus wirtschaftlichen Gründen so klein wie möglich gehalten wird, mehrere Verbraucher
angeschlossen sind, zeigt sich insbesondere bei hohen Drücken, daß die Schieber
od. dgl. wegen des unterschiedlichen Verbrauchs und wegen der unterschiedlichen
Belastung nicht gleichmäßig genug steuern und ein einwandfreier Betrieb nicht gewährleistet
ist. Dies gilt auch, wenn der Druck des Antriebsdruckmittels durch Drosseln herabgesetzt
wird. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beheben.
-
Um die Betätigung von Schiebern oder Ventilen nicht mit hohen Drücken
vornehmen zu müssen, ist es bekannt, sie durch ein fremdes Druckmittel mit niedrigerem
Druck zu betätigen. Es ist dann aber erforderlich, den Antriebsdruck gesondert zu
erzeugen und über besondere Leitungen zuzuführen.
-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuerschieber oder -ventil mit
Antrieb durch ein Druckmittel, das unter Steuerung seines Zulaufes und/oder Ablaufes
zu bzw. von Druckkammern durch Hilfsventile od. dgl. auf Kolben oder ähnliche Antriebsmittel
einwirkt, sowie mit in die Leitung zu den Druckkammern eingeschalteten Mitteln zur
Herabsetzung des Druckes des Antriebsdruckmittels. Die Erfindung besteht darin,
däß die Druckherabsetzung unter gleichzeitiger Konstanthaltung durch einen an sich
bekannten Druckminderer erfolgt.
-
Die eingangs erwähnten Nachteile der bisher üblichen Ausführungsarten
werden dadurch behoben, denn das Antriebsdruckmittel arbeitet mit stets gleichbleibendem
Druck, gleichgültig wie hoch der zu steuernde Druck ist. Ein weiterer Vorteil besteht
darin; daß mit dem gleichen Steuerschieber oder -ventil ohne irgendwelche Änderungen
entweder mit eigenem oder mit fremdem Druckmittel als Antriebsmittel gearbeitet
werden kann, wobei der jeweils günstigste und zweckmäßigste Antriebsdruck einstellbar
ist.
-
Durch die Herabsetzung des Antriebsdruckes und seine gleichzeitige
Konstanthaltung wird die Lebensdauer eines Steuerschiebers oder -ventils verlängert,
was insbesondere bei hohen Drücken wichtig ist. Zusätzliche Antriebsleitungen fallen
weg. Der Schieberkolben kann in einem solchen Fall .auch durch Schnurringe abgedichtet
werden; deren Lebensdauer bekanntlich um so kürzer ist, je höher der auf sie wirkende
Druck ist. Die Begrenzungsanschläge werden geschont. Die Umsteuergeschwindigkeit
wird von dem Druck des antreibenden und zu steuernden Druckmittels unabhängig und
ist keinen Schwankungen unterworfen. Dadurch erfolgt die Umsteuerung stets gleichmäßig,
denn der augenblickliche Verbrauch des Druckmittels ist ohne Einfluß auf die Geschwindigkeit
des Schieberkolbens.
-
Des weiteren läßt sich ein derartiger Steuerschieber jedem Verbraucher
und jedem Arbeitsdruck leicht anpassen. Auch ist es gleichgültig, ob der Steuerschieber
oder -ventil mit eigenem oder einem fremden Druckmittel -oder als Auf- und Zuventil
oder als Impulsventil arbeitet. Die Lagerhaltung wird somit vereinfacht, da stets
das gleiche Modell verwendet werden kann.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
im Schnitt dargestellt.
-
In dem Gehäuse 1 bewegt sich der Schieberkolben 2. Dieser ist mit
Aussparungen 3 versehen, wodurch je nach seiner Stellung der Verbraucheranschluß
III mit dem Druckmitteleinlaß I oder mit dem Druckmittelauslaß 1I verbunden ist.
Vor den Stirn-Flächen des Kolbens 2 sind Druckkammern 6 und 7 angeordnet, die über
die Kanäle 12 bzw. 19 mit den elektromagnetisch betätigten Hilfsventilen 8 bzw.
9 verbunden sind. Den beiden Hilfsventilen 8 und 9 wird das Antriebsmittel über
den Zuflußkanalll, 11 a zugeführt, der entweder von dem Einlaß I oder von einer
durch einen Stopfen 17 verschließbaren zusätzlichen Anschlußleitung 21 aus versorgt
wird.
-
In den zu den Hilfsventilen 8 und 9 führenden Zuflußkanal 11, 11 a
ist ein Druckminderer 10 eingebaut.
Durch diesen wird der anstehende
hohe Druck auf den gewünschten Steuerdruck herabgesetzt, der dann zu den Hilfsventilen
8, 9 gelangt. Der Druckminderer 10 kann auf an sich bekannte Weise ausgeführt sein
und ist hier mit einem Kolben 14, einer Feder 15 und einem Druckraum 13, der mit
dem Zuflußkanal 11 a verbunden ist, sowie einem Ventilsitz 16 ausgebildet. Der Druckminderer
10 ist von außen einstellbar oder besitzt. eine Festeinstellung durch die entsprechend
bemessene Feder 15. Nach' außen ist er durch einen Anschlagstopfen 22 verschlossen.
-
In den Zuflußkanal 11 ist vor der Einmündung der Anschlußleitung 21
eine Drosselschraube 5 eingesetzt, mittels welcher der Zufluß von dem Einlaß I her
abgesperrt werden kann. Des weiteren zweigt von dem Zuflußkanal 11 a nach
dem Druckminderer 10
eine durch eine Drosselschraube 4 verschließbare Abzweigleitung
20 ab, die in dem von dem Hilfsventil 9 abgehenden und zu der Druckkammer 7 führenden
Steuerkanal 19 endet. In diesen ist vor dessen Einmündung in die Abzweigleitung
20, also unmittelbar nach dem Hilfsventil 9, eine Drosselschraube 18 eingebaut.
-
In der gezeichneten Stellung gelangt der hohe Arbeitsdruck von dem
Einlaß I über die geöffnete Drosselschraube 5 zum Ventilsitz 16 des Druckminderers
10. Die Leitungen 21 und 20 sind geschlossen. Die Druckräume 6 und 7 sind über die
Hilfsventile 8 und 9 entlastet. Der durch den Druckminderer 10 herabgesetzte Druck
des Antriebsdruckmittels reicht über den Zuflußkanal 11 a bis unter die Hilfsventile
8
und 9. Die Drosselschraube 18 ist geöffnet.
-
Wenn nun das Hilfsventil 8 erregt wird, gelangt der Antriebsdruck
in den Druckraum 6, und der Schieberkolben 2 wird nach rechts verschoben. Da sich
hierbei der Druck in dem Druckraum 13 des Druckminderers 10 abschwächt, wird der
letztere entlastet und die Feder 15 hebt den Kolben 14 etwas an, so daß durch den
sich öffnenden Ventilsitz 16 der Druck wieder aufgefüllt wird. Sobald dieser wieder
erreicht ist, wird der Ventilsitz 16 geschlossen. Der Antriebsdruck wird
also stets gleichbleibend auf den gewünschten Wert herabgesetzt. Bei Unterbrechung
der Erregung des Hilfsventils 8 entspannt sich das Antriebsdruckmittel aus dem Druckraum
6 über den Auslaß des Hilfsventils 8, und der Schieberkolben 2 bleibt in seiner
augenblicklichen Lage stehen. Dieselbe Arbeitsweise ergibt sich auch bei Erregung
des Hilfsventils 9, wobei sich der Schieberkolben 2 in umgekehrter Richtung bewegt.
-
Wenn die Drosselschraube 5 geschlossen wird, kann der hohe Druck nicht
mehr bis zu dem Druckminderer 10 gelangen. Es kann nun durch Entfernung des Stopfens
17 oder durch Betätigung eines Absperrventils an dessen Stelle ein fremdes Druckmittel
; als Antriebsmittel zugeführt werden, dessen Druck beliebig sein kann und der durch
den Druckminderer 10 auf die beschriebene Art und Weise auf den gewünschten Wert
eingeregelt wird. Wenn die Drosselschraube 4 geöffnet und die Drosselschraube
18 neben dem Hilfsventil 9 geschlossen oder dieses selbst durch einen geschlossenen
Stopfen ersetzt wird, arbeitet der Steuerschieber nach der Erfindung als Auf- und
Zu-Ventil. Solange das Hilfsventil 8 erregt ist, wird der Schieberkolben 2 in die
rechte Endlage gedrückt. Bei Unterbrechung der Erregung 'wird der Druckraum 6 entlastet,
und der Schieberkolben 2 geht in seine Anfangslage zurück, da der Antriebsdruck
noch auf seine rechte Stirnfläche einwirkt.
-
Es läßt sich somit je nach der Stellung der Drosselschrauben 4, 5,
17 und 18 der Gegenstand der Erfindung als normales Ventil oder als Impulsventil
jeweils mit eigenem oder fremdem Druckmittel beliebig hohen Druckes als Antriebsdruckmittel
mit herabgesetztem Druck betätigen. Das Kräftespiel in dem Druckminderer 10 kann
so eingestellt werden, daß er beispielsweise unter einem Druck von 10 atü stets
offenbleibt und erst dann, wenn dieser Druck höher wird, druckmindernd in Tätigkeit
tritt.