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Die Erfindung betrifft ein Ventil mit zwei in einem Ventilgehäuse
verstellbar angeordneten, miteinander gekoppelten Schließgliedern, von denen jedes
beidseitig mit jeweils gesonderten Ventilsitzen, jeweils einem äußeren und einem
inneren Ventilsitz, zusammenwirkt.
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Es sind bereits sogenannte Druckausgleichsventile bekannt, die auch
zwei miteinander gekoppelte Schließglieder, nämlich zwei miteinander gekoppelte
Kolben in einem Zylinder aufweisen. Bei diesen Ventilen steuern die Kolben mit ihren
Kanten die öffnungen von Zylinderanschlußstellen. Dabei können diese Druckausgleichsventile
als Mengenteiler eingesetzt werden, wobei mittels eines besonderen Steuerkreises
die Schließglieder der Ventile so gestellt werden, daß ein Druckmittelfluß auf zwei
Ausgänge gleichmäßig oder ungleichmäßig in Abhängigkeit des Druckzustandes im Steuerkreis
verteilt wird. Diese bekannten Gleichdruckventile bewirken eine sogenannte Analogsteuerung.
Ihr Anwendungsgebiet ist begrenzt. Beispielsweise betrifft die deutsche Patentschrift
1047 556 ein Vierwegeventil für Umsteuerung von doppeltwirkenden Zylindern.
Die bei diesem Ventil vorhandenen zwei miteinander gekoppelten Schließglieder müssen
hierbei jedoch willkürlich über eine Steuerstange von außen verstellt werden. Die
französische Patentschrift 1236 683 betrifft eine hydraulische Nachlaufsteuerung
mit einem Synchronisationsventil, bei welchem ebenfalls eine Koppelung zweier Ventilglieder
mit mechanischen Mitteln erforderlich ist. Diese Ventilanordnung ist praktisch nur
für eine Nachlaufsteuerung verwendbar.
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Es sind auch hydraulische und pneumatische Schaltungselemente unter
der Gattungsbezeichnung »Fluidie« bekanntgeworden, die als logische Schaltelemente
ohne mechanisch bewegliche Bauelemente den Aufbau von logischen Verknüpfungsschaltungen
erlauben. Diese Schaltungselemente haben jedoch nur einen begrenzten Leistungs-
und damit Anwendungsbereich. Gegenüber dem Erfindungsgegenstand wird beispielsweise
als Nachteil angesehen, daß mit ihnen keine Endstellungssynchronisation von hydraulisch
oder pneumatisch betriebenen Maschinenteilen erreicht werden kann. Dieser Nachteil
der bekannten Schaltungselemente und entsprechende Vorteil des erfindungsgemäßen
Ventils liegt darin begründet, daß die bekannten Schaltungselemente im Gegensatz
zum erfindungsgemäßen Ventil keine automatische Sperrwirkung haben, die im Falle
eines gestörten Druckgleichgewichtes eintritt. Außerdem kann mit den bekannten Schaltungselementen
nur auf einem sehr niedrigen Energieniveau gearbeitet werden.
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Es liegt die Aufgabe vor, ein Ventil zu schaffen, das durch einen
Differenzdruck geschaltet werden kann und zum Umschalten keiner mechanischen Verstellung
der Ventilglieder von außen bedarf und mit welchem in einfacher Weise Verknüpfungsschaltungen
in hydraulischen und pneumatischen Steueranlagen, beispielsweise UND-Verknüpfungen,
allein durch eine Steuerung mittels Entlüftungsimpulsen (negativen Impulsen) bewerkstelligt
werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Ventil der eingangs genannten
Art erzielt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die miteinander gekoppelten Schließglieder
von außen mechanisch unbeeinflußt sind und jedes Schließglied jeweils einer von
zwei pneumatischen oder hydraulischen Schaltanschlußstellen zugeordnet ist, die
zu den äußeren Ventilsitzen führen, daß die gekoppelten Schließglieder normalerweise
in einer Ruhelage zwischen den Ventilsitzen gehalten werden, daß jeweils zwischen
dem äußeren und dem zugehörigen inneren Ventilsitz keine Außenanschlüsse im Ventilgehäuse
vorhanden sind, daß das Ventilgehäuse und/oder die Schließglieder dergestalt mit
Strömungsdurchgängen versehen sind, die in der Ruhelage der Schließglieder eine
freie Verbindung für das Druckmedium über die beidseitig der Schließglieder angeordneten
Ventilsitze zwischen den beiden Schaltanschlußstellen und mindestens einer in an
sich bekannter Weise zwischen den beiden miteinander gekoppelten Schließgliedern
liegenden zentralen Ventilanschlußstellen im Ventilgehäuse herstellen.
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Ein solches Ventil kann als Gleichdruckventil bezeichnet werden und
läßt sich auf einem sehr breiten Arbeitsgebiet zur Signalverarbeitung und Leitung,
wie auch zur Steuerung von Arbeitsenergie einsetzen. Dabei hat es den großen Vorteil,
daß bei ihm Steuerenergie und Arbeitsenergie gleichzeitig im gleichen Kanal wirksam
werden können. Dieses Gleichdruckventil läßt sich beispielsweise als UND-Glied vielseitig
verwenden, beispielsweise zur Zylindersynchronisation, zur Positionierung von Kolben
usw. Mit einem Gleichdruckventil gemäß der Erfindung läßt sich aber nicht nur eine
Zylinderlaufsynchronisation erreichen, die auch mit anderen bekannten Ventilen möglich
ist, sondern auch eine Endstellungssynchronisation. Eine solche Endstellungssynchronisation
läßt sich mit den bisher zur Zylinderlaufsynchronisation verwendeten Ventilen nicht
erreichen. Dabei tritt beim Erfindungsgegenstand der Vorteil auf, daß sich der Schaltungsaufwand
auf der Signalseite überhaupt nicht vergrößert, da die Abluftströme direkt als Signalträger
verwendet werden können, so daß sich eine erhebliche Wirtschaftlichkeit des Steue-,rungsaufbaus
in hydraulischen und pneumatischen Anlagen erzielen läßt.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen und Einsatzmöglichkeiten des Gegenstands
nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
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So kann in Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung das Ventil zwei
miteinander verbundene und gegen die Kraft von Druck-, Druck/Zug- oder Zugfedern
verschiebbar gelagerte Ventilkolben als Schließglieder mit außerhalb des Bereichs
der Ventilsitze liegenden Durchlässen aufweisen. Es können jedoch auch zwei mechanisch
miteinander verbundene, an ihrer Peripherie in dem Ventilgehäuse eingespannte, vorzugsweise
vorgespannte Membranen vorgesehen sein oder zwei starr miteinander verbundene, mit
Federorganen zusammenwirkende Ventilkugeln.
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Die Schließglieder können vorzugsweise unter der Einwirkung mindestens
je einer Schnappfeder stehen, welche eine gleichbleibende Schaltcharakteristik
bei der Verstellung der Schließglieder aus ihrer mittleren Ruhelage in die beiden
möglichen Schließstellungen gewährleisten. Die Mittellage der Schließglieder braucht
nicht durch Federorgane, sondern kann auch beispielsweise durch auf die Schließglieder
einwirkende Magnetkräfte bestimmt sein.
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Die erfindungsgemäß ausgebildeten Gleichdruckventile können in verschiedenen
hydraulischen oder pneumatischen Anlagen Verwendung finden.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen auch im Zusammenhang
mit verschiedenen
Anwendungsmöglichkeiten in Anlagen näher erläutert.
Im einzelnen zeigen F i g. 1 a bis 1 d eine schematische Darstellung
,eines erfindungsgemäßen Ventils in seinen verschiedenen Schaltstellungen, F i
g. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels dieses
Ventils, F i g. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels
des Ventils, F i g. 4 einen Schnitt durch ein praktisches Ausführungsbeispiel
eines Ventils, F i g. 5 das Ventil in einer schematisch dargestellten Anlage
zum Synchronisieren der Bewegung der Zylinder oder der Kolben zweier Zylinder, F
i g. 6 das Ventil in einer Anlage zum Synchronisieren der Bewegung zweier
Zylinder oder deren Kolben in beiden Richtungen, F i g. 7 das Ventil in einer
Anlage für die Positionierung des Kolbens eines Betätigungszylinders, F i
g. 8 das Ventil in einer Anlage mit Tandem-Schaltung zur doppelseitigen Positionierung
eines Zweikammer-Betätigungszylinders, F i g. 9 das Ventil in einer Anlage
zur Erzielung einer selbsttätig impulsgesteuerten Schrittbewegung eines pneumatischen
oder hydraulischen Betätigungsorgans, F i g. 10 das Ventil in einer Anlage
zur stufenlos einstellbaren, berührungslosen Umsteuerung eines doppeltwirkenden
Zylinders, F i g. 11 Ventile in einer Anlage mit zwei Zylindern mit miteinander
gekoppelten Kolbenstangen zur Erzielung eines Positionier- und/oder Wegmeß-Systems.
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In den F i g. 1 a bis 1 d ist das Gleichdruckventil
schematisch dargestellt. Es weist in einem Ventilgehäuse 1 durch eine Stange
2 starr miteinander verbundene Schließglieder 3 und 4 auf, die beispielsweise
mittels Zug/Druckfedern 5 und 6 in der aus F i g. 1 a ersichtlichen
mittleren Ruhestellung gehalten werden. Beide Schließglieder 3 und 4 wirken
beidseitig mit Ventilsitzen zusammen, nämlich das Schließglied 3 einerseits
mit dem äußeren, die eine Schaltanschlußstelle 7 begrenzenden Ventilsitz
8 und andererseits mit einem inneren Ventilsitz 9. Das Schließglied
4 wirkt mit dem äußeren, die andere Schaltanschlußstelle 10 begrenzenden
Ventilsitz 11
und mit dem inneren Ventilsitz 12 zusammen. Das Ventilgehäuse
1 ist außerdem mit einer zentralen Anschlußstelle 13 versehen. In
F i g. 1 a sind die an den Schaltanschlußstellen 7 und 10 des
Gleichdruckventils herrschenden Drücke ei und e" sowie auch der Druck a an der zentralen
Ventilanschlußstelle 13
gleich Null. Dann befinden sich die beiden Schließglieder
3 und 4 durch die Federn 5 und 6 in der dar-,gestellten mittleren
Ruhelage, in welcher eine freie Verbindung zwischen den äußeren Ventilsitzen
8 und 11, um die Schließglieder 3 und 4 herum und über die
Ventilsitze 9 und 12 zur zentralen Ventilanschlußstelle 13 besteht.
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In F i g. 1 b ist das Gleichdruckventil in einer Stellung dargestellt,
die es einnimmt, wenn es an seiner Schaltanschlußstelle 10 einseitig mit
einem Druck e. > 0 beaufschlagt wird. In diesem Fall werden die beiden durch
die Stange 2 miteinander gekoppelten Schließglieder 3 und 4 in der Zeichnung
nach links bewegt, bis das Schließglied 3 am äußeren Ventilsitz
8 und das Schließglied 4 am inneren Ventilsitz 12 anliegt. In diesem Fall
ist also sowohl der Durchlaß von der Schaltanschlußstelle 10 als auch von
der Schaltanschlußstelle 7 zu der zentralen Anschlußstelle 13 gesperrt.
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In der F i g. 1 c ist der umgekehrte Fall dargestellt,. bei
welchem das Ventil durch einen einseitigen Schaltdruck ei = 1 an der
Schaltanschlußstelle 7 beaufschlagt wird. In diesem Fall wird die Verbindung
von den beiden Schaltanschlußstellen 7 und 10 zu der zentralen Anschlußstelle
13 durch die Anlage des Schließkörpers 3 an dem inneren Ventilsitz
9 und des Schließkörpers 4 an dem äußeren Ventilsitz 11 unterbrochen.
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Um eine sichere Anlage beider Schließglieder an ihren Ventilsitzen
zu gewährleisten, können die beiden Schließglieder auch unter Zwischenlage einer
Feder elastisch und nicht starr miteinander gekoppelt sein. Außerdem kann das Ventilgehäuse
1 mit mehreren zentralen Ventilanschlußstellen 13 versehen sein.
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In F i g. 1 d ist der Fall dargestellt, wo an beiden Schaltanschlußstellen
7 und 10 gleich große Drücke e,=e2>0 auftreten. In diesem Fall bleiben
die Schließglieder3 und 4 in ihrer stabilen Mittellage, und das an den beiden Schaltanschlußstellen7
und 10 eintretende Druckmedium kann um die Schließglieder 3 und 4
herum und über die Ventilsitze 9 und 12 zu der zentralen Ventilanschlußstelle
13 fließen; oder das Druckmedium kann von der zentralen Anschlußstelle
13 zu den beiden Schaltanschlußstellen 7
und 10 fließen, wenn
an beiden Schaltanschlußstellen gleicher Gegendruck herrscht.
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Wie aus der schematischen Darstellung der F i g. 1 a bis
1 d hervorgeht, könnte mindestens theoretisch mit dem Gleichdruckventil bzw.
mit solchen Ventilen bei einer entsprechenden Gestaltung der Schließglieder, der
Ventilsitze und der Durchlaßquerschnitte eine Analogsteuerung erzielt werden. Das
Gleichdruckventil ist jedoch in erster Linie als reines Schaltventil gedacht, bei
dem die beiden Schließglieder sich enzweder in der stabilen Mittellage oder in der
linken oder rechten Schließstellung befinden. Hierbei können auch an sich bekannte
Mittel, wie Schnappfedern vorgesehen werden, um einen ausgeprägten Schaltsprung
und eine gleichmäßige Schaltcharakteristik zu erhalten. Trotzdem können bei diesen
Ventilen die Schließglieder und die zugeordneten Ventilsitze im Ventilgehäuse so
geformt sein, daß der Durchlaßquerschnitt sich mit der Verschiebung der miteinander
gekoppelten Schließfeder entsprechend einer gewünschten Schaltfunktion ändert, wodurch
der Druckaufbau in den Verbindungsleitungen und die damit verbundenen Rückwirkungen
auf die beweglichen Schalterteile oder andere Ventilteile der Steuer- oder Arbeitsanlage
beeinflußt werden.
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In F i g. 2 ist eine schematische Darstellung eines Gleichdruckventils
gegeben, bei der die Schließglieder durch zwei in dem Gehäuse l' eingespannte
Meinbrauen 14 und 15 gebildet sind, die durch eine Stange 2 miteinander gekoppelt
sind. Diese Membranen 14 und 15 wirken wieder beidseitig mit Ventilsitzen
zusammen, die mit den gleichen Bezugszeichen wie in den F i g. 1 a bis
1 d bezeichnet sind. Die Membranen 14 und 15 sind außerhalb des Bereichs
der Ventilsitze 8, 9, 11 und 12 mit Durchbrüchen oder Ausnehmungen
16 versehen, durch welche in der dargestellten Mittelstellung des Ventils
das Druckmedium zwischen den Schaltanschlußstellen
7 und
10 und der zentralen Anschlußstelle 13
hindurchfließen kann.
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In F i g. 3 ist eine Ausbildung des Gleichdruckventils mit
Kugeln 17 und 18 als Schließglieder dargestellt, die wieder mittels
einer Stange 2 starr miteinander verbunden sind. Die Kugeln sind beidseitig von
Druckfedern 19 beeinflußt. Die Wirkungsweise ist wieder die gleiche wie bei
den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 a bis 1 d und 2, so daß
sie nicht näher beschrieben zu werden braucht. Gleiche Teile sind wieder mit gleichen
Bezugsziffern wie in den F i g. 1 und 2 bezeichnet.
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In F i g. 4 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel eines Gleichdruckventils
dargestellt. Das zylindrische Gehäuse 20 dieses Ventils ist mit einer Mittelwand
21 versehen, die den Innenraum des Gehäuses 20 in zwei Zylinderkammern 22 und
23 unterteilt, in denen jeweils ein Kolbenschließglied 24 und 25
dichtend
längsverschiebbar und durch eine Stange 26
starr miteinander gekoppelt gelagert
sind. Die Stange 26 ragt durch einen breiten Durchbruch 27 in der
Zwischenwand 21, wobei die öffnungen dieses Durchbruchs als Ventilsitze
9 bzw. 12 ausgebildet sind. Die beiden äußeren Ventilsitze 8 und
11 des Ventils werden durch die inneren Enden von Rohrabschnitten
28 und 29 gebildet, die in den Zylinderkammern 22 und 23 auf
den Schaltanschlußstellen 7 und 10 im Gehäuse 20 angeordnet sind und
gleichzeitig als Stützkörper für auf die Schließglieder 24 und 25 einwirkende
Zug/Druckfedern 5 und 6 dienen. In der Zwischenwand 21 ist ein Verbindungskanal
30 vorgesehen, der von dem Durchbruch27 in der Zwischenwand 21 zu der zentralen
Ventilanschlußstelle 13
führt. Die Kolbenschließglieder 24 und 25 sind
außerhalb des Bereichs der Ventilsitze 8, 9, 11 und 12 mit mehreren, vorzugsweise
gleichmäßig über ihren Umfang verteilten Durchlässen 31 versehen, die einseitig
als Ventilsitze für die in den Durchlässen 31 gegen Herausfallen gesichert
angeordneten Ventilkugeln 32
ausgebildet sind, die mit den Ventilsitzen
33 zusammen Rückschlagventile bilden.
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Wie bereits aus den F i g. 1 bis 4 hervorgeht, lassen sich
die Gleichdruckventile in verschiedenen Ausführungsbeispielen verwirklichen. Dabei
kann die Mittellage der Schließglieder an Stelle von Federorganen auch z. B. durch
auf die Schließglieder einwirkende Magnetkraft bestimmt werden.
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Die Ventile eignen sich zur Verwendung in pneumatischen und in hydraulischen
Anlagen, auch wenn nachfolgend die Anwendung des bzw. der Gleichdruckventile an
Hand von pneumatischen Anlagen beschrieben wird.
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In F i g. 5 ist das Schaltbild einer pneumatischen Anlage dargestellt,
in welcher mit Hilfe eines Gleichdruckventils 100 ein Gleichlauf der Kolben
40a und 40 b zweier Arbeitszylinder 41 a und 41 b erzielt wird.
Dabei sind die einen Anschlußstellen 42 a und 42 b
der beiden
Betätigungszylinder 41 a und 41 b jeweils mit einer der Schaltanschlußstellen
7 und 10 des Gleichdruckventils 100 verbunden. Die zentrale
Anschlußstelle 13 des Gleichdruckventils 100 ist mit dem einen Ausgang
44 eines 4/2-Wege-Umschaltventils 48 verbunden, dessen anderer Ausgang 45 mit den
anderen Anschlußstellen 43 a und 43 b der Zylinder 41a und
41b verbunden ist. Der eine Eingang 46 des Umschaltventils 48 ist mit einer Druckmittelquelle
49 verbunden, und der andere Eingang 47 bildet eine Entlüftungsstelle. Von der Druckmittelquelle
49 wird über den Eingang 46 und den Ausgang 45 des Umschaltventils 48 Druckluft
auf die Anschlußstellen 43 a und 43 b
beider im Gleichlauf zu betreibenden
Betätigungszylinder 41 a und 41 b gegeben, die über die anderen Anschlußstellen
42a und 42b, über die Schaltanschlußstellen 7 und 10 und die zentrale
Anschlußstelle 13 des Gleichdruckventils 100 und über den Ausgang
44 und den Eingang 47 des Umschaltventils 48 entlüftet sind. Bleibt nun beispielsweise
der Kolben 40 a im Zylinder 41 a hängen, während der Kolben 40
b in dem Zylinder 41 b weiterläuft, steigt der Druck im Zylinder 41
b gegenüber dem Druck im Zylinder 41 a an. Dieser Druckanstieg überträgt
sich auch über den Anschluß 42 b auf den Schaltanschluß 10 des Gleichdruckventils
100, das dadurch in seine eine Schließstellung bewegt wird, wobei durch die
Schließglieder 3 und 4 der Rückfluß aus den Anschlußstellen 42 a und 42
b beider Zylinder 41 a und 41 b gesperrt wird. Erst bei Wiederherstellung
des Gleichgewichtszustandes in beiden Zylindern öffnet das Gleichdruckventil
100 wieder und erlaubt ein gleichmäßiges Weiterlaufen der Kolben beider
Zy-
linder. Durch die Auslegung der Durchlaßquerschnitte im Gleichdruckventil
100 kann die Feinheit der Regelung beeinflußt werden. Auch die Auswahl der
auf die Schließglieder 3 und 4 einwirkenden Federn ist von Einfluß auf die
Regelcharakteristik.
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In F i g. 6 ist das Schaltbild einer Anlage für eine Vor- und
Rücklaufsynchronisation von zwei Zylindern 50 a und 50 b
mit den Kolben 51 a und 51 b dargestellt. Hierbei
wird das Gleichdruckventil 100 zur Addition der über die Zylinderanschlüsse
52 a und 52 b und die beiden jeweils einem der Zylinder
50 a
oder 50 b zugeordneten 4/2-Wege-Ventile 54
und 55
geschaltet. Dabei werden die Abluftströme der beiden Zylinder auf die
Schaltanschlußstellen 7 bzw. 10 des Gleichdruckventils gegeben, dessen
zentrale Anschlußstelle 13 über ein Drosselventil 56 mit einer Entlüftungsstelle
57 verbunden ist. Die Umsteuerung von Vor- und Rücklauf der beiden Zylinder
50a und 50 b erfolgt durch eine synchrone Umschaltung der beiden Ventile
54 und 55. Die beiden Ventile 54 und 55 sind vorzugsweise als Impulsventile
mit elektromagnetischer Betätigung und pneumatischer Vorsteuerung ausgebildet.
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Eine Anlage gemäß F i g. 6 kann auch zum Kopieren verwendet
werden, wobei ein Zylinder bzw. dessen Kolben als Kopierfühler ausgebildet ist.
Sobald dessen Bewegung durch das Abtasten eines bestimmten Profils verlangsamt wird,
ergibt sich auch zwangläufig über das Gleichdruckventil 100 eine Verlangsamung
der Vorschubbewegung des anderen Zy-
linders. Die Anlage kann außerdem so
ausgebildet werden, daß eine Bewegungsumkehr des Kolbens des einen Zylinders eine
automatische Umschaltung der Ventile 54 und 55 bewirkt.
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Die F i g. 7 zeigt eine Anlage zur digitalen Positionierung
des Kolbens 58 eines Zylinders 59 mit Hilfe eines Gleichdruckventils
100, dessen zentrale Anschlußstelle 13 mit der einen Anschlußstelle
60
des Zylinders 59 verbunden ist, während die andere Anschlußstelle
61 des Zylinders 59 mit der einen Schaltanschlußstelle 10 des
Gleichdruckventils 100
verbunden ist, an welcher außerdem die Druckmittelquelle
62 über ein Rückschlagventil 63 sowie ein vorzugsweise impulsgesteuertes
Auslaßventil 64 angeschlossen sind. Die andere Schaltanschlußstelle 7
des
Gleichdruckventils 100 ist über ein 3/2-Wege-Umsteuerventil 65 mit
der Druckmittelquelle 62 oder mit einer Entlüftungsleitung verbunden.
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Die Wirkungsweise dieser Anlage ist folgende: der Druckp, und P2 steht
zunächst mit gleichem Betrag auf den Anschlußstellen 60 und 61 des
Zylinders 59.
Die Kolbenstange bewirkt, daß die beiden Kolbenflächen ungleich
sind, so daß sich der Kolben vorschiebt, bis der DruckP2 größer als pl wird. Damit
sperrt jedoch das Gleichdruckventil 100, und der Kolben 58 bleibt
stehen. Entlüftungssignale, vorzugsweise in Form kurzzeitiger Entlüftungsimpulse,
über das 2/2-Wege-Auslaßventil 64 stören nun diese Verhältnisse, so daß sich bei
jedem Entlüftungssignal der Kolben 58 wiederum ein Stück verschieben kann.
Für den Rücklauf des Kolbens 58 ist ein weiteres 2/2-Wege-Ventil
66 erforderlich.
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In Fig. 8 ist eine Anlage zur doppelseitigen Positionierung
eines Betätigungszylinders unter Verwendung von Gleichdruckventilen schematisch
dargestellt. Es handelt sich hierbei um einen zweiteiligen Zylinder mit den beiden
Zylinderkammern 67 und 68 und den beiden Kolben 69 und
70. Jeder Zy-
linderteil 67 und 68 wird über ein Gleichdruckventil
100 gemäß der Schaltung nach F i g. 7 gesteuert. In F i
g. 8 sind daher die Anlageteile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig.
7 versehen. Von einer näheren Beschreibung der Anlage wird abgesehen. Im
Gegensatz zu der Anlage nach F i g. 7 ist lediglich zwischen der Druckmittelquelle
62 und dem 3/2-Wege-Umschaltventil 65 ein zusätzliches 3/2-Wege-Ventil
71 in beiden jeweils einem der Zylinderteile 67 oder 68 zugeordneten
Anlagen vorgesehen.
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Der Vor- und der Rücklauf des Zylinders wird je-
weils nur von
einem Zylinderteil 67 oder 68 gesteuert, wobei der dem anderen Zylinderteil
zugeordnete Anlageteil entlüftet ist. Mit einem System dieser Art ist es möglich,
beispielsweise von jedem Wert auf einer Zahlengerade aus vor- oder zurückzuzählen.
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Die Entlüftungsventile 64 können auf verschiedene Art und Weise impulsgesteuert
betätigt werden. So kann dieses Auslaßventil mittels eines mechanischen, optischen,
elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Impulsgebers entsprechend einem bestimmten,
beispielsweise auf einem Lochstreifen oder einem sonstigen Programmträger eingetragenen
Arbeitsprogramm gesteuert werden. Die Anlage kann auch auf verschiedene Weise abgewandelt
werden. So könnten zur Erzielung eines unterschiedlich raschen Vor- und Rücklaufes
in den den beiden Zylinderteilen 67 und 68 zugeordneten Anlageteilen
Auslaßventile 64 mit unterschiedlichem Durchlaßquerschnitt vorgesehen werden, oder
es könnten mehrere solcher Auslaßventile 64 mit unterschiedlichem Durchlaßquerschnitt
parallel zueinander geschaltet und wahlweise betätigt werden. Auch wäre die Verwendung
eines Auslaßventils mit veränderlichem Durchlaßquerschnitt möglich.
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Die F i g. 9 zeigt eine Anlage, die als pneumatischer (oder
hydraulischer) Schritt-Impuls-Generator bezeichnet werden kann und mit welcher die
kontinuierliche Vorlaufbewegung eines Zylinders 72 oder seines Kolbens
73 in eine schrittweise Bewegung aufgelöst werden kann. Dies läßt sich mit
Hilfe eines Gleichdruckventils 100 bewirken, dessen eine Schaltanschlußstelle
7 mit der einen Anschlußstelle 74 des Zylinders 72 verbunden ist,
während die andere Gehaltsanschlußstelle 10 des Gleichdruckventils
100 über ein Rückschlagventil 75 an eine Konstantdruckquelle
76 gelegt ist. Die zentrale Anschlußstelle 13 des Gleichdruckventils
100 ist mit einer Entlüftungsstelle 77 verbunden. Die andere Anschlußstelle
78 des Zy-
linders 72 kann über ein 3/2-Wege-Umschaltventil
79 wahlweise an eine Druckquelle 80 gelegt oder entlüftet werden.
Die Umschaltung des Ventils 79 wird durch eine willkürliche oder automatische
Betätigung des 2/2-Wege-Ventils 81 bewirkt.
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Auf der einen Seite des Gleichdruckventils 100
herrscht ein
konstanter Druck p.. Wenn nun das Ventil 79 auf eine Verbindung des
Zylinders 72 mit der Druckquelle 80 geschaltet wird, verschiebt sich
der Kolben 73 im Zylinder 72 unter dem Druck pl so lange, bis an den
beiden Schaltanschlgßstellen 7 und 10 des Gleichdruckventils
100 ein gleicher Druck herrscht. Damit wird aber der Zylinder 72 über
das Gleichdruckventil 100 zur Stelle 77 hin kurzzeitig entlüftet,
was ein Sperren des Gleichdruckventils 100
zur Folge hat. Bei gesperrtem Gleichdruckventil
bewegt sich der Kolben 73 wieder so lange, bis an den Schaltanschlußstellen
7 und 10 des Gleichdruckventils 100 wieder Gleichdruck herrscht.
Dieser Vorgang wiederholt sich selbsttätig, bis der Kolben 73 an der Zylinderstirnwand
anläuft. Ein Rückhub wird durch die Umschaltung des Ventils 79 mittels des
Ventils 81 bewirkt. Die Dauer der einzelnen Bewegungsschritte hängt von der
Größe der Drücke pl und p.
ab. Eine weitere Beeinflussung der Schrittbewegung
kann durch eine Steuerung der Entlüftung durch Einschaltung eines nicht gezeichneten
Drosselventils in
der Entlüftungsleitung zur Stelle 77 erzielt werden.
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Selbstverständlich kann diese selbsttätige Impulserzeugung nicht nur
bei Betätigungszylindern, sondern auch bei entsprechend ausgebildeten Schwenkantrieben
oder bei rotierenden Systemen angewandt werden, was durch eine entsprechende konstruktive
Umgestaltung der Betätigungselemente verwirklicht werden kann.
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Das Schaltbild nach F i g. 10 zeigt die Verwendung eines Gleichdruckventils
100 als Endschalter in einer pneumatischen Steueranlage für einen Zylinder
82
mit dem Kolben 83.In dieser Anlage wird das Gleichdruckventil
100 an seiner Schaltanschlußstelle 10
über ein Druckminderventil 84
von einer der Anlage gemeinsamen Druckmittelquelle 85 aus mit einem ganz
bestimmten Druck beaufschlagt. Wird nun der Zylinder an seiner Anschlußstelle
86 über das 3/2-Wegeventil 87 von der Druckmittelquelle
85
unter Druck gesetzt, bewegt sich der Kolben 83 in der Zeichnung
nach rechts, verdichtet im Zylinder 82 abluftseitig und bewirkt an der Zylinderanschlußstelle
88 und der damit verbundenen Schaltanschlußstelle 7 des Gleichdruckventils
einen Druckanstieg, bis ein an den beiden Schaltanschlußstellen 7 und
10
des Gleichdruckventils 100 eintretender Gleichdruck eine kurzzeitige
impulsartige Entlüftung über die zentrale Anschlußstelle 13 des Gleichdruckventils
100
und die Drosselstelle 89 zur Stelle 77 bewirkt. Dieser Entlüftungsimpuls
wird von der zentralen Anschlußstelle 13 über die gestrichelt eingetragene
Steuerleitung 90 auf das Umschaltventil 87 gegeben, das dessen bleibende
Umstellung bewirkt. Da das Gleichdruckventil 100 nur kurzfristig öffnet,
genügt der auf der rechten Seite des Kolbens 83 verbleibende Restdruck, um
den Kolben wieder in seine Ausgangsstellung zurückzutreiben. Selbstverständlich
wäre bei dieser Anlage auch eine normale Umsteuerung mit
Ihlfe eines
weiteren Ventils möglich. Der Kolbenweg läßt sich durch eine Einstellung des Druckunterschieds
mit Hilfe des Druckminderventils bestimmen. Der Kolben fährt dabei gedämpft in eine
gewünschte Stellung ein und wird dann sofort wieder zurückbewegt.
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In F i g. 11 ist eine gegenüber F i g. 10 erweiterte
Anlage im Schaltbild dargestellt, bei welcher das Gleichdruckventil 100 als
Endschalter wirkt. Die Anlage umfaßt zwei Betätigungszylinder 91 und
92
mit zwei durch eine durchgehende gemeinsame Kolbenstange 93 miteinander
verbundenen Kolben 94 und 95. Jeder Zylinder 91 und 92 ist
mittels eines gesonderten und durch eine strichpunktierte Umrahmung bezeichneten
gleichartigen Systems gesteuert und betätigt. In der Zeichnung ist nur das dem
Zy-
linder 91 zugeordnete System I im einzelnen dargestellt. Dabei
sind gleiche Anlageteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 10
versehen. Im Gegensatz zu der Anlage nach F i g. 10 ist hier ein weiteres
3/2-Wegeventil 96 vorgesehen, das über die Leitungen 90 und 90a mittels
des Entlüftungsimpulses des Gleichdruckventils geschaltet wird. Wenn von der Druckmittelquelle
85 über das 3/2-Wegeventil 97 ein Umschaltimpuls auf die Ventile
87 und 96 gegeben wird, wird eine Kolbenbewegung durch die über das
Ventil 87 gelangende Druckluft erreicht. Der dabei in der abluftseitigen
Zylinderhälfte sich aufbauende Druck wird über das Ventil 96 auf die Schaltanschlußstelle
7 des Gleichdruckventils 100 gegeben, dessen andere Schaltanschlußstelle
10 unter einem bestimmten, durch das Druckminderventil 84 bestimmten konstanten
Druck steht. Bei Eintreten des Gleichgewichtszustandes an den Schaltanschlußstellen
7 und 10 erfolgt die bereits beschriebene Entlüftung über die zentrale
Anschlußstelle 13 und die Drosselstelle 89 der Anlage und gleichzeitig
über die Leitungen 90 und 90a die Umschaltung der Ventile 87 und
96. Nun sind beide Ventile 87 und 96 in Entlüftungsstellung.
Der Kolben 94 bleibt also in der eingenommenen Stellung stehen, bis ein weiterer
Unischaltimpuls auf die Ventile 87 und 96 über das Ventil
97 beispielsweise durch ein Programmschaltwerk gegeben wird. Für eine Rückstellbewegung
wird das System II eingesetzt, das auf den Zylinder 92 einwirkt.
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Auch diese Anlage läßt sich in mannigfacher Weise abwandeln. So können
auch hier verschiedene Gleichdruckventile 100 mit verschiedenem Ansprechverhalten
parallel zueinander geschaltet werden, wonach sich eine sehr genaue Positionierung
erzielen läßt. Zu diesem Zweck wird - wie in der Zeichnung angedeutet
- das Druckminderventil 84 zweckmäßig stufenlos regelbar und gegebenenfalls
fernbetätigbar ausgebildet.