DE1905365C2

DE1905365C2 - Pneumatisch betätigbarer Steuerschieber

Info

Publication number: DE1905365C2
Application number: DE1905365A
Authority: DE
Inventors: Thomas William Stoke Poges Buckinghamshire Hamilton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-11
Filing date: 1969-02-04
Publication date: 1983-01-13
Also published as: US3570533A; ES363445A1; NL158895B; GB1197344A; DE1905365A1; FR2003613A1; NL6903589A; SE343121B

Description

Die vorliegende Ertlndung betrifft einen pneumatisch betätigbaren Steuerschieber nach dem Oberbegriff 1es vorstehenden Hauptanspruches

Ein derartiger Steuerschieber Ist beispielsweise Im Stand der Technik aus der US-PS 30 20 927 bekanntgeworden. Dieser bekannte Steuerschieber besitzt zwei Hauptbohrungen Im Basisteil des Gehäuses und eine weitere Einlaßöffnung Im oberen Gehäuseteil. Befindet Hch das Gleitstück nun an einem Ende der Kammer, so Ist die obere Hauptbohrung durch das Gleitstück mit der Einlaßbohrung verbunden; wird jedoch das Gleltsück zum anderen Kammerende bewegt. Ist die untere Hauptbohrung wiederum durch das Gleitstück mit der Einlaßbohrung verbunden. Nachteilig macht sich also beim entgegengehaltenen Steuerschieber bemerkbar, daß die verschiedenen Hauptbohrungen In den beiden sich gegen-Oberliegenden Gehäuseteilen ausgebildet sind, und es somit notwendig wird, das Gleitstück gegenüber Hauptbohrungen an zwei verschiedenen Gleitflächen abzudichten.

Dabei Ist es praktisch unmöglich, In der Herstellung gerade diese besonderen Anforderungen hinsichtlich genauer Dlmenslonsgerchtlgkelt zu erfüllen. Zwar wird das Gleitstück nach der Lehre der oben erwähnten US-PS aus Kunststoffmaterial geformt, jedoch sind dem Fachmann die besonderen Schwierigkelten beim Spritzguß derart genaue Abmessungen In jeder Richtung herzustellen durchaus bekannt. Wenn das Gleitstück nämlich In der Kammer gleichmäßig und ausreichend von allen Selten zusammengepreßt werden soll, entsteht hierdurch Reibung, die das Gleitstück stärker an der Innenwand der Kammer haften läßt und somit eine völlige Bewegungsfrelheit einschränkt. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wird das Gehäuseober- und -unterteil nach dem Stand der Technik mit Polytetrafluoräthylenfollen zur Kammer hin abgegrenzt. Dieses Material hesltzl zwar einen niedrigen Reibungswert und ist widerstandsfähig gegen Abrieb, insgesamt muß diese Technik zur Überwindung der geschilderten Problematik jedoch als unzureichend angesehen werden.

Aus der US-PS 26 01 967 ist es bekannt, zylindersegmentförmlge Schieber vorzusehen, die jedoch nicht auf

i-> der ebenen Fläche des Gehäuses verschiebbar sind. Das dort gezeigte Gleitstück besitzt einen mlttlgen zylindrischen Teil, das zwei vollständige zylindrische Flächen besitzt, die Im mittigen zylindrischen Gehäuseteil In der gleichen Welse wie ein normaler Kolben verschiebbar sind. Zwar besitzt das Gleitstück ebene Flächen, jedoch werden diese gegenüber einem fedcrbciastctcn Rohr verschoben.

Zum Stand der Technik ist weiterhin noch auf die GBPS 10 27 633 hinzuweisen, aus der es an sich bekannt Ist.

alle öffnungen von Leitungen in der ebenen Lagerflache einer Gehäusekammer für eine eben'- Gleitfläche eines Gleitstückes vorzusehen, das zusätzlich durch das zu steuernde Druckmittel verstärkt gegen die Lagerfläche gepreßt werden kann. Dieser Steuerschieber ist jedoch nicht pneumatisch betätigbar, sondern lediglich als Drehschieber ausgebildet.

Gegenüber dem aufgezeigten Stand der Technik Heg', der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen pneumatisch betätigbaren Steuerschieber der eingangs genannten Art derart auzubllden. daß bei Vermeidung von Undichtheiten die Reibung äußerst gering gehalten wird und die Trägheit des Gleitstockes und damit also die Reaktionszeit des Schiebers weltgehend verringert wird.
Erfindungsgemäß wird die κι-fgabe grundsätzlich durch den Im Hauptanspruch gekennzeichneten Steuerschieber gelöst

Gegenüber dem Stand der Technik handelt es sich bei dem erflndungsgemaßen Steuerschieber um einen Präzisionsgegenstand Der erfindungsgemäße Aufbau ermoglicht es nämlich, daß sowohl Gleit- und Lagerfläche durch Läppen bis auf eine Genauigkeit, die Innerhalb von zwei Lichtbandbreiten liegt, geebnet werden, so daß zwischen Ihnen kein Luftdurchtritt möglich Ist Durch die zwei Dichtungen, die sich um den Umfang des GIeIt-Stücks von einer axial ausgerichteten K.«nie /ur anderen axial ausgerichteten Kante des Gleitstücks erstrecken, wird ein Spaltraum begrenzt. In den Druckluft eingeführt werden kann, um die beiden ebenen Flächen des Gehäuses und des Gleitstücks entsprechend In Kontakt zu halten. wodurch die genau passenden ebenen Flächen aufeinandergedrückt werden Undichtheiten bzw ein Ausströmen aus den Leitungen für die Arbeltsdruckluft wird so sicher vermieden

Vorteilhafter Welse Ist das Gleitstück In Form eines

Zylindersegments ausgebildet Die Dichtung Ist dann zwischen der zyllnderförmlgen Oberfläche des Gleitstücks und der Ihr gegenüberliegenden Gehausefläche angeordnet, kreisförmig gebogen und In einer Nut einer dieser Flächen gelagert. Die Abbdlchtung an der zyllnderförmlgen Oberfläche 1st dadurch wesentlich vereinfacht.

Zweckmäßig liegt die ebene Fläche des Gleltsückes auf einem Durchmesser seines Querschnittes, so daß das Gleitstück die Form eines Halbzylinders hat. Die vorer-

wähnten Dichtungen slnu dann vorteilhaft als halbrlngförmlge, nachgiebige Dlchtungsglleder ausgebildet, von denen jedes In einer halbkreisförmigen Nut In der Innenfläche des Gehäuses gelagert Ist.

Eine Ausföhrungsform des neuen Steuerschiebers ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Fig. 1 ein dur-h die Längsachse des Gleitstücken geführter Schnitt durch den Steuerschieber.
Flg. 2 Ist ein Querschnitt durch den Steuerschieber längs der Linie II-II der Flg. 1, und zwar In Richtung der eingezeichneten Pfeile gesehen.

Wie die Flg. 1 und 2 erkennen lassen, besteht das Gehäuse aus drei blockariigen Teilen, nämlich einem oberen Gehäuseblock 1, einem mittleren Gehäuseblock 2 und einem unteren. Öffnungen aufweisenden Gehäuseblock 3. Die drei Blöcke werden durch zwei - auf der Zeichnung nicht dargestellte - Bol/.en zusammengehalten, deren Köpfe sich gegen den oberen Block 1 legen und deren Schäfte durch Bohrungen im Block 1, ferner durch Bohrungen 4 des Blocks 2 und in versenkte Bohrungen 5 des Blocks 3 ragen.

!n dem oberen Gehäuseblock ! befindet sich eine halbzylindrische Aussparung 6, die eine Gehäusekam-ner blidet und nach unten durch den Block 2 verschlossen Ist In der Aussparung liegt ein halbzylindrisches Gleitstück 7, das eine genau ebene Gleitfläche hat, welche auf der oberen, gleichfalls genau ebenen Lagerfläche des Blocks 2 gleitend ruht. Die Aussparung 6 weist an ihren beiden Enden halbkreisförmige Ausnehmungen 8 und 9 auf, die einen etwas kleineren Radius als die Aussparung 6 haben, so daß sich rings um die beiden Enden dieser Aussparung 6 halbkreisförmige Schultern 10 und 11 bilden.

Das Gleitstück 7 hat einen Radius, der etwas kleiner Ist als derjenige der Aussparung 6, jedoch größer als der Radius der beiden Schultern 10 und 11. Wird also das Gleitstück 7 an das linke (Flg. 1) Ende der Aussparung 6 verschoben, so kommt es mit der Schulter 10 In Berührung, die die eine Endstellung des Gleitstückes festlegt. Beim Verschieben nach rechts (Fig. 1) wird das Gleitstück In seiner .weiten Endstellung durch die Schulter U angehalten.

Die Aussparung 6 hat In Ihrer gekrümmten Fläche zwei halbkreisförmige Nuten 12, In denen halbkreisförmige, im Querschnitt O-förmlge Kautschukringe 13 untergebracht sind, die zwei Dichtungen zwichen den beiden halbkreisförmigen Flächen der / usspamng 6 und des Gleitstockes 7 bilden

Am linken (Flg. 1) Ende der Aussparung 6 befindet sich Im Gehäuse ein Kanal für die Steuerluft, der von einer Bohrung 14 Im Block .*, einer Bohrung 15 Im Block 2 und einer nur teilweise In den Block 1 hineinführenden Bohrung 16 siwle von einer Nut 17 gebildet wird, die die Bllndbohr.ing 16 mit der Ausnehmung 8 verbindet. Ein zweiter Kanal für die Steuerluft führt zum rechten Ende der Aussparung 6 und wird durch ähnliche Bohrungen, nämlich 18. 19 und 20 sowie eine Nut 21 gebildet.

In der Bllndbohruni 16 Hegt ein scheibenförmiges Flatterventil 22 aus Kautschuk und In der Blindbohrung 20 ein entsprechendes Ventil 23. Wird dem .tilt der Bohrung 14 beginnenden Steuerkanal Druckluft zugeführt, so preßt diese Druckluft die Ventllseheibe 22 naeh oben, während die Luft weiter durch die Nut 17 In das linke Ende der Aussparung 6 strömt. Dabei wird das Gleitstück 7 In seine rechte Endstellung gebracht, in der es sich gegen die Schulter 11 legt. Entsprechend wird bei Einlaß von Druckluft durch den mit der Bohrung 18 besinnenden Kanal die Ventilscheibe 23 nach oben gedrückt, wahrend die Luft durch die Nut 21 In das rechte Ende der Aussparung 6 gelangt. Dadurch wird das Gleitstück 7 In seine linke Endstellung verschoben, in der es sich gegen die Schulter 10 legt.
Die Räume oberhalb der Ventllschelben 22 und 23 In den Bohrungen 16 und 20 stehen durch Auslaßöffnungen 24 biW. 25 mit der Außenluft in Verbindung. Es kann also kein Rückdruck entstehen, der ein nach oben A-JS-wölben der Scheiben verhindern würde. Der Block 1

ίο besteht aus durchsichtigem Kunststoff, so daß die Bewegungen der Scheiben 22 und 23 beobachtet werden können. Man ist also In der Lage, zu kontrollieren, ob die Steuerdruckluft das Ventil tatsächlich erreicht.
Abgesehen von den die Kanäle für die Steuerluft bildenden Bohrungen 14 und 18 weist der Gehäuseblock 3 eine Anzahl weiterer Bohrungen auf, die die unteren Abschnitte mehrerer Kanäle für die Arbeltsdruckluft bilden. Die Einlaßbohrung für die Arbeitsdruckluft steht mit einer Einlaßleitung 27 in Verbindung, eine Auslaßbohrung (nicht gezeigt) mit einer Nut 29, eine erste zylindrische Bohrung (nicht gezeigt) mit einer Nut 31 und eine zweite zylindrische Bohrung (r,^ht gezeigt) mit einer Nut 33.
Die Einlaßleitung 27 ist mit der Leitung 34 zur Zuführung der Arbeltsluft und die Nut 29 mit einer Auslrßleitung 35 verbunden. Die Nut 31 führt zu einer ersten zyilndrisciien Bohrung 36 und die Nut 33 zu einer zweiten zylindrischen Bohrung 37.
Die Leitungen 34 und 35 sind gerade und vollständig durch den Block 2 hindurchgeführt (Fig. 2). während sich die Leitungen 36 und 37 nur über drei Viertel des Blocks 2 nach oben durch den Block 2 hindurch erstrekken. Diese Leitungen 36 und 37 stehen an ihren oberen Enden mit Schlitzen 38 und 39 In Verbindung

Außerdem weist das Gleitstück 7 eine nach oben gerichtete Bohrung 45 auf. die vom Ende der Nut 43 ausgeht und mit ihrer oberen öffnung in der halbzylindrischen Fläche des Gleltstückes 7 mündet, wie dies aus rig. 2 zu erkennen ist.

Im Betrieb 1st die Einlaßbohrung (nicht gezeigt) an eine Druckluftquelle angeschlossen und die Auslaßbohrung (nicht gezeigt) steht mit der Außenluft In Verbindung. Die beiden zylindrischen Bohrungen (nicht gezeigt) sind an die beiden Enden des Zylinders eines Preßluftwerkzeuges bzw. eines anderen pneumatisch betriebenen Gerätes angeschlossen, das durch den Steuerschieber gesteuert werden soll. Auch die das Steuerungsmittel zuführenden Bohrungen 14 und 18 sind mit einer Druckluftanlage verbunden, die entweder die eine

so oder die andere Bohrung mit Druckluft speist. Diese Luft kann unter einem sehr viel kleineren Druck stehen, als die der Bohrung (nicht gezeigt) zugeführte Arbeltsluft. Tritt Steuerungsluft In die Bohrung 18 ein. so wird das Gleitstück 7 In seine linke. In Flg. 3 angedeutete Endsteüunt, bewegt. Die unter Druck stehende Arbeltsluft tritt aus der Leitung 34 aus und gelangt durch die Bohrung 45 in den Spalt 46 (Flg. 1 und 2). der zwkchen den beiden Im Querschnitt O-formigen Ringen 13 liegt und Im übrigen durch öle kreisförmig gebogenen Flächen der Aussparung 6 und des Gleltstückes 7 begrenzt Ist Diese Druckluft wirkt aut das Gleitstück 7 und preßt seine ebene Gleitfläche fest gegen die ebene Lagerflache des Blocks 2. Diese beiden Flächen sind durch Lippen bis auf eine Genauigkeit, die Innerhalb von zwei Llchtbandbreiten liegt, geebnet worden, so daß zwischen Ihnen kein LuftdcirchtrlH möglich Ist.

Die Druckluft gelangt ferner aus der Nut 40 In die Nut 43 und dann durch den Schlitz 38 nach unten In die Boh

rung (nicht gezeigt), die mit dem einen I-'nde des Zylinders des Preßluftwerkzeuges verbunden Ist, so daß dieses Zylinderende unter Druck gesetzt wird. Zur gleichen Zelt wird das andere Ende des Zylinders des Prellluftwerkzeuges mit der Bohrung (nicht gezeigt) In Verbindung gebracht und durch die Leitung 35 von Druck entlastet, da der Schlitz 39, zu dem die Bohrung (nicht gezeigt) führt, durch die Nuten 42 und 41 mit der Bohrung 35 In Verbindung steht. Da also Druckluft dem einen Ende des Zylinders des Preßluftwerkzeuges zugeführt und zugleich das andere Zylinderende mit der Außenluft In Verbindung gesetzt wird, wird der Kolben des Preßluftwerkzeuges In dereinen Richtung verstellt.

Der Steuerschieber sol¹ vornehmlich In einer pneumatischen Rechenanlage oder einer anderen derartigen Steu-

erungselnrlchtung zur Anwendung kommen und dabei In seiner Stellung dadurch gesichert werden, daß es mit dem Boden seines unteren Gehauseblocks 3 auf einer Grundplatte befestigt wird, die öffnungen bzw. Kanäle aufweist, welche mit Anschlußbohrungen (nicht gezeigt) In gleicher Flucht liegen. Da diese Bohrungen In symmetrischer Anordnung vorgesehen sind, muß sichergestellt sein, daß der Steuerschieber nicht verkehrt herum auf der erwähnten Grundplatte montiert wird, da dann sämtliche Verbindungen zwischen den Zuführungsöffnungen und Bohrungen falsch hergestellt sein würden. Um den richtigen Einbau des Steuerschiebers zu gewährleisten, weist der Gehäuseblock 3 einen außermittig angeordneten vorspringenden Stift 47 auf. der In ein entsprechendes Loch In der Grundplatte der Anlage eingreift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pneumatisch U.tätlgbarer Steuerschieber, dessen die Arbeltsdruckluft steuerndes blockförmlges Gleitstück in einer Gehäusekammer, mit den Kammerwänden abdichtend zusammenwirkend, durch unmittelbare Beaufschlagung der einen bzw. anderen GIeItstückstlrnfläche mit Steuerluft in die eine bzw. andere Endstellung axial verschiebbar ist und mit einer ebenen Gleitfläche mittels aus der Einlaßleitung kommender Arbeltsdruckluft auf eine ebene. Öffnungen von Leitungen for die Arbeltsdruckluft aufweisende Lagerfläche der Gehäusekammer gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß alle Öffnungen der Leitungen (34 bis 37) for die Arbeltsdruckluft In der ebenen Lagerfläche der Gehäusekammer angeordnet sind, daß mit Ausnahme von Gleit- und Lagerflache zwischen der Umfangsfläche des Gleitstückes (7) und der Gehliiiekammerwand ein Spalt vorhanden Ist. und daß zwei in axialer Richtung im Abstand voneinander angeordnete, mit dem Gleitstückumfang und der Kammerwand zusammenwirkende Dichtungen (13) einen Spaltraum (46) begrenzen, der mit der Einlaßleitung (27) der Arbeitsdruckluft In Verbindung steht.

2. Steuerschieber nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück In Form eines ZyIIndcrsegments ausgebildet ist

3 Steuerschieber nach Anspruch 2. dadurch gekennzelchn... daß das Gleitstück in Form eines Halbzylinders ausgebildet ¹St.

4 Steuerschieber na<-h Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß jede Dlchr.~"g In einer halbkreisförmigen Nut in der Innenwand der Gehäusekammer gelagert Ist.