DE1916126A1 - Servo valve - Google Patents

Servo valve

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DE1916126A1
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Chung Kwangho Dalles
Ciarcia Ronald David
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SKINNER PREC IND Inc
Skinner Precision Industries Inc
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SKINNER PREC IND Inc
Skinner Precision Industries Inc
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    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Description

"ATENtAMWXLTE"ATENtAMWXLTE

DIPL-CHEM. DR.WERNER KOCH DR.- ING. RICHARD GLAWEDIPL-CHEM. DR.WERNER KOCH DR.- ING. RICHARD GLAWE

DIPL-ING. KLAUS DELFS .DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLLDIPL-ING. KLAUS DELFS .DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

HAMBURG MÖNCHEN . Ä HAMBURG MÖNCHEN. Ä

2000 Hamburg 52 · Waittstrcße 12 · tvf 892255 1000 Manchen 22. U*bh«rrstrq6· 20 · Buf 2265412000 Hamburg 52 Waittstrasse 12 tvf 892255 1000 Some 22. U * bh «rrstrq6 · 20 · Buf 226541

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IHRZEICHEN IHRENACHRtCHTVOM UNSER ZEICHEN MÖNCHENYOUR SIGN YOUR NOTIFICATION FROM OUR SIGN MONKS

A 95A 95

BETRIFFT:REGARDS:

SKINNER PRECISION INDUSTRIES, INC. New Britain, Connecticut, V.St.A.SKINNER PRECISION INDUSTRIES, INC. New Britain, Connecticut, V.St.A.

Servoventil,Servo valve,

Die Erfindung betrifft Ventile, und zwar insbesondere ein Zweistellungsventil, das durch die Kraft des zu steuernden Fördermediums betätigbar ist.The invention relates to valves, and more particularly a two-position valve that is controlled by the force of the The conveying medium can be actuated.

Die Erfindung zielt insbesondere darauf ab, ein verbessertes Ventil dieser Art zu schaffen, bei dem ein Steuersignal kleiner Energie dazu ausreicht, um das Ventil unter . Ausnutzung der Kraft eines mit Hochdruck geförderten Mediums ■ :■ zu betätigen. : The invention particularly aims to provide an improved valve of this type, in which a control signal of small energy is sufficient to lower the valve. Utilizing the force of a medium conveyed at high pressure ■: ■ to operate. :

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POSTSCHECK. HAMBURG 147407 · IANKi COMMERZBANK A.G.5 HAMlUEG1 MMCASSE »/1202? . TElEGR., SPKHTZlES HAMBURG, taw. SPECHTZIES MONCHtNPOSTAL CHECK. HAMBURG 147407 · IANKi COMMERZBANK AG 5 HAMlUEG 1 MMCASSE »/ 1202? . TElEGR., SPKHTZlES HAMBURG, taw. SPECHTZIES MONCHtN BADOBlGiNALBATHROOM

Ferner soll das erfindungsgemäße Ventil Insbesondere für solche Anwendungs zwecke geeignet sein,, bei denen es auf ein besonders empfindliches Ansprechen auf ein/:- Steuersignal ankommt. -Furthermore, the valve according to the invention should be particularly suitable for those applications in which a particularly sensitive response to a / : control signal is important. -

Dabei'wird erfindungsgeuiäß Wert gelegt auf eine ".·:"_ kompakte, robuste., leicht zu montierende Konstruktion und wartungsfreien, über lange Zeiträume zuverlässigen \ Betrieb.According to the invention, value is placed on a ". ·:" _ Compact, robust, easy-to-assemble construction and maintenance-free operation that is reliable over long periods of time.

Das erfindungsgemäße Ventil zeichnet sich ferner · insbesondere durch seine vielseitige Verwendbarkeit aus.The valve according to the invention is also characterized in particular by its versatility.

In zusammengefaßter Beschreibung besteht das Ventil ■ aus einem Ventilgehäuse mit einem Auslaß, einem .Einlaß und einer dazwischen befindlichen Ventilkarnmer,. in welcher ein Ventilkolben zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung bewegbar "Ist, einem mit beiden Kolbenenden in Verbindung stehenden Kanal für das Fördermedium,, wodurch beide Kalbenehden dem Druck dieses Me- diums ausgesetzt sind, wobei die wirksame Fläche des einen Kolbenendes größer ist als die des anderen Endes. sowie mit dner verschließbaren Auslaßöffnung in1 der ' Nähe des einen Kolbenendes zur Druckfreigabe der Ventilkammer zwecks Steuerung der Kolbenbewegung, wobei die Auslaßöffnung einen größeren Strömungsquerschnltt^In a summarized description, the valve consists of a valve housing with an outlet, an inlet and a valve chamber located in between. in which a valve piston can be moved between an open and a closed position, a channel for the conveying medium communicating with both piston ends, whereby both calving ends are exposed to the pressure of this medium, the effective area of one piston end being greater than that of the other end. dner and with closable outlet opening in the 1 'near the end of a piston to the pressure release of the valve chamber for controlling the piston movement, wherein the discharge port a larger Strömungsquerschnltt ^

■■■ " ■ · ■■'■■ 9Ό9849/Θ826■■■ "■ · ■■ '■■ 9Ό9849 / Θ826

als der Kanal für das Fördermedium aufweist.than the channel for the conveying medium.

Ausführungsformen der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are provided the drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils.Fig. 1 shows a preferred embodiment of the valve according to the invention in longitudinal section.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine andere Ausführungsform des Betätigungsteiles des Ventiles, der insbesondere für ein normalerweise geschlossenes Ventil verwendbar ist:.Fig. 2 shows in section another embodiment of the actuating part of the valve, which in particular can be used for a normally closed valve:

Fig. 3> seigt im Schnitt eine andere Ausführungsform des Betätigungsteiles des Ventils. Fig. 3> shows in section another embodiment of the actuating part of the valve.

Fig. k zeigt eine andere Ausfuhr'ungsform des Betätigungsteiles des Ventiles in Schließstellung.FIG. K shows another embodiment of the actuating part of the valve in the closed position.

Fig. 5 zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 4 den Betätigungsteil in Öffnuhgssteilung.FIG. 5 shows, in the same representation as FIG. 4, the actuating part in the opening division.

Fig. 6 zeigt im Schnitt eine Ausführungsform des Betätigungsteiles ähnlich Fig. 2 für ein normalerweise offenes Ventil.Fig. 6 shows in section an embodiment of the actuating part similar to FIG. 2 for a normally open valve.

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Bei dem in Pig. 1 gezeigten Ventil Io ist ein Ventilgehäuse 12 vorgesehen., auf welchem ein Betätigung?- teil 14 mit Schrauben 16 lösbar befestigt ist. Die Schrauben 16 verbinden eine Basisplatte 18 des Beta-' tigungsteiles 14 mit einem Befestigungsflansch 2o, der in einen im Genäuse 12 ausgebildeten Hohlraum 22 eingeschraubt ist. In der Unterseite 24 der Basisplatte 18 ist ein Hohlraum 26 ausgebildet., der konzentrisch zur Höhlung 22 sowie zu einem im Gehäuse 12 ausgebildeten Ventilsitz 28 ist, der einen verengten Zwischenabschnitt der Höhlung 22 umgibt. Ein in dem Gehäuse 12 ausgebildeter Einlaßkanal 3o führt zu einer Einlaßkammer 32 und ist in bekannter Weise mit einer (nicht dargestellten) Quelle für ein Druckmedium, z.B. Druck*- luft verbunden.The one in Pig. 1 valve Io shown is a valve housing 12 provided. On which an actuation? - part 14 with screws 16 is releasably attached. The screws 16 connect a base plate 18 of the beta ' attachment part 14 with a fastening flange 2o which is screwed into a cavity 22 formed in the housing 12 is. In the underside 24 of the base plate 18, a cavity 26 is formed., The concentric to the cavity 22 and to one formed in the housing 12 Valve seat 28 surrounding a narrowed intermediate portion of cavity 22. One in the case 12 formed inlet channel 3o leads to an inlet chamber 32 and is in a known way with a (not shown) source for a pressure medium, e.g. pressure * - air connected.

Ferner ist in dem Gehäuse 12 ein Auslaß 34 ausgebildet, der z.B. mit einem (nicht dargestellten) Druckluft-Arbeitszylinder verbunden sein kann, der von dem Ventil gesteuert wird. Der Auslaß 34-feesteht direkt mit der Höhlung 22 auf der Unterstromseite des Ventilsitzes 28 in Verbindung, der zwischen dem Einlaß 32 und dem Auslaß 34 angeordnet ist. In dem Befestigungeflansch 2o ist ein Entlastungskanal 36 ausgebildet, der mit einem anderen Kanal 38 in der Basisplatte 18 in -Furthermore, an outlet 34 is formed in the housing 12, which can be connected, for example, to a compressed air working cylinder (not shown) which is operated by the Valve is controlled. The outlet 34 is direct with the cavity 22 on the downstream side of the valve seat 28 in connection, which is arranged between the inlet 32 and the outlet 34. In the mounting flange 2o a relief channel 36 is formed, which with another channel 38 in the base plate 18 in -

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S ·S

Verbindung steht, welcher zu einer Eüftöffnung 4o Im Betätigungsteil des Ventiles führt.There is a connection, which leads to an opening 4o Im Actuating part of the valve leads.

Um den Auslaß 34 abwechselnd mit dem Einlaß 32 und dem Entlastungskanal 36 zu verbinden, ist in der Höhlung 22 ein Ventilkolben 42 auf den Ventilsitz 28 zu unl°äiesem weg beweglich angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Ventilkolben 42 von einer Membran 44 gehalten, die aus einem geeigneten flexiblen und haltbaren -Material, wie z.B, Urethan, besteht und zvjlschen der Basisplatte 18 und dem Befestigungsflansch 2o eingespannt ist. Der Ventilkolben 42 unterteilt die Höhlung 22 in eine Strömungskanmer 4β und eine Steuerkaßimer 48. Ein Zapfenteil 5o des Ventilkolbens 42 von geringerem Durchmesser definiert zusammen mit den gegenüberliegenden Wandteilen des Gehäuses 12 eine Auspuffkammer, welche in ständige - Verbindung mit dem Entlastungskanal 36 steht. An seinem von der Membran 44 entfernten Ende besitzt der Ventilkolben 42 einen nach außen gerichteten Radialflansch, der als Ventilglied 54 dient. Die untere Fläche des Ventilgliedes 54 trägt eine Ringdichtung 56 aus Gummi od1.dgl. 3 die mi,t dem Ventilsitz 28 zusammenwirkt, um den Auslaß 34 vom Einlaß 32 zu trennen.In order to alternately connect the outlet 34 with the inlet 32 and the relief channel 36, a valve piston 42 is arranged in the cavity 22 so that it can move away from the valve seat 28 towards the latter. In the illustrated embodiment, the valve piston 42 is held by a membrane 44 made of a suitable flexible and durable material, such as urethane, and is clamped between the base plate 18 and the mounting flange 20. The valve piston 42 divides the cavity 22 into a flow channel 4β and a control chamber 48. A pin part 5o of the valve piston 42 of smaller diameter defines, together with the opposite wall parts of the housing 12, an exhaust chamber which is in constant communication with the relief channel 36 . At its end remote from the membrane 44, the valve piston 42 has an outwardly directed radial flange which serves as a valve member 54. The lower surface of the valve member 54 carries an annular seal 56 made of rubber od 1 .dgl. 3 which cooperates with the valve seat 28 to separate the outlet 34 from the inlet 32.

An einer unteren Fläche des Befestigungsflansches 2o ist ein nach innen gerichteter Sadialflansch 58 vorge-An inwardly directed radial flange 58 is provided on a lower surface of the fastening flange 2o.

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sehen mit einer Dichtung βο aus Gummi oder einem ähnlichen geeigneten Material, die in axialem Abstand konzentrisch zum Ventilsitz 28 angeordnet ist und.-als- zweiter Ventilsitz eine öffnungsstellung für den VentiikoJ-ben 54 festlegt.see with a seal βο made of rubber or a similar one suitable material which is arranged at an axial distance concentrically to the valve seat 28 und.-als- second Valve seat an open position for the valve head 54 defines.

Die Dichtung 6o am Befestigungsflansch 2o ist so ausgebildet, daß die wirksame Fläche an der Unterseite des Ventilkolbens 54, die bei offenem Ventilkolben dem Leitungsdruck ausgesetzt ist, etwa gleich der vom Innenumfang der Dichtung 6o definierten Fläche und kleiner als eine gegenüberliegende Fläche 62 an der Oberseite des Ventilkolbens 42 ist.The seal 6o on the mounting flange 2o is designed so that the effective area on the underside of the Valve piston 54, which is exposed to the line pressure when the valve piston is open, approximately equal to the area defined by the inner circumference of the seal 6o and smaller than an opposing surface 62 at the top of the Valve piston 42 is.

Der Ventilkolben. 42 wird normalerweise in "seiner gezeichneten unteren Stellung oder Schließstellung gehalten, und zwar durch das Vorhandensein eines Verbindungskanales 64 für die Druckluft, der sich in axialer Richtung durch den Ventilkolben 42 erstreckt und die Einlaßkarnmer "j>2 mit der Steuerkamraer 48 verbindet. Dieser Verbindungskanal 64 hat einen Strömungsquerschnitt, dessen Fläche klein gegenüber der wirksamen Fläche des dem Leitungsdruck ausgesetzten Ventilgliedes 54 ist» Da dieser Ver~ bindungskanal 64 ständig mit .dem Einlaß in Verbindung ' steht, strömt die zugeführte Druckluft ständig durchThe valve piston. 42 is normally held in "its drawn lower position or closed position, namely by the presence of a connecting channel 64 for the compressed air, which extends in the axial direction through the valve piston 42 and connects the inlet chamber "j> 2 with the control chamber 48. This connecting channel 64 has a flow cross-section whose area is small compared to the effective area of the valve member 54 exposed to the line pressure. Since this connecting channel 64 is constantly in communication with 'the inlet', the compressed air supplied flows constantly through it

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den Ventilkolben 42 und erzeugt in der Steuerkammer 48 einen gleichen Druck wie in der Strötnungskammer 46. Der Ventilkolben 42 bleibt dann nach unten in die Schließstellung gedrückt, da die obere Kolbenfläche 62 größer ist als die erwähnte wirksame Fläche des Ventilgliedes 54, Ist der Ventilkolben 42 einmal in die Offenstellung bewegt worden, so sieht man, daß derjenige Teil der Ringdichtung 56, der innerhalb der Begrenzung des Ventilsitzes 28 dem vollen Leitungsdruck ausgesetzt ist, etwa gleich der oben erwähnten effektiven Fläche des Ventilgliedes 54 und kleiner als die obere., dem Leitungsdruck ausgesetzte Kolbenfläche 62 ist, so daß der Kolben 42 normalerweise geschlossen bleibt.the valve piston 42 and generated in the control chamber 48 the same pressure as in the flow chamber 46. The valve piston 42 then remains pressed down into the closed position, since the upper piston surface 62 is larger is than the mentioned effective area of the valve member 54, the valve piston 42 is once in the open position has been moved, it can be seen that that part of the ring seal 56 which is within the boundary of the valve seat 28 is exposed to full line pressure, approximately equal to the effective area of the valve member mentioned above 54 and smaller than the upper piston area 62 exposed to the line pressure, so that the piston 42 normally remains closed.

Um das Ventil zu betätigen und den Ventilkolben 42 in die*Offenstellung zu bewegen, ist in der Steuerkammer 48 ein Steuerventil 66 vorgesehen, welches die Luftströmung durch einen Luftablaßkanal 68 steuert, der in der in Fig. 1 gezeigten Basisplatte 18 ausgebildet ist und zur Lüftöffnung 4o führt. Das Steuerventil 66 besteht aus zwei ringförmigen Ventilsitzen 7o, 72, die an dessen beiden Stirnseiten vorgesehen sind, wobei sich ein Zapfen 64 des.Steuerventils 66 in den Luftablaßkanal 68 durch die Basisplatte 18 hindurch erstreckt. Die den DruckIn order to operate the valve and move the valve piston 42 into the * open position, a control valve 66 is provided in the control chamber 48, which controls the air flow through an air outlet duct 68 which is formed in the base plate 18 shown in FIG. 1 and to the ventilation opening 4o leads. The control valve 66 consists of two ring-shaped valve seats 7o, 72 which are provided on both of its end faces, a pin 64 of the control valve 66 extending into the air outlet duct 68 through the base plate 18. The pressure

■90&84 9/08■ 90 & 84 9/08

■■*■ '■ ■■ ■■'.'■■ * ■ '■ ■■ ■■'. '

in der Steuörkammer 48 aufrechterhaltende zugeführte Druckluft hält normalerweise das Steuerventil66 in einer angehobenen Stellung, Wodurch die Steuerkammer 48 gegenüber dem Luftablaßkanal 68 abgedichtet wird.Compressed air that is supplied to maintain the control chamber 48 normally holds the control valve 66 in a raised position, whereby the control chamber 48 is sealed off from the air discharge passage 68.

Der Zapfen 74 des Steuerventils sowie der Luftablaßkanal 68 sind so ausgebildet, daß sie in dem Luftablaß- ~. kanal 68 einen bestimmten Strömungsquerschnitt definieren, der größer ist als der des Luftverbindungskanales 64. Hierdurch wird sichergestellt* daß die Steuerkammer 48 rasch durch den Luftablaßkanal 68 entlüftet werden kann mit einer Geschwindigkeit, die wesentlich größer ist als die Geschwindigkeit* mitder die Luft durch den Luftverbindungskanal 64 strömen kann. Dieser ist seinerseits von ausgewählter Größe, so daß er eine ausreichende Luftzufuhr in die Steuerkammer 48 zum Aufrechterhalten einer wirksamen Abdichtung durch das Steuerventil 66 sicherstellt.The pin 74 of the control valve and the air outlet duct 68 are designed so that they are in the air outlet ~. Channel 68 define a certain flow cross-section which is larger than that of the air connection channel 64. This ensures * that the control chamber 48 can be quickly vented through the air outlet channel 68 at a speed which is significantly greater than the speed * with which the air through the air connection channel 64 can stream. This, in turn, is of a selected size so that it ensures a sufficient supply of air into the control chamber 48 for the control valve 66 to maintain an effective seal.

Ein abrupter Druckabfall in der. Steuerkammer 48 wird bewirkt durch Anlegen eines Signales, durch welches das Steuerventil 46 nach unten gedrückt und der Luftablaßkanal 68 geöffnet wird. Die Steuerkammer 48 wird dann zur Atmosphäre entlüftet, und der auf das Ventilglied 64 wirkende Leitungsdruck übersteigt den DruckAn abrupt drop in pressure in the. Control chamber 48 is caused by the application of a signal by which the control valve 46 is pressed down and the air discharge duct 68 is opened. The control chamber 48 is then vented to atmosphere, and that of the valve member 64 acting line pressure exceeds the pressure

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in der Steuerkammer 48 und drückt den Ventilkolben 42 nach oben, so daß die Einlaßkammer 48 mit dem Auslaß jj4 verbunden und die Entlüftungskammer 52 abgedichtet wird. Bei offener Stellung des Ventilkolbens 42 bewirkt das Steuerventil 66 in einer abgesenkten Stellung das Verschließen des Luftverbindungskanales 04. Der Ventilkolben 42 verbleibt daher in der offenen Stellung solange, bis dag Steuersignal weggenommen wird und das Steuerventil 66 unter dem Leitungsdruck wieder die Steuerkammer 48 verschließt, wodurch der Ventilkolben 42 wieder, wie oben beschrieben, in die Schließstellung zurückkehrt.in the control chamber 48 and pushes the valve piston 42 upwards, so that the inlet chamber 48 is connected to the outlet jj4 and the venting chamber 52 is sealed. Effected at the open position of the valve piston 42, the control valve 66 in a lowered position closing the air communication passage 04. The valve piston 42 therefore remains in the open position as long is removed to dag control signal and the control valve 66 again, the control chamber closes under the line pressure 48, thereby the valve piston 42 returns to the closed position again, as described above.

Es wurde gefunden, daß mit einem Steuersignal von etwa 7 g cm in einwandfreier Weise Leitungsdrücke in einem weiten Druckbereich gesteuert werden können, z.B. von einem unteren Konzessionsdruck von etwa 14 kg/cm bis zu einem oberen Betriebsdruck in derIt has been found that line pressures will work properly with a control signal of about 7 gcm can be controlled in a wide pressure range, e.g. from a lower concession pressure of approx 14 kg / cm up to an upper operating pressure in the

ρ
Größenordnung von 7 kg/cm . Es ist selbstverständlich, daß Veränderungen, wie z.B. eine Verengung des Auslasses 54 oder eine Größenänderung der oberen Ventilkolbenfläche 62 sich auf den Betriebsbereich des Ventiles auswirken. Durch geringfügige Erhöhung des Steuersignaldruckes können auch höhere maximale Betriebs-ρ
Of the order of 7 kg / cm. It will be understood that changes such as narrowing the outlet 54 or changing the size of the upper valve piston surface 62 will affect the operating range of the valve. By slightly increasing the control signal pressure, higher maximum operating

9 0 9 8 4 9 / 0 8 2 S BAD9 0 9 8 4 9/0 8 2 S BAD

drucke gesteuert werden. Auf jeden Pail-erhält man eine wirksamere und zwangsläufigere Ventilbetätigung . in Abhängigkeit von erhöhten Leitungsdrücken, wobei die Ventilbetätigung bei dem erfindungsgeniäßen Ventil in typischen Fällen etwa. 25 bis 5o Millisekunden nach dem Anlegen des Steuersignales erfolgt.prints can be controlled. On every pail you get a more effective and inevitable valve actuation. as a function of increased line pressures, the valve actuation in the valve according to the invention in typical cases, for example. 25 to 50 milliseconds behind when the control signal is applied.

Um das Steuersignal zu erzeugen., können in dem Betätigungsteil 14 verschiedenartige Signaleinrichtungen vorgesehen sein. Beispielsweise ist in der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform eine Membran 7o zur Betätigung des Steuerventils 56 vorgesehen.In order to generate the control signal, the Actuating part 14 different types of signaling devices may be provided. For example, in the in Fig. 1 shown preferred embodiment a membrane 7o provided for actuating the control valve 56.

Die Membran. Jo ist zwischen einer oberen Platte 78 und einem geeigneten Abstandsring 80 eingespannt, die beide mit Maschinenschrauben 82 an der Basisplatte befestigt sind und in dem Betätigungsteil 14 einen Betätigungszylinder S4 definieren. Die Membran 76 erstreckt sich uer über den Beisätigungszylinder 84 und ist durchbiegbar. Sie ist vorzugsweise aus Urethan, Gummi oder einem aideren haltbaren, flexiblen Material hergestellt. Die obere Platte 78 hat, wie dargestellt, eine Mittelöffnung, welche dazu dient, u;n der oberen Kammer 80 des Betätigungszylinders 84 ein Steuermedium zuströmen bzw. von ihr abströmen zu lassen und hierdurchThe membrane. Jo is clamped between an upper plate 78 and a suitable spacer ring 80, both of which are fastened to the base plate with machine screws 82 and define an actuating cylinder S4 in the actuating part 14. The membrane 76 extends outside over the actuation cylinder 84 and is deflectable. It is preferably made of urethane, rubber, or some other durable, flexible material. As shown, the upper plate 78 has a central opening which serves to allow a control medium to flow in and out of the upper chamber 80 of the actuating cylinder 84 and through it

- Io -- Io -

9 Q 9 8 k 9 / O 8 2 S BAD ORiGlNAL-.9 Q 9 8 k 9 / O 8 2 SB AD ORiGlNAL-.

das Steuerventil 66 hin und her zu bewegen, um die Steuerkammer 48 zu öffnen bzw, zu verschließen. Wenn es gewünscht wird, daß die Membran 76 auf das Aufhören des Steuersignales rascher und empfindlicher anspricht., kann eine Rückstell- Blattfeder 88, die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet ist, verwendet werden., die auf die Membran 76 eine Rückstellkraft ausübt, um eine rasche Entlüftung der oberen Kammer 86 su bewirken. Um sicherzustellen, daß auch bei niedrigem Leitungsdruck das Steuerventil 70 geschlossen bleibt und das Ventil voll betriebsfähig bleibt, ist die Federn 88 vorzugsweise am Zapfen 74 des Steuerventils 66 befestigt.to move the control valve 66 back and forth in order to open and close the control chamber 48, respectively. When it is desired that the membrane 76 on the cessation of the control signal more rapidly and sensitive responsive., A restoring leaf spring 88, which is shown in phantom in Fig. 1, may be used., Which exerts on the membrane 76, a restoring force to cause a rapid venting of the upper chamber 86 su. In order to ensure that the control valve 70 remains closed and the valve remains fully operational even when the line pressure is low, the springs 88 are preferably attached to the pin 74 of the control valve 66.

In den Figuren 2 bis 5 sindeinander entsprechende Teile mit Bezugszeichen bezeichnet, bei denen die beiden Endziffern gleich sind und hur die erste Ziffer der Nummer der jeweiligen Figur entspricht.In Figures 2 to 5 are mutually corresponding Parts with reference numerals in which the two end digits are the same and hur the first digit of Corresponds to the number of the respective figure.

Fig. 3. zeigt eine von Hand betätigbare Ausführungsform, bei der ein Zapfen 274 sich nach oben durch eine Luftablaßöffnung 2o8 und durch ein Gehäuse 21o erstreckt. Der Zapfen 274 besitzt einen Radiaiflansch 290, der außerhalb des Gehäuses, jedoch innerhalb einer als Druckknopf dienendsiKapsel 276 angeordnet ist, die den äußerenFig. 3 shows a hand-operated embodiment in which a pin 274 extends upwardly through an air vent opening 2o8 and through a housing 21o. The pin 274 has a radial flange 290 which is arranged outside the housing, but inside a capsule 276 serving as a push button, which is the outer

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Teil des Zapfens 274 umgibt. Eine zwischen dem Plansch 290 und der Druckknopfkapsel 276 angeordnete Schraubenfeder 288 drückt diese Kapsel ständig von dem Gehäuse 2I0 Weg. Beim Niederdrücken der Druckknopfkapsel entlüftet das Steuerventil 266 die Steuerkammer 248, die dann beim Loslassen der Druckknopfkapsel 276 wieder verschlossen wird durch die Kraft der Leitungsdruckluft in der Steuerkammer 248 und der Rückstellkraft der Schraubenfeder 288.Part of the pin 274 surrounds. One between the splash 290 and the push button capsule 276 arranged coil spring 288 constantly pushes this capsule away from the housing 2I0. When pressing down the push button capsule the control valve 266 vents the control chamber 248, which then again when the push button capsule 276 is released it is closed by the force of the line compressed air in the control chamber 248 and the restoring force of coil spring 288.

Fig. "5 stellt eine elektromagnetisch betätigte Ausführungsform dar. Hier ist eine Magnetspule 370" mit geringer Leistungsaufnahme auf einer Basisplatte -f|l8 konzentrisch zu einem Luftablaßkanal >S8 befestigt.. Ein Zapfen 374 des Steuerventils 366 erstreckt sich durch ein Gehäuse ^Xo und dient als Magnetanker für die Magnetspule ~3J6. Die Magnetspule 576 ist mit einer (nicht dargestellten)elektrischen Stromquelle verbunden, bei deren Ein- und Ausschalten der als Anker dienende Ventilzapfen yjk verschoben wird* um die Steuerkammer 548 zu öffnen und zu schließen. Es wurde gefunden, daß man eine einwandfreie Betätigung bei einer Leistungsaufnahme von etwa 2 Watt erhält. "5 shows an electromagnetically actuated embodiment. Here, a solenoid 370" with low power consumption is fastened on a base plate -f | l8 concentrically to an air outlet duct> S8. A pin 374 of the control valve 366 extends through a housing ^ Xo and serves as a magnet armature for the magnet coil ~ 3J6. The solenoid 576 is connected to an electrical power source (not shown), when it is switched on and off, the valve pin yjk serving as an armature is displaced * in order to open and close the control chamber 548. It has been found that proper actuation is obtained at a power consumption of about 2 watts.

Fig. 4 und 5 zeigen einen verlängerten Ventilzapfen oder Drahtstift 474. der sich von dem SteuerventilFigures 4 and 5 show an elongated valve pin or wire pin 474. which extends from the control valve

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BAD ORSGlNALBAD ORSGlNAL

um ein beträchtliches Stück nach oben erstreckt und aus dem Gehäuse 4lo herausragt. Dieser dient als Luftschalter zum Steuern des an Hand von Pig, I beschriebenen Ventils. Dieser Luftschalter kann in Abhängigkeit von einem Druckluftimpuls, z.B. in einem pneumatischen Logikkreis wirken. Pig. 4 zeigt das Steuerventil 466 in geschlossener Stellung unter der Haltekraft der zugeführten Leitungsluft. Fig. 5 zeigt den Ventilzapfen 4γ4 unter der Wirkung eines Luft-Strahles, so daß das Steuerventil 466 eine Luftablaßöffnung 458 öffnet und die Steuerkammer 448 entlüftet. extends upwards by a considerable distance and protrudes from the housing 4lo. This serves as an air switch for controlling the valve described on the basis of Pig, I. This air switch can be dependent from a compressed air pulse, e.g. in a pneumatic logic circuit. Pig. 4 shows the control valve 466 in the closed position under the holding force of the supplied line air. Fig. 5 shows the valve pin 4γ4 under the action of an air jet, so that the control valve 466 opens an air vent 458 and the control chamber 448 vents.

Fig. 6 zeigt einen Betätigungsteil 214* ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten, jedoch zur Verwendung mit einem normalerweise offenen Ventil. Durch eine Blattfeder 3oo wird das Steuerventil 265' ständig gegen das Ventil gehäuse 212* gedrückt, um den Luftablaßkanal 258f in Verbindung mit der Steuerkammer 248f zu halten. Man sieht, daß auf diese Weise das Ventil 21o! ständig im offenen Normalzustand gehalten wird, und daß es durch Betätigung des Druckknopfes 276' geschlossen wird, indem nämlich dann das Steuerventil 266* die Steuerkammer 248* verschließt, die dann duröh die zugeführte Leitungsdruokluft unter Druck gesetzt wird, so daß dasFig. 6 shows an actuator 214 * similar to that shown in Fig. 2 but for use with a normally open valve. By a leaf spring 3oo the control valve 265 'is constantly pressed against the valve housing 212 * in order to keep the air outlet duct 258 f in communication with the control chamber 248 f . It can be seen that the valve 21o ! is kept constantly in the open normal state, and that it is closed by actuating the push button 276 ', namely in that the control valve 266 * then closes the control chamber 248 *, which is then pressurized by the supplied line pressure air, so that the

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Ventil geschlossen wird. Ebenso können in einfacher Weise auch die Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 so abgeändert wenden, daß das gesteuerte Ventil eine offene Normalstellung anstatt einer geschlossenen Normalsteilung hat.Valve is closed. The embodiments according to FIGS. 3 and 4 can also be used in a simple manner turn so modified that the controlled valve a has an open normal position instead of a closed normal division.

Das erfindungsgemäße Ventil ist besonders geeignet für sehr vielseitige Anwendungszwecke mit hohen Anforderungen an das Betriebsverhalten. Die Urzeugung des Steuersignales ist in verschiedenster Weise möglich, wobei in allen Fällen nur eine minimale Leistung erforderlich ist. Ein und derselbe Betätigungsteil kann zur Steuerung von Ventilen mit verschiedenem Öffnungsquerschnitt und mit verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten verwendet werden, ohne daß die Charakteristik des Steuersignals geändert werden muß. Das Ventil ist von kompakter Konstruktion, billig herzustellen und zu montieren, praktisch wartungsfrei und über lange Zeiten betriebssicher.The valve according to the invention is particularly suitable for very diverse applications with high requirements to the operating behavior. The automatic generation of the control signal is possible in various ways, with minimal power required in all cases. One and the same actuating part can for controlling valves with different opening cross-sections and with different flow rates can be used without changing the characteristics of the control signal. The valve is of compact construction, cheap to manufacture and assemble, practically maintenance-free and over a long period of time operationally reliable.

- BAD- BATH

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Claims (9)

PatentansprücheClaims (1·) Ventil mit in einer Ventilkammer angeordnetem Venüilkolben, der die Kammer in eine Strömungskammer und eine S-ce erkammer unterteilt, wobei die Strömungskammer -einen Einlaß, einen Auslaß und einen dazwischen angeordneten Ventilsitz aufweist und der Ventilkolben ein zwischen einer Öffnungsstellung und einer geschlossenen Stellung relativ sum Ventilsitz bewegbares Ventilglied trägt, dadurch gekennzeichnet, daß ein VerbindMngskanal (54) für das Strömungsmedium den Einlaß (j5o) mit der Steuerkammer (48) ständig verbindet, daß die dem Leitungsdruck ausgesetzte wirksame Fläche des Ventilkolbens (42) in der Steuerkammer (48) größer als in der Strömungskammer (46) ist, daß ein Luftablaßkanal (68) mit der Steuerkamrner (48) in Verbindung steht, dessen StrömungsHuerschnitt größer al$ der des Verbindungskanals (64) ist, und daß eine Steuersignäleinrichtting zum Bewegen des Ventilkolbens (42) vorgesehen ist, die ein Steuerventil (66) enthält, welches die Strömung durch den Luftablaßkanal (68) derart steuert, daß durch öffnen bzw. Schließen der Steuerkammer (4ö) eine Bewegung des Ventilkolbens (42) aufgrund der Druckunterschiede des Strömungsmediums erfolgt.(1 x) valve disposed in a valve chamber Venüilkolben, the ce S-chamber into a flow chamber and a erkammer divided, wherein the flow chamber -an inlet, an outlet and an interposed valve seat and said valve piston a between an open position and a closed position relative to the valve seat, characterized in that a connecting channel (54) for the flow medium continuously connects the inlet (j5o) with the control chamber (48), that the effective area of the valve piston (42) exposed to the line pressure in the control chamber (48) than is greater in the flow chamber (46), that an air bleed passage (68) communicates with the Steuerkamrner (48) in combination, the flow H uerschnitt greater al $ is the connecting channel (64), and that a Steuersignäleinrichtting for moving of the valve piston (42) is provided which contains a control valve (66) which controls the flow through the air outlet channel ( 68) controls in such a way that by opening or closing the control chamber (4ö) a movement of the valve piston (42) takes place due to the pressure differences of the flow medium. - 15 -- 15 - 909849/0826909849/0826 2. Veritii nach Anspruch i, dadurch g^e k «in% -° ζ e i c h η et, daß auf dem Ventilgehäuse (12) ein '' Betätigungsteil (Ϊ4) Wsh&r -befestigt ist/ der^üie;; ' Höhlung (26y «nthäit, die mit der HÖhiuiig (22) iea Ventilgehäuses in Verbindung steht und zusammen mit dieser die Steüerkammer (48) ''bildet, und^däß die Steuersignal einrichtung und der iAiftablaßkanai (68) in dem : Betätigungsteil unabhängig Vom Ventilgehäuse vbrgese- * hen sind. ' ''"' ' ' "'"'"" ' '2. Veritii according to claim i, characterized in that g ^ e k "in% - ° ζ eich η et that on the valve housing (12) an" actuating part (Ϊ4) Wsh & r -fastened / the ^ üie ;; 'Cavity (26y' nthäit, which is connected to the HÖhiuiig (22) in the valve housing and together with this forms the control chamber (48) '', and ^ that the control signal device and the iAiftablaßkanai (68) in the : actuating part independent of the Valve housing are provided. '''"'''"'"'""'' 3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch g e k en η ζ eic h η e t, daß der Verbindurigskanal (64) für das Strömungsmedium in dem Ventilkölbeh (42) -'ausgebildet ist und durch diesen in axialer Richtung läuft/ um den" Einlaß (j5o) mit der Steuerkammer (48) zu verbindeh.3. Valve according to claim 1, characterized in that g e k en η ζ eic h η e t that the connecting channel (64) for the Flow medium is formed in the valve piston (42) - ' and runs through it in the axial direction / around the " Inlet (j5o) to be connected to the control chamber (48). 4." Ventil nach Anspruch 1, dadurch ge ken η '-zeichnet, daß der Bereich des mit dem Ventil zu steuernden Betriebsdruckes des Strömungsmediums etwa 2oo bis looo mal größer ist als der für das Steuersignal erforderliche Druck.4. "Valve according to claim 1, characterized ge ken η '- that the range of the operating pressure of the flow medium to be controlled with the valve is about 2oo to looo times greater than the pressure required for the control signal. 5. Ventil nach Anspruch 1/ dadurch ge k en η - ζ e i c h ne t, daß in dem Gehäuse (12) ein zweiter Ventilsitz (60) vorgesehen ist, der die Offenstellung5. Valve according to claim 1 / characterized ge k en η - ζ e i ch ne t that a second valve seat (60) is provided in the housing (1 2), which is the open position - 16 -- 16 - 909849/0826909849/0826 ORlGiNALlNSPECTEPORlGiNALlNSPECTEP r des Ventilkolbens 42 festlegt, wobei der Ventilkolben (42) in einem Zwischenstück verengt ausgebildet ist und mit dem Gehäuse zusammen eine Auspuffkammer (52) in der Höhlung (22) zwischen der Strömungskammer (46) und der Steuerkammer definiert, daß ein Auspuffkanal (38) in dem Gehäuse ausgebildet ist und mit der Auspuffkammer (52) in Verbindung steht, und daß die Auspuff kammer bei Bewegung des Ventilkolbens in die geschlossene Stellung den Auslaß 04) mit dem Auspuff« " kanal (38) verbindet« r of the valve piston 42, the valve piston (42) being narrowed in an intermediate piece and, together with the housing, an exhaust chamber (52) in the cavity (22) between the flow chamber (46) and the control chamber defines that an exhaust duct (38 ) is formed in the housing and is in communication with the exhaust chamber (52), and that the exhaust chamber connects the outlet 04) with the exhaust duct (38) when the valve piston is moved into the closed position. 6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichne t, daß das Steuerventil (66) in der Steuerkammer (48) angeordnet ist und daß das die Steuerkammer unter Druck setzende Strömungsmedium eine Kraft auf da» Steuerventil (66) ausübt, die dieses ständig gegen das Gehäuse drückt, um die Steuerkammer (48) zu verschließen. I6. Valve according to claim 1, characterized in that the control valve (66) is arranged in the control chamber (48) and that the flow medium pressurizing the control chamber exerts a force on the control valve (66) which this constantly pushes against the housing to close the control chamber (48). I. 7. Ventil nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß das Steuerventil (66) in der Steuerkammer (48) angeordnet ist und einen sich duroh den Iiuftablaßkanal (68) erstreckenden Zapfen (74) aufweist. 7. Valve according to claim 1, characterized in that the control valve (66) in the Control chamber (48) is arranged and has a pin (74) extending through the Iiuftablaßkanal (68). - 17/-- 17 / - 90 9849/08 290 9849/08 2 8. Ventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Steuersigrialeinrichtung einen Elektromagneten (568) enthält, der an dem Gehäuse konzentrisch zum Luftablaßkanal (368) montiert ist, und daß das Steuerventil (366) in der Steuerkammer (348) angeordnet ist und einen Zapfen 071I) aufweist, der sich durch den Luftablaßkanal (368) erstreckt und als Anker des Elektromagneten wirkt. -~8. Valve according to claim 1, characterized in that the control signal device contains an electromagnet (568) which is mounted on the housing concentrically to the air outlet duct (368), and that the control valve (366) is arranged in the control chamber (348) and has a pin 07 1 I) which extends through the air outlet duct (368) and acts as an armature of the electromagnet. - ~ 9· Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsteil einen Betätigungszylinder (84) in Verbindung mit dem Luftablaßkanal (68) aufweist, wobei sich eine druckbetätigbare, durchbiegbare Membran (76) quer durch den Betätigungszylinder (84) erstreckt und das Steuerventil (66) einen sich durch den Luftablaßkanal (68) in die Betätigungskammer (84) erstreckenden Zapfen (74) aufweist, und wobei eine Durchbiegung der Membran (76) eine Hin- und Herbewegung des Steuerventils (66) zum öffnen und Schließen der Steuerkaramer (48) bewirkt.9. Valve according to claim 2, characterized in that the actuating part has an actuating cylinder (84) in connection with the air outlet duct (68), a pressure-actuatable, bendable membrane (76) extending transversely through the actuating cylinder (84) and the control valve ( 66) has a pin (74) extending through the air outlet channel (68) into the actuating chamber (84), and wherein a deflection of the membrane (76) causes a reciprocating movement of the control valve (66) to open and close the control caramers (48 ) causes. Io. Ventil nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß die Steuersignaleinrichtung eine Druekknopfvorrichtung (276) aufweist, die außerhalb desIo. Valve according to claim 7, characterized in that g e k e η η ζ e i c h η et that the control signal device has a push button device (276) which is outside of the - 18 -- 18 - 9098 49/08269098 49/0826 Gehäuses auf dem Zapfen (2?4) dss Steuerventils -(266)-Housing on the pin (2? 4) of the control valve - (266) - 1st, .umι dieses zu, betätigen*1st, .umι this to, press * ■.-ill* Ventil nach Anspruch 1., dadurch ge k e η ji ζ e ic h η e t, , daß die dem Leitungsdruck in der Strömungskammer, ausgesetzte wirksame Fläche des Ventile kolbe;as (42) größer ist als der Strömungsque.rschnitt des Verbindungskanals (64). ■ _ .. ... ... ,■.-Ill * valve according to claim 1, characterized ge ke η ji ζ e ic h η et, that the effective area of the valve piston; as (42) exposed to the line pressure in the flow chamber is greater than the flow cross section of the connecting channel (64). ■ _ .. ... ..., 12. . Ventil nach Anspruch 1, . dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß ,das Steuerventil (66) normalerweise derart druckbeaufschlagt ist, daß es die Steuerkammer (48) versehließt, so daß das Ventil eine geschlossene. Normalst ellung hat. . r.. _ 12.. Valve according to claim 1,. thereby geke η η ζ eich η et that the control valve (66) is normally pressurized in such a way that it closes the control chamber (48) so that the valve is closed. Has normal position. . r .. _ Ij5. Ventil nach Anspruch. 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß das Steuerventil normalerweise derart druckbeaufschlagt ist, daß es die Steuerkammer (48).lüftet, so daß das Ventil eine offene Normalstellung hat. '"_."_Ij5. Valve according to claim. 1, thereby g e k e η η ζ e i c h η et that the control valve normally is pressurized in such a way that it ventilates the control chamber (48), so that the valve is in an open normal position Has. '"_." _ - 19 -- 19 - 9 0 9 8 L 9 / 0 8 2 6 ORIGINAL INSPECTED9 0 9 8 L 9/0 8 2 6 ORIGINAL INSPECTED
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