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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines doppeltwirkenden pneumatischen Antriebes, bestehend aus einem doppeltwirkenden pneumatischen Antrieb mit zwei durch ein pneumatisch betätigbares Stellorgan voneinander getrennten Druckmittelaufnahmekammern und einem Steuerventil, das einerseits an eine Druckmitteleinspeisevorrichtung angeschlossen ist und andererseits mindestens mittelbar an die beiden Druckmittelaufnahmekammern angeschlossen ist.
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Solche Vorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt. Mittels eines solchen doppeltwirkenden pneumatischen Antriebes kann beispielsweise die Betätigung von Absperrklappen oder dergleichen erfolgen. Herkömmlich wird dabei ein Steuerventil an eine Druckmitteleinspeisevorrichtung angeschlossen. Dieses Steuerventil wiederum ist über entsprechende Leitungen mit den beiden Druckmittelaufnahmekammern verbunden. Je nach Einstellung des Steuerventiles kann alternativ die eine oder die andere Druckmittelaufnahmekammer mit Druckluft beaufschlagt werden, um das Stellmittel, beispielsweise einen Kolben, in die entsprechende Richtung zu bewegen und damit beispielsweise eine Absperrklappe in die Öffnungsstellung oder in die Schließstellung zu verstellen. Sofern bei einer solchen bekannten Vorrichtung das Steuerventil umgestellt wird, also von der einen Druckmittelaufnahmekammer auf die andere Druckmittelaufnahmekammer verstellt wird, so wird das Druckmittel, welches sich in der vorher beaufschlagten Kammer befindet, als Abluft in die Umgebung abgegeben. Hieraus resultiert insbesondere bei relativ großen Vorrichtungen und bei häufigen Verstellungen des Antriebes ein hoher Verbrauch an Druckmittel, was zu entsprechend hohen Kosten führt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung in der Weise zu verbessern, dass die zur Betätigung erforderliche Druckmittelmenge reduziert werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass zwischen das Steuerventil und die Druckmittelaufnahmekammern ein Steuerblock geschaltet ist, der
eine erste Leitungsverbindung von dem Steuerventil zu einer ersten Druckmittelaufnahmekammer aufweist;
eine zweite Leitungsverbindung von dem Steuerventil zu einer zweiten Druckmittelaufnahmekammer aufweist,
eine dritte Leitungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Leitungsverbindung aufweist, mittels derer die erste Druckmittelaufnahmekammer mit der zweiten Druckmittelaufnahmekammer verbindbar ist,
wobei der Steuerblock in die Leitungsverbindungen eingeschaltete und/oder mit diesen kommunizierende Stellglieder aufweist, die von dem über das Steuerventil zugeführten Druckmittel betätigt sind und
in einer ersten Schaltstellung nur die erste oder die zweite Leitungsverbindung freigeben und den Druckmittelzugang zu der ersten oder zweiten Druckmittelaufnahmekammer öffnen,
in einer zweiten Schaltstellung die erste und die zweite Leitungsverbindung sperren und nur die dritte Leitungsverbindung öffnen, so dass die beiden Druckmittelkammern miteinander in offener Leitungsverbindung sind;
in einer dritten Schaltstellung nur die zweite oder die erste Leitungsverbindung freigeben und den Druckmittelzugang zu der zweiten oder ersten Druckmittelaufnahmekammer öffnen.
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Gemäß der Erfindung ist zwischen Steuerventil und Druckmittelaufnahmekammern ein Steuerblock geschaltet, der entsprechende Stellelemente beinhaltet. Insbesondere weist dieser Steuerblock eine erste Leitungsverbindung von dem Steuerventil zu einer ersten Druckmittelaufnahmekammer auf. Des Weiteren weist der Steuerblock eine zweite Leitungsverbindung von dem Steuerventil zu einer zweiten Druckmittelaufnahmekammer auf. Diese Leitungsverbindungen können alternativ durch Betätigung des Steuerventiles mit Druckmittel versorgt werden oder von der Druckmittelversorgung abgetrennt werden. Des Weiteren weist der Steuerblock eine dritte Leitungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Leitungsverbindung auf. Mittels dieser dritten Leitungsverbindung wird eine Verbindung zwischen der ersten Druckmittelaufnahmekammer und der zweiten Druckmittelaufnahmekammer geschaffen. Durch entsprechende in den Steuerblock integrierte Stellglieder, die über das vom Steuerventil zugeführte Druckmittel betätigt werden, wird erreicht, dass in einer ersten Schaltstellung nur die erste Leitungsverbindung freigegeben ist oder nur die zweite Leitungsverbindung freigegeben ist und somit der Druckmittelzugang zu der ersten oder der zweiten Druckmittelaufnahmekammer geöffnet ist. Sofern eine Umstellung des Druckmittelzuganges von der ersten auf die zweite Druckmittelaufnahmekammer oder umgekehrt erfolgt, so wird zunächst die erste und die zweite Leitungsverbindung gesperrt und nur die dritte Leitungsverbindung geöffnet, so dass die bisher mit Druckmittel gefüllte Druckmittelkammer mit der anderen, bisher nicht mit Druckmittel gefüllten Kammer verbunden wird, so dass hierüber ein Druckausgleich in den Kammern erfolgt. Das Druckmittel, welches sich in der einen Kammer befindet, wird also zumindest teilweise zur Verstellung des pneumatischen Stellorganes genutzt. Erst anschließend wird in der dritten Schaltstellung nur die andere Leitungsverbindung, also beispielsweise die zweite oder die erste Leitungsverbindung freigegeben und der Druckmittelzugang zu der zweiten oder der ersten Druckmittelaufnahmekammer geöffnet, so dass diese in vollem Umfang mit Druckmittel beaufschlagt ist.
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Durch die entsprechende Ausgestaltung der Vorrichtung wird erreicht, dass beim Umschalten nicht jeweils das in der einen Kammer befindliche Druckmittelvolumen vollständig an die Umwelt abgegeben wird, sondern dieses Druckmittelvolumen wird dazu genutzt, den Verstellvorgang einzuleiten und somit den Verbrauch an Druckmittel durch Zuführung über die Druckmitteleinspeisevorrichtung zu minimieren.
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Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass an jeweils die erste und die zweite Leitungsverbindung ein als Verzögerungsmittel arbeitendes Schaltventil angeschlossen ist, das einen durch ein Ventilelement verschließbaren und zu öffnenden Abgang aufweist, der über eine Rückstromsperre an ein die jeweilige Leitungsverbindung öffnendes oder schließendes Ventil angeschlossen ist, wobei die Abgänge der Schaltventile über eine Leitungsverbindung verbunden sind, an die auch ein in die dritte Leitungsverbindung eingeschaltetes Ventil angeschlossen ist, welches durch den Druck des in der Leitungsverbindung anstehenden Druckmittels schaltbar ist.
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Durch diese Ausgestaltung wird in einfacher Weise und mit einfachen Mitteln die gewünschte Funktion realisiert.
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Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das nach Art eines Verzögerungsmittels arbeitende Schaltventil einen in einer Gehäusebohrung dicht geführten Kolben aufweist, der stirnseitig von dem in der Leitungsverbindung anstehenden Druckmittel beaufschlagbar ist, der entgegen einer Rückstellfeder bewegbar ist, der einen gedrosselten Durchgangskanal aufweist, der in die Gehäusebohrung mündet, wobei die Gehäusebohrung mit einem Speicher für Druckmittel kommuniziert, wobei der Kolben in einer bei Druckausgleich eingenommenen Grundstellung den zur Rückstromsperre führenden Abgang sperrt und in einer druckbeaufschlagten Stellung den Abgang freigibt, bis sich Druckausgleich eingestellt hat.
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Auch diese Ausgestaltung ist einfach zu realisieren und wenig anfällig gegen Verschleiß oder Fehler.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
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1 eine entsprechende Vorrichtung in einer ersten Schaltstellung;
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2 desgleichen in einer zweiten Schaltstellung;
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3 desgleichen in einer dritten Schaltstellung.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Betätigung eines doppeltwirkenden pneumatischen Antriebes gezeigt. Sie besteht aus einem doppeltwirkenden pneumatischen Antrieb 1 mit zwei durch ein pneumatisch betätigtes Stellorgan 2 voneinander getrennten Druckmittelaufnahmekammern A, B und einem Steuerventil 3. Das Steuerventil 3 ist einerseits an eine Druckmitteleinspeisevorrichtung 4 angeschlossen und andererseits mittelbar an die beiden Druckmittelaufnahmekammern A, B alternativ angeschlossen. Das Steuerventil weist zusätzlich gedrosselte Abgänge 5 für den Abgang von Abluft auf.
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Zwischen das Steuerventil 3 und die Druckmittelaufnahmekammern A, B ist ein Steuerblock 6 geschaltet, der in der Zeichnungsfigur 1 in gestrichelten Linien gezeigt ist. Dieser Steuerblock realisiert eine erste Leitungsverbindung 10, 11 von dem Steuerventil 3 zu einer ersten Druckmittelaufnahmekammer A, sowie eine zweite Leitungsverbindung 12, 13 zu der zweiten Druckmittelaufnahmekammer B.
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Des Weiteren beinhaltet der Steuerblock 6 eine dritte Leitungsverbindung 14, 15 zwischen der ersten Leitungsverbindung 11 und der zweiten Leitungsverbindung 13. Mittels dieser Leitungsverbindung 14, 15 kann die erste Druckmittelaufnahmekammer A mit der zweiten Druckmittelaufnahmekammer B verbunden werden. Die Freigabe dieser Leitungsverbindung 14, 15 erfolgt über in den Steuerblock 6 integrierte oder eingeschaltete Stellglieder, die von dem über das Steuerventil 3 zugeführten Druckmittel betätigt sind und in einer ersten Schaltstellung nur die erste oder die zweite Leitungsverbindung 10, 11; 12, 13 freigeben und den Druckmittelzugang zu der ersten oder der zweiten Druckmittelaufnahmekammer A, B öffnen. In einer zweiten Schaltstellung wird die erste Leitungsverbindung 10, 11 und die zweite Leitungsverbindung 12, 13 vom Druckmittelzugang durch das Steuerventil getrennt. Nur die dritte Leitungsverbindung 14, 15 wird geöffnet, so dass die beiden Druckmittelkammern A, B miteinander in offener Leitungsverbindung stehen.
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Nachfolgend wird dann in einer dritten Schaltstellung nur die zweite Leitungsverbindung 12, 13 oder die erste Leitungsverbindung 10, 11 freigegeben und der Druckmittelzugang zu der zweiten Druckmittelaufnahmekammer B oder zu der ersten Druckmittelaufnahmekammer A geöffnet.
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An die jeweils erste Leitungsverbindung 10 und die zweite Leitungsverbindung 12 ist ein als Verzögerungsmittel arbeitendes Schaltventil 16, 17 angeschlossen, dass einen durch ein Ventilelement 18, 19 verschließbaren und zu öffnenden Abgang 20, 21 aufweist, der über eine Rückstromsperre 22, 23 an ein die jeweilige Leitungsverbindung 10, 11 oder 12, 13 öffnendes oder schließendes Ventil 24, 25 angeschlossen ist. Die Abgänge der Schaltventile 16, 17 sind über eine Leitungsverbindung 26 miteinander verbunden, an die auch ein in die dritte Leitungsverbindung 14, 15 eingeschaltetes Ventil 27 angeschlossen ist, welches durch den Druck des in der Leitungsverbindung 26 anstehenden Druckmittels schaltbar ist.
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Das nach Art eines Verzögerungsmittels arbeitende Schaltventil 16, 17 weist einen in einer entsprechenden Gehäusebohrung dichtgeführten Kolben 18, 19 auf, der stirnseitig von dem in der Leitungsverbindung 10 bzw. 12 anstehenden Druckmittel beaufschlagt ist und der entgegen einer Rückstellfeder 28, 29 bewegbar ist. Der Kolben 18, 19 weist einen gedrosselten Durchgangskanal 30, 31 auf, der in die Gehäusebohrung mündet, wobei die Gehäusebohrung mit einem Speicher 32, 33 für Druckmittel kommuniziert.
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Der Kolben 18, 19 sperrt in einer bei Druckausgleich eingenommenen Grundstellung den zur Rückstromsperre 22, 23 führenden Abgang 20, 21 ab. In einer druckbeaufschlagten Stellung wird der Abgang 20 bzw. 21 freigegeben, bis sich ein Druckausgleich eingestellt hat, was mit zeitlicher Verzögerung erfolgt.
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In der Zeichnungsfigur 1 ist eine Situation eingestellt, bei der das Steuerventil 3 die Druckmittelzufuhr von der Druckmittelquelle 4 auf die Leitung 12 freigibt. In dieser Stellung, in der die Druckmittelaufnahmekammer B mit Druckmittel beaufschlagt wird, befindet sich der Kolben 19 in der Sperrstellung, so dass also der Abgang 21 gesperrt ist. Das Ventil 25 wird über das in der Leitung 12 anstehende Druckmittel in die Öffnungsstellung verstellt und so gehalten, wie in 1 gezeigt. Damit ist der Weg 13 zu der Druckmittelaufnahmekammer B offen. Das Stellorgan 2 kann damit in die entsprechende Position verstellt werden.
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In 2 ist eine Situation gezeigt, bei der das Steuerventil 3 so umgestellt ist, dass die Leitung 10 mit Druckmittel versorgt wird. Aufgrund der Abstimmung der entsprechenden Stellkräfte und Federkräfte wird hierbei zunächst der Kolben 18 entgegen der Kraft der Feder 28 verschoben und der Abgang 20 wird freigegeben, so dass das Druckmittel über die Leitung 26 auf das Ventil 24 und 25 übertragen wird und diese in Schließstellung hält und ebenso auf das Ventil 27 wirkt, welches in die Offenstellung bewegt wird. Hierdurch wird der Leitungsweg 14, 15 von der Druckmittelaufnahmekammer B zur Druckmittelaufnahmekammer A freigegeben, so dass das in der Kammer B befindliche Druckmittel bis zum Druckausgleich auf die Druckmittelaufnahmekammer A übertragen werden kann. Mit Verzögerung wird dann der Druck, der über die Leitung 10 auf den Kolben 18 wirkt, über die Ausgleichsbohrung 30 und den Speicher 32 abgeführt und ausgeglichen, so dass sich dann eine Stellung ergibt, wie sie in 3 gezeigt ist. Hier ist nun wiederum der Abgang 20 gesperrt, so dass das Druckmittel nun auf das Ventil 24 im Sinne des Öffnens des Ventils einwirken kann. Hierdurch wird die Leitung 11 zu der Druckmittelkammer A freigegeben und das restliche erforderliche Druckmittel in diese Kammer eingespeist. Das Ventil 27 befindet sich dann wiederum in der Schließstellung, ebenso wie das Ventil 25.
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Ergänzend wird noch darauf hingewiesen, dass bei 34 ein gedrosselter Abluftabgang vorgesehen ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung wird erreicht, dass der Druckmittelverbrauch beim Umschalten der Vorrichtung erheblich gemindert ist, so dass insgesamt eine erhebliche Einsparung erzielt ist. Der Kostenaufwand durch den zusätzlichen Steuerblock ist relativ gering, so dass diese zusätzlichen Kosten nach kurzer Betriebszeit der Vorrichtung schon ausgeglichen sind.
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Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
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Alle in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
