DE2336989A1

DE2336989A1 - Hydraulik und/oder pneumatikventil

Info

Publication number: DE2336989A1
Application number: DE19732336989
Authority: DE
Inventors: Joerg Prof Linser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-07-20
Filing date: 1973-07-20
Publication date: 1975-04-10
Also published as: PL96158B1; SE7405420L; JPS5321724B2; FR2238102A1; ES204341U; DE2336989B2; NL172777C; SU579944A3; FR2238102B1; SE409756B; JPS5038823A; HU169693B; GB1445303A; ATA552474A; DD113124A5; DK355774A; BE813417A; CS198144B2; CH576088A5; US3960166A

Description

Artui Fischer

7241 Tumüngen Den, 13. Juli 1973

J u/S I

Hydraulik- und /oder Pneumatikventil

Die Erfindung betrifft ein Hydraulik- und/oder Pneumatikventil, vorzugsweise als Bauteil eines Konstruktionsbaukastens, mit einem Gehäuseteil und einem Venlilschieberteil und Anschlüssen für das Druckmedium.

In der Großtechnik ist die Anwendung der Hydraulik und/oder der Pneumatik zur Steuerung und als Antrieb für Werkzeugmaschinen, Anlagen oder dgl. allgemein gebräuchlich. Die wichtigsten Teile innerhalb eines Hydraulik- oder Pneumatiksystenis sind die verschiedenen zur Steuerung und Regelung notwendigen Ventile. Die Vielfalt der Steucrungs- und Regelungsai'igaben macht auch eine entsprechend große Anzahl von verschiedenen Ventilarten notwendig, vom einfachen Zweiv.egventil bis hin zum Servo- und Druckregel ventil . Jede Vctitilart liegt als fertige Bgugruppe vor und v/ird über ihre Anschlüsse mit den übrigen Bauteilen eines Hydraulik- oder Pneumatiksysteins verbunden. Aus Ralionalisierupgsgründen sind die Konstrukteure gezwungen, beim Aufbau einer Hydraulik- oder Pneumatikschaltung auf gängige und handelsübliche Ventile zurückzugreifen. Dies führt dann oft zu um!<.ngreichercn Schaltungen als zur Erfüllung der eigentlichen Steuerungs- oder Rxqelungsnufgabe ansich notwciiüiq wäre.

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An vielen Schulen, insbesondere Berufsschulen und Ingeni· :>r schulen ist Hydraulik und Pneumatik Lehrfach. Die Vertnit*i;-"^! ~rj von Kenntnissen erfolgt in dor Regel anhand von fertigen Schaltungssystemen, die zwar die Wirkung einzelner Voriti!baugruppen jedoch nicht die in den Ventilbaugruppen ablaufenden Funktionenerkennen lassen. Damit fehlt eine wesentliche Voraussetzung für das Verständnis von hydraulischen bzw. pneumatischen E-'ffaklen.

Auf dem Lehrsektor besteht das Bestreben, den Schüler sowohl in Theorie und Praxis mit allen Ventilarten bekannt zu machen. Aus Kostengründen stehen jedoch in dor Regel nur die gängigsten Ventilarten zur Verfügung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikbzw. Pneumatiksatz zu schaffen, der mit wenigen einfach herzustellenden Bauteilen auskommend eine große Anzahl von Steuerungs- und Regelurigsmöglichkeiten bietet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Gehäuseteil und/oder das Ventilschieberteil in Grundelemente aufgeteilt sind, die entsprechend dem gewünschten Ventiltyp zusammensetz- und miteinander verbindbar sind.

Durch diese Ausgestaltung ist es nun möglich, mit einigen wenigen Grundelementen alle nur denkbaren Ventilarten bzw. Ventilkombinationen zusammenzusetzen. Entsprechend der Ausgestaltung der Grundelemenie und entsprechend ihrer Anordnung zueinander können sowohl die fünf Grundbauarten von Ventilen, nämlich Wege- Drossel-, Druckregel-, Mengcnregel- und Druckdifferenzventile als auch Kombinationen dieser Ventile zusammengestellt werden. Die Kostenersparnis

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ist sehr groß, da wenige Grundelemente ausreichen, das jeweils gewünschte Ventil durch entsprechendes Aneinanderreihen der Grundelemente herzustellen. Dieser Vorteil kommt noch stärker auf dem Lehr- und Spielsektor zur Geltung, da hier die Benutzungsdauer der einzelnen Ventile für bestimmte Zwecke sehr kurz sind und es demgemäß auf die Variationsmöglichkeiten noch stärker ankommt.

Ein ganz wesentlicher Vorteil der Erfindung ist jedoch die Erhöhung des Lerneffektes, der nunmehr nicht erst bei der fertigen Ventilbaugruppe, sondern schon eine Stufe vorher nämlich im Ventil selbst beginnt. Diese Stufe ist für das Verständnis der hydraulischen Effekte wesentlich, da im Ventil z. B. der Drosselvorgang stattfindet, der die Relgelung von Druck, Druckkraft, Geschwindigkeit und Beschleunigung im System erst ermöglicht.

Durch die Aufteilung eines Ventils in einfach herstellbare Grundelemente wurden auch die Schwierigkelten ausgeräumt, die bislang einer Herstellung von hydraulischen und pneumatischen Kleinbauteilen für einen Baukosten entgegengestanden sind. Das Zusammenstecken der Grundelemente erfolgt in einfachster Weise über einen Montagedorn, dessen Außendurchmesser der Ventil kammerbohrung entspricht. Nach Befestigung der Grundelemente kann dann der Montagedorn wieder entfernt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Befestigung dadurch erfolgen, daft die Grundelemente des Gehäusctcils durch die an den Ecken der vorzugsweise quadratisch ausgebildeten Grundclernente angeordneten Bohrungen rtIig^steckl werden. Der Zusammenhall der Grund-

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elemente erfolgt dann über auf die Cnden der Zugstangen aufgedrehten Muttern.

In einer weiteren Ergänzung der Erfindung kann das; Gehäuseteil aus ein oder mehreren eier folgenden Grundelcrnente zusammensetzbar sein:

a) Endelemente mit einer zentrischen Lagerbohrung für das Ventilschieberteil und einem Dichtungsring zur Abdichtung gegen die Ventilkamr.ier,

b) Distanzelemente mit einer inneren Zuführung und einer Durchlauföffnung,

c) Distanzelemente mit einer inneren und äußeren Zuführung (Anschluß) und einer Durchlauföffnung ,

d) Steuerelemente mit Steuerkanten und drei Durchlauföffnungen .

Diese vier Grundelemente des Gehäuseteiles reichen aus, jede Ventilart und Ventilkombination herzustellen. Den beidseitigen Abschluß eines Ventiles bilden die Endelemente , die eine zen- trische Bohrung als Lager für den Ventilschieberteil aufweisen. Zur Abdichtung der Ventilkammer sind die Lagerbohrungen dieser Endelemente noch mit einem Dichtungsring ausgekleidet.

Durch entsprechende Aneinanderreihung der Distanzelemenle mit einer inneren, eine Verbindung zwischen Ventilkammer und Durch lauföffnung herstellende Zuführung, der Distanzclemente mit einer inneren und äußeren als Anschlußstutzen zum Aufschieben von Gummileitungen ausgebildeten Zuführung und den Steuerelementen ergeben sich jeweils die gewünschten Ventilarten und Venti !kombinationen.

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Schließlich ist auch in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Vonlilschieberteil aus ein oder mehreren der folgenden, auf eine Venti!schieberstange aufschiebbaren Grundelemente zusammensetzbar:

a) Schiüberelemente mit Steuerkanten,

b) Schieberdistanzelemente.

Die Zusammensetzbarkeit des Ventilschieberteiles bedeutet einen weiteren Rationalisierungseffekt, da nicht nur das Gehäuseteil, sondern auch das Ventiischieberteil entsprechend der gewünschten Ventilart zusammensetzbar und auf den Gehäuseteil abstimmbar ist. Hierzu ist lediglich eine für alle Ventilarten gleiche Ventilschieberstange notwendig, auf die die Schieberelemente mit den S^euerkanten und zwischen diesen jeweils die im Durchmesser etwas geringeren Schieberdistanzelemente aufschiebbar und beispielsweise mit Muttern festsetzbar sind.

Schließlich können auch in einer weiteren Ergänzung der Erfindung die Grundelemente aus Kunststoff vorzugsweise aus glasklarem Styrol-Acrylnitril (SAN) bestehen. Dieser Werkstoff nimmt keine Flüssigkeit auf und kann damit auch nicht aufquellen. Des weiteren ist bei Verwendung von glasklarem Styrol- Acrylnitril auch das Innere des zusammengebauten Ventiies und damit der Funktionsablauf sichtbar, was wiederum eine Steigerung des Lerneffektes bedeutet .

Schließlich können noch in einer weiteren Ergänzung der Er- , findung die Außenflächen der Grundelemente des Gehäuseteiles mit Verbindungsmitteln, vorzugsweise hinterschnittenen .Verbindungszapfen und/oder hinterschnittenen Nuten versehen sein. Dies ermöglicht die Integration des Hydraulik- bzw.

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Pneumatiksatzes in bestehende Konstruktionsbaukastensysteme zur Erweiterung der Modellgestaltung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Figur 1 zeigt ein mit den Crundelementen zusammengesetztes Vier/Drei-Wegeventil

Figur 2 zeigt ein Distanzelement mit innerer Zuführung und einer Durchlauföffnung,

Figur 3 zeigt ein Distanzelement mit innerer und äußerer Zuführung und einer Durchlauföffnung,

Figur 4 zeigt ein Steuerlement mit Steuerkanten und drei Durchlauföffnungen,

Figur 5 zeigt ein Endelement mit zentrischer Lagerbohrung und. Dichtungsring.

Figur 1 zeigt als Beispiel für eine mit den Crundelementen zusammensetzbar Ventilart ein Vier/Drei-Wegeventil 1. Insgesamt werden 25 Grundelemente 2a, 2b, 2c, 2d, für das Cehäusteil 2 und neun Grundelemente 3a, 3b für den Ventilschieberteil 3 verwendet. Vier Crundelemente 2b sind mit Anschlußstutzen versehen, wovon einer für die Pumpe , einer für den Tank und zwei für das Anschließen von Verbrauchern (V 1, V 2) dienen. Den Abschluß eines jeden Ventiles bilden die zwei Endelemente 2d, die beide mit einer zentrischen Bohrung 5 zur Lagerung des Ventilschieberteiles versehen sind. Zur Abdichtung der Ventilkammer 6 sind diese Bohrungen 5 noch zusätzlich mit Universaldichtelementen 7

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ausgekleidet. Zum Anfügen von Bauteilen eines Konstruktionsbaukastens sind die Endelemente 2d noch mit Verbindungsmittel 8 wie hinterschm'ttene Verbindungszapfen versehen.

Die gewünschte Ventilart bzw. Ventilkombination ergibt sich aus der jeweiligen Zuordnung und Aneinanderreihung der verschiedenen Grundelemenle des Gehäuscteiles 2 und des Ventilschieberteiles 3. Außer den beiden Endelementen 2d wurden für das dargestellte Vier/Drei-Wegeventii 1 zehn Distanzeiemente 2a mit innerer Zuführung 9 und einer Durchlauföffnung 10 , vier Distanzelemente 2b mit innerer 9 und äußerer Zuführung (Tank/V 1, Pumpe_yV3J und einer Durchlauföffnung 10 und neun Steuerelemente 2c mit Steuerkanten und drei Durchlauföffnungen 10 verwendet. Der Zusammenhalt der Crundeiemente ei folgt über vier Zugstangen 11, die durch die an den Ecken der quadratisch ausgebildeten Crundeiemente angeordneten Bohrungen 12 hindurchgesteckt werden. Zum Zusammenspannen werden auf die die Endelemente über ragenden Enden der Zugstangen Muttern 13 aufgeschraubt. Der Anschluß des Ventils an das Hydraulik- bzw. Pneumatiksystem erfolgt über Druckschläuche die auf die Anschlußstut^en (nicht dargestellt) unter Spannung aufschiebbar sind.

Der Ventilschieberteil 3 besteht aus der über ihre gesamte Länge einen gleichen Außendurchmesssr aufweisenden Ventilstange 14, den Schieberelementen 3d mit Steuerkanten und den zwischen den Schieberelementen angeordneten Schieberdistanzelementen 3b, die einen etwas geringeren Außendurchmesser haben als die Schieberlementc 3a. Für den Zusammenbau des Ventiles 1 wird ein Montagedorn verwendet, dessen Außendurchmesser dem Außedurchmesser der Schieberelemo'iite und d.imit dem Duchmesscr dor Ventil kammer 6 ent-

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spricht. Auf diesen Montagedorn werden dann in der entsprechenden Reihenfolge die Grimdelemente 2a, 2b, 2c außer den Endelernenten 2d aufgeschoben und -anschließend dann mit den Zugstangen und den auf diese aufschraubbaren 4 Vittern verspannt. Danach wird der Montagedorn entfernt und an dessen Stelle der Ventilschieberteil 3 eingeschoben. Als letztos werden dann die Endelementc 2d auf die Ventilstange 14 aufgeschoben und mit weiteren auf die Zugstangenenden aufschraubbaren Muttern 13 mit den übrigen Grundelementen verspannt.

In Figur 2 ist das Grundelernent 2a des Gohäufieteils 2 mit einer inneren Zuführung 9 und einer Durchlauföffnung 10 dargestellt. Der Durchmesser der Ventilkarnmerbohrung 6 dieses Grundelementes 2a ist etwas größer als der Außenmesser des Schiebcrelementes 3a des Ventilschieberteiles 3.

Das Grundelement 2b nach Figur 3 ist das Gleiche wie das Grundelement 2a nach Figur 2, weist allerdings zusätzlich noch einen Anschlußstutzen 15 für die äußere Zuführung auf.

Der Durchmesser der Ventilkammerbohrung 6 des Steuerelementes 2c nach Figur 4 entspricht dem Außendurchmesser des Schieberelementes 3a und bildet damit in Verbindung nut diesem die für die Steuerung des Ventiles 1 notwendigen Steuerkanten. Für den Durchlauf des Druckmediums sorgen drei von der Ventilkammerbohrung 6 abgegrenzte Durchlauföffnung 10.

Die das Ventil abschließenden Endelemente 2d nach Figur 5 sind mit der Lagerbohrung 5 für die Vcntilstange 14 versehen. Zur Abdichtung der Ventilkammer sind diese Lagerbohrungen 5 zusätzlich noch mit je einem Dichtungsring 7 ausgekleidet. Zur Aufnahme der nuf die Zucjr.tancjenenden zum Festspannen der übrigen Grundclt mente aufgeschraubten Muttern 13 weisen die L'ndelemcnte 2d Aussparungen 16 auf, die eine Anlrge dor Find ek'r.ienlc 2d an die übrigen GrundcleniC-itc,· zuläßt.

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Claims

Artur Fischer

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Ju/Sl

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Patena η sprüche

1. Hydraulik-und/oder Pneumatikventü, vorzugsweise als Bauteil eines Konstruktionsbaukastens, mit einem Gehäuseteil und einem Ventilschieberteil und Anschlüssen für das Druckmedium, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (2) und/oder das Ventilschieberteil (3) in Grundelemente (2a, 2b, 2c, 2d, 3a, 3b) aufgeteilt sind, die entsprechend dem gewünschten Ventiltyp zusammensetz- und miteinander verbindbar sind.

2. Hydraulik- und/oder Pneumatikventü nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundelemente (2a, 2b, 2c, 2d) des Gehäuseteils (2) über Zugstangen (11) miteinander verbindbar sind.

3. Hydraulik- und/oder Pneumatikventü nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (2) aus ein oder mehreren der folgenden Grundelemente (2a, 2b, 2c, 2d) zusammensetzbar ist:

a) Endelemente (2d) mit einer zentrischen Lagerbohrung (5) für das Ventilschieberteü (3) und einem Dichtungsring (7) zur Abdichtung der Ventilkammer C6),

b) Distanzelemen-te (2a) mit einer inneren Zuführung (9) und einer Durchlauföffnung (10),

c) Distanzelemente (2b) mit einer inneren (9) und einer äußeren Zuführung (15)und einer Durchlauföffnung (10),

d) Steuerelemente (2c) mit Steuerkanten und drei Durchlauföffnungen (10).

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H. Hydraulik- und/oder Pneumatikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschieberteil (3) aus ein oder mehreren der folgenden, auf eine Ventilschieberstange (14) aufschiebbaren Crundelementen (3a, 3b) zusammensetzbar ist:

a) Schieberelemente(3a) mit Steuerkanten,

b) Schieberdistanzelemente (3b).

5. Hydraulik- und/oder Pneumatikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Crundelemente aus Kunststoff vorzugsweise aus glasklarem Styrol- Acrylnitril (SAN) bestehen.

6. Hydraulik- und/oder Pneumatikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der Grundelemente des Gehäuseteiles (2) mit Verbindungsmitteln (8) vorzugsweise hinterschnittenen Verbindungszapfen und/cder hinterschnittenen Nuten versehen sind.

7. Hydraulik- und/oder Pneumatikveiitil nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gehäuseteil (2) bildenden Grundelemente (2a, 2b, 2c) bei Beibehaltung ihrer Form den Druckmittelstrom innerhalb des Ventils und damit dessen Funktion ändern können, indem sie um das ein- oder mehrfache von 90 # verdreht eingebaut werden.

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