DE2413531A1

DE2413531A1 - Ventileinrichtung zur selbsttaetigen umsteuerung eines pneumatisch doppeltwirkenden arbeitszylinders

Info

Publication number: DE2413531A1
Application number: DE2413531A
Authority: DE
Inventors: Johannes Diederich; Hans-Friedrich Dipl Ing Meyer; Detlef Opel; Manfred Schuhmann
Original assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Current assignee: Wabco Westinghouse GmbH Germany
Priority date: 1974-03-21
Filing date: 1974-03-21
Publication date: 1975-10-02
Also published as: DE2413531C3; DE2413531B2

Description

Ventileinrichtung zur selbsttätigen Umsteuerung eines pneuzatisch doppeltwirkenden Arbeitszylindera Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventileinrichtung zur selbsttätigen Umsteuerung eines pneumatisch doppeltwirkenden Arbeitszylinders.
Derartige Ventileinrichtungen dienen der Steuerung bzw. Umsteuerung der gewünschten Verbindungen in Druckluftsteuerungen, beispielsweise der wechselweisen Verbindung zweier Arbeitsleitungen mit einer Druckluftleitung oder mit einer Entlüftung, Sie werden vorwiegend zur Steuerung von doppeltwirkenden Zylindern eingesetzt.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Ventileinrichtungen zu verwenden, bei welchen eine Umsteuerung durch Druckschalter und Magnetimpulsventile oder durch pneumatische Endtaster und pneumatische Impulsventile erzielt wird.
Eine weitere Möglichkeit der Umsteuerung mittels solcher Ventileinrichtungen bietet die Anordnung von Schaltgestängen in Verbindung mit negativ arbeitenden Impulsventilen.
Die bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß jeweils diverse Zusatz- und Steuereinrichtungen an den sogenannten Wegeventilen vorzusehen sind und daß diese Ventil einrichtungen zwangsläufig in unmittelbarer Nähe eines Arbeitszylinders anzuordnen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventileinrichtung zu schaffen, welche die selbsttätige Umschaltung bzw. Ulsteuerung inea doppeltwirkenden Arbeitszylinders bei Erreichen des jeweiligen hubende ausschließlich auf pneumatischem Wege ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgei&ß dadurch gelöst, daß ein Ventilctößel in einem Gehäuse eines Impulsventils an beiden Enden Kolben aufweist, welche derart ausgebildet sind, daß sie im Zusainenwirken mit Buchsen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Luftdruck in Steuerleitungen abwechselnd eine Stellung einnehmen, in welcher eine reduzierte Kolbenfläche und gleichzeitig an entgegengesetzter Seite eine Kolbenfläche mit dem Durchmesser eines Steuerzylinders mit dem in den Steuerleitungen differierenden Luftdruck beaufschlagbar sind, so daß eine wechselseitige Druckluftbeau£chlagung eines Arbeitskolbens in einem Arbeitszylinder von jeder Enditellung einer Hubrichtung des Arbeitskolbens mittels Arbeitsleitungen zwecks selbsttätigen Hubrichtungswechsels steuerbar ist.
Dabei weisen die Kolben der Ventileinrichtung eine zylindrische Ausnehmung auf, mittels welcher abwechselnd die Buchsen dichtend verschlossen werden.
Des weiteren sind die Steuerleitungen direkt mit einer jeweils an der gegenüberliegenden Seite der Ventileinrichtung angeschlossenen Arbeiteleitung verbunden, so daß die Kolben der Ventileinrichtung wechselnd mit dem in entsprechenden Zylinderkammern des Arbeitszylinders herrschenden Druck beaufschlagt sind.
Die reduzierten Kolbenflächen sind solange mit über eine Druckleitung und die Arbeitsleitungen in die Zylinderkammern des Arbeitszylinders geführter Druckluft beaufschlagbar, bis der Arbeitskolben seine Endstellung auf der jeweils nicht von Druckluft beaufschlagten Seite erreicht und dadurch mangels Gegendruck an den entsprechenden Kolbenflächen der Ventileinrichtung ein Umschlag des Ventilstößels und eine Umkehrung der Kolbenbeaufschlagung erfolgen.
Die Erfindung erstreckt sich auf alle dargestellten, beschriebenen und beanspruchten Merkmale.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
In dem Ventilgehäuse 10 des Impulsventils 1 ist ein Ventilstößel 11 axial verschiebbar angeordnet.
Der Ventilstößel 11 verbindet in der zeichnerisch dargestellten Lage eine Druckleitung 12 mit einer zu einer Zylinderkammer 9 eines Arbeitszylinders 25 führenden Arbeitsleitung 24.
Di Zylinderksmmer 8 ist mittels der Arbeitsleitung 23 und der Entlüftung 13 über ein Drosselventil 27 zur Atmosphäre hin entlüftbar. Gleichzeitig verbindet eine Steuerleitung 22 die Arbeitsleitung 23 mit dem Steuerzylinder 7 , während die Steuerleitung 21 eine Verbindung zwischen der Arbeitsleitung 24 und der zylindrischen Ausnehmung 19 im Kolben 15 herstellt, welche mittels der Buchse 17 luftdicht verschlossen wird.
Eine weitere Entlüftung 14 mit einem Drosselventil 28 ist durch den Ventilstößel 11 abgesperrt.
Strömt nun über die Druckleitung 12 Druckluft in die Arbeitsleitung 24, so baut sich in der Zylinderkammer 9 des Arbeitszylinders 25 ein Druck auf, welcher sich auch unmittelbar über die Steuerleitung 21 fortpflanzt und die innere Kolbenfläche 2 beaufschlagt.
Diese zunächst relativ geringe Druckbeaufschlagung der inneren Kolbenfläche 2 reicht aber nicht aus, um eine axiale Verschiebung des Ventilstößels 11 zu bewirken, da dieser erst bei einem wesentlich höheren Druck in der zylindrischen Ausnehmung 19 verschiebbar ist, zumal sich der Arbeitskolben 26 mit zunehmendem Druck in der Zylinderkammer 9 in Richtung Zylinderkammer 8 bewegt, diese fortlaufend verkleinert und die zu verdrängende Luft über die Arbeitsleitung 23 einerseits zur Entlüftung 13 und zum anderen über die Steuerleitung 22 in den Steuerzylinder 7 drückt.
Da auf Grund des Drosselventils 27 die aus der Zylinderkammer 8 herausgedrückte Luft nicht frei über die Entlüftung 13 in die Atmosphäre abströmen kann, baut sich im Steuerzylinder 7 ein Druck auf, welcher zur Beaufschlagung der Kolbenfläche 5 dient.
Die Kolbenfläche 5 hat den Durchmesser des Steuerzylinders 7 und ist somit erheblich größer als die auf der Gegenseite über die Steuerleitung 21 beaufschlagte innere Kolbenfläche 2.
Es ist somit gewährleistet, daß der Ventilstößel 11 solange seine dargestellte Lage beibehält, wie sich der Arbeitskolben 26 in Richtung Zylinderkammer 8 bewegt, letztere kontinuierlich verkleinert, und das verdrängte Luftvolumen über die Arbeitsleitung 23 zur gedrosselten Entlüftung 13 sowie über die Steuerleitung 22 in den Steuerzylinder 7 drückt, wobei sich rasch ein konstanter Druck in dem Steuerzylinder 7 aufbaut, der bis zur Erreichung der Endlage des Arbeitskolbens 26 auf der Seite der Zylinderkammer 8 bestehen bleibt.
Die Hubgeschwindigkeit, mit elcher sich der Arbeitskolben 26 zu bewegen hat, wird durch mehr oder weniger starke Drosselung der Drosselventile 27 und/oder 28 bestimmt.
Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung erfordert den Einbau in Anlagen, bei welchen stets gleiche Belastungen bzw. keine hohen Belastungsschwankungen auftreten.
Eine axiale Verschiebung des Ventilstößels 11 tritt erst ein, wenn der Arbeitskolben 26 seine Endlage auf der Seite der Zylinderkammer 8 erreicht hat, da in diesem Moment der aufgebaute Druck in der Arbeitsleitung 23, der Steuerleitung 22 und dem Steuerzylinder 7 zusammenbricht.
Die Arbeitsleitung 24 steht jedoch weiterhin unter dem vollen Behälterdruck der Druckleitung 12, so daß dieser volle Leitungsdruck auf die innere Kolbenfläche 2 in der zylindrischen Ausnehmung 19 des Kolbens 15 einwirkt, wodurch der gesamte Ventilstößel 11, vor allem mangels Gegendruck an der Kolbenfläche 5, axial in Richtung Steuerzylinder 7 verschoben wird. Diese Verschiebung des Ventilstößels 11 geschieht schlagartig.
Die vorbeschriebenen Vorgänge verlaufen nun reziprok in genau umgekehrter Weise.
Die zylindrische Ausnehmung 20 des Kolbens 16 wird abgedichtet auf die Buchse 18 geschoben, wodurch der Steuerzylinder 7 und die Kolbenfläche 5 nicht mehr über die Steuerleitung 22 mit Druckluft beaufschlagbar sind.
Die durch das Drosselventil 28 gedrosselte Entlüftung 14 wird mit der Arbeitsleitung 24 verbunden, welche, wie vorbeschrieben, mit der Steuerleitung 21 direkt in Verbindung steht.
Der Arbeitskolben 26 wird nun durch die Druckleitung 12 über die Arbeitsleitung 23 von der Seite Zylinderkammer 8 mit der Behälterluft beaufschlagt und in Richtung Zylinderkammer g zurückgedrückt.
Das verdrängte Luftvolumen aus der Zylinderkammer 9 entweicht unter einem gewissen Gegendruck über die Entlüftung 14.
Während am Kolben 16 nur noch die innere Kolbenfläche 3 beaufschlagbar ist, konnte sich nun im Steuerzylinder 6 ein Gegendruck auf Grund des aus der Zylinderkammer 9 herausgedrückten Luftvolumens aufbauen, welcher die Kolbenfläche 4 vom Durchmesser des Steuerzglinders 6 beaufschlagt.
Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung erfordert ansonsten keinerlei zusätzliche Betätigungselemente oder Zusatzgeräte.
Auf Grund der Einsparung von Endschaltern, mechanischen Betätigungselementen und Druckschaltern ergeben sich wirtschaftliche Vorteile, welche einen erheblichen technischen ortschritt einer derartigen Einrichtung begründen.

Claims

Patent- bzw. Schutzaneprüche

0 Ventileinrichtung zur selbsttätigen Umsteuerung eines pneumatisch doppeltwirkenden Arbeitszylinders, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein. Ventilstößel (11) in einem Gehäuse (10) eines Impulsventils (1) an beiden Enden Kolben (15 bzw. 16) aufweist1 welche derart ausgebildet sind, daß sie im Zusammenwirken mit Buchsen (77 bzw. 18) in Abhängigkeit von dem jeweiligen Luftdruck in Steuerleitungen (21 bzw. 22) abwechselnd eine Stellung einnehmen, in welcher eine reduzierte Kolbenfläche (2 bzw. 3) und gleichzeitig an entgegengesetzter Seite eine entsprechende Kolbenfläche (4 bzw 5) vom Durchmesser eines Steuerzylinders (6 bzw. 7-) mit dem in den Steuerleitungen (21 bzw. 22) differierenden Luftdruck beaufschlagbar sind, so daß eine wechselseitige Druckluftbeaufschlagung eines Arbeitskolbens (26) in einem Arbeitszylinder (25) von jeder Endstellung einer Hubrichtung des Arbeitskolbens mittels Arbeitsleitungen (23 bzw. 24) zwecks selbsttätigen Hubrichtungswechsels steuerbar ist.
2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (15 bzw. 16) eine zylindrische Ausnehmung (19 bzw. 20) aufweisen, mittels welcher abwechselnd die Buchsen (17 bzw. 18) dichtend umschlossen werden.
3. Ventileinrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (21) direkt mit der Arbeitsleitung (24) verbunden ist und analog die Steuerleitung (22) mit der Arbeitsleitung (23), so daß die Kolben (15 bzw. 16) wechselnd mit dem in entsprechenden Zylinder kammern (8 bzw. 9) des Arbeitszylinders (25) herrschenden Druck beaufschlagt sind.
4. Ventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Kolbenflächen (2 bzw 3) solange mit über eine Druckleitung (12) und die Arbeitsleitungen (23 bzw. 24) in die Zylinderkammern (8 bzw. 9) geführter Druckluft beaufschlagbar sind, bis der Arbeitskolben (26) seine Endstellung auf der jeweils nicht von Druckluft beaufschlagten Seite erreicht und dadurch mangels Gegendruck an den entsprechenden Kolbenflächen (4 bzw. 5) ein Umschlag des Ventilstößels (11) und eine Umkehrung der Kolbenbeaufschlagung erfolgen.