DE2523667C2 - - Google Patents
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- DE2523667C2 DE2523667C2 DE19752523667 DE2523667A DE2523667C2 DE 2523667 C2 DE2523667 C2 DE 2523667C2 DE 19752523667 DE19752523667 DE 19752523667 DE 2523667 A DE2523667 A DE 2523667A DE 2523667 C2 DE2523667 C2 DE 2523667C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/02—Servomotor systems with programme control derived from a store or timing device; Control devices therefor
Description
Die Erfindung betrifft ein druckmittelbetätigbares Schieberventil
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein Ventil mit den obigen Merkmalen ist z. B. aus der DE-
OS 20 33 614 bekannt, dessen Steuerraum jedoch verhältnismäßig
klein gehalten ist. Bei diesem bekannten Ventil,
wie auch bei anderen bekannten, speziell als Verzögerungsventil
dienenden Ventilen, bei denen ein separater,
getrennt ausgebildeter Verzögerungsraum vorgesehen ist und
die demzufolge relativ viel Raum in Anspruch nehmen - in
diesem letzteren Zusammenhang vgl. z. B. auch die DAS 10 54 846 -,
besteht keine Schwierigkeit darin, wie man einerseits das
Umschalten in die Arbeitsstellung verzögert und andererseits
jedoch das Rückschalten in die Ruhestellung möglichst
unverzögert vornehmen und wie man ferner erreichen kann,
daß das Verzögerungsventil gegebenenfalls möglichst schnell
wieder zum Umschalten in seine Arbeitsstellung bereit ist,
was bisher insbesondere dann nicht ohne weiteres möglich
war, wenn im Verzögerungsraum der zum Schalten erforderliche
pneumatische Druck aufgebaut wird. Außerdem ergeben
sich bei den bekannten Ventilen Nachteile hinsichtlich der
Lagerhaltung wie auch der Nachteil des relativ groß baulichen
Aufwandes, da abgesehen von der an sich schon komplizierten
Konstruktion derartige Ventile entsprechend den unterschiedlichen
Einsatzgebieten und Anwendungen von vornherein
als sogenannte "Öffner", d. h. als in Ruhestellung geschlossene
Ventile, die beim Eintreffen eines Umschaltsignals
den betreffenden Arbeitskreis öffnen, oder als sogenannte
"Schließer", d. h. als in Ruhestellung offene Ventile,
die beim Eintreffen eines Umschaltsignals den betreffenden
Arbeitskreis schließen, hergestellt werden, wobei derartige
Ventile bisher unabhängig voneinander in allen ihren
Einzelteilen gefertigt und zusammengebaut werden mußten, was
nicht nur eine unwirtschaftliche Fertigungsweise bedeutet,
sondern auch bewirkt, daß für jede Ventilart die entsprechenden
Einzelteile für eine gegebenenfalls erforderliche
Reparatur auf Lager gehalten werden müssen.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Ventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1
beschriebenen Art zu schaffen, das als Verzögerungsventil
ein sehr schnell vor sich gehendes Rückstellen des Schiebers
in die Ausgangsstellung gestattet und bei einfachem
kompaktem Aufbau und ohne wesentlichen konstruktiven Mehraufwand
vielseitig anwendbar ist.
Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme wird erreicht, daß einerseits
ein verzögerter Aufbau des zum Schalten benötigten
Druckes im Verzögerungsraum allein über den Signaleingang
möglich ist, andererseits jedoch die Entlüftung des Verzögerungsraumes
über den Bypass wesentlich schneller vor sich
gehen kann. Der Querschnitt des Bypasses kann dabei beliebig
gewählt werden, je nachdem, wie schnell die Entlüftung
des Verzögerungsraumes vor sich gehen soll. Damit ist das
erfindungsgemäße Verzögerungsventil nach Umschalten in
seine Ruhestellung sehr schnell wieder zur verzögerten Umschaltung
in die Arbeitsstellung bereit. Zudem ergibt
sich auch noch eine platzsparende Anordnung, die noch dadurch
verbessert werden kann, daß die Rückschlagmembran an
ihrem inneren Rand fest eingespannt ist und ihr äußerer Rand
federnd elastisch sein kann. Dadurch kann gleichzeitig das
den Signaleingang bildende Teil zum Einspannen des inneren
Randes der Rückschlagmembran verwendet werden. Damit die
Membran leicht, d. h. auf den kleinsten beispielsweise über
dem Atmosphärendruck liegenden Druck ansprechen kann, ist
es vorteilhaft, wenn die Membran von ihrer Eigenspannung
nicht vorgespannt ist. Eine Vorspannung der Membran ist
deshalb nicht notwendig, da sie ja bei Anliegen eines Signals
von diesem beaufschlagt und in ihrer den Bypass schließenden
Stellung gehalten wird. Das Signal kann dabei entweder
durch eine Druckluft oder eine andere Mediumzuführung
gebildet sein. Außerdem ist es nunmehr möglich, die Entlüftung
des Verzögerungsraumes auch unabhängig von der Drossel
und ihrer Einstellung vornehmen zu können.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Weiterbildung des
Erfindungsgegenstandes nach den Ansprüchen 2 und 3, da nunmehr einheitlich
nur ein Gehäuse gleicher Abbildung für ein "Öffner"-
Ventil wie auch für ein "Schließer"-Ventil notwendig ist,
das somit rationeller und billiger aufgrund der möglichen
größeren Serie herstellbar ist, ganz abgesehen davon, daß
auch die Lagerhaltung vereinfacht ist, da ein wesentlicher
Teil des Ventils für beide Ventilarten bzw. -funktionen verwendbar
ist und nur einzelne Elemente der Ventilinnenteile
unterschiedlich sind, während beispielsweise bei einem Verzögerungsventil
aufgrund des identischen Gehäuses auch das
oder die Verzögerungsglieder gleich sein können. Das erfindungsgemäße
Ventil arbeitet bei beiden Funktionen überschneidungsfrei,
und es erfolgen die Umschaltungen sehr
exakt. Durch das überschneidungsfreie Arbeiten lassen sich
auch die Schaltzeitpunkte genauer bestimmen.
Andere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind
der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung
anhand der in der Zeichnug dargestellten Ausführungsbeispiele
näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt
Fig. 1a und 1b eine Seitenansicht bzw. Vorderansicht
eines Verzögerungsventils mit Grundplatte
gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der
Fig. 1b durch ein Verzögerungsventil
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der
Fig. 1b, jedoch mit einigen Änderungen
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung und
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der
Fig. 1a durch das Verzögerungsventil
nach dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel.
Das in der Zeichnung dargestellte pneumatische, als Verzögerungsventil
11 ausgebildete Schieberventil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
(Fig. 2) und das pneumatische Verzögerungsventil 11′
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig.
3) besitzen ein einheitliches, also identisches, etwa rechteckförmiges
Ventilgehäuse 12, das gemäß den Fig. 1a und
1b jeweils auf einer Grundplatte 13 beispielsweise mittels
nicht dargestellter Schrauben befestigt ist. Die Grundplatte
13 ist an ihrer dem Ventilgehäuse 12 abgewandten Seite
mit drei Reihen von je 7 Anschlußstutzen
14 versehen, über die Verbindungsschläuche od. dgl.
geschoben werden können. Die Anschlußstutzen 14 sind mit gemäß
Fig. 1 gestrichelt dargestellten Durchgangsbohrungen 16
in der Grundplatte 13 fluchtend verbunden, die je nach Ausbildung
des darauf befestigten Ventilgehäuses entweder an
der Unterfläche 18 des betreffenden Ventilgehäuses 12 blind
enden oder mit in den Ventilinnenraum führenden Öffnungen
im Ventilgehäuse 12 fluchten. Die Anschlußstutzen 14 können
dabei je nach Bedarf und Notwendigkeit bzw. je nach Art des
auf der Grundplatte 13 befestigten Ventils mit einer oder
mehreren Druckquellen, einem oder mehreren Arbeitselementen
od. dgl. verbunden sein, sie können evtl. verschlossen sein,
oder aber sie können auch als Entlüftungsstutzen frei im
Umgebungsraum enden. Damit ist die Grundplatte 13 nicht nur
für unterschiedliche Ventile, wie Verzögerungsventile und
sonstige Arten von Ventilen, sondern auch für logische Pneumatikbausteine
u. dgl. universell verwendbar, wobei lediglich
die betreffende äußere Beschaltung über die Anschlußstutzen
14 vorgenommen werden muß. Die Grundplatte 13 besitzt
an ihren schmalen Längskanten je eine Hinterschneidung
17, so daß sie auch in einem Schaltschrank durch lösbare
Festklemmung an dort angeordneten Schienen od. dgl.
einsetzbar ist.
Das Ventilgehäuse 12 weist bei den Verzögerungsventilen 11
und 11′ gemäß den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen
eine erste radiale Bohrung 21, eine zweite radiale Bohrung
22 und eine dritte radiale Bohrung 23 auf, die unterschiedlichen
Durchmesser besitzen können und die in eine axiale
Bohrung 24 münden. Die Bohrungen 21 bis 23 besitzen einen
konstanten Abstand voneinander, der dem Abstand der Anschlußstutzen
14 der Grundplatte 13 entspricht, wobei die erste und
die zweite Bohrung 21, 22 in der Längsmittelebene des Ventilgehäuses
12 angeordnet sind, also mit den betreffenden Durchgangsbohrungen
16 und Anschlußstutzen 14 der gemäß Fig. 1b
mittlere Reihe fluchten. Die dritte Bohrung 23 verläuft derart,
daß sie ausgehend von der axialen Bohrung 24 mit dem betreffenden
Anschlußstutzen 14 der gemäß Fig. 1b linken Reihe
fluchtet. Die Bohrungen können an ihrem der Grundplatte 13
zugewandten Ende eine Erweiterung besitzen, in die zur besseren
Abdichtung ein O-Ring 27 eingelegt ist. Die mittige
axiale Bohrung 24 beginnt an der Vorderfläche 28 des Ventilgehäuses
12, wo sie mit einem einen O-Ring 31 tragenden
Schraubstopfen 29 druckdicht verschlossen ist, und mündet in
einen Verzögerungsraum 38, der von der Rückfläche 26 des Ventilgehäuses
12 ausgeht. Die axiale Bohrung 24 beginnt mit
einem Bereich 32, in den angrenzend an das Ende des Stopfens
29 die erste Bohrung 21 mündet, relativ großen Durchmessers,
geht dann über eine zwischen der ersten und der
zweiten Bohrung 21, 22 angeordnete konische Verjüngung 33
in einen Abschnitt 34 kleineren Durchmessers über, in welchen
sowohl die zweite als auch die dritte Bohrung 22, 23
münden, und endet in einer Erweiterung 36, deren Durchmesser
beim Ausführungsbeispiel größer ist als der des Bohrungsbereiches
32. In die Erweiterung 36 mündet eine vierte
radiale Bohrung 37, die in der Längsmittelebene des Ventilgehäuses
12 und in einem dem Abstand der Anschlußstutzen
14 voneinander entsprechenden Abstand von der dritten
Bohrung 23 angeordnet ist, die mit einem Anschlußstutzen 14
der Grundplatte 13 fluchtet und als Entlüftung für die Erweiterung
36 dient. Die Bohrungserweiterung 36, die in den
Verzögerungsraum 38, der kreisförmig oder eine Umrißform
entsprechend dem Ventilgehäuse 12 haben kann, mündet, ist
teils durch einen in den Verzögerungsraum 38 ragenden Stutzen
39 begrenzt. Der Verzögerungsraum 38 ist an der Rückfläche
26 des Ventilgehäuses 12 mittels einer mit einem umfangseitig
eingelassenen O-Ring 41 versehenen Abschlußplatte
42, die an einem in einer Nut des Ventilgehäuses 12 angeordneten
Sicherungsring 43 anliegt, luftdicht abgeschlossen.
Der Verzögerungsraum 38 ist Teil eines Verzögerungsgliedes
73, dessen Teile miteinander verbunden sind, wie an Hand der
Fig. 4 noch beschrieben wird.
In dieses einheitlich ausgebildete Ventilgehäuse 12 sind
nun gemäß den beiden Ausführungsbeispielen entweder Ventilinnenteile
46 oder 46′ einsetzbar, so daß sich entweder
ein in Ruhestellung offenes Verzögerungsventil 11 gemäß
Fig. 2 oder ein in Ruhestellung geschlossenes Verzögerungsventil
11′ gemäß Fig. 3 ergibt.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Verzögerungsventil 11 weisen
die Ventilinnenteile 46 einen Ventilschieber 47, der
sich mittels eines Bundes 51 über eine Druckfeder 49 in einer
Sacklochbohrung am Schraubstopfen 29 abstützt, und einen
Ventilstößel 48 auf, der mit dem Verzögerungsraum 38
in Wirkverbindung steht. Der Ventilschieber 47 liegt in
Ruhestellung mit seinem Bund 51 über einen O-Ring 53 an der
konischen Verjüngung 33 dichtend an. In seinem daran angschließenden
mittleren Bereich besitzt der Ventilschieber
47 eine Ringnut 54, die in Ruhestellung die zweite Bohrung
22 überdeckt und vollständig innerhalb des Bohrungsabschnittes
34 angeordnet ist. Der Ventilschieber 47, der an seinem
dem Bund 51 abgewandten Ende zur radialen Abdichtung mit
einem ein einer Ringnut angeordneten O-Ring 56 versehen ist,
besitzt eine durchgehende zur axialen Bohrung 24 konzentrische
Bohrung 57 , die in Ruhestellung die Verbindung zwischen
den radialen Bohrungen 21 und 23 herstellt. Der Ventilstößel
48 besitzt an seinem dem Ventilschieber 47 zugewandten Ende
einene Dichtring 59, der sich in Arbeitsstellung an eine
die Bohrung 57 umgebende Ringfläche 58 zu deren axialen Abdichtung
anlegt. Das mit dem Dichtring 59 versehene Ende des
Ventilstößels 48 bildet mit dem Bohrungsabschnitt 34 eine
Ringnut 68, in welche die dritte Bohrung 23 mündet. Über
einen durchmessergrößeren Bereich mit einem O-Ring 61 zur
radialen Abdichtung innerhalb des Bohrungsabschnittes 34
geht der Ventilstößel 48 in einen gestuften Abschnitt 62
größeren Durchmessers über, der innerhalb der Bohrungserweiterung
36 angeordnet ist, an dem eine mit ihrem anderen
Ende am Grund der Erweiterung 36 sich abstützende Druckfeder
64 anliegt, welcher einen O-Ring 66 zur Abdichtung gegenüber
dem Verzögerungsraum 38 trägt und der sich an
einen in einer Nut des Stutzens 39 angeordneten Sicherungsring
67 unter Wirkung der Druckfeder 64 abstützt.
Beim in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel vorliegender
Erfindung dient die erste Bohrung 21 als Arbeitsöffnung,
die mit einer oder mehreren Arbeitselementen verbunden
ist, die zweite Bohrung 22 als Entlüftungsöffnung und
die dritte Bohrung 23 als Drucköffnung, die über den betreffenden
Anschlußstutzen 14 mit einer oder mehreren Luftdruckquellen
verbunden ist. In der dargestellten Ruhestellung ist
also die Drucköffnung 23 über die Ringnut 68, den Spalt zwischen
Dichtring 59 und Ringfläche 58 und die in die Bohrungserweiterung
32 mündende konzentrische Bohrung 57 im Ventilschieber
47 mit der Arbeitsöffnung 21 verbunden, so daß das
oder die betreffenden Arbeitselemente unter Druck stehen.
Die Entlüftungsöffnung 22 endet in der Ringnut 54, da der
Ventilschieber 47 unter der Wirkung der Druckfeder 49 mit dem
O-Ring 53 dichtend an der konischen Verjüngung 33 anliegt.
Soll das Verzögerungsventil 11 umgeschaltet werden, so wird
in noch zu beschreibender Weise im Verzögerungsraum 38 ein
Druck aufgebaut, der auf das Ventilstößelende 62 drückt, so
daß der Ventilstößel 48 entgegen der Wirkung der Druckfeder
64 in Richtung Ventilschieber 47 verschoben wird. Dadurch
legt sich der Dichtring 59 an die Ringfläche 58 des Ventilschiebers
47, so daß die konzentrische Bohrung 57 abgedichtet
wird. Dadurch ist die Verbindung zwischen Drucköffnung
23 und Arbeitsöffnung 21 unterbrochen. Unter der Wirkung
des im Verzögerungsraum 38 herrschenden Druckes bewegt sich
der Ventilstößel 48 weiter, so daß dieser den Ventilschieber
47 in gleicher Richtung entgegen der Wirkung der Druckfeder
49 verschiebt, wodurch der am Bund 51 anliegende O-Ring
53 von der konischen Verjüngung 33 frei kommt, so daß
eine Verbindung zwischen Arbeitsöffnung 21 und Entlüftungsöffnung
22 entsteht, wodurch das oder die betreffenden Arbeitselemente
entlüftet werden. Damit erfolgt eine überschneidungsfreie
Umschaltung vom druckbeaufschlagten in den
drucklosen Zustand des oder der Arbeitselemente. Die Umschaltung
erfolgt nach Aufbau des Druckes im Verzögerungsraum
38 schlagartig. Wird der Verzögerungsraum 38 in noch zu
beschreibender Weise entlüftet, bzw. fällt das Umschaltsignal
weg, so wird das Verzögerungsventil 11 ebenfalls schlagartig
und überschneidungsfrei in seine Ruhestellung zurückgeführt,
wobei in entsprechender Weise zuerst die Verbindung
zwischen Arbeitsöffnung 21 und Entlüftungsöffnung 22
geschlossen und dann die Verbindung zwischen Drucköffnung
23 und Arbeitsöffnung 21 geöffnet wird. Die Rückführung von
Ventilschieber 47 und Ventilstößel 48 erfolgt unter der
Wirkung der Druckfeder 49 und 64, wobei die Druckfeder 49
so dimensioniert ist, daß ihre aufzubringende Kraft größer
ist als die Kraft, die dadurch entsteht, daß der über die
Drucköffnung 23 zugeführte Druck auf der Ringfläche 58
steht.
Beim in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung besitzt das Verzögerungsventil 11′, das in
Ruhestellung geschlossen ist, Ventilinnenteile 46′, die einen
Ventilschieber 47′ und einen Ventilstößel 48′ aufweisen.
Der Ventilschieber 47′ ist als kugelkallottenförmiger Teilsitz
ausgebildet, dessen kugelförmige Dichfläche 70 sich in
Ruhestellung unter der Wirkung der sich in der Sacklochbohrung
des Schraubstopfens 29 abstützenden Druckfeder 49 an die konische
Verjüngung 33 dichtend anlegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Ventilstößel 48′ mit einer zur axialen Bohrung
24 konzentrischen Sacklochbohrung 57′ versehen, die die
Verbindung zwischen der zweiten Bohrung 22 und der dritten
Bohrung 23 herstellt. Dazu besitzt der Ventilstößel 48′, der
an seinem in der Bohrungserweiterung 36 angeordneten Ende
gleich ausgebildet ist wie der Ventilstößel 48, ferner in
seinem mittleren Bereich eine Ringnut 68′, die über am Umfang
des Nutengrundes angeordnete radiale Bohrungen 69
mit der Sacklochbohrung 57′ in Verbindung steht. An ihrem
offenen Ende, das mit dem Bohrungsabschnitt 34 einen Ringraum
54 ′ bildet, besitzt die Sacklochbohrung 57′ eine Erweiterung,
deren Ringfläche als nach innen etwa kreisförmig
abgerundete Dichtfläche ausgebildet ist, die in Ruhestellung
der kugelförmigen Dichtfläche 70 des Ventilschiebers
47′ Abstand gegenüberliegt, sich an diese jedoch in
Arbeitsstellung dichtend anlegen kann. Zwischen seiner
Dichtfläche und der Ringnut 68 besitzt der Ventilstößel
48′ in einem Bund einen O-Ring 72 zur radialen Abdichtung,
so daß sich kein Nebenschluß zur konzentrischen Sacklochbohrung
57′ bilden kann.
Beim dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
dient die erste Bohrung 21 als mit einer Druckluftquelle verbundene
Drucköffnung, die zweite Bohrung 22 als mit einem
oder mehreren Arbeitselementen verbundene Arbeitsöffnung und
die dritte Bohrung 23 als Entlüftungsöffnung. In der dargestellten
Ruhestellung des Verzögerungsventils 11′ besteht
eine Verbindung zwischen der Entlüftungsöffnung 23 und der
Arbeitsöffnung 22, und zwar über die Ringnut 68′ die Bohrungen
69, die konzentrische Sacklochbohrung 57′, den Spalt zwischen
den beiden Dichtflächen und dem Ringraum 54′. Die Verbindung
zur Drucköffnung 21 ist durch den an der konischen
Verjüngung 33 dicht anliegenden Ventilschieber 47′ verschlossen.
Wird das Verzögerungsventil 11′ mit einem Umschaltsignal
beaufschlagt, so erfolgt die Umschaltung in derselben Weise
wie beim Verzögerungsventil 11, wodurch sich der Ventilstößel
48 in Richtung Ventilschieber 47′ entgegen der Wirkung
der Druckfeder 64 bewegt. Dadurch wird zunächst die Verbindung
zwischen Entlüftungsöffnung 23 und Arbeitsöffnung 22
geschlossen, indem sich die beiden Dichtflächen
aneinander anlegen. Es erfolgt dann ein Weiterbewegen des
Ventilstößels 48′ unter Mitnahme des Ventilschiebers 47′ entgegen
der Wirkung der Druckfeder 49. Dadurch öffnet sich die
Verbindung zwischen Arbeitsöffnung 22 und Drucköffnung 23,
da der Ventilschieber 47′, von seinem Sitz 33 abhebt. Auch
hier erfolgt die Umschaltung überschneidungsfrei und schlagartig.
Das Schließen des Verzögerungsventil 11, erfolgt in
entsprechender Weise, wobei zuerst die Verbindung zwischen
Drucköffnung 21 und Arbeitsöffnung 22 schlagartig geschlossen
wird, wobei die Druckfeder 49 durch die Wirkung des Druckmediums
auf eine der kugelförmigen Fläche 70 abgewandte Ringfläche
unterstützt wird, und dann die Verbindung zwischen Arbeitsöffnung
22 und Entlüftungsöffnung 23 schlagartig geöffnet
wird.
Beide Verzögerungsventile 11, 11′ besitzen, was sich insbesondere
aus Fig. 4 ergibt, identisch ausgebildete Verzögerungsglieder
73, die abgesehen vom Verzögerungsraum 38 in einer
Gehäusebohrung 74 angeordnet sind, welche senkrecht zur axialen
Bohrung 24 verläuft, jedoch in einer anderen Ebene als
diese angeordnet ist, welche Ebene in der Ebene der gemäß Fig. 1b
rechten Anschlußstutzenreihe der Grundplatte 13 liegt. In
dem der Grundplatte 13 zugewandten Bereich der Gehäusebohrung
74 ist ein mit einer gestuften Bohrung 77 versehenes
Teil 76 angeordnet, welche Bohrung 77 mit einer der Durchgangsbohrungen
16 bzw. einem der Anschlußstutzen 14 fluchtet,
welcher betreffende Anschlußstutzen 14 mit einer Signalquelle
zur Vornahme der Umschaltungen verbunden ist. Die Signalquelle
ist beim Ausführungsbeispiel eine Druckluftquelle, sie
kann beispielsweise aber auch eine hydraulische Quelle sein.
Ebenso kann auch das Ventil selbst für hydraulische od. dgl.
Zwecke einsetzbar sein. In die gestufte Bohrung 77 ist ein
konischer Stift 78 eintauchbar, wodurch bei Luftdurchtritt
eine mehr oder weniger große Drosselwirkung entsteht. Der
Stift 78 ist mit einem Drehschieber 79 starr verbunden, welcher
in einer am Ventilgehäuse 12 befestigten Mutter 81 od. dgl.
Gewindemuffe drehbar gelagert ist und an seinem aus dem
Ventilgehäuse 12 herausragenden freien Ende mit einem Schlitz
zur Verstellung beispielsweise mittels eines Schraubenziehers
versehen ist. Diese freie Ende ist zur Sicherung unbeabsichtigter
Verstellung mit einer Schutzhaube 83 versehen.
Zur Abdichtung nach außen besitzt der Drehschieber 79 innerhalb
der Gehäusebohrung 74 einen O-Ring 84. Der Raum 86 um
den konischen Stift 78, also hinter der Drossel 76, 77 ist
über eine nicht dargestellte Bohrung mit dem Verzögerungsraum
38 verbunden.
Die Gehäusebohrung 74 besitzt an ihrem der Grundplatte 13
zugewandten Ende, an dem ein O-Ring 88 zur Abdichtung angeordnet
sein kann, eine gestufte Erweiterung 87, die mit dem
Teil 76 einen Ringraum 89 bildet. Dieser Ringraum 89 geht in
einen kleineren bzw. schmäleren Ringraum 91 über, der bis zu
einem Bunde des Teils 76 reicht, der die Ringräume 89 und 81
gegenüber dem Raum 86 dicht abschließt. Der Ringraum 91 ist
ebenfalls mittels einer nicht dargestellten Bohrung mit dem
Verzögerungsraum 38 verbunden. Am Übergang vom Ringraum 89 zum
Ringraum 91 ist eine kreisförmige Membran 93 angeordnet, die
mit ihrem Innenrand in einer Ringnut 95 des Teils 76 befestigt
ist. Die Membran 93 liegt mit ihrem federnd elastischen
Außenbereich an der Stufe 94 der Erweiterung 87 der Gehäusebohrung
74, je nach dem von welcher Seite Druck anliegt, entweder
an oder nicht an. Damit bilden die Ringräume 89 und 91
zusammen mit der vom Ringraum 91 ausgehenden und zum Verzögerungsraum
38 führenden nicht dargestellten Bohrung einen Bypass
zur gestuften Bohrung 77 im Teil 76, dem Raum 86 und
der von diesem Raum 86 ausgehenden und zum Verzögerungsraum
38 führenden nicht dargestellten Bohrung.
Liegt am Teil 76 ein Umschaltsignal, beispielsweise in Form
von Druckluft an, so liegt dieses Signal auch über dem Ringraum
89 an der Membran 93 an, so daß sich diese dichtend an
die Stufe 94 anlegt. Die Druckluft kann dann nur durch die
gestufte Bohrung 77 über den Raum 86 in den Verzögerungsraum
38 strömen, wobei die pro Zeiteinheit zugeführte Druckluftmenge
durch mehr oder weniger tiefes Eindringen des konischen
Stiftes 78 in die gestufte Bohrung 77 gedrosselt werden
kann. Dadurch baut sich der Druck im Verzögerungsraum 38
nur mehr oder weniger verzögert auf, so daß die Umschaltung
des Verzögerungsventils 11, 11′ vom Zeitpunkt der Signalzuführung
an mehr oder weniger verzögert erfolgt. Soll
das Verzögerungsventil 11, 11′ wieder aus seiner Arbeitsstellung
in seine Ruhestellung umgeschaltet werden, so wird
die Zuführung des Signals unterbrochen und die nicht dargestellte
Signalleitung entlüftet. Dadurch steht auch an der
Membran 93 von Seiten des Ringraumes 89 kein Druck mehr an,
sondern nur noch ein geringerer Umgebungsdruck. Von Seiten
des kleineren Ringraumes 91 steht jedoch an der Membran 93
ein Überdruck an, so daß sich die Membran 93 von der Stufe
94 abhebt. Dadurch erfolgt die Entlüftung des Verzögerungsraumes
38 nicht nur über den beschriebenen Weg der Signalführung,
sondern auch über den Bypass 91, 89, so daß die
Entlüftung aufgrund des größeren Querschnittes der Entlüftungsverbindung,
die also aus zwei parallelen Wegen besteht,
wesentlich schneller vor sich gehen kann als dies beim Druckaufbau,
also Zuführen des Signals der Fall ist. Die Entlüftung
des Verzögerungsraumes 38 kann also unabhängig von der
Einstellung der Drossel 76, 77 stets schnell erfolgen, insbesondere
dann, wenn der Querschnitt des Bypasses wesentlich
größer ist als der des Drosselweges.
Claims (4)
1. Druckmittelbetätigbares Schieberventil mit einem
Gehäuse, das eine Ventilbohrung besitzt, in die Druckmittelkanäle
einmünden und in der ein in axialer Richtung verschieblicher Ventilschieber angeordnet ist, der
in einer ersten Schaltstellung einen ersten Strömungsweg
zwischen einem ersten und einem zweiten Druckmittelkanal
und in einer zweiten Schaltstellung einen zweiten
Strömungsweg zwischen dem ersten und einem dritten Druckmittelkanal
herstellt und jeweils den anderen Strömungsweg
unterbricht, und der mit einer in eine axiale
Richtung weisenden Betätigungsfläche mit einem wahlweise
mit Druckmittel beaufschlagbaren bzw. vom Druckmittel
entlastbaren Steuerraum in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (47; 47′,
48; 48′) in die die Ruhestellung bildende erste Schaltstellung
in Richtung zum Steuerraum hin vorgespannt
ist, der zugleich als Verzögerungsraum (38) mit großem
Puffervolumen ausgebildet ist, daß der Verzögerungsraum
(38) des Ventils über eine in eine Steuerleitung geschaltete
Drossel (77, 78) mit einer Signalquelle verbunden
ist und daß in einem Bypass (89, 81) zu der Drossel
(77, 78) ein zu dem Verzögerungsraum (38) hin schließendes
Rückschlagventil (93) parallel geschaltet ist, wobei der
Bypass (89, 81) die Drossel (77, 78) koaxial umgibt und
wobei das Rückschlagventil (93) als Membranventil mit
kreisförmiger Membran ausgebildet ist.
2. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Ventilbohrung (24) aus drei
in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Abschnitten
(32, 34, 36) mit einem mittleren Abschnitt (34) kleineren
Durchmessers zusammensetzt, daß der Ventilschieber
im wesentlichen aus zwei getrennten, in axialer
Richtung angeordneten Bauteilen in Form eines Kolbens
(48) und eines Ventilglieds (47) besteht, die in der
ersten Schaltstellung mit axialem Abstand zueinander
und mindestens teilweise jeweils in einem der beiden
Abschnitte (32, 36) größeren Durchmessers angeordnet
sind und jeweils unter der Wirkung einer eigenen, sie
in die erste Schaltstellung vorspannenden Rückstellfeder
(49, 64) stehen, wobei die Federkräfte der beiden
Federn (49, 64) gleichgerichtet sind, daß der Kolben
(48) durch den Steuerdruck im Verzögerungsraum (38)
entgegen den Federkäften betätigbar ist, daß der eine
(21) der Druckmittelkanäle (21, 22, 23) in den dem
Ventilglied (47) zugeordneten Bohrungsabschnitt (32)
größeren Durchmessers und die beiden anderen Druckmittelkanäle
( 22, 23) in den Bohrungsabschnitt (34)
kleineren Durchmessers einmünden, daß in den ersten
Strömungsweg ein im Ventilglied (47) ausgebildeter
Durchgangskanal (57) eingeschaltet ist, wobei das
Ventilglied ( 47) als Sitzventil ausgebildet ist und
in dem den zugehörigen Ventilsitz bildenden Bohrungsabschnitt
(34) kleineren Durchmessers hineinragt, und
daß der Kolben (48) beim Umschalten von der ersten in
die zweite Schaltstellung in einer ersten Umschaltbewegungsphase
nach Überbrückung des Abstandes zum Ventilglied
(47) in Axialrichtung am Ventilglied (4)) zur
Anlage kommt, wobei er gleichzeitig den Durchgangskanal
( 57) unter Abdichtung verschließt und hierbei den ersten
Strömungsweg unterbricht und bei anschließender Fortsetzung
seiner Axialbewegung unter Beibehaltung der Dichtanlage
am Ventilglied (47) dieses zur Öffnung des zweiten
Strömungsweges entgegen der Feder-Vorspannkraft von
seinem in diesem zweiten Strömungsweg befindlichen
Ventilsitz (33) abhebt.
3. Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Ventilbohrung (24) aus drei in axialer Richtung
aufeinanderfolgenden Abschnitten (32, 34, 36) mit
einem mittleren Abschnitt (34) kleineren Durchmessers
zusammensetzt, daß der Ventilschieber im wesentlichen aus
zwei getrennten, in axialer Richtung angeordneten Bauteilen
in Form eines Kobens (48′,) und eines Ventilglieds (47′)
besteht, die in der ersten Schaltstellung mit axialem
Abstand zueinander und mindestens teilweise jeweils in
einem der beiden Abschnitte (32, 36) größeren Durchmessers
angeordnet sind und jeweils unter der Wirkung einer eigenen,
sie in die erste Schaltstellung vorspannenden Rückstellfeder
(49, 64) stehen, wobei die Federkräfte der beiden
Federn (49, 64) gleichgerichtet sind, daß der Kolben (48′)
durch den Steuerdruck im Verzögerungsraum (38) entgegen
den Federkräften betätigbar ist, daß der eine (21) der
Druckmittelkanäle (21, 22, 23) in den dem Ventilglied (47′)
zugeordneten Bohrungsabschnitt (32) größeren Durchmessers
und die beiden anderen Druckmittelkanäle (22, 23,) in den
Bohrungsabschnitt (34) kleineren Durchmessers einmünden,
daß in dem ersten Strömungsweg eine im Kolben (48′) ausgebildete
Sachbohrung eingeschaltet ist, wobei das als
Sitzventil (33, 70) ausgebildete Ventilglied (47′) mit
seinem Stirnende in dem den Ventilsitz (70) bildenden
Übergangsbereich zwischen dem ersten (32) und dem mittleren
Abschnitt (34) der Ventilbohrung (24) liegt, und daß der
Kolben (48′) beim Umschalten von der ersten in die zweite
Schaltstellung in einer ersten Umschaltbewegungsphase
nach Überbrückung des Abstandes zum Ventilglied (47′)
in Axialrichtung am Ventilglied (47′) zur Anlage kommt,
wobei er gleichzeitig die Sachbohrung (57′) unter Abdichtung
verschließt und hierbei den ersten Strömungsweg
unterbricht und bei anschließender Fortsetzung seiner
Axialbewegung unter Beibehaltung der Dichtanlage am Ventilglied
(47′) dieses zur Öfffnung des zweiten Strömungsweges
entgegen Feder-Vorspannkraft von seinem in diesem zweiten
Strömungsweg befindlichen Ventilsitz (70)
abhebt.
4. Schieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolben (48; 48′) einen mit
dem Ventilglied (47; 47′) zusammenwirkenden Teil kleineren
Durchmessers aufweist, der während der Dichtanlage am
Ventilglied (47; 47′) mit einem stirnseitigen, ringförmigen,
die Mündung des Durchgangskanals (57) bzw. der Sackbohrung (57′) umgebenden
Dichtrand an diesem anliegt.
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