DE3012059A1 - Pneumatische drosselvorrichtung - Google Patents

Pneumatische drosselvorrichtung

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DE3012059A1 DE19803012059 DE3012059A DE3012059A1 DE 3012059 A1 DE3012059 A1 DE 3012059A1 DE 19803012059 DE19803012059 DE 19803012059 DE 3012059 A DE3012059 A DE 3012059A DE 3012059 A1 DE3012059 A1 DE 3012059A1
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Description

25. März 1980 D 8154· - reba
Festo-Maschinenfäbrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen
Pneumatische Drosselvorrichtung.
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Drosselvorrichtung mit einem Gehäuse und in diesem eine Zuströmleitung, eine zum Drosseln dienende Segeleinrichtung und eine Ausgangsöffnung hinter der Regeleinrichtung.
Es ist bekannt, zum Drosseln eines Gasstromes, z.B. von Druckluft oder Luft, sogenannte Drosselschrauben zu verwenden. Derartige Schrauben haben jedoch verschiedene Fachteile. So zeigen sie z.B. ein stark nichtlineares Verhalten, nämlich eine starke Änderung bei kleinem Querschnitt und eine kleine Änderung bei großem Querschnitt. Durch den Hangen schmalen Spalt besteht die Gefahr von Verstopfungen, wenn z.B. das Gas Verunreinigungen mitführt. Weiterhin ist von Nachteil, daß eine Drosselschraube stark mit Reibung behaftet ist.
130042/0084
Dei* vorliegende^ Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drossel zu schaffen, mit der bei einfachem Aufbau und großer Betriebszuverlässigkeit eine präzise Drosselung möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
Statt einer Drosselschräube wird erfindungsgemäß eine drehbare Einstellscheibe verwendet, wobei die Drosselung über den schnecken- oder schraubenförmigen Kanal erfolgt, dessen Verlauf, dessen Breite und/oder Tiefe sich über seine Länge ändern, z.B. nach Art einer logarithmischen Spirale. Die Drosselung wird dabei durch die unterschiedlichen Querschnitte des Kanals und auch die verschiedenen, zu durchströmenden Kanallängen erreicht. Wenn zur Weiterleitung des strömenden Gases der größte Querschnitt zur Verfügung steht, findet nahezu keine Drosselung statt. Wird jedoch die Einstellscheibe verdreht, so daß das Gas einen "Umweg" über den sich Terengenden Kanal in Richtung zur Ausgangsleitung hin machen muß, so findet entsprechend eine Drosselung statt.
Wenn die schraubenlinienförmige Kanalführung weniger als 560° beträgt, so kann die Drossel ganz abgesperrt werden.
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Mit der Erfindung wird eine Kanallänge vorgeschlagen, die etwa einer 3A-Umdrehung des Drehknopfes entspricht.
Da erfindungsgemäß nunmehr statt einem langen schmalen Spalt eine "bessere Annäherung an einen Kreisquerschnitt erreicht wird, ist die Verstopfungsgefahr wesentlich geringer. Weiterhin ist im Vergleich zu Drosselschrauben von Vorteil, daß man mit dieser neuen Drosselvorrichtung ein lineares Verhalten erreichen kann. Es findet eine regelmäßige Zunahme oder Abnahme des Drosseleffektes über den Drehwinkel statt. Dabei ist der Drosselquerschnitt effektiv immer gleichbleibend in derselben Einstellage, im Gegensatz zu Drosselschrauben. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Drossel besteht darin, daß durch die Betätigung der Einstellscheibe über einen Schaft nur eine geringe Reibung entsteht. Dadurch, daß es möglich ist, mit einem Verdrehwinkel von weniger als 560° auszukommen, kann eine billige Skala verwendet werden, wobei die Einstellung der Drossel mit der Skala auf einfache Weise festlegbar (reproduzierbar) ist. Die Herstellung ist denkbar einfach.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Kanal im Querschnitt gesehen eine Dreiecksform aufweist, wobei die Tiefe des in die Unterseite der Scheibe eingelassenen Dreiecks und die Dreiecksseite an
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der Oberfläche der Unterseite jeweils von einem Höchstwert aus, wenn die Zuströmbohrung in der Einstellscheibe und die Eintrittsöffnung der Ausgangsleitung fluchten, kontinuierlich bis zu einem Mindestwert abnehmen. Die
da/
Tiefe des Dreiecks wird bei proportional zum Drehwinkel gewählt. Eine derartige Ausbildung des Kanales ist einfach in der Herstellung. So kann z.B. ein gleichseitiges Dreieck mit einem 60°-Stahl in die Unterseite der Einstellscheibe eingedrückt werden.
Von Vorteil ist es, wenn an der der Zuströmleitung zugewandten Seite der Einstellscheibe eine fest mit dieser verbundene Vorscheibe liegt, die eine Bohrung aufweist, welche mit der in der Einstellscheibe angeordneten Zuströmbohrung in Verbinde .ng steht.
Erfindungsgemäß kai-n ferner vorgesehen sein, daß in der Zuströmleitung ein in das Gehäuseinnere sich öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht darin, daß zwischen der Zuströmleitung und der Ausgangsleitung eine Kurzschlußleitung liegt mit einem sich zur Zuströmleitung hin öffnenden Rückschlagventil. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß beim Druckgefälle die Vorscheibe von der Einstellscheibe abgehoben werden kann.
130042/0084
Eine konstruktive einfache Lösung besteht darin, daß das Gehäuse zweiteilig ausgebildet ist, und zur Abdichtung der beiden Gehäuseteile die Abdeckscheibe mit einer Dichtung versehen ist. Erfindungsgemäß kann dabei vorgesehen sein, daß der Schaft, die Einstellscheibe und die Vorscheibe im vorderen Gehäuseteil gelagert sind und daß zwischen der Vorscheibe und der der inneren Rückwand des hinteren Gehäuseteiles quer durch die Vorkammer eine Feder gespannt ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf der Vorderseite des Gehäuses auf dem Schaft ein Drehknopf mit einer Skala angeordnet ist. Über diesen Drehknopf mit dieser Skala kann die erhöhte Drosselung auf einfache Weise eingestellt werden.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, daß auf dem Schaft eine Nockenscheibe befestigt ist, die mit einem in dem Gehäuse angeordneten Anschlagstift zusammenarbeitet. Durch diese Nockenscheibe läßt sich in Verbindung mit dem Anschlagstift Anfang und Ende der Drosselung auf einfache Weise festlegen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwischen der Vorscheibe und der Einstellscheibe ein Dichtring oder eine Dichtscheibe liegt.
- 10 130042/0084
Nachfolgend sind anhand der Zeichnung .Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
I1Ig. 1 einen Längsschnitt durch eine
erfindungsgemäße Drosselvorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie
II-II durch die Anordnung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht der erfindungsgemäßen
Anordaung von unten bei abgenommenen Drehknopf,
Fig. 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel
des Gegenstandes der Erfindung in derselben Darstellungsweise wie in Fig. I..
Die neue Drosselvorrichtung benteht aus zwei Gehäuseteilen 1 und 2, wobei das Gehäuseteil 2 als Deckel ausgebildet ist. In dem Deckel 2 ist ein Schaft 3 drehbar gelagert, der auf der Außenseite eine Nockenscheibe A- und einen Drehknopf 5 trägt. An der Innenseite des Deckels 2 ist eine Abdeckscheibe 6 angebracht und mit einer Dichtung 7 findet eine
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Abdichtung zwischen den Teilen 1 und 2 statt. Die Abdeckscheibe 6 weist eine Bohrung 8 auf, die mit einer Ausgangsleitung 9 fluchtet.
Fest mit dem Schaft 3 verbunden sind eine Einstellscheibe 10 und eine Vorscheibe 11, wobei zwischen beiden ein Dichtring 12 liegt.
Die Vorscheibe 11 weist eine Bohrung 13 auf, die mit einer Zuströmbohrung 14 in der Einstellscheibe 10 fluchtet und die in den Raum 19 mündet.
Wie besonders deutlich aus der Pig. 2 ersichtlich, mündet die Bohrung 13 über die Zuströmbohrung 14 in einen Kanal an der Unterseite der Einstellscheibe 10. Der Kanal 15 ist im Querschnitt dreckförmig ausgebildet, wobei sich seine Tiefe und die Breite des Kanals oder Länge der Dreiecksseite an der Oberfläche der Unterseite der Abdeckscheibe beginnend von einer der Zuströmbohrung in der Ausgangslage gegenüberliegenden Stellung aus zunehmend verringern. Der Kanal 15 ist etwa schraubenförmig ausgebildet und so lang, daß - gemäß Fig. 2 - vom Maximalwert an der Stelle 15a bis zum Minimalwert an der Stelle 15b etwa eine 3/4-Umdrehung an dem Drehknopf 5 erforderlich sind. Wird der Schaft 3 über den Drehknopf 5 noch etwas weiter gedreht, so ist der Durchgang durch die Drosselvorrichtung vollständig abgesperrt.
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Das Ende der Drehbewegung wird dabei durch die Nockenscheibe 4 bestimmt. Zu diesem Zweck ist ein Nocken 16 an der Scheibe 4- vorgesehen, er schlägt am Ende der Drehbewegung an einem Anschlagstift 17 an, der sich in dem Gehäuseteil 2 befindet.
Eine Vorspannung wird durch eine Feder 18 bewirkt, die sich an der Innenwand des Gehäuseteiles 1 abstützt und die Vorscheibe 11 zusammen mit der Einstellscheibe 10 auf die Abdeckscheibe 6 preßt. Die Feder 18 erstreckt sich dabei durch die Vorkammer 19, in die eine Zuströmbohrung 20 mit einem Rückschlagventil .11 mündet.
Das in der Fig. 4- dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt gleichen Aufbau, lediglich zwischen der Zuströmleitung 20a und der Ausgangsleitung 9a liegt eine Kurzschlußleitung 22 mit eintm sich in Richtung zur Zuströmleitung 20 hin öffnenden Rückschlagventil 2J. Auf diese Weise soll verhindert werden, daß sich die Scheibe 11 von der Scheibe 10 abhebt.
Die Drosselvorrichtung gemäß dor Erfindung funktioniert nun auf folgende Weise:
Die Luft wird über die ZuströmLeitung 20 in die Vorkammer 19 eingeführt. Vorscheibe 11 und Einstellscheibe 10 sind nun fest miteinander, z.B. über Mitnehmer, verbunden.
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Über die Bohrung 13 und die Zuströmbohrung 10 der Einstellscheibe gelangt die Luft in den Kanal 15· Ist nun der Schaft so gestellt, daß die Zuströmbohrung 13 genau mit der Ausgangsbohrung 8 in der Abdeckscheibe 6 fluchtet, so kann die Luft nahezu ungedrosselt über die Ausgangsleitung 9 aus den. Gehäuse strömen. Zur Drosselung wird nun der Schaft 3 entsprechend verdreht. Eine derar-
durch
tige Verdrehung geänderte Scheibenlage ist z.B. in der Fig. 4 dargestellt. Die Luft strömt dabei in gleicher Weise über die Bohrung 13 und die Zuströmbohrung 14 in den Kanal 15 ein. Da nun die Zuströmbohrung 14 gegenüber der Ausgangsbohrung 8 verdreht ist, muß die Luft erst durch den Kanal 15 in Richtung zu der Ausgangsbohrung 8 strömen. Da sich der Querschnitt des Kanales 15 dabei verengt, findet die gewünschte Drosselung des Luftstromes statt. Der Drehwinkel, um den der Drehknopf 3 gedreht wird, ist proportinal der Kanaltiefe und -breite, damit kann also der Betrag der Drosselung bestimmt werden.
Statt der Abdeckscheibe kann man zum Abdecken der Einstellscheibe auch einen Gehäuseteil verwenden.
Im übrigen kann man die neue Drosselvorrichtung auch zum Regeln und Steuern auch eines Gasstromes, nicht nur einer Druckluftströmung, verwenden.
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. .AU.f
Leerseite

Claims (11)

  1. 25. März 1980 D 8154 - reba
    Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen Pneumatische Drosselvorrichtung.
    Ansprüche
    Pneumatische Drosselvorrichtung mit einem Gehäuse und in diesem eine Zuströmleitung, eine zum Drosseln dienende Segeleinrichtung und eine Ausgangsöffnung hinter der Regeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung aus folgenden zusammenwirkenden Teilen besteht:
    a) eine drehbare Einstellscheibe (10), die an einem von außerhalb des Gehäuses (1, 2) aus verdrehbaren Schaft (3) befestigt ist;
    b) an der Einstellscheibe (10) an deren der Ausgangsleitung (9) zugewandten Unterseite ein Kanal (15), der sich etwa schraubenlinienförmig um die Drehachse der Scheibe (10) herum und um weniger als eine Umdrehung über die Unterseite erstreckt und dessen Querschnitt sich über seine Länge ändert;
    130042/0084 - 2 -
    ORIGINAL INSPECTED
    c) eine feststehende Abdeckscheibe (6), welche die Unterseite der Einstellscheibe (10) abdeckt;
    d) in der Abdeckscheibe (6) oder in einem die Abdeckscheibe ersetzenden, und hierbei die Einstellscheibe (10) abdeckenden Gehäuseteil ist im Bereich les Kanales (15) eine zu der Ausgangsleitung (9) führende Ausgangsbohrung (8) angeordnet;
    e) der Kanal (15) steht in der Ausgangslage am Ort des größten Querschnittes über eine Zuströmbohrung (14-) und eine Vorkammer (19) mit der Zuströmleitung (20) in Verbindung»
  2. 2. Drosselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (15) im Querschnitt gesehen eine Dreiecksform aufweist, wobei die Tiefe des in die Unterseite der Einstellscheibe (10) eingelassenen Dreiecks und die Kanalbreite bzw. Dreiecksseite an der Oberfläche der Unterseite jeweils von einem Höchstwert in der Ausgangslage aus, wenn die Zuströmbohrung (14-) in der Einstellscheibe (10) und die Ausgangsbohrung (8) fluchten, kontinuierlich bis zu einem Mindestwert abnimmt .
  3. 3. Drosselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die !Tiefe des Dreiecks an der Unterseite der Einstellscheibe (10) proportional zum Drehwinkel abnimmt.
    — 3 — 130042/0084
  4. 4·. Drosselvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Zuströmleitung (20) zugewandten Seite der Einstellscheibe (10) eine fest mit dieser verbundene Vorscheibe (11) liegt, die eine Bohrung (13) aufweist, welche mit der in der Einstellscheibe (10) angeordneten Zuströmbohrung (14) in Verbindung steht.
  5. 5· Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuströmleitung (20) ein in das Gehäuseinnere sich öffnendes Rückschlagventil (21) angeordnet ist.
  6. 6. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zuströmleitung (20) und der Ausgangsleitung (9) eine Kurzschlußleitung (22) liegt mit einem sich zur Zuströmleitung (20) hin öffnenden Rückschlagventil (23)·
  7. 7.· Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dad.gek daß das Gehäuse zweiteilig ausgebildet ist und zur Abdichtung der beiden Gehäuseteile (1, 2) die Abdeckscheibe (6) mit einer Dichtung (7) versehen ist.
  8. 8. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7? dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (3)» die Ein-
    130042/00 8-A
    Stellscheibe (10) und die Vorscheibe (11) im vorderen Gehäuseteil .2) gelagert sind und daß zwischen der Vorscheibe (11) und der inneren Rückwand des hinteren Gehäuseteiles (1) durch die Vorkammer (19) eine Feder (18) gespannt ist.
  9. 9. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Vorderseite des Gehäuses (2) auf dem Schaft (3) ein Drehknopf (5) mit einer Skala angeordnet ist.
  10. 10. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schaft (3) eine Nockenscheibe (4-) befestigt ist, die mit einem in dem Gehäuse (2) angeordneten Anschlagstift (17) zusammenarbeitet.
  11. 11. Drosselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorscheibe (11) und der Einstellscheibe (10) ein Dichtring (12) liegt.
    130042/0084
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