DE3027022A1

DE3027022A1 - Ventilvorrichtung zur kontrollierten zufuhr von druckmittel

Info

Publication number: DE3027022A1
Application number: DE19803027022
Authority: DE
Inventors: Per Klinga; Styrbjoern Pettersson
Original assignee: Mecman AB
Current assignee: Mecman AB
Priority date: 1979-07-20
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1981-02-05
Also published as: IT8023542A0; SE418523B; FR2461878A1; SE7906261L; FR2461878B1; IT1131723B

Description

Patentanwalt _on„_ft»_o

Menzelstr. 40, 7000 Stuttgart 1 - 3 -

16.JuIi 1980

AB Mecman A 36 89o/brw

Box 32o35

S-12611 Stockholm 32

Ventilvorrichtung zur kontrollierten Zufuhr von Druckmittel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilvorrichtung, verbunden mit einer Druckmittelquelle, zur kontrollierten Druckmittelzufuhr zu unä^uicontrollierten Druckaufbau in einem Druckmittelsystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist bekannt, eine Drosselanordnung zwischen der Druckmittelquelle und dem zu speisenden Druckmittelsystem anzuordnen, um einen relativ langsamen Druckanstieg sicherzustellen und Druckstöße, die die Apparatur, die zu bearbeitenden Gegenstände und Personen im Umfeld des Systems beschädigen können oder gefährden, zu vermeiden.

Wenn z.B. ein pneumatisches System mit Luft beaufschlagt wird, ist es erwünscht, daß eine derartige Ventilvorrichtung sicherstellt, daß der Druckaufbau kontrolliert erfolgt, so daß aufgrund des Druckstoßes plötzliche Bewegungen von Arbeitszylindern oder anderen Komponenten vermieden werden. Wenn ein pneumatisches System längere Zeit drucklos war, z.B. während eines Wochenendes, kann· es vorkommen, daß die Zylinderkolben o.a. in einer solchen Stellung sind, daß sie bei einem plötzlichen Druckanstieg keinen Gegendruck haben und daher ruckartige Bewegungen ausführen und unkontrolliert arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Ventilvorrichtung der vorher beschriebenen Art zu schaffen, die eine kontrollierte, gefahrlose und sichere Zufuhr von Druckmittel zu einem Druckmittelsystem ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

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Mit einer derart ausgestatteten Ventilvorrichtung ist es möglich, einerseits einen kontrollierten Druckanstieg im Druckmittelsystem zu erreichen.und andererseits während dem Betrieb der Vorrichtung eine ausreichende Druckmittelzufuhr sicherzustellen.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Ventilanordnung ein Schieberventil mit eier ersten Kolbenfläche im Zustrom der Drosselanordnung und mit einer zweiten Kolbenfläche im Abstrom der Drosselanordnung, wobei die erste und zweite Kolbenfläche bei anstehendem Druck eine gegeneinander gerichtete Kraftwirkung erzeugen und ihre effektiv wirksamen Bereiche entsprechend dem vorherbestimmten, proportionalen Teil des Druckes im Zustrom der Drosselanordnung bemessen sind, so daß das Schieberventil bei Erreichen des entsprechenden Druckverhältnisses betätigt wird und als "By-pass" die Drosselanordnung umgeht, so daß eine ungedrosselte Speisung des Druckmittelsystems von der Druckmittelquelle sichergestellt ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung erklärt, die schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung zeigt.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Schaltplan mit einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung, einem Schieberventil und einem Start/Stopventil.

Fig. 2 zeigt ßchematisch einen Schnitt durch ein Schieberventil als Teil der Ventilvorrichtung, einer Drosselanordnung und einem mit diesen Teilen zusammenwirkenden Umsteuerventil.

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Die pneumatische Anordnung in Pig. 1 enthält eine Druckmittelquelle 1, eine damit verbundene Drosselanordnung 2, ein parallel zur Drosselanordnung geschaltetes Schieberventil 3j dessen Schieber in Abhängigkeit vom Druck im Zustrom und im Abstrom der Drosselanordnung beweglich ist, ein mit dem Schieberventil 3 zusammenarbeitendes Umsteuerventil 4 und ein Start/Stopventil 5. Das Umsteuerventil 4 besteht aus einem Dreikanal-,Zweistellungssitzventil mit einem Einlaßkanal 41 und zwei Auslaßkanälen 42, 43. Ein Auslaßkanal 42 ist über einen Anschlußkreis 6 mit dem nicht dargestellten pneumatischen System verbunden, das aus ein oder mehreren pneumatischen Teilen wie Arbeitszylinder oder ähnlichem bestehen kann und von der Druckmittelquelle 1 gespeist wird, wobei der zweite Auslaßkanal 43 des Umsteuerventils über den Kanal 7 mit einem abführenden Auslaß verbunden ist, z.B. über eine nicht gezeigte Drossel. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Umsteuerventils 4 ist das System drucklos, d.h., das pneumatische System ist mit dem abführenden Auslaß über die Kanäle 6 und 7 verbunden. Wenn jedoch das Start/Stoppventil 5 in seine gezeigte Stellung (Fig. 1) gebracht wird, wird das Umsteuerventil 4 in die andere, nicht gezeigte Stellung umgeschaltet, so daß das pneumatische System von der Luftdruckquelle 1 über die Drosselanordnung 2, den Einlaßkanal 4l, den Auslaßkanal 42 und den Anschluß 6 gespeist wird, wobei der Anschluß 7 abgesperrt ist.

Die Drosselanordnung 2 ist zum Einschränken, das heißt Drosseln der Strömung der Druckluft während des Druckaufbaus vorgesehen. Da die Drosselwirkung auf einem Druckabfall beruht, schließt dies einen Nachteil während dem Betrieb des Druckmittelsystems ein, die erfindungsgemäß durch folgende Maßnahmen vermieden werden. Entsprechend der Erfindung arbeitet das Schieberventil 3 mit der Drosselanordnung 2 derart zu-

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sammen, daß die Drosselanordnung 2 durch einen By-pass umgangen wird, wenn das Druckmittelsystem mit Luft gefüllt ist bzw. wenn der anwachsende Druck im Druckluftsystem (und der im Anschlußkreis 6) einen vorbestimmten, proportionalen Teil des Druckes im Zustrom der Drosselanordnung erreicht hat, das heißt, der Druck im zuführenden Kanal 6 zum Druckmittelsystem einen vorbestimmtenj proportionalen Wert des Druckes im Kanal 3o von der Druckmittelquelle 1 zur Drosselanordnung 2 erreicht hat. Wie durch die Linien 8 (gestrichelt) und 9 in Fig. 1 angedeutet, tastet das .Schieberventil 3 den Druck im Zustrom der Drosselanordnung 2 und im Abstrom vom Umsteuerventil ¹I ab, wie nachstehend erläutert wird.

Fig. 2 gibt eine Einheit wieder, die aus einem Schieberventil 3, der einstellbaren Drosselanordnung 2 und dem Umsteuerventil 4 besteht. Das Umsteuerventil 4 ist von bekannter Ausführung und enthält eine Ventildruckstange 45, die in einem Gehäuse 44 angeordnet ist und mit zwei Ventilsitzen 46 und 47 zusammenarbeitet, so daß entweder die Kanäle 4l und 42 oder die Kanäle 42 und 43 miteinander verbunden sind. Eine Druckfeder 48 ist bestrebt, die Ventildruckstange 45 in der gezeigten rechten Stellung zu halten. Wenn ein Kontrolldruck über den Kontrollkanal 49 vom Ventil 5 (Fig. D auf eine Stirnfläche der Ventildruckstange aufgegeben wird, schaltet das Umsteuerventil 4 in seine nicht gezeigte linke Position um, so daß die Kanäle 4l und 42 miteinander in Verbindung stehen und der Kanal 43 abgesperrt ist.

Der untere Teil der Einheit in Fig. 2 besteht aus einem Gehäuse 34, das einerseits die einstellbare Drosselanordnung 2 enthält, die einen Einlaßkanal 3o mit einem Auslaßkanal 31 direkt verbindet, wobei der Auslaßkanal 31 mit dem Einlaßkanal 41 des Umsteuerventils 4 direkt in Verbindung steht und andererseits einen Schieber 35 enthält, der zwischen zwei

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Endstellungen beweglich ist und zwei Kolben 36, 37 an seinen Enden aufweist, die in entgegengesetzter Richtung vom Luftdruck im Einlaßkanal 3o bzw. dem Auslaßkanal 42 des Umsteuerventils druckbeaufschlagt sind, wobei die Druckbeaufschlagung vom Auslaßkanal 42 auf die Kolbenfläche 37b über einen Kanal 9 erfolgt, der durch gestrichelte Linien in der Zeichnung angedeutet ist. Weiterhin hat der Schieber 35 einen gering erweiterten mittleren Teil 38, der sich in abschließendem Kontakt bis an die Wandung eirer Bohrung 39 erstreckt, die zwischen der Auslaßöffnung 31 und dem Kanal, der den Austrittsdurchlaß 43 des Umsteuerventils 4 mit dem Auslaßkreis 7 verbindet, liegt.

Die gezeigten Teile arbeiten in folgender Weise miteinander; In der Ausgangsstellung (druckloses pneumatisches System). nehmen die Ventildruckstange 45 und der Schieber 35 die in Fig. 2 gezeigte Stellung ein, wobei das pneumatische System über die Kreise 6 und 7 mit dem abführenden Auslaß in Verbindung steht. Wird das Ventil 5 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung umgeschaltet, so wird durch den anstehenden Druck über den Kontrollkanal 49 die Ventildruckstange 45 betätigt und damit in ihre nicht gezeigte linke Stellung umgeschaltet, in der der Einlaßkanal 41 und der Auslaßkanal 42 über den Anschlußkreis 6 mit dem pneumatischen System in Verbindung stehen. Die Druckluft strömt in einer bestimmten Menge von der Druckluftquelle 1 durch das Drosselventil 2, so daß das pneumatische System langsam mit Luft gefüllt wird, was ein Anwachsen des Luftdrucks bewirkt. Daraus ergibt sich, daß zwangsweise auch der Luftdruck in den Kanälen 31» 42 bzw. ansteigt und dieser Druck ebenfalls auf die Kolbenflächen 36b, 38a und 37b ausgeübt wird, während der Speisedruck auf die Kolbenfläche 36a wirkt. Wenn die effektiv druckbeaufschlagte Kolbenfläche 37b + 36b - 38a größer ist als die effektive Fläche der Kolbenfläche 36a, wird der Schieber bei Erreichen eines gewissen Druckverhältnisses umschaltei und seine gestrichelt gezeigte, linke Stellung einnehmen. Hierbei

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wird der Schieber einen By-pass freigeben, der die Drosselanordnung 2 umgeht und bei der der Einlaßkanal 3o direkt mit dem Auslaßkanal 31 verbunden ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Umschaltpunkt bei einem Druckanstieg im angeschlossenen Druckmittelsystem bis auf ungefähr 75 bis 80%des Pülldrucks liegen. Es ist wesentlich, daß der Umschaltdruck relativ hoch ist, nämlich wenigstens 50 %_t vorzugsweise 60 bis 90 % des Fülldrucks beträgt. Dies stellt sicher, daß die Teile des pneumatischen Systems eine richtige Startposition einnehmen-, auch wenn sie unter Last liegen oder gegen äußere Kräfte verstellt werden müssen.

Ab dem Umschaltpunkt des Schiebers 35 wird das pneumatische System mit Druckluft gefüllt, die ein wesentlich höheres Durchströmurigsmaß hat, wobei der gewünschte Arbeitsdruck erhalten wird. Bei Anordnung des Ventils 5kanndas Druckmittelsystem im Notfall (Not Aus) gestoppt werden, und zwar durch Schalten des Schiebers ^5 des Umsteuerventils H in die dargestellte Stellung, so daß das pneumatische System mit dem abführenden Auslaß über die Kreise 6 und 7 verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung kann ebenso bei hydraulischen Systemen oder anderen Druckmittelsystemen verwendet werden.

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Claims

Patentanwalt

Mtnzelsir.4O.· O:0 Stuttgart 1 w . «. f ν «. «.

Iß· Juli 1980

AB Mecman A 36 890/brw

Box 32o35

S-12611 Stockholm 32

Ansprüche :

.) Ventilvorrichtungj verbunden mit einer Druckmittelquelle, zur kontrollierten Druckmittelzufuhr zu und kontrolliertem Druckaufbau in einem Druckmittelsystem, wobei eine Drosselanordnung zwischen der Druckmittelquelle und dem Druckmittelsystem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speiseleitung zwischen der Druckmittelquelle (1) und dem Druckmittelsystem (Zuführung Leitung 6) eine Ventilanordnung (35) vorgesehen ist, die vom anstehenden Druck im Zustrom (3o) und im Abstrom (3I₃ ^1) der Drosselanordnung (2) beaufschlagbar ist und die die Drosselanordnung (2) überbrückt, wenn der ansteigende Druck im Abstrom (31* ^l) einen vorbestimmten, proportionalen Teil des Druckes im Zustrom (30) erreicht.

2, Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung ein Schieberventil (35) enthält, das mit einer ersten Kolbenfläche (36a) im Zustrom (3o) der Drosselanordnung (2) und mit einer zweiten Kolbenfläche (37b + 36b - 38a) im Abstrom (31j ^l bzw. 9) der Drosselanordnung (2) angeordnet ist, wobei die erste und zweite Kolbenfläche gegeneinander gerichtet liegen und ihre effektiv wirksamen Bereiche entsprechend den vorherbestimmten, proportionalen Teil des Druckes im Zustrom (3o) der Drosselanordnung bemessen sind.

3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drosselanordnung (2) und der zweiten Kolbenfläche (37b + 36b - 38a) ein Umsteuerventil (4) vorgesehen ist.

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H. Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerventil ein Zweisitzventil enthält, das in einer ersten Stellung das Druckmittelsystem (über 6) mit einem Auslaß (über 7) verbindet (Fig. 2) und in einer anderen Stellung die Drosselanordnung (2) mit dem Druckmittelsystem (über 6) verbindet.

5. Ventilvorrichtung nach Anspruch ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerventil durch eine Start/Stoppvorrichtung (5) steuerbar ist, die vorzugsweise als„Not Aus vorgesehen ist.

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