DE3216692A1 - Elektropneumatisches servoventil - Google Patents

Elektropneumatisches servoventil

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DE3216692A1 DE19823216692 DE3216692A DE3216692A1 DE 3216692 A1 DE3216692 A1 DE 3216692A1 DE 19823216692 DE19823216692 DE 19823216692 DE 3216692 A DE3216692 A DE 3216692A DE 3216692 A1 DE3216692 A1 DE 3216692A1
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Wolf-Dieter Dr.-Ing. 7731 Unterkirnach Goedecke
Gerhard 7712 Hüfingen Schneckenburger
R. Dipl.-Ing. 5100 Aachen Schwenzer
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Kienzle Apparate GmbH
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    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
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    • F16K31/082Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet using a electromagnet and a permanent magnet

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Description

  • Elektropneumatisches Servoventil
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektropneumatisches Servoventil mit einer Vorsteuerstufe und einer Ventilhauptstufe, wobei die Vorsteuerstufe des Ventils aus einem Düse-Prallplatte-System besteht, dessen Funktionsweise über ein Tauchspulensystem steuerbar ist.
  • Die Anwendung eines Pneumatik-Zylinders gewinnt immer mehr an Bedeutung, wenn es gelingt, durch Weiterentwicklung von Steuerungseinrichtungen die Anwendungsbereiche für den an sich preiswerten und einfach aufgebauten Pneumatik-Zylinderantrieb weiter zu erschließen. Um beispielsweise einen Pneumatik-Zylinder in der Montage- und Handhabungstechnik erfolgversprechend einsetzen zu können, ist es als Vorbedingung nötig, möglichst ohne aufwendige Hilfsmittel solche Antriebe weitgehend frei positionierbar zu machen. Darüber hinaus wird von einem beispielsweise pneumatischen Linearantrieb verlangt; mit möglichst hoher Geschwindigkeit jede verlangte Zwischenposition und letztere wiederholt mit einem geringsten Wegfehler anzufahren. Das Anfahren von Zwischenpositionen mit höchstmöglicher Präzision ist im Gegensatz zu hydraulischen Antrieben im Bereich der Pneumatik wegen der viel größeren Kompressibilität der Luft nur mit Zusatzeinrichtungen zu verwirklichen. Bei Steuersystemen, in welchen der Positioniervorgang über das Setzen von Fest- oder Endanschlägen zu erreichen ist, ist im allgemeinen eine sehr exakte Positionierung des Zylindrkolbens erzielbar; sie sind jedoch nur eingeschränkt für einfache Wegsteuerungsprobleme anwendbar und schon nicht mehr sinnvoll einsetzbar bei einer Forderung nach einer größeren Anzahl von Zwischenpositionen und häufigeren Veränderungen der Wegpositionen. Im Gegensatz zu Endanschlagsystemen bietet sich für komplexe Bewegungssteuerungen ein Regelsystem an, bei dem eine Beeinflussung auf den Stellantrieb stattfindet, solange eine Soll- und eine Ist-Position nicht übereinstimmen.
  • Es sind pneumatische Stellungszylinder mit integrierten pneumatischen Positionsregelsystemen bekannt. Bei derartigen Einrichtungen wird durch einen Steuerdruck, der den Soll-Wert repräsentiert, der Schieber eines am Stellzylinder angebauten Servoventils ausgelenkt und damit durch Belüften einer Zylinderkammer der Stellkolben bewegt. Die Bewegung des Stellkolbens nimmt über mechanische Verbindungselemente rückwirkend Einfluß auf die Position des unter Steuerdruck stehenden Schiebers des Servoventils. In dem Moment, wo sich das Kräftegleichgewicht zwischen der Kraft auf den Schieber durch den Steuerdruck und der von der Position des Stellkolbens über beispielsweise eine Zugfeder auf den Schieber wirksamen Gegenkraft einstellt, hat der Stellkolben seine durch den Steuerdruck bestimmte Soll-Lage erreicht. Hieraus resultieren für viele Anwendungsfälle zu lange Ansprechzeiten. Es ist mit einem derartigen Regelsystem auch nicht mit ausreichender Genauigkeit eine beliebige Positionierung des Stellkolbens steuerbar, weil die Lage des Stellkolbens ausschließlich von der genauen Dosierung des Steuerdruckes im Steuerluftraum des Servoventils abhängig ist und der Versorgungsdruck im Stellzylinderraum keinen direkten Einfluß nimmt auf den Steuerungsvorgang. Nachteilig bei derart tigen pneumatisch-gesteuerten Reglersystemen wirkt sich aus, daß in vielen Anwendungsfällen erheblicher Aufwand für die Dosierung des Steuerdruckes betrieben werden muß. Außerdem erlauben es derartige Servosysteme nicht, daß elektrisch vorgegebene Ablaufprogramme hinsichtlich beispielsweise Weg- oder Zeitfunktionen oder Funktionsfolgen direkt verarbeitet bzw. in entsprechende Zustände umgesetzt werden können.
  • Durch einen zunehmenden Einsatz elektrischer Bauelemente in der Steuerungs- und Regelungstechnik wurden auch pneumatische Positionierantriebe entwickelt, die über elektrische Regelkreise steuerbar sind. In diesem Zusammenhang sind Pneumatik-Zylinder bekannt geworden, die über ein elektropneumatisches Servoventil angesteuert werden. Die Vorsteuerstufe eines Ser- voventils besteht aus einem Düse-Prallplatten-System, wobei die Prallplatte aber ein Tauchspulensystem bewegt werden kann.
  • Der der Stellung der Prallplatte entsprechende Staudruck wirkt auf den Schieber der Hauptstufe und lenkt diesen aus. Ein elektrisch-pneumatischer Umformer aus einer Tauchspule mit nachgeschaltetem Düse-Pra.llplatten-System weist gegenüber'rein mechanischen Regelsystemen erhebliche Vorteile insbesondere aufgrund der wesentlich geringeren Kosten des elektropneumatischen Regelkreises auf. Positionierantriebe mit elektrischen Regelkreisen zeichnen sich darüber hinaus durch ein besseres dynamisches Verhaiten des Antriebes sowie durch geringere Positionierabweichungen besonders aus. Um den an sich preiswerten und einfach aufgebauten Pneumatikantrieb für weite Anwendungsbereiche, beispielsweise in der Handhabungs- und Montagetechnik, zu erschließen, bedarf es eigentlich vor allem der durch elektriJ sche Regelkreise in den Vorsteuerstufen beherrschbaren untsetzung elektrischer Signale in eine pneumatisch exakt steuerbare Wegstreckeneinstellung eines Stellzylinderantriebes. Voraussetzungen hierfür sind die sensible und schnelle Reaktionsfähigkeit des elektropneumatischen Umformers, der in.seiner Wirkung von der Einstellung des Düse-Prallplatten-Systems in einen optimalen Arbeitspunkt abhängig ist.
  • Auf gabe der Erfindung ist es, ein elektropneumatisches Servoventil für pneumatische Steuer- und Regelsysteme zu schaffen, dessen Vorsteuerstufe leicht austauschbar und mit einfachen Mitteln zur Feineinstellung des optimalen Arbeitspunktes des elektromechanischen Regelkreises versehen ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtungen der Vorsteuerstufe und diejenigen der Ventilhauptstufe in voneinander getrennten, mittels stufenlos zueinander einstellbaren Verbindungsmitteln versehenen Gehäusen angeordnet sind, dergestalt daß mit einer extern durchführbaren Einstellung der beiden Gehäuseteile der. Abstand eines Prallplatten-Systems im Gehäuse der Vorsteuerstufe zu einer Düse im Gehäuse der Ventilhauptstufe in eine definierte Position eines gewünschten Arbeitspunktes einstell- und fixierbar ist.
  • Eine Voraussetzung für eine vorteilhafte Wirkungsweise des Gegenstandes der Erfindung ist die Schaffung einer variabel einstellbaren Trennstelle zwischen den Einrichtungen der Vorsteuerstufe und solchen der Ventilhauptstufe des elektropneumatischen Servoventils. Gelingt es durch eine einfache Einstellbarkeit der beiden Funktionsbaugruppen, das Servoventil optimal auf einen bestimmten Arbeitspunkt einzustellen, so entfallen damit viel Aufwand bei der Montage und die sonst notwendigen Hilfsmittel und Maßnahmen zur Erzielung der an das Regelsystem gestellten Anforderungen. Um dieses Ziel zu erreichen,.sind die Bauelemente für die Umsetzung elektrischer Signale in pneumatischen Steuerdruck in einem getrennten Gehäuse angeordnet, das im Sinne-der einfachen Montage, der Austauschbarkeit und nicht zzletzt zur Feineinstellung des Arbeitspunktes Merkmale aufweist, die der Erfüllung der gestellten Anforderungen dienen. Entsprechend sind in einem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse die Teile eines elektropneumatischen Signalumformers, im wesentlichen bestehend aus einem Magnetanker, einem Dauermagnetring, einem ringförmigen Polschuh, einer Spule mit Spulenkörper und einer den Spulenkörper tragenden Membranfeder, untergebracht. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Spulenkörper mit einer einstückig angeformten Prallplatte und gleichzeitig mit Maßnahmen zur Verbindung mit einer Membranfeder versehen. Aufgrund der Lagerung der scheibenförmigen Membran feder peripher in der zylindrischen Gehäuseinnenwand im Bereich des Steuerluftraumes des Gehäuses einer mit dem zusammenfassenden Begriff einer Vorsteuerstufe bezeichneten Baugruppe nimmt die Spule in bezug auf das Eintauchen in den Magneten und damit auch die Prallplatte eine definierte Lage zum Gehäuse der Vorsteuerstufe ein. Um einen gewünschten Steuereffekt in der Um-Setzung der elektrischen Signale in einen pneumatischen Steuerluftdruck bzw. -strom zu bewirken, ist es erforderlich, den Abstand der Prallplatte im Gehäuse der Vorsteuerstufe zur Fläche einer fest im Gehäuse einer Ventilhauptstufe angeordneten Düse in einer Düsenscheibe individuell durch eine stufenlose Verstellmöglichkeit einzustellen. Hierzu sind am Gehäuse der Vorsteuerstufe und desgleichen korrespondierend im Gehäuse der Ventilhauptstufe jeweils Feingewinde vorgesehen, die neben der Funktion einer lösbaren Verbindung der Vorsteuerstufe mit der Ventilhauptstufe dem Zweck dienen, über eine stufenlos verstellbare Feineinstellung von Fall zu Fall im Einbau zustande den Arbeitspunkt optimal auf den realen Bedingungen abstimmbar einzustellen. Damit wird erreicht, daß die Prallplatte mit einem Höchstmaß an Genauigkeit an. die Düse der Düsenscheibe heranführbar ist. Durch die Anordnung eines elastomeren, ringförmigen Dichtelementes ist sichergestellt, daß über einen weiten Bereich der Arbeitspunkteinste lung die Druckluft im Steuerluftraum ausschließlich über die Düse austreten kann. Die Funktion der den Luftstrom aus der Düse steuernden Prall platte kann gemäß einer besonderen Ausführungsform auch direkt von der Membranfeder unmittelbar übernommen werden. Zu diesem Zweck ist die Membranfeder beispielsweise in am Spulenkörper einstückig angeformten, dezentral angeordneten Aufnahmezapfen aufgenommen und fixiert.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Servoventils gemäß den Merkmalen der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und anhand von Zeichnungen erläutert.
  • Es zeigt FIG. 1 ein Schnittbild eines Servoventils' bestehend aus einer Vorsteuerstufe und einer Ventilhauptstu£e, FIG. 2 eine Ausbildungsform der Vorsteuerstufe im Schnitt, FIG. 3 eine weitere Ausbildungsform der Vorsteuerstufe mit gleichzeitiger Ausbildung der Membranfeder als Prallplatte.
  • Eine Ausführungsform des elektropneumatischen Servoventils gemäß der vorbeschriebenen Art besteht aus einer Vorsteuerstufe 1 und einer Ventilhauptstufe 2, wobei die Einrichtungen der Vorsteuerstufe 1 in einem Gehäuse 3 und die Einrichtungen der Ventilhauptstufe 2 in einem separaten Gehäuse 4 untergebracht sind. Als Einrichtungen der Vorsteuerstufe 1 sind in dem Gehäuse 3 ein Permanent-Magnet 5, ein Anker 6, eine Spule 7 mit einem besonders ausgebildeten Spulenkörper 8 mit einer integrierten Prallplatte 9 untergebracht. Der Spulenkörper 8 mit der Prallplatte 9 wird durch eine Membranfeder 10 getragen, indem die Prallplatte 9 in eine entsprechende Bohrung 11 in der Membranfeder 10 beispielsweise durch einen Preßsitz oder auf formschlüssige Art sich selbsthaltend aufgesteckt ist. Gemäß dem Aufbau der Vorsteuerstufe 1 nach FIG. 2 und 3 ist im zylindrischen Hohlraum 14 der Vorsteuerstufe 1 nahe der der Ventilhauptstufe zugewandten Stirnseite 12 ein nach innen vorstehender Bund 13 vorgesehen. Dieser Bund 13 dient zur Auflage eines von der zunächst offenen Stirnseite 15 in den zylindrischen Hohlraum 14 eingelegten ringförmigen Polschuhs 16.
  • Als nächstes Teil wird in den Hohlraum 14 ein gleichfalls ringförmiger Permanent-Magnet 5 und schließlich ein im Schnittbild T-förmig dargestellter Anker 6 eingelegt, dessen Ankerzapfen 18 in der Einbaulage etwa mit der Unterkante des Polschuhs 16 abschließt. Ein über die nach außen gerichtete Ankerstirnfläche 19 vorstehender Rand 20 des Gehäuses 3 wird nach innen umgebördelt und hält somit die in das Gehäuse 3 eingelegten Teile in einer unveränderbar definierten Lage zu den sonst durch die Bauform der Vorsteuerstufe 1 bestimmten weiteren .Funktionsebenen.
  • Eine dieser vorerwähnten Funktionsebenen wird gebildet durch die Positionierung einer mit einer Austrittsöffnung 21 einer Steuerluft-Düse 22 zusammenwirkenden Fläche 23 einer Prallplat- te 9. Die Prallplatte 9 in einer gemäß FIG..2 dargestellten Ausbildungsform ist Teil eines einstückig ausgebildeten Spulenkörpers 8 und ist, wie bereits erwähnt, in der zentralen Bohrung 11 der scheibenförmigen Membranfeder 10 aufgenommen.
  • Die Membranfeder 10 wird in einem Einstich 26 in der Innenwand des Gehäuses 3 gehalten. Damit ist die stromlose Ausgangslage der Spule 7 im Luftspalt 17 des Magnetfeldes zwischen Polsohuh 16 und Ankerzapfen 18 bestimmt und gleichzeitig die Position der wirksamen Fläche 23 der Prallplatte 9 bezogen auf das Gehäuse 3 definiert. Für eine stufenlose Feineinstellung der Lage der Vorsteuerstufe 1 zur Ventilhauptstufe 2 und gleichzeitig als Befestigungsmittel zur Verbindung mit der Ventilhauptstufe 2 ist an einem bundförmig erweiterten Teil der Gehäuseaußenwand der Vorsteuerstufe 1 ein Feingewinde 24 vorgesehen, mittels welchem sich die komplette Vorsteuerstufe 1 in eine auf der einen Stirnseite im Gehäuse 4 der Ventilhauptstufe 2 angeordnete Feingewindebohrung 25 einschrauber. last. Auzgrwad der Eigenschaft einer kleinen Steigung der Gewindegänge bei einem Feingewinde läßt sich die Vorsteuerstufe 1 und hier insbesondere die in fester Verbindung zu dem Gehäuse 3 positionierte Membranfeder 10 mit der Prallplatte 9 über einen relativ großen Verdrehweg mit entsprechend großer Genauigkeit an die Austrittsöffnung 21 der Düse 22 heranführen. Die Düse 22 ist in einer austauschbaren Düsenscheibe 27 vorgesehen, welche in das Gehäuse 4 in Auflage auf eine zylindrische Steuerbuchse 28 einlegbar ist. Um sicherzustellen, daß die Druckluft aus einem Steuerluftraum 29 ausschließlich über die Düse 22 austritt, ist bei einer Ausführungsform gemäß FIG. 2 zwischen Dusenscheibe 27 und Gehäuseunterkante 30 der Vorsteuerstufe 1 als flexible Zwischenlage ein elastomeres Dichtelement 31 vorgesehen, welches bei absoluter Dichtwirkung eine Einstellbarkeit der Position der Prallplatte in der Vorsteuerstufe 1 zur Düse 22 in der Ventilhauptstufe 2 im Bereich eines wählbaren Arbeitspunktes gewährleistet. Aufgrund der mittels Feingewinde 24,25 erzielbaren Justierbarkeit der gegenseitigen Positionen zwi- schen Prallplatte 9 und Düse 22 ist an sich die Einbauposition der Düsenscheibe 27 im Gehäuse 4 der Ventilhauptstufe 2 in ausreichenden Grenzen lageunempfindlich. Eine genaue Einstellung des Arbeitspunktes im Einzelfall erfolgt durch feinfühliges Einschrauben der Vorsteuerstufe 1 in das Gehäuse 4 der Ventilhauptstufe 2. Der Arbeitspunkt ist dann korrekt eingestellt, wenn sich unter den gegebenen Betriebsbedingungen im Ausgangssignal der Ventilhauptstufe 2 eine meßbare Veränderung ergibt. Um den Zustand der optimalen Arbeitspunkteinstellung zu fixieren, ist in den Gewindegang des Feingewindes 24, 25 zwischen den Gehauseteilen 3 und 4 der Vorsteuerstufe 1 und der Ventilhauptstufe 2 ein nachhärtendes Schraubensicherungsmittel 32 eingegeben. Ene derart stoffschlüssige Schraubensicherung läßt sich erforderlichenfalls lösen, so daß auch eine Nachjustierung der Einstellung des Arbeitspunktes möglich ist. Ein anderes Sicherungsmittel zur Fixierung eines Arbeitspunktes ist, wie in FIG. 3 dargestellt ist, zur dadurch gegeben, daß seitlich in das Gehäuse 4 der Ventilhauptstufe 2 eine Gewindestiftschraube 33 eingelassen ist, mittels welcher nach Einstellung des Arbeitspunktes durch Kerbwirkung im Feingewinde 24 des Gehäuses 3 der Vorsteuerstufe eine wieder lösbare, formschlüssige Verdrehsicherung herstellbar ist.. Aufgrund des variabel einstellbaren Abstandes zwischen der Prallplatte 9 und der Düse 22 an einer in diesen Bereich gelegten Trennstelle zwischen Vorsteuerstufe 1 und Ventilhauptstufe 2 bleiben Aufwendungen hinsichtlich einer Einstellbarkeit und der nötigen Hilfsmittel weitgehend erspart. Die durch die Düse 22 und Durchbrüche 58 in der dem branfeder 10 in den Luftraum 34 um die Prallplatte 9 aus dem Steuerluftraum 29 ausströmende Steuerluft kann durch in die Seitenwände des Gehäuses 3 radial nach außen führende Bohrungen 35 und senkrecht dazu angelegte Nuten 36 unter atmosphärischen Bedingungen abfließen. Um im Bereich der Gewindegänge des Feingewindes 24 einen freibleibenden Querschnitt für die ungehindert abfließende Steuerluft zu gewähr- leisten, sind die Nuten 36 über den Grundkreis des Feingewindes 24 hinausgehend, beispielsweise tiefer gefräst.
  • Die Ventilhauptstufe 1 ist, wie aus der FIG. 1 hervorgeht, wie folgt aufgebaut: In dem Gehäuse 4 der Ventilhauptstufe 1 ist eine zylindrische Bohrung 37 vorgesehen, in die die Steuerbuchse 28 eingesetzt ist. Die Steuerbuchse 28 weist Außenringnuten 38, 39, 40 auf, die in Einbaulage mit Bohrungen 41, 42, 43 für die Anbringung von Anschlußleitungen in Verbindung stehen. Die Lage der Steuerbuchse 28 in der Bohrung 37 ist gesichert einerseits durch die Auf lage auf einem Verschlußstück 44 mit einer zentralen Entlüftungsbohrung 45r welches durch einen Springring 46 in einer Nut 47 der zylindrischen Bohrung 37 im Gehäuse 4 axial gesichert ist. Auf der anderen, der Vorsteuerstufe 1 zugewandten Seite ist die Steuerbuchse 28 gesichert durch Anlage an die Düsenscheibe 27, die über das Dichtelement 31 durch die einwärts geschraubte Vorsteuerstufe 1 gegen die Steuerbuchse 28 gepreßt wird. Die Außen.r.sngnv 38, 39, 40 in der Steuerbuchse 28 kommunizieren über radial angelegte Bohrungen 48,49,5o mit Ringnuten 51, 53 in einem Steuerkolben 54 und einer Innenringnut 52 in der Steuerbuchse 28. Der Steuerkolben 54 ist axial beweglich in einer Zylinderbohrung 59 der Steuerbuchse 28 gelagert. Die Steuerbuchse 28 selbst ist mittels Dichtringen 60 gegen das Gehäuse 4 abgedichtet. In der Funktion als Stromsteuerventil beispielsweise dient die Bohrung 41 (P) für den Anschluß einer Primärdruckluftleitung, an die Bohrung 42 (A) wird die Sekundärdruckleitung oder Arbeitsdruckleitung angeschlossen, die Bohrung 43 (R) schließlich dient dem Anschluß der Abluft- oder Rückflußleitung. Für dle Zuleitung von Steuerluft kommuniziert die ständig unter Primärdruckeinfluß stehende Ringnut 51 über einen Steuerluftkanal 55, der als zentrale Bohrung im Steuerkolben 54 angelegt ist, weiter über eine Steuerluftstromdrossel 56 mit dem Steuer luftraum 29 an dem der Vorsteuerstufe 1 zugewandten Ende des Steuerkolbens 54. Der Schubkraftwirkung auf den Steuerkolben 54 aufgrund eines variabel steuerbaren Druckes im Steuerluftraum 29 wirkt eine Druckfeder 57 entgegen, die sich auf dem Verschlußstück 44 abstützt. Zur Justierung der Druckfederkaft kann auch unter Beibehaltung einer Entlüftungsbohrung 45 eine von außen einstellbare, nicht näher angezeigte Verstellschraube vorgesehen sein.
  • In der Eigenschaft als Stromsteuerventil wird die Funktionsweise des beschriebenen Ausftlhrungsbeispiels eines elektropneumatischen Servoventils nach der Darstellung gemäß FIG. 1 wie folgt erklärt: An die Bohrung 41 (P) ist beispielsweise die Anschlußleitung für den Primärdruck angelegt. Das durch Uberdruck gekennzeichnete Medium Luft kann in der nach FIG. 1 dargestellten Position des Steuerkolbens 54 und aufgrund der dort überlappend positionierten Ringnut 51 im Steuerkolben 54 mit der Innenringnut 52 in der Steuerbuchse 28 vom Anschluß der Druckleitung (P) an die Bohrung 41 über die Außenringnut.38, die Bohrung 48, die Ringnut 51, die Innenringnut 52, die Bohrung 49 in die mit dem Verbraucheranschluß (A) bzw.
  • Bohrung 42 kommunizierende Außenringnut 39 strömen. In dieser Positionierung des Steuerkolbens 54 ist ein vom Primärdruck und den Durchtrittsquerschnitten abhängiger, maximaler Volumenstrom zum Verbraucher bei A gew.thrleistet. Der Primärdruck wid auch gleichzeitig wirksam im Steuerluftraum 29 aufgrund einer Verbindung desselben über die Steuerluftstromdrossel 56, den Steuerluftkanal 55 mit der Ringnut 51, die ständig unter Einfluß des Primärdruckes steht. Will man den an der Sekundär- oder Verbraucher-Anschlußstelle A wirksamen Luftstrom steuern, so geschieht das zunächst über eine entsprechende Positionierung des Steuerkolbens 54. Dies wiederum erfolgt durch einen im Steuerluftraum 29 steuerbaren Aufbau der Druckverhältnisse. Für einen reaktionsschnellen und fein dosierbaren Aufbau der Druckverhältnisse im Steuerluftraum 29 der Ventilhauptstufe 2 ist in hohem Maße ein optimales Zusammenwirken des elektrischen Signalumsetzers in der Ausbildungsform der Vorsteuerstufe 1 mit integrierter Prallplatte 9 mit der an der Trennstelle auf Seiten der Ventilhauptstufe 2 angeordneten Düse 22 in derDüsenscheibe 27 verantwortlich. Eine Grundvoraussetzung für einen optimalen Steuerungseffekt in der Umsetzung von elektrischen Steuerungssignalen in einen pneumatischen Steuerluftstrom, über welche schließlich an den Verbraucherabgängen proportionale und in großen Druckluftmengen Volumenströme in fein dosierbarer Abstimmung steuerbar sind, ist eine exakte Einstellbarkeit der Arbeitspunkte .in Bereichen um 1/100 mm. Durch das Feingewinde 24, 25 an den Gehäusen 3 und 4 der Vorsteuerstufe 1 und der Ventilhauptstufe 2 läßt sich, auch in der Einbaulage der Ventilhauptstufe.2, der Arbeitspunkt durch das Heranführen der Prallplatte 9 an die Düse 22 mit höchster Präzision einstellen und individuell auf die gegebenen Bedingungen abstimmen. Funktionsmäßig wirkt sich die Position der Prallplatte 9 so aus, daß bei einer Sperrung des Luftstromes aus der Düse 22 sich im Steuerluftraum 29 der Druck aufbaut und den Steuerkolben 54 gegen die Kraft der Druckfeder 57 nach der Darstellung gemäß FIG. 1 nach unten verschiebt. Mit zunehmender Verschiebung des Steuerkolbens 54 in die angedeutete Richtung wird der Arbeitsluftstrom am Verbraucheranschluß A entsprechend gedrosselt, da sich der Strömungsquerschnitt zwischen der Ringnut 51 und der Innenringnut 52 in gleichem Maße verringert. Bei fortgesetztem Druckaufbau im Steuerluftraum 29 ist der Steuerkolben 54 gemäß der Darstellung in FIG. 1 so weit verschiebbar, daß ein Wechsel in der Verbindung des Verbraucheranschlusses A auf den Abluft- oder Unterdruckanschluß bei R stattfindet. Damit kann über die Kommunikation der Innenringnut 52 mit der Ringnut 53 aus dem Verbraucheranschluß bei A Sekundär-Druckluft über Rals Abluft abfließen. Durch die Zuführung von elektrischen Signalen an die Spule 7 ist frequenzabhängig der Abstand der Prallplatte 9 zur Düse 22 ständig veränderbar derart daß sich mit zunehmendem Abstand zwischen Prallplatte 9 und Düse 22 ein Druckabbau im Steuerluftraum 29 ergibt. Ent- sprechend bewegt sich der Steuerkolben 54 der Kraftwirkung der Druckfeder 57 folgend in umgekehrter Richtung, drosselt den Abluftstrom bei R und gibt schließlich den Arbeitsluftstrom nach A wieder frei, wohlgemerkt in absoluter Abhängigkeit der Arbeitsweise des Düse-Prallplatte-Systems (22, 9), das durch die der Vorsteuerstufe 1 zugeführten Signale gesteuert wird.

Claims (8)

  1. Patentansprüche: b Elektropneumatisct-les Servoventi: mit einer Vorsteuerstu;.
    und einer VentilhauyDtstufe, wobei die Vorsteuerstufe des Ventils aus einem Düse-Prallplatte-System besteht, desse Funktionsweise über ein Tauchspulensystem steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen der Vorsteuerstufe (1) und dienenigen der Ventilhauptstufe (2) in voneinander getrennten, mittels stufenlos zueinander einstellbaren Verbindungsmitteln versehenen Gehäusen (3, 4) angeordnet sind, dergestalt daß mit einer extern durchführbaren Einstellung der beiden Gehäuseteile (3, 4) der Abstand eines Prallplatte..-Systems (8, 9, 10) im Gehäuse (3) der Vorsteuerstufe (1) zu einer Düse (22) im Gehäuse (4) der Ventilhauptstufe (2> in eine definierte Position eines gewünschten Arbeitspunk.-tes einstell- und fixierbar ist.
  2. 2. Elektropneumatisches Servoventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einstellbares Verbindungsmittel das Gehäuse (3) der Vorsteuerstufe (1) sowie das Gehäuse (4) der Ventilhauptstufe (2) ein Feingewinde (24, 25) aufweisen durch welches die beiden Gehäuseteile (3 und 4) samt deren Einrichtungen austauschbar und in Schraubrichtung in bezug auf einen axialen Abstand zueinander frei wählbar positionierbar sind.
  3. 3. Elektropneumatisches Servoventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtungen einer Vorsteuerstufe (1) in dem Gehäuse (3) der Vorsteuerstufe (1) ein' Magnet (5), ein Anker (6), eine Spule (7) mit Spulenkörper (8) und integrierter Prallplatte (9) sowie eine die Spule (7) in Magnetfeldwirkung beweglich tragende Membranfeder (io) fest angeordnet sind.
  4. 4. Elektropneumatisches Servoventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Prallplatte (9) der Vorsteuerstufe (1) zusammenwirkende Düsenscheibe (27) in fester, jedoch lageunempfindlicher Position im Gehäuse (4) der Ventilhauptstufe (2) vorgesehen ist.
  5. 5. Elektropneumatisches Servoventil nach den Ansprüchen .1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als flexible Zwischenlage zwischen den Einrichtungen der Vorsteuerstufe (1) und der Düsenscheibe (27) der Ven tilhauptstufe (2) ein elastomeres Dichtelement (31) vdrge sehen ist, welches bei absoluter Dichtwirkung eine Einstellbarkeit der Positionierung der Prallplatte (9) zur Düse (22) im Bereich eines wählbaren Arbeitspunktes gewährleistet.
  6. 6. Elektropneumatisches Servoventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gewindegang des Feingewindes (24, 25) zwischen den Gehäuseteilen (3, 4) der Vorsteuerstufe (1) und der Ventilhauptstufe (2) ein nachhärtendes Schraubensicherungsmittel (32) eingegeben wird, mittels welchem die Position der Vorsteuerstufe (1) zur Ventilhauptstufe (2) und damit die Einstellung eines Arbeitspunktes fixierbar ist.
  7. 7. Elektropneumatisches Servoventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schraubensicherungsmittel eine Gewindestiftschraube (33) in das Gehäuse (4) der Ventilhauptstufe (2) eingelassen ist, mittels welcher nach Einstellung des Arbeitspunktes durch Kerbwirkung im Feingewinde (24) des Gehäuses (3) der Vorsteuerstufe (1) eine Verdrehsicherung herstellbar und damit die Arbeitspunkteinstellung fixierbar ist.
  8. 8. Elektropneumatisches Servoventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (9) gebildet wird durch eine scheibenförmige, mittels der Spule (7) bewegbare, unmittelbar mit der Düse (22) zusammenwirkende Membranfeder (lo).
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