DE4330640C2 - Flow valve - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Strömungsventil mit einem Ventilgehäuse in dem ein Strömungskanal vorgesehen ist, wobei im Strömungskanal ein bewegliches Ventilteil angeordnet ist, das bei Vorliegen einer vorbestimmten Druckdifferenz an einem Ventilsitz anliegt und den Strömungskanal verschließt, wobei ein die Dichtstelle zwischen dem beweglichen Ventilteil und dem Ventilsitz umgehender Strömungsweg vorgesehen ist, dessen Strömungswiderstand wesentlich größer ist als der Strömungswiderstand des geöffneten Ventils; sowie dessen Verwendung.The invention relates to a flow valve with a Valve housing in which a flow channel is provided, a movable valve part in the flow channel is arranged, the presence of a predetermined Pressure difference at a valve seat and the Closes the flow channel, with a sealing point between the movable valve part and the valve seat immediate flow path is provided, the Flow resistance is much greater than that Flow resistance of the opened valve; as well as its Use.
Strömungsventile sind in einer Vielzahl bekannt. So ist z. B. aus der DE 34 29 444 A1 ein Vakuumventil für Saugbalken bekannt geworden, welches zum Aufheben und Übergeben von ebenen Körpern verwendet wird. Dieses Ventil weist einen Strömungskanal auf, in dem eine Kugel als Ventilteil angeordnet ist. Liegt das Strömungsventil über einem Sauggreifer auf einem ebenen Ventilteil auf, wird durch Anlegen eines Vakuums die Luft in dem zwischen dem Strömungsventil und dem ebenen Gegenstand sich befindenden Raum abgesaugt. Auf diese Weise können große Haltekräfte erzeugt und der ebene Gegenstand über das Strömungsventil angehoben und transportiert werden. Bei gegenüber der Atmosphäre offenem Strömungsventil verschließt die Kugel den Strömungskanal, so daß das am Sauganschluß anliegende Vakuum nicht zusammenbricht. Um den Raum zwischen dem Strömungsventil und dem Gegenstand bei geschlossenem Ventil dennoch absaugen zu können, weist das Strömungsventil einen Bypasskanal auf, der den Sauganschluß mit dem zwischen dem Strömungsventil und dem Gegenstand sich befindenden Raum miteinander verbindet. Als nachteilig hat sich herausgestellt, daß die Absaugung der Luft aus dem Raum sehr langwierig ist, da der Strömungswiderstand des Bypasskanals wesentlich größer ist als der Strömungswiderstand des offenen Ventils. Außerdem hat sich gezeigt, daß beim Ansaugen von sehr porösen Gegenständen in dem Raum kein Unterdruck aufgebaut werden kann, da aufgrund des porösen Materials des Gegenstands die abgesaugte Luft sofort wieder nachströmt. Flow valves are known in a variety. So z. B. from DE 34 29 444 A1 a vacuum valve for squeegees has become known, which for picking up and handing over flat bodies is used. This valve has one Flow channel in which a ball as a valve part is arranged. If the flow valve is above you Suction pad on a flat valve part, is by Applying a vacuum to the air in between the Flow valve and the flat object located Vacuumed room. This allows great holding forces generated and the flat object via the flow valve be lifted and transported. At opposite the The ball closes the atmosphere of the open flow valve Flow channel, so that the vacuum applied to the suction connection does not collapse. To the space between the Flow valve and the object with the valve closed to be able to suction, the flow valve has one Bypass channel on that the suction port with the between the Flow valve and the subject space connects with each other. Has turned out to be disadvantageous found that the extraction of air from the room very much is lengthy because the flow resistance of the bypass channel is significantly greater than the flow resistance of the open valve. It has also been shown that at Sucking very porous objects in the room no Vacuum can be built up because of the porous Material of the object immediately extracted the air flows.
Mit dem DE 88 15 392 U1 ist ein Strömungsventil bekannt geworden, bei dem das im Strömungskanal sich befindende Ventilteil in der Ruhelage vom Ventilsitz abgehoben ist. Herrscht also zu beiden Seiten des Ventilteils ein geringer Differenzdruck, bleibt das Ventilteil abgehoben und es kann ein großer Volumenstrom abgesaugt werden. Ab einem bestimmten Differenzdruck wird das Ventilteil mitgerissen und legt sich am Ventilsitz an und verschließt dadurch den Strömungskanal. Ein Absaugen kann nunmehr lediglich über einen Bypasskanal erfolgen, der jedoch einen wesentlich größeren Strömungswiderstand aufweist als das offene Ventil. Mit einem derartigen Strömungsventil können geschlossenporige Gegenstände zwar relativ schnell angesaugt werden, jedoch treten bei offenporigen Gegenständen ebenfalls die Probleme auf, daß aufgrund des hohen Strömungsdurchsatzes das Ventilteil in den Ventilsitz gedrückt wird und die Luft lediglich über den Bypasskanal abgesaugt werden kann.A flow valve is known from DE 88 15 392 U1 become in which the located in the flow channel Valve part is lifted off the valve seat in the rest position. So there is a small amount on both sides of the valve part Differential pressure, the valve part remains lifted and it can a large volume flow can be extracted. From one certain valve pressure is entrained and puts on the valve seat and thereby closes the Flow channel. Suction can now only be carried out via a bypass can be done, but one is essential has greater flow resistance than the open valve. With such a flow valve can closed-pore objects are sucked in relatively quickly , however, occur with open-pore objects also the problems that due to the high Flow rate the valve part in the valve seat is pressed and the air only through the bypass channel can be suctioned off.
Mit der DE 41 01 248 A1 ist ein Strömungsventil bekannt geworden, welches einen Bypass aufweist, dessen Strömungswiderstand einstellbar ist. Mit einem derartigen Strömungsventil kann die Hebevorrichtung auf die Porösität des Gegenstands eingestellt werden, so daß entsprechend der Einstellung sowohl geschlossen- als auch offenporige Gegenstände gleichermaßen gut angesaugt werden können. Wird der Strömungswiderstand des Bypasses erniedrigt, dann können zwar poröse Gegenstände gut angesaugt werden, jedoch erhöht sich dadurch der Leckluftstrom bei nicht am Gegenstand anliegenden Strömungsventilen, d. h. bei gegenüber der Atmosphäre offenen Strömungsventilen.A flow valve is known from DE 41 01 248 A1 which has a bypass, the Flow resistance is adjustable. With such a Flow valve can raise the device to the porosity the item can be adjusted so that according to the Both closed and open pore setting Objects can be sucked in equally well. Becomes the flow resistance of the bypass is reduced, then can porous objects are sucked in well, but increased the leakage air flow is not at the object adjacent flow valves, d. H. at opposite the Atmosphere open flow valves.
Aus der DE 35 27 937 A1 ist eine Vakuumspannplatte mit automatischer Formanpassung bekannt geworden, die für Filme, Folien, Platten und dergleichen verwendbar ist. Die Spannseite der kastenförmigen Vakuumplatte weiset eine Vielzahl von Saugbohrungen auf. Die vom zu spannenden Stück nicht bedeckten Bohrungen werden durch automatisch arbeitende Ventilkörper verschlossen, um die Leckrate gering zu halten. Jedoch treten bei offenporigen Materialien, wie oben dargelegt, Ansaugprobleme auf.From DE 35 27 937 A1 is a vacuum chuck with automatic shape adjustment that became known for films, Films, plates and the like can be used. The tension side The box-shaped vacuum plate shows a variety of Suction holes. Those not covered by the piece to be exciting Holes are made by automatically working valve bodies sealed to keep the leak rate low. However kick for open-pore materials, as set out above, Suction problems.
Aus der US 4,506,859 ist ein Bypassventil bekannt geworden, bei dem der Ausschnitt des Bypasskanals über eine Stellschraube einstellbar ist.A bypass valve has become known from US 4,506,859. in which the cut-out of the bypass duct is set using an adjusting screw is adjustable.
Ausgehend von dem eingangs genannten Gegenstand liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein weiterentwickeltes Strömungsventil bereitzustellen sowie eine Verwendung des Strömungsventils vorzuschlagen. Based on the subject mentioned at the beginning Invention based on the object, a further developed To provide flow valve and a use of the Propose flow valve.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Strömungsventil einen zweiten Strömungskanal aufweist, daß in dem zweiten Strömungskanal ein zweites bewegliches Ventilteil angeordnet ist und daß das zweite bewegliche Ventilteil den zweiten Strömungskanal abhängig von dem in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz des ersten Strömungskanals herrschenden Druck öffnet oder schließt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt weiterhin mit den Merkmalen der Patentansprüche 15 und 16.The object is achieved in that the Flow valve has a second flow channel that in the second flow channel a second movable valve part is arranged and that the second movable valve part second flow channel depending on the flow direction prevailing in front of the valve seat of the first flow channel Pressure opens or closes. This task is solved further with the features of claims 15 and 16.
Das erfindungsgemäße Strömungsventil weist neben dem bereits bekannten Strömungskanal mit dem darin angeordneten beweglichen Ventilteil, welches den Strömungskanal öffnet oder verschließt, einen weiteren Strömungskanal auf, der über ein zweites Ventilteil verschlossen werden kann. Dieses zweite Ventilteil reagiert auf den im ersten Strömungskanal herrschenden Druck und öffnet, abhängig von diesem Druck, den zweiten Strömungskanal bzw. hält diesen verschlossen. Wird also ein Sauggreifer mit einem derartigen Strömungsventil bestückt und wird der Sauggreifer auf einen anzuhebenden Gegenstand aufgesetzt, dann wird über den ersten Strömungskanal die Luft aus dem Raum zwischen dem Strömungsventil und dem Gegenstand abgesaugt. Dabei nimmt der Druck in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz allmählich ab. Hat er einen bestimmten Wert erreicht, wird das im zweiten Strömungskanal sich befindende Ventilteil aus seiner Ruhelage heraus, in der es den zweiten Strömungskanal verschließt, bewegt, wodurch dieser zweite Strömungskanal geöffnet wird. Liegt an diesem zweiten Strömungskanal ebenfalls Vakuum an, wird über den zweiten Strömungskanal zusätzlich Luft aus dem Raum zwischen dem Strömungsventil und dem Gegenstand abgesaugt. Durch die Hinzuschaltung des zweiten Strömungskanals zum ersten Strömungskanal wird der Volumenstrom beträchtlich erhöht. Auf diese Weise können auch poröse Gegenstände angesaugt werden, ohne daß der Bypass bzw. der den Ventilsitz im ersten Strömungskanal umgehende Strömungsweg, vergrößert werden muß. Das zweite Ventil wird über den Druck bzw. Differenzdruck im ersten Strömungskanal angesteuert. Dabei kann dieser Druck oder Differenzdruck auf spezielle anzusaugende Gegenstände abgestimmt werden, so daß das zweite Ventilteil z. B. bereits bei einem geringen Differenzdruck öffnet, was in der Regel bei porösen Gegenständen der Fall ist. Unter dem Differenzdruck wird hier der Druckunterschied vor und hinter dem ersten Ventilteil verstanden. In addition to that, the flow valve according to the invention already has known flow channel with the arranged therein movable valve part, which opens the flow channel or closes another flow channel, which over a second valve part can be closed. This second Valve part reacts to that in the first flow channel prevailing pressure and, depending on this pressure, opens the second flow channel or keeps it closed. Becomes So a suction cup with such a flow valve equipped and the suction cup is placed on one object to be lifted, then the first flow channel the air from the space between the Flow valve and the object suctioned off. It takes the pressure in the flow direction in front of the valve seat gradually from. If it has reached a certain value, it will be in the second flow channel located valve part from its Rest position in which there is the second flow channel closes, moves, creating this second flow channel is opened. This is due to this second flow channel vacuum is also applied via the second flow channel additional air from the space between the flow valve and vacuumed the object. By adding the second flow channel becomes the first flow channel Volume flow increased considerably. That way you can also porous objects are sucked in without the Bypass or the valve seat in the first flow channel immediate flow path, must be enlarged. The second Valve is controlled by the pressure or differential pressure in the first Flow channel controlled. This pressure or Differential pressure on special objects to be sucked in be matched so that the second valve part z. B. already at a low differential pressure, which usually opens is the case with porous objects. Under the Differential pressure here is the pressure difference before and after understood the first valve part.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß am zweiten Ventilteil der im zweiten Strömungskanal herrschende Druck und der im ersten Strömungskanal herrschende Druck anliegt. Diese Drücke bilden einen zweiten Differenzdruck. Bei diesem zweiten Ventilteil kann entweder durch Differenzdrücke oder durch unterschiedlich große Flächen am Ventilteil dieses in die Arbeitslage oder Ruheposition geschoben werden.In an advantageous development it is provided that on second valve part that prevailing in the second flow channel Pressure and the pressure prevailing in the first flow channel is present. These pressures form a second differential pressure. At this second valve part can either by Differential pressures or through differently sized areas on Valve part this in the working position or rest position be pushed.
Bevorzugt weist das Strömungsventil ein oder zwei Strömungseingänge und ein oder zwei Strömungsausgänge auf. Es kann also an eine einzige Vakuumpumpe angeschlossen werden bzw. kann es mit einem einzigen Sauggreifer verbunden sein. Dabei dient der erste Strömungskanal lediglich als Steuerkanal für das zweite Ventilteil des zweiten Strömungskanals.The flow valve preferably has one or two Flow inlets and one or two flow outlets. So it can be connected to a single vacuum pump it can be connected to a single suction pad be. The first flow channel only serves as Control channel for the second valve part of the second Flow channel.
Bei einem Ausführungsbeispiel befindet sich das zweite Ventilteil in seiner Ruhelage, wenn es den zweiten Strömungskanal verschließt. Erst in seiner Arbeitslage öffnet das zweite Ventilteil den zweiten Strömungskanal, über den dann zusätzlich Luft abgesaugt werden kann.In one embodiment, the second is Valve part in its rest position when it is the second Closes flow channel. Only in his working position the second valve part opens the second flow channel, through which additional air can then be drawn off.
Bevorzugt ist das zweite Ventilteil als verschiebbarer Kolben ausgebildet. Durch geeignete Lagerungen und Toleranzen bzw. Einsätze und Dichtmittel kann der Kolben einerseits mit wenig Kraftaufwand in seiner Bohrung verschoben werden, andererseits dichtet der Kolben den zweiten Strömungskanal soweit ab, daß die Leckverluste vernachlässigbar sind.The second valve part is preferably displaceable Pistons trained. With suitable bearings and The piston can tolerances or inserts and sealants on the one hand with little effort in its bore be moved, on the other hand the piston seals the second flow channel so far that the leakage losses are negligible.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Kolben als Stufenkolben mit unterschiedlich großen Wirkflächen (Kolbenflächen) ausgebildet. Auf diese Weise kann die Schaltcharakteristik dieses zweiten Ventilteils verändert und auf bestimmte Anwendungsfälle abgestimmt werden, z. B. frühes Öffnen und spätes Schließen.In another embodiment, the piston is as Step pistons with different effective areas (Piston surfaces). In this way, the Switching characteristics of this second valve part changed and be tailored to specific applications, e.g. B. opening early and closing late.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das zweite Ventilteil als Membran ausgebildet. Eine Membran hat den Vorteil, daß keine gleitenden Teile notwendig sind und daher keine Reibungskräfte überwunden werden müssen und daß die Stellwege extrem kurz sind. Derartige Strömungsventile reagieren außerordentlich schnell. Auch hier sind Differenzflächen möglich, so daß auf diese Weise unterschiedliche Schaltfunktionen erzielt werden können.In another embodiment, the second is Valve part designed as a membrane. A membrane has that Advantage that no sliding parts are necessary and therefore no friction forces have to be overcome and that the Travel distances are extremely short. Such flow valves react extremely quickly. Are here too Differential areas possible, so in this way different switching functions can be achieved.
Bei Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, daß am zweiten Ventilteil wenigstens in einer Stellrichtung die Kraft einer Feder angreift. Der Einsatz von Federn zur Unterstützung der Stellbewegung des Ventilteils hat den Vorteil, daß die Schaltfunktion gezielt beeinflußt bzw. das Strömungsventil auf bestimmte Druckunterschiede abgestimmt werden kann. Durch die Möglichkeit, daß das zweite Ventilteil austauschbar im Ventilgehäuse gelagert ist, kann das Strömungsventil durch den Einsatz anderer Ventilteile exakt auf den gewünschten Einsatzzweck, z. B. für bestimmte Gegenstände eingestellt werden. Außerdem sind Wartungsarbeiten wesentlich einfacher durchführbar.In embodiments it is provided that on the second Valve part the force of at least in one setting direction Spring attacks. The use of springs to support the Adjustment movement of the valve part has the advantage that the Switching function specifically influenced or the flow valve can be adjusted to certain pressure differences. Due to the possibility that the second valve part is interchangeably stored in the valve housing, that can Flow valve exactly by using other valve parts to the desired application, e.g. B. for certain Items can be set. Also are Maintenance work is much easier to carry out.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Öffnungs- bzw. Schließdruck für das zweite Ventilteil einstellbar. Dies dann z. B. dadurch erfolgen, daß eine Feder vorgespannt werden kann bzw. die Vorspannung der Feder veränderbar ist oder daß Kolben, Membranen oder andere Ventilteile mit unterschiedlichen Wirkflächen für die beiden Drücke in den beiden Strömungskanälen eingesetzt werden.In another embodiment, the opening or Closing pressure adjustable for the second valve part. This then z. B. done by a spring biased can be or the bias of the spring can be changed or that pistons, membranes or other valve parts with different effective areas for the two pressures in the both flow channels are used.
Bei Ausführungsvarianten des Strömungsventils ist vorgesehen, daß das erste Ventilteil durch die Kraft einer Feder in Öffnungsrichtung belastet ist. Werden Strömungsventile verwendet, bei denen am ersten Ventilteil keine Feder angreift, dann weisen derartige Strömungsventile einen erhöhten Strömungswiderstand auf, was bei bestimmten Einsatzzwecken gewünscht ist. Greift jedoch am ersten Ventilteil eine Feder an und drückt das Ventilteil vom Ventilsitz weg, dann weist das Strömungsventil solange einen verringerten Strömungswiderstand auf, bis der Differenzdruck aus den Drücken vor und hinter dem Ventilteil einen vorgegebenen Wert erreicht. Erst dann wird das Ventilteil in Richtung des Ventilsitzes und entgegen der Kraft der Feder bewegt, wodurch der Strömungswiderstand erhöht wird. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn das Strömungsventil zur Atmosphäre hin offen ist.In design variants of the flow valve is provided that the first valve member by the force of a Spring is loaded in the opening direction. Will Flow valves used in the first valve part no spring engages, then such flow valves an increased flow resistance on what at certain Is intended. However, attacks on the first Valve part on a spring and pushes the valve part from Valve seat away, then the flow valve has one as long decreased flow resistance until the differential pressure from the pressures in front of and behind the valve part predetermined value reached. Only then is the valve part in Direction of the valve seat and against the force of the spring moves, which increases the flow resistance. This is usually the case when the flow valve for Atmosphere is open.
Bevorzugt kann am ersten Strömungskanal ein Überdruck angelegt werden, wodurch das erste Ventilteil seine Offenstellung einnimmt. Auf diese Weise kann der in Strömungsrichtung vor dem Strömungsventil sich befindende Raum schnell belüftet und dadurch das gespannte Werkstück gelöst werden. Außerdem kann durch diesen Rückstrom der erste Strömungskanal gereinigt werden, was insbesondere bei spanabhebenden Maschinen bzw. bei Holzbearbeitungsmaschinen von Vorteil ist.An overpressure can preferably be present at the first flow channel be created, whereby the first valve part Occupies open position. In this way the in Direction of flow in front of the flow valve The room is quickly ventilated and therefore the clamped workpiece be solved. In addition, the backflow of first flow channel to be cleaned, which is particularly the case with cutting machines or woodworking machines is an advantage.
Bei einem bevorzugten Strömungsventil sind ein oder mehrere Näherungssensoren oder -schalter vorgesehen, die die Lage des zweiten Ventilteils ermitteln. Dabei ist wenigstens ein Näherungssensor oder -schalter mit einer Anzeige, einer Steuerung für das Vakuum oder dgl. verbunden. Über diese Näherungssensoren oder Druckschalter kann die Stellung des Kolbens abgefragt werden und das erzeugte Signal für eine Anzeige oder zur gezielten Ansteuerung eines anderen Bauteils verwendet werden. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob über das Strömungsventil ein Werkstück angesaugt wird oder nicht. Dabei können die Näherungs- bzw. Druckschalter auch zu Sicherheitszwecken verwendet werden. A preferred flow valve is one or more Proximity sensors or switches provided that the Determine the position of the second valve part. There is at least one Proximity sensor or switch with a display, a control for the vacuum or the like. Connected. over these proximity sensors or pressure switches can change the position of the piston are queried and the signal generated for a display or for targeted control of another Component are used. This way it can be determined whether a workpiece is sucked in via the flow valve will or not. The approximation or Pressure switches can also be used for safety purposes.
Die Erfindung betrifft außerdem eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Strömungsventils für Vakuumhandhabungsgeräte mit einem oder mehreren Sauggreifern. Außerdem kann das Strömungsventil an Maschinentischen für Holzbearbeitungsmaschinen, die mehrere Tragbalken aufweisen, an denen wenigstens eine Werkstückauflage verschieblich angeordnet ist, verwendet werden, wobei jeder Tragbalken mit mehreren Strömungsventilen bestückt ist. Dabei kann das Werkstück auf den Werkstückauflagen aufliegen, d. h. es befindet sich oberhalb der Strömungsventile, oder es kann an Werkstückanlagen hängen, so daß die Strömungsventile oberhalb des Werkstücks sind.The invention also relates to a preferred use of the flow valve according to the invention for Vacuum handling devices with one or more Suction pads. In addition, the flow valve can Machine tables for woodworking machines that have several Have support beams on which at least one Workpiece support is slidably used be, each support beam with several Flow valves is equipped. The workpiece can rest on the workpiece supports, d. H. it is above the flow valves, or it may be on Workpiece systems hang so that the flow valves are above the workpiece.
In der nachfolgenden Beschreibung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen beschrieben. In der Zeichnung zeigen:In the description below are particularly preferred with reference to the drawing Embodiments of the invention described in detail. The drawing shows:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Strömungsventils; Fig. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a flow valve;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Strömungsventils; Fig. 2 is a longitudinal section through a second embodiment of a flow valve;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Strömungsventils; Fig. 3 is a longitudinal section through a third embodiment of a flow valve;
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Strömungsventil; Fig. 4 is a plan view of the flow valve;
Fig. 5 den Einsatz des Strömungsventils in einer Holzbearbeitungsmaschine; FIG. 5 shows the use of the flow valve in a woodworking machine;
Fig. 6 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 5 in Richtung des Pfeils VI; FIG. 6 shows a side view of the device according to FIG. 5 in the direction of arrow VI;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 5 und 6 gemäß Pfeil VII; Fig. 7 is a plan view of the device of Figures 5 and 6 according to arrow VII.
Fig. 8 eine vergrößerte Wiedergabe eines Balkens gemäß Fig. 7; und FIG. 8 shows an enlarged representation of a bar according to FIG. 7; and
Fig. 9 ein in ein Gehäuse eingeschraubtes Strömungsventil; und Fig. 9 is a screwed in a housing flow valve; and
Fig. 10 eine Ansicht gemäß Fig. 5, jedoch mit einem herkömmlichen Strömungsventil. Fig. 10 is a view according to FIG. 5, but with a conventional flow control valve.
Bei dem in der Fig. 1 im Längsschnitt dargestellten und insgesamt mit 1 bezeichneten Strömungsventil sind in einem Ventilgehäuse 2 Strömungskanäle 3 und 4 vorgesehen. Im ersten Strömungskanal 3 ist ein erstes Ventilteil 5, in diesem Fall eine Kugel 6, gelagert und sitzt auf einem Ventilsitz 7 auf. Die Kugel 6 unterteilt den Strömungskanal 3 in einen vorderen Teil 8, der an ein nicht dargestelltes Vakuumgebläse angeschlossen wird, und in einen hinteren Teil 9, der über einen nicht dargestellten Sauggreifer mit dem zwischen dem Strömungsventil 1 und einem nicht dargestellten, zu ergreifenden Gegenstand sich befindenden Raum, aus dem Luft abgesaugt werden soll, in Verbindung steht. In diesen hinteren Teil 9 mündet außerdem ein den Ventilsitz 7 umgehender Strömungsweg 10 bzw. Bypass, der bei geschlossenem Ventil, d. h. dann, wenn die Kugel 6 dicht auf dem Ventilsitz 7 aufliegt, dennoch eine Absaugung von Luft aus dem hinteren Teil 9 ermöglicht.In the flow valve shown in FIG. 1 in longitudinal section and designated overall by 1 , 2 flow channels 3 and 4 are provided in a valve housing. A first valve part 5 , in this case a ball 6 , is mounted in the first flow channel 3 and is seated on a valve seat 7 . The ball 6 divides the flow channel 3 into a front part 8 , which is connected to a vacuum blower, not shown, and into a rear part 9 , which, via a suction gripper, not shown, with the object to be gripped between the flow valve 1 and an object, not shown the room from which air is to be extracted is connected. A flow path 10 or bypass, which bypasses the valve seat 7 , also opens into this rear part 9 and nevertheless allows air to be extracted from the rear part 9 when the valve is closed, ie when the ball 6 rests tightly on the valve seat 7 .
Im Strömungsweg des zweiten Strömungskanals 4 befindet sich ein zweites Ventilteil 11, welches bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Kolben 12 ausgebildet ist. Dieser Kolben 12 ist in einer Bohrung 13 in Richtung des Doppelpfeils 14 verschiebbar. Die Bohrung 13 mündet in den hinteren Teil 9 des Strömungskanals 3 und ist am gegenüberliegenden Ende durch einen geeigneten Verschluß 15 dicht verschlossen.In the flow path of the second flow channel 4 there is a second valve part 11 , which in the embodiment shown in FIG. 1 is designed as a piston 12 . This piston 12 is displaceable in a bore 13 in the direction of the double arrow 14 . The bore 13 opens into the rear part 9 of the flow channel 3 and is sealed at the opposite end by a suitable closure 15 .
Wird bei einem derart ausgebildeten Strömungsventil 1 an den beiden Strömungsausgängen 16 und 17 der beiden Strömungskanäle 3 und 4 ein Unterdruck angelegt, und liegt die gegenüberliegende Seite 18 des Strömungsventils 1 z. B. über einen Sauggreifer an einem Gegenstand an, dann verringert sich der Druck im hinteren Teil 9 des Strömungskanals 3. Dieser Druck liegt auch an der dem Strömungskanal 3 zugewandten wirksamen Kolbenfläche 19 des Kolbens 12 an, der sich aus der in der Fig. 1 dargestellten Ruhelage in eine Arbeitslage verschiebt, in der er den Strömungskanal 4 freigibt. In dieser Position des Kolbens 12 kann zusätzlich zum Strömungskanal 3 auch über den Strömungskanal 4 Luft abgesaugt und der anzuhebende Gegenstand angesaugt d. h. gespannt werden.If in such a flow valve 1 a vacuum is applied to the two flow outlets 16 and 17 of the two flow channels 3 and 4 , and the opposite side 18 of the flow valve 1 is located e.g. B. on a suction cup on an object, then the pressure in the rear part 9 of the flow channel 3rd This pressure is also present at the effective piston surface 19 of the piston 12 facing the flow channel 3 , which piston moves from the rest position shown in FIG. 1 into a working position in which it clears the flow channel 4 . In this position of the piston 12 , in addition to the flow channel 3 , air can also be drawn off via the flow channel 4 and the object to be lifted can be sucked in, ie tensioned.
Soll dieser Gegenstand gelöst werden, wird am Strömungsausgang 16 kurzzeitig ein Überdruck angelegt, wodurch der zwischen dem Strömungsventil 1 und dem Gegenstand sich befindende Raum belüftet wird. Dabei wird nicht nur evtl. angesaugter und im hinteren Teil 9 sich befindender Schmutz ausgeblasen, sondern es wird auch der Kolben 12 aus seiner Arbeitslage in die in der Fig. 1 gezeigten Ruhelage, in der er den Strömungskanal 4 wieder verschließt, wieder zurück verschoben.If this object is to be released, excess pressure is briefly applied to the flow outlet 16 , as a result of which the space located between the flow valve 1 and the object is ventilated. Not only is any dirt sucked in and located in the rear part 9 blown out, but the piston 12 is also moved back out of its working position into the rest position shown in FIG. 1, in which it closes the flow channel 4 again.
Liegt dieses Strömungsventil 1 nicht an einem Gegenstand an, sind die beiden Strömungseingänge 20 und 21 offen und mit der Atmosphäre verbunden. Wird nun an den beiden Strömungsausgängen 16 und 17 ein Unterdruck angelegt, dann schließt sich das von der Kugel 6 und dem Ventilsitz 7 gebildete Ventil und es wird lediglich über den Strömungsweg 10 Luft aus dem hinteren Teil 9 des Strömungskanals 3 angesaugt. Dort baut sich jedoch kein Unterdruck auf, da dieser hintere Teil 9 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der Kolben 12 verharrt in seiner Ruhelage. Es wird lediglich über den Strömungsweg 10 Luft abgesaugt. Dessen Strömungswiderstand ist jedoch wesentlich größer als der Strömungswiderstand des offenen Ventils. Deshalb ist dieser Leckstrom relativ gering.If this flow valve 1 is not in contact with an object, the two flow inputs 20 and 21 are open and connected to the atmosphere. If a negative pressure is now applied to the two flow outlets 16 and 17 , then the valve formed by the ball 6 and the valve seat 7 closes and only air is drawn in from the rear part 9 of the flow channel 3 via the flow path 10 . However, no negative pressure builds up there, since this rear part 9 is connected to the atmosphere. The piston 12 remains in its rest position. Air is only drawn off via the flow path 10 . However, its flow resistance is significantly greater than the flow resistance of the open valve. This leakage current is therefore relatively low.
In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Strömungsventils 1 dargestellt, bei der der Kolben 12 in zwei Abschnitte 22 und 23 unterteilt ist. Der Abschnitt 22 weist einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 23 auf und ist in der Bohrung 13 geführt. Um den Abschnitt 23 befindet sich ein hülsenförmiger Einsatz 24, der diesen Abschnitt 23 dicht umgibt. Dieser Einsatz 24 ist ebenfalls in die Bohrung 13 eingepaßt und bildet gleichzeitig den Verschluß der Bohrung 13. Der Einsatz 24 weist außerdem zwei Überströmöffnungen 25 auf, die mit dem Strömungskanal 4 fluchten.In FIG. 2 a second embodiment of the flow valve 1 is shown, in which the piston 12 is divided into two sections 22 and 23. The section 22 has a larger diameter than the section 23 and is guided in the bore 13 . Around the section 23 there is a sleeve-shaped insert 24 which tightly surrounds this section 23 . This insert 24 is also fitted into the bore 13 and at the same time forms the closure of the bore 13 . The insert 24 also has two overflow openings 25 which are aligned with the flow channel 4 .
Liegt, wie oben beschrieben, ein Unterdruck an der Kolbenfläche 19 des Kolbens 12 an, wird dieser nach rechts in Richtung des Strömungskanals 3 bewegt, und der linke Kolbenabschnitt 23 aus dem Einsatz 24 herausgezogen, der die beiden Überströmöffnungen 25 freigibt. Der Strömungskanal 4 ist nun offen. Der Kolben 12 wird soweit verschoben, daß sich das linke Ende des Abschnitts 23 gerade noch im Einsatz 24 befindet. Da die Kolbenfläche 19 größer als die gegenüberliegende Kolbenfläche 26 ist, wirkt bei gleichem Unterdruck eine Kraft auf den Kolben 12, die nach rechts gerichtet ist. Auf diese Weise kann die Schaltfunktion des Kolbens 12 auf bestimmte Druckunterschiede abgestimmt werden.If, as described above, a vacuum is present on the piston surface 19 of the piston 12 , it is moved to the right in the direction of the flow channel 3 , and the left piston section 23 is pulled out of the insert 24 , which releases the two overflow openings 25 . The flow channel 4 is now open. The piston 12 is moved so far that the left end of the section 23 is just in the insert 24 . Since the piston surface 19 is larger than the opposite piston surface 26 , a force acts on the piston 12 at the same negative pressure, which is directed to the right. In this way, the switching function of the piston 12 can be matched to certain pressure differences.
In der Fig. 2 ist außerdem erkennbar, daß im Stellweg des Kolbens 12 eine Feder 27 angeordnet ist, die eine Kraft auf den Kolben 12 ausübt, die nach links gerichtet ist. Auch durch eine derartige Feder 27, die hier lediglich beispielhaft eingezeichnet ist und die auch auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 12 angeordnet sein kann, kann die Schaltfunktion des Kolbens 12 auf bestimmte Verwendungszwecke abgestimmt werden. Dabei kann die Feder 27 nicht nur bei dem in Fig. 2 dargestellten Kolben 12 sondern auch bei dem in der Fig. 1 gezeigten Kolben 12 und bei anderen Ausführungsformen eingesetzt werden.In Fig. 2 it can also be seen that a spring 27 is arranged in the travel of the piston 12 , which exerts a force on the piston 12 , which is directed to the left. The switching function of the piston 12 can also be adapted to specific uses by means of such a spring 27 , which is only shown here by way of example and which can also be arranged on the opposite side of the piston 12 . The spring 27 can be used not only in the piston 12 shown in FIG. 2 but also in the piston 12 shown in FIG. 1 and in other embodiments.
Die Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Strömungsventils 1, bei der die Schließfunktion für den Strömungskanal 4 von einer Membran 28 übernommen wird. Bei dieser Ausführungsform befindet sich in der Bohrung 13 ein Membraneinsatz 29, der mit einer Querbohrung 30, einer Längsbohrung 31, einem ringförmigen Einstich 32 und einer in diesen Einstich 32 mündenden Querbohrung 33 versehen ist. FIG. 3 shows a third embodiment of the flow valve 1, in which the closing function is applied to the flow passage 4 by a membrane 28. In this embodiment there is a membrane insert 29 in the bore 13 , which is provided with a transverse bore 30 , a longitudinal bore 31 , an annular recess 32 and a transverse bore 33 opening into this recess 32 .
Die beiden Querbohrungen 30 und 33 münden in den Strömungskanal 4. Die Membran 28 ist im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet und ist zwischen dem Grund der Bohrung 13 und der rechten Stirnfläche des Membraneinsatzes 29 randseitig eingespannt. Dabei liegt die Membran 28 dichtend sowohl auf dem ringförmigen Einstich 32 als auch auf der koaxialen Längsbohrung 31 auf und unterbricht deren Verbindung. Die Anlage der Membran 28 sowohl am Einstich 32 als auch an der Längsbohrung 31 wird durch die Kraft einer Feder 34 unterstützt, die die Membran 28 in die Ruhelage drängt. Die dem Strömungskanal 3 zugewandte Fläche der Membran 28 ist über einen Verbindungskanal 35 mit dem Strömungskanal 3 verbunden, so daß an dieser Fläche der im hinteren Teil 9 herrschende Druck anliegt. Sobald dieser Druck soweit absinkt, daß die Kraft auf die Membran 28 größer als die Kraft der Feder 34 wird, hebt die Membran 28 von der Längsbohrung 31 und dem ringförmigen Einstich 32 ab und verbindet diese miteinander und öffnet dadurch den Strömungskanal 4.The two transverse bores 30 and 33 open into the flow channel 4 . The membrane 28 is essentially frustoconical and is clamped on the edge between the bottom of the bore 13 and the right end face of the membrane insert 29 . The membrane 28 lies sealingly both on the annular recess 32 and on the coaxial longitudinal bore 31 and interrupts their connection. The abutment of the membrane 28 both on the recess 32 and on the longitudinal bore 31 is supported by the force of a spring 34 which urges the membrane 28 into the rest position. The flow channel 3 facing surface of the membrane 28 is connected via a connecting channel 35 to the flow channel 3 so that bears the pressure prevailing in the rear part 9 of pressure on this surface. As soon as this pressure drops to such an extent that the force on the membrane 28 becomes greater than the force of the spring 34 , the membrane 28 lifts off the longitudinal bore 31 and the annular recess 32 and connects them to one another and thereby opens the flow channel 4 .
Die Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das Strömungsventil 1 und die beiden Strömungskanäle 3 und 4 mit ihren Strömungseingängen 20 und 21. Es ist deutlich erkennbar, daß das erfindungsgemäße Strömungsventil 1, welches in der Zeichnung übertrieben groß dargestellt ist, als Ersatz für die herkömmlichen Strömungsventile, die z. B. an Sauggreifer oder dgl. angeschraubt werden, verwendet werden kann. FIG. 4 shows a top view of the flow valve 1 and the two flow channels 3 and 4 with their flow inputs 20 and 21 . It can be clearly seen that the flow valve 1 according to the invention, which is shown exaggerated in the drawing, as a replacement for the conventional flow valves, which, for. B. screwed to suction pads or the like can be used.
Die Fig. 5 zeigt ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Strömungsventils 1, wobei der Einfachheit halber das in Fig. 1 beschriebene Strömungsventil 1 gezeigt ist. Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen Balken 36 eines Aufspanntisches 37 (Fig. 6) einer Holzbearbeitungsmaschine. In diesem Balken 36 sind eine Vielzahl derartiger Strömungsventile 1 angeordnet, wie aus den Fig. 6 bis 8 ersichtlich ist. Auf diesen Balken 36, wovon z. B. drei Stück je Aufspanntisch 37 vorgesehen sind, befinden sich jeweils zwei Werkstückauflagen 38, wobei die Werkstückauflagen 38 auf den Balken 36 in die jeweils gewünschte Position verschoben werden können. Auf den Werkstückauflagen 38 liegt das zu spannende Werkstück 39, z. B. eine Spanplatte auf. FIG. 5 shows an application example of the flow valve 1 according to the invention, wherein, for convenience the flow valve 1 described in Fig. 1 is shown. FIG. 5 shows a section through a beam 36 of a clamping table 37 ( FIG. 6) of a woodworking machine. A multiplicity of such flow valves 1 are arranged in this bar 36 , as can be seen from FIGS. 6 to 8. On this bar 36 , of which, for. B. three pieces per clamping table 37 are provided, there are two workpiece supports 38 , the workpiece supports 38 on the bar 36 can be moved into the desired position. On the workpiece supports 38 is the workpiece to be clamped 39 , z. B. on a chipboard.
Zwischen dem Balken 36 und der Werkstückauflage 38 sowie zwischen der Werkstückauflage 38 und dem Werkstück 39 befinden sich Dichtungen 40 bis 43, die entsprechende Räume 44 bis 46 zwischen sich abgrenzen.Between the bar 36 and the workpiece support 38 and between the workpiece support 38 and the workpiece 39 there are seals 40 to 43 which delimit corresponding spaces 44 to 46 between them.
Wird an den beiden Strömungsausgängen 16 und 17 der beiden Strömungskanäle 3 und 4 ein Unterdruck angelegt, dann sinkt der Druck im hinteren Teil 9 des Strömungskanals 3 sowie im Raum 44 ab. Durch den im hinteren Teil 9 sowie im Raum 44 herrschende Unterdruck wird die Werkstückauflage 38 angesaugt und gespannt. Da der Strömungskanal 4 vom Kolben 12 verschlossen ist, herrscht im Raum 45 sowie im Raum 46 Atmosphärendruck. Sobald der Druck im hinteren Teil 9 einen bestimmten Wert erreicht hat, wird der Kolben 12 aus der in der Fig. 5 dargestellten Ruhelage in eine Arbeitslage verschoben, in der er den Strömungskanal 4 freigibt. Durch den offenen Strömungskanal 4 werden nun die Räume 45 und 46 entlüftet und sowohl die Werkstückauflage 38 als auch das Werkstück 39 angesaugt und gespannt.If a negative pressure is applied to the two flow outlets 16 and 17 of the two flow channels 3 and 4 , then the pressure in the rear part 9 of the flow channel 3 and in the space 44 drops. The workpiece support 38 is drawn in and clamped by the negative pressure prevailing in the rear part 9 and in the space 44 . Since the flow channel 4 is closed by the piston 12 , atmospheric pressure prevails in the space 45 and in the space 46 . As soon as the pressure in the rear part 9 has reached a certain value, the piston 12 is shifted from the rest position shown in FIG. 5 into a working position in which it clears the flow channel 4 . The spaces 45 and 46 are now vented through the open flow channel 4 and both the workpiece support 38 and the workpiece 39 are sucked in and clamped.
Ein Lösen des Werkstücks 39 erfolgt durch Belüften der Räume 45 und 46 über den Strömungskanal 4. Solange am Strömungskanal 3 ein Unterdruck anliegt, verbleibt der Kolben 12 in seiner Arbeitslage und bleibt die Werkstückauflage 38 gespannt. Es kann also das Werkstück 39 entfernt werden, ohne daß die Werkstückauflage 38 verrutscht.The workpiece 39 is released by venting the spaces 45 and 46 via the flow channel 4 . As long as a vacuum is present on the flow channel 3 , the piston 12 remains in its working position and the workpiece support 38 remains tensioned. The workpiece 39 can therefore be removed without the workpiece support 38 slipping.
Aus den Fig. 6 bis 8 wird deutlich, daß Werkstückauflagen 38 lediglich bei einzelnen Strömungsventilen 1 vorgesehen sind und daß eine Vielzahl von Strömungsventile 1′ nicht durch Werkstückauflagen 38 überdeckt sind. Da jedoch alle Strömungsventile 1 und 1′ an eine gemeinsame Unterdruckversorgung angeschlossen sind muß sichergestellt sein, daß bei den Strömungsventilen 1′ kein zu großer Leckluftstrom entsteht. Dies wird dadurch bewirkt, daß bei diesen Strömungsventilen 1′ der Strömungskanal 3 durch die Kugel 6, die auf dem Ventilsitz 7 aufliegt, verschlossen wird. Es strömt lediglich Luft über den Strömungsweg 10 ein. Der Strömungskanal 4 wird durch den Kolben 12 verschlossen. From FIGS. 6 to 8 it is clear that the workpiece supports are provided only at individual flow valves 1 38, and that a plurality of flow valves 1 'are not covered by the workpiece supports 38. However, since all flow valves 1 and 1 'are connected to a common vacuum supply, it must be ensured that the flow valves 1 ' do not produce a too large leakage air flow. This is achieved in that in these flow valves 1 'the flow channel 3 is closed by the ball 6 , which rests on the valve seat 7 . Only air flows in via the flow path 10 . The flow channel 4 is closed by the piston 12 .
Aus der Fig. 8 ist ersichtlich, daß bei kleineren Werkstücken 39 die Werkstückauflagen 38 entsprechend verschoben werden müssen, so daß dieses kleine Werkstück 39 gespannt werden kann. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß beim Verschieben der Werkstückauflage 38 in Richtung des Pfeils 47 diese wieder mit einem darunterliegenden Strömungsventil 1 fluchtet.From Fig. 8 it can be seen that in the case of smaller workpieces 39 the workpiece supports 38 have to be shifted accordingly so that this small workpiece 39 can be clamped. It is only necessary to ensure that when the workpiece support 38 is moved in the direction of the arrow 47, it is again aligned with an underlying flow valve 1 .
Die Fig. 9 zeigt das erfindungsgemäße Strömungsventil 1 als Gehäuseeinsatz. Dabei weist das Strömungsventil 1 an seiner Außenumfangsfläche ein Außengewinde 52 auf über das es in ein Gehäuse 53 eingeschraubt werden kann. Gegen eindringenden Schmutz ist das Strömungsventil 1 mit einem Filter oder Sieb 54 abgedeckt. Außerdem ist ein Näherungssensor 55 erkennbar, der in der Längsachse des Kolbens 12 angeordnet ist und das Ventilgehäuse 2 das Gehäuse 53 durchgreift. Über diesen Näherungssensor 55 kann die Stellung des Kolbens 12 ermittelt werden.The Fig. 9 shows flow valve 1 according to the invention as a housing insert. In this case, the flow control valve 1 at its outer peripheral surface an external thread 52 on which it can be screwed into a housing 53. The flow valve 1 is covered with a filter or sieve 54 against ingress of dirt. In addition, a proximity sensor 55 can be seen , which is arranged in the longitudinal axis of the piston 12 and the valve housing 2 extends through the housing 53 . The position of the piston 12 can be determined via this proximity sensor 55 .
In Fig. 10 ist die Verwendung eines Strömungsventils 48 gemäß dem Stand dem Technik dargestellt. Dieses Strömungsventil 48 weist lediglich einen einzigen Strömungskanal 49 auf, der zum Erzeugen eines Unterdrucks in den Räumen 45 und 46 vorgesehen ist. Liegt auf der Werkstückauflage 38 ein Werkstück 39 auf, dann werden die Räume 45 und 46 entsprechend entlüftet und die Werkstückauflage 38 und das Werkstück 39 gespannt. Befindet sich entweder kein Werkstück 39 auf der Werkstückauflage 38 oder keine Werkstückauflage 38 über dem Strömungsventil 48, dann verschließt die Kugel 50 den Strömungskanal 49 und es wird lediglich Luft über den Bypass 51 angesaugt.In Fig. 10, the use of a flow valve 48 is shown in accordance with the state of the art. This flow valve 48 has only a single flow channel 49 , which is provided for generating a negative pressure in the spaces 45 and 46 . If a workpiece 39 rests on the workpiece support 38 , the spaces 45 and 46 are vented accordingly and the workpiece support 38 and the workpiece 39 are clamped. If there is either no workpiece 39 on the workpiece support 38 or no workpiece support 38 above the flow valve 48 , the ball 50 closes the flow channel 49 and only air is sucked in via the bypass 51 .
Als nachteilig hat sich herausgestellt, daß beim Lösen eines gespannten Werkstücks 39, d. h. beim Belüften des Strömungskanals 49 nicht nur das Werkstück 39 gelöst wird sondern auch die Werkstückauflage 38. Es besteht somit die Gefahr, daß diese Werkstückauflage entweder beim Abheben des Werkstücks 39 oder beim Aufsetzen eines neuen Werkstücks verschoben wird. Dann fluchtet die Werkstückauflage 38 nicht mehr mit dem Strömungsventil 49, was zu Fehlfunktionen führen kann.It has been found to be disadvantageous that when a clamped workpiece 39 is released , ie when the flow channel 49 is ventilated, not only the workpiece 39 is released but also the workpiece support 38 . There is therefore a risk that this workpiece support will either be displaced when the workpiece 39 is lifted off or when a new workpiece is placed on it. Then the workpiece support 38 is no longer aligned with the flow valve 49 , which can lead to malfunctions.
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