DE69715751T2

DE69715751T2 - An ein mehrstufiges Umschaltventil angeflanschter Druckregler

Info

Publication number: DE69715751T2
Application number: DE69715751T
Authority: DE
Inventors: Takashi Akimoto; Hiroyuki Katsuta; Masamichi Tajima
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: EP0822361B1; CN1177759A; EP0822361A3; DE69715751D1; US5829481A; KR19980018245A; KR100244540B1; TW347882U; CN1125386C; EP0822361A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Druckregler, der an einem auf einer Unterplatte montierbaren Umschaltventil zur Anpassung des vom Umschaltventil gelieferten Fluiddrucks an den geforderten Wert angebaut ist.
Bei Verwendung eines Druckfluids zum Betreiben von Fluiddruck-Anlagen, wie zum Beispiel Druckluft, welche durch ein Umschaltventil zugeführt wird, kann es erforderlich sein, den Fluiddruck nach den vorgegebenen Druck- und Betriebsbedingungen der Anlage zu regeln. Zur Regelung des Fluiddrucks wird normalerweise in der Rohrleitung, die die Austrittsöffnung des Umschaltventils mit der Fluiddruck-Anlage verbindet, ein Druckregler installiert.
Weil die herkömmlichen Druckregler im Allgemeinen groß sind, ist jedoch, wenn ein solcher Druckregler über eine Rohrleitung an das Umschaltventil angeschlossen wird, der Rohranschlussvorgang sehr arbeitsaufwändig und es wird sehr viel Platz für die Installation benötigt. Dieses Problem kann besonders dann auftreten, wenn mehrstufige Umschaltventile auf einer Grundplatte wie Unterplatte oder Einzelunterplatte mit Rohrleitungsanschlüssen installiert werden, und wenn so viele Druckregler angeschlossen werden müssen wie Umschaltventile vorhanden sind. In einigen Fällen ist die Installation der Druckregler auf Grund der großen Anzahl der verwendeten Umschaltventile schwierig. Dies hat kürzlich durch die verringerte Größe der Umschaltventile zu besonders ernsthaften Problemen geführt.
Die Publikation US-A-4453565 bezieht sich auf ein Vierwegeventil einschließlich einer Ventilunterplatte, einen auf einer Grundplatte befestigten Ventilkörper und eine am Oberteil des Ventilkörpers befestigte Ventilabdeckung. Das Ventil kann als Etagenventil verwendet werden. Am Oberteil der Ventilabdeckung kann wahlweise ein Druckregler angebaut und jeder der Austrittsdurchgänge wahlweise im Ventil mit einem Durchflussregler versehen werden. Die Lufteintrittsdurchgänge im Ventilkörper sind für das Durchleiten der Ansaugluft unter Druck nach oben bis etwa in die Höhe der Hauptventilbohrung und bis zum Druckregler und dann nach unten zur Hauptventilbohrung mit sekundär geregeltem Luftdruck ausgelegt und angeordnet. Die Luftaustrittsdurchgänge sind so im Ventilkörper angeordnet, dass die Durchflussregler eine Position aufweisen, wo die Abluft durch den Ventilkörper nach unten fließt. Das Ventil umfasst Vorsteuerluftdurchgänge, die wahlweise entweder mit Fremdsteuertuft oder Eigensteuerluft versorgt werden können.
Die Publikation US-A-4770210 bezieht sich auf eine Etagenunterplatte, die wahlweise eine integrierte Durchflussreglerfunktion, mit oder ohne Druckreglerfunktion, für ein Fluiddruck- Ventilsystem bieten kann, ohne dass zwischen der Grundplatte und dem Ventil in diesem System eine Sandwichplatte oder eine Schnittstellenplatte benötigt wird.
Gegenstand dieser Erfindung ist es, einen kleinen Druckregler zu schaffen, der ohne Zuhilfenahme von Rohrleitungen einfach und kompakt an ein auf einer Unterplatte montierbares Umschaltventil angebaut werden kann.
Weiterhin ist es Gegenstand dieser Erfindung, einen Druckregler mit einer zweckmäßigen Konstruktion und einem zweckmäßigen Aufbau zu schaffen, der einen kleinen Ventilkörper mit einer Vielzahl von Kanälen und Druckreglermechanismen umfasst.
Mit der Erfindung wird ein kleiner Druckregler geschaffen, der direkt zwischen einem Umschaltventil zum Schalten der Strömungsrichtung eines Druckfluids und einer Grundplatte zum Zuführen eines Druckfluids zum Umschaltventil eingebaut werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Ventil kann zwischen einem Umschaltventil zum Schalten der Strömungsrichtung eines Druckfluids und einer Grundplatte zum Zuführen eines Druckfluids zum Umschaltventil installiert werden, wobei das Ventil aus einem Ventilkörper besteht, der so installiert wird, dass er direkt zwischen dem Umschaltventil und der Grundplatte positioniert ist, aus einem verschließbaren Verbindungsdurchgang zur Ermöglichung der Verbindung eines Durchgangslochs im Umschaltventil mit einem entsprechenden Loch in der Grundplatte über einen Ventilsitz und aus direkten Verbindungsdurchgängen zur Ermöglichung der direkten Verbindung anderer entsprechender Durchgangslöcher im Umschaltventil und der Grundplatte miteinander, wobei die Verbindungsdurchgänge im Ventilkörper parallel gebildet sind, sowie aus einem so im Ventilkörper gebildeten Ventilloch, dass es den verschließbaren Verbindungsdurchgang und die direkten Verbindungsdurchgänge kreuzt, wobei das Ventil- loch mit dem verschließbaren Verbindungsdurchgang in Verbindung steht und den Ventilsitz desselben zum Teil einschließt, aus einer im Ventilloch beweglichen Ventilspindel, einem Ventilteil an der Ventilspindel zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes und einem Kammerpaar, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Druckregler zum Regeln des Fluiddrucks ist; dass der Ventilkörper fast dieselbe seitliche Breite wie das Umschaltventil hat; dass die Kammern eine Druckregelkammer an dem einen Ende der Druckreglerspindel und eine Rückstellkammer am anderen Ende der Druckreglerspindel umfassen, und dass das Ventil weiterhin umfasst: einen in der Druckregelkammer verschiebbaren Druckreglerkolben, eine für die Bewegung des Druckreglerkolbens in Richtung der Druckregelventilspindel angepasste Druckreglerfeder, eine Rückstellfeder in der Rückstellkammer zum Bewegen der Druckreglerspindel in Richtung Druckreglerkolben, einen Druckreglerdurchgang, der im Ventilkörper parallel zum Druckreglerloch gebildet wird, um zu ermöglichen, dass die Druckregelkammer und die Rückstellkammer miteinander in Verbindung stehen, und einen Verbindungsdurchgang, der dazu dient, ein Druckfluid zur Druckregelung in die Druckregelkammer zu leiten.
Bei dem Druckregler mit diesem Aufbau wird der Innenraum effektiv ausgenutzt, weil die Vielzahl der Verbindungsdurchgänge, die es ermöglichen, dass die Durchgangslöcher im Umschaltventil mit den entsprechenden Durchgangslöchern in der Grundplatte in Verbindung stehen, sowie das Druckreglerloch, das die Druckreglerspindel aufnimmt, innerhalb des Ventilkörpers in Positionen angeordnet sind, die eine Kombination ihrer Funktionen ermöglichen. Folglich kann die seitliche Breite des Ventilkörpers im Allgemeinen so klein wie die des Umschaltventils sein. Infolgedessen kann der Druckregler innerhalb der Breite des Umschaltventils kompakt montiert werden, um direkt zwischen dem Umschaltventil und der Grundplatte positioniert zu sein. Somit kann, selbst wenn eine Vielzahl von Umschaltventilen auf der Grundplatte installiert ist, ein Druckregler problemlos an jedes Umschaltventil angeschlossen werden.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegen das Druckreglerloch und der Druckreglerdurchgang in der Strömungsrichtung der Verbindungsdurchgänge nebeneinander Dieser Aufbau bedeutet, dass die Querschnittsfläche des Kanals in der Größe nicht verringert zu werden braucht im Gegensatz zu dem Fall, bei welchem das Druckreglerloch und der Druckreglerdurchgang in der Breite-Richtung der Verbindungsdurchgänge parallel angeordnet sind, wodurch der erforderliche Kanalquerschnitt zuverlässig erreicht werden kann. Gemäß der spezifischen Ausführungsform dieser Erfindung ist der verschließbare Verbindungsdurchgang ein Zuführungskanal für die Zuführung eines Druckfluids zum Umschaltventil von einer Zuführungsöffnung in der Grundplatte, und umfasst einen ersten Teil, der mit dem Zuführungsdurchgangsloch in der Grundplatte in Verbindung steht und in das Ventilloch mündet, und einen zweiten Teil, der mit dem Zuführungsdurchgangsloch im Umschaltventil in Verbindung steht und in das Ventilloch an einer anderen Stelle als im ersten Teil mündet, wobei der Druckregelventilsitz zwischen dem ersten und dem zweiten Teil installiert wird.
Bei einer Anordnung wird der Verbindungskanal durch den Spalt zwischen der Druckreglerspindel und dem Druckreglerloch gebildet, und der zweite Teil des verschließbaren Verbindungsdurchgangs steht durch diesen Spalt mit der Druckreglerkammer oder Rückstellkammer in Verbindung.
Bei einer anderen Anordnung wird der Verbindungskanal durch ein Verbindungsloch gebildet, welches ermöglicht, dass der zweite Teil des verschließbaren Verbindungsdurchgangs direkt mit dem Druckreglerdurchgang in Verbindung steht.
Bei einer dritten Anordnung umfasst der Verbindungsdurchgang ein Verbindungsloch, welches ermöglicht, dass ein Austrittsdurchgangsloch im Umschaltventil mit dem Inneren des Druckreglerlochs in Verbindung steht; und der Verbindungsdurchgang umfasst auch einen Spalt im Außenumfang der Druckreglerspindel, wobei der Spalt eine Verbindung zwischen dem Verbindungsloch und der Druckregler oder Rückstellkammer ermöglicht. Wenn in diesem Fall der Druckregler einen direkten Austrittsverbindungsdurchgang aufweist, der das Austrittsdurchgangsloch in der Grundplatte mit dem entsprechenden Austrittsdurchgangsloch im Umschaltventil verbindet, wird das Verbindungsloch in diesem direkten Austrittsverbindungsdurchgang gebildet.
Vorzugsweise bei der ersten und dritten Anordnung ist der Teil des Spalts im Außenumfang der Druckreglerspindel, der nicht den Verbindungskanal darstellt, durch ein Dichtungselement verschlossen, welches an der Druckreglerspindel angebracht ist. In diesem Fall umfasst das Dichtungselement wünschenswerterweise eine Lippendichtung mit einem richtungsabhängigen Dichtungselement, so dass das Druckfluid in der Druckreglerkammer oder Rückstellkammer während eines Rückstellvorgangs das Dichtungselement aufschieben kann und zum ersten Teil des verschließbaren Verbindungsdurchgangs gedrückt werden kann.
Die Erfindung wird jetzt an Hand eines, Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt des Druckreglers nach der ersten Ausführungsform bei einer Anordnung zwischen der Grundplatte und dem Umschaltventil.
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Druckreglers nach der ersten Ausführungsform.
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung von Fig. 2.
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2.
Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 2.
Fig. 7 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 8 einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 9 einen Querschnitt einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 10 einen Querschnitt einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 10.
Fig. 12 einen Querschnitt der sechsten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 13 zeigt den Aufbau der Entlastungsvorrichtung, die vorzugsweise für ein Regelventil nach dieser Erfindung verwendet wird.
Fig. 1 zeigt einen Druckregler (1), der direkt zwischen einer Grundplatte (2) und einem Umschaltventil (3) installiert ist, wobei diese Teile 1, 2 und 3 mittels Befestigungsmitteln, zum Beispiel Schrauben (nicht dargestellt), miteinander verbunden sind.
Die Grundplatte (2) ist im Allgemeinen ein Teil wie eine Unterplatte oder eine Einzelunterplatte und ist so ausgelegt, um ein oder mehrere Umschaltventile aufzunehmen. Die Grundplatte (2) in dieser Figur ist eine genormte Grundplatte, auf der ein einzelnes Umschaltventil (3) befestigt ist. Die Grundplatte (2) umfasst die Zuführungsöffnung P, eine erste Ausstoßöffnung EA und die zweite Ausstoßöffnung EB für Druckluft an einer Seite, und eine erste Austrittsöffnung A und die zweite Austrittsöffnung B an der anderen Seite. Zusätzlich ist auf der Oberseite von Grundplatte (2) eine ebene Regler-Montageplatte (2a) installiert, wobei ein Zuführungsdurchgangsloch (5), ein erstes Austrittsdurchgangsloch (6A), ein zweites Austrittsdurchgangsloch (6B), ein erstes Ausstoßdurchgangsloch (7A) und ein zweites Ausstoßdurchgangsloch (7B) in der Montageplatte (2a) parallel herausgeführt sind.
Das Umschaltventil (3) ist ein vorgesteuertes Einzelventil einschließlich eines Hauptventilabschnitts (8) und eines magnetisch betätigten Vorsteuerventilabschnitts (9). Der Hauptventilabschnitt (8) umfasst eine ebene Steuerventil-Montageplatte (3a) auf der Grundfläche des Ventilkörpers, wobei ein Zuführungsdurchgangsloch (10), ein erstes Austrittsdurchgangsloch (11A), ein zweites Austrittsdurchgangsloch (11 B), ein erstes Ausstoßdurchgangsloch (12A) und ein zweites Ausstoßdurchgangsloch (12B) in der Montageplatte (3a) parallel herausgeführt sind. Zusätzlich wird innerhalb des Ventilkörpers ein Ventilloch (13) gebildet, in welches jedes der Durchgangslöcher mündet, wobei eine Ventilspindel (14) im Ventilloch (13) luftdicht verschiebbar eingesetzt ist.
Wenn eine Magnetspule erregt wird, um vom Vorsteuerventilabschnitt (9) zum Hauptventilabschnitt (8) ein Pilotfluid abzugeben, bewegt sich die Ventilspindel (14) in der Figur nach rechts, damit das Zuführungsdurchgangsloch (10) mit dem ersten Austrittsdurchgangsloch (11A) in Verbindung stehen kann, während das zweite Austrittsdurchgangsloch (11 B) mit dem zweiten Ausstoßdurchgangsloch (12B) eine Verbindung herstellen kann. Wenn die Magnetspule abgeschaltet ist, wird zusätzlich vom Hauptventilabschnitt (8) Pilotfluid ausgestoßen, wodurch bewirkt wird, dass internes Pilotfluid der Kammer zugeführt wird, die gegenüber dem Vorsteuerventilabschnitt angeordnet ist, um die Ventilspindel (14) in den dargestellten Zustand zurückzuführen, wodurch bewirkt wird, dass das Zuführungsdurchgangsloch (10) mit dem zweiten Austrittsdurchgangsloch (11 B) in Verbindung zu steht, während es möglich wird, dass das erste Austrittsdurchgangsloch (11A) mit dem ersten Ausstoßloch (12A) in Verbindung steht.
Das Umschaltventil (3) ist jedoch nicht auf das dargestellte Einzelvorsteuer Umschaltventil beschränkt, sondern kann ein Doppelvorsteuer- oder direkt betätigtes Umschaltventil sein.
Wie in Fig. 2 ausführlich dargestellt, umfasst der Druckregler (1A) bei der ersten Ausführungsform einen langen Ventilkörper (15) mit rechteckigem Querschnitt und einer seitlichen Breite, die fast das Maß hat wie der Ventilkörper des Umschaltventils (3). Die oberen und unteren Flächen des Ventilkörpers (15) umfassen die ebenen Montageflächen (15a) und (15b), auf welchen die Grundplatte (2) bzw. das Umschaltventil (3) montiert sind, und durch diese Montageflächen kann der Ventilkörper direkt zwischen Grundplatte (2) und Umschattventil (3) positioniert werden.
Innerhalb des Ventilkörpers (15) werden zwischen den Montageflächen (15a) und (15b) eine Vielzahl von Verbindungsdurchgängen (16, 17A, 17B, 18A und 18B) gebildet, die die Durchgangslöcher im Umschaltventil (3) mit den entsprechenden Durchgangslöchern in der Grundplatte (2) verbinden, und es wird ein Druckreglerloch (19) so gebildet, dass eine Druckreglerspindel (20), welche in das Ventilloch (19) beweglich eingesetzt ist, zu diesen Verbindungsdurchgängen quer angeordnet ist.
Unter der Vielzahl der Verbindungsdurchgänge (16, 17A, 17B, 18A und 18B) ist der Zuführungsverbindungsdurchgang (16), welcher das Zuführungsdurchgangsloch (5) in der Grundplatte (2) mit dem Zuführungsdurchgangsloch (10) im Umschaltventil (3) verbindet, ein verschließbarer Durchgang, der in der Mitte einen Druckregelventilsitz (25) hat, und sind die Austrittsverbindungsdurchgänge (17A) und (17B), die die Austtittsdurchgangslöcher (6A, 6B bzw. 11A, 11B) miteinander verbinden, und die Verbindungsdurchgänge (18A) und (18B) zum Ausstoßen, die die Ausstoßdurchgangslöcher (7A, 7B bzw. 12A, 12B) miteinander verbinden, direkte Verbindungsdurchgänge, die diese Durchgangslöcher direkt verbinden.
Der verschließbare Verbindungsdurchgang (16) umfasst den ersten Teil (16a), in Verbindung stehend mit dem Zuführungsdurchgangsloch (5) in der Grundplatte (2) und in das Druckreglerioch (19) mündend, und einen zweiten Teil (16b), in Verbindung stehend mit dem Zuführungsdurchgangsloch (10) an der Seite von Umschaltventil (3) und in das Druckreglerioch (19) in einer Position mündend, die sich von der beim ersten Teil (16a) unterscheidet, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Der Druckreglersitz (25) ist am Druckreglerloch (19) zwischen dem ersten Teil (16a) und dem zweiten Teil (16b) installiert, und ein an der Druckreglerspindel (20) befestigtes Druckreglerteil (21) öffnet und schließt vom ersten Teil (16a) den Druckreglersitz (25).
Wie in den Fig. 4 bis 6 dargestellt, steht das Druckreglerloch (19) mit dem verschließbaren Verbindungsdurchgang (16) in Verbindung, aber nicht mit den Direktverbindungsdurchgängen (17A, 17B, 18A und 18B), und durchdringt etwa die Mitte jedes direkten Verbindungsdurchgangs mit einem erforderlichen Spalt, der auf beiden Seiten des Ventillochs beibehalten wird, wobei der Spalt das Hindurchströmen von Druckluft ermöglicht. Durch Bildung der Verbindungsdurchgänge und des Druckreglerlochs (19) im Ventilkörper (15) in der Art, dass sie sich einander kreuzen, können sie auf engem Raum wirksam angeordnet werden, was einen Ventilkörper (15) mit einer angemessenen Konstruktion und entsprechendem Aufbau zum Ergebnis hat.
An dem einen Ende des Ventilkörpers (15) wird ein Druckreglerabschnitt (29) gebildet. Der Druckreglerabschnitt (29) umfasst eine Druckregelkammer (38), die zwischen dem Ventilkörper (15) und der Druckreglerabdeckung (30) gebildet wird, um mit dem Druckreglerloch (19) in Verbindung zu stehen; einen in der Druckregelkammer (38) untergebrachten verschiebbaren Druckreglerkolben (33); und eine in einer Federkammer (34) zwischen dem Druckreglerkolben (33) und einem Federsitz (32) hinter dem Kolben installierte Druckreglerfeder. Die Druckreglerfeder (35) beaufschlagt den Druckreglerkolben (33) mit einer in Richtung Druckreglerspindel (20) wirkenden Kraft. Die aktivierende Kraft der Druckreglerfeder (35) kann durch Rechts- und Linksdrehen einer Stellschraube angepasst werden. Die Bezugszahl (36) ist eine Sicherungsmutter, mit der die Stellschraube (31) gesichert wird. Der Druckreglerkolben (33) enthält ein Austrittsloch (39), das über die Federkammer (34) und ein Entlüftungsloch (40) nach außen geöffnet ist, und ein Entlastungsventilteil (37), das am Oberteil des Austrittslochs (39) so installiert ist, dass das Entlastungsventilteil (37) durch einen kegelförmigen ventilschließenden Abschnitt (41) an der Spitze der Druckreglerspindel (20) geöffnet und geschlossen werden kann.
Zusätzlich wird zwischen dem Ventilkörper (15) und einer Rückstellabdeckung (42) eine Rückstellkammer (45) gebildet, die zum Druckreglerloch (19) führt, und ist eine Rückstellfeder (44), die die Druckreglerspindel (20) in Richtung des Druckreglerkolbens (33) mit einer Kraft beaufschlagt, in der Rückstellkammer (45) vorgesehen. Die aktivierende Kraft der Rückstellfeder (44) ist geringer als die der Druckreglerfeder (35).
Die Rückstellkammer (45) steht in Verbindung mit einer Erfassungsöffnung (43), die in der Rückstellabdeckung (42) durch ein Durchgangsloch gebildet wird, und ein an der Erfassungsöffnung (43) angebrachtes Manometer ermöglicht die Erfassung des geregelten Luftdrucks.
In der Nähe der Verbindungsdurchgänge (16, 17A, 17B, 18A, und 18B) ist parallel dazu ein Druckreglerdurchgang (23) angeordnet, der die Druckregelkammer (38) mit der Rückstellkammer (45) verbindet. Durch Anordnen des Druckreglerlochs (19) und des Druckreglerdurchgangs (23) auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Kanalquerschnittsfläche verringert wird im Vergleich zu dem Fall, bei welchem das Druckreglerioch und der Druckreglerdurchgang in der Breite-Richtung der Verbindungsdurchgänge parallel angeordnet sind, wodurch die zuverlässige Schaffung eines Kanalquerschnitts mit der erforderlichen Größe ermöglicht wird.
Die Druckreglerspindel (20) hat einen Außendurchmesser, der es ermöglicht, die Spindel so in das Druckreglerloch (19) einzusetzen, dass zwischen dem Außenumfang der Spindel (20) und der Wand des Druckreglerlochs (19) ein Spalt gebildet wird. Der Spalt (24a), der sich vom zweiten Teil < ist» des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) bis zur Druckregelkammer (38) erstreckt, bildet einen Verbindungskanal zum Leiten von Druckluft vom zweiten Teil (16b) zur Druckregelkammer (38). Durch das Dichtungsteil (28) an der Druckreglerspindel (20) wird ein Spalt (24b) abgedichtet, der den ersten Teil (16a) des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) mit der Rückstellkammer (45) verbindet.
Solange dem verschließbaren Verbindungsdurchgang (16) von der Zuführungsöffnung P in der Grundplatte (2) keine Druckluft zugeführt wird, bewirkt die aktivierende Kraft der Druckreglerfeder (35) bei dem Druckregler (1A) mit diesem Aufbau nach der ersten Ausführungsform, dass sich der Druckreglerkolben (33) und die Druckreglerspindel (26) nach links bewegen, wobei das Druckreglerteil (21) den Druckregelventilsitz (25) öffnet. Dann steht der erste Teil (16a) des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) mit dem zweiten Teil (16b) desselben in Verbindung, und die Zuführungsöffnung P in der Grundplatte (2) steht mit dem Zuführungsverbindungsloch (10) im Umschaltventil (3) in Verbindung.
Bei Zuführung von Druckluft in die Zuführungsöffnung P strömt dieselbe durch den verschließbaren Verbindungsdurchgang (16) in das Zuführungsverbindungsloch (10), während gleichzeitig Druckluft durch den Verbindungskanal (24a) in die Druckregelkammer (38) und weiter durch den Druckreglerdurchgang (23) in die Rückstellkammer (45) strömt. Dadurch wird der Druckreglerkolben (33) durch die kombinierte Kraft der Wirkkraft auf Grund des Luftdrucks und die aktivierende Kraft der Rückstellfeder (44) auf Grund der Druckreglerspindel (20) bewegt, wobei beide auf den Kolben wirken, und zurück bewegt, während sich die Druckreglerfeder (35) zu einer Position bewegt, bei welcher die kombinierte Kraft und die aktivierende Kraft der Druckreglerfeder (35) ausgeglichen werden. Nach Ausgleichung dieser Kräfte dichtet das Druckreglerteil (21) den Druckreglersitz (25) ab, um zu bewirken, dass der erste Teil (16a) und der zweite Teil (16b) des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) von einander abgeschnitten werden.
Wenn die Kraft des Luftdrucks, der auf den Druckreglerkolben (33) wirkt, größer ist als die aktivierende Kraft der Druckreglerfeder (35), wird der Druckreglerkolben (33) weiter nach hinten bewegt, um das Entlastungsventilteil (37) zu öffnen, wobei bewirkt wird, dass die Druckluft in der Druckregelkammer (38) nach außen ausgestoßen wird, um das Gleichgewicht zwischen der Kraft des Luftdrucks und der aktivierenden Kraft der Druckreglerfeder (35) aufrechtzuerhalten.
Somit wird der Luftdruck vom zweiten Teil (16b) an der Seite des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) (der Austrittsluftdruck) an den Wert angepasst, der durch die Druckreglerfeder (35) eingestellt wird. Der Luftdruck kann vom Manometer an der Erfassungsöffnung (43) erfasst werden.
Die Luftdruckeinstellung kann durch Bewegen der Druckreglerschraube (31) nach rechts und links variiert werden, um die aktivierende Kraft der Druckreglerfeder (35) einzustellen.
Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform, die sich von der ersten Ausführungsform insofern unterscheidet, dass bei einem Druckregler (1 B) ein Lippendichtungsteil (28a) mit Y- oder V-förmigen Querschnitt verwendet wird, welches eine richtungsabhängige Dichtung im Gegensatz zur Verwendung einer richtungsunabhängigen O-Ringdichtung bei der ersten Ausführungsform hat. Das Dichtungsteil (28a) wird so installiert, dass die Strömung der Druckluft vom verschließbaren Verbindungsdurchgang (16) zur Rückstellkammer (45) blockiert wird, während die Gegenströmung ermöglicht wird. Wenn somit der Luftdruck zur Zuführungsöffnung P freigegeben ist, öffnet die Druckluft im zweiten Teil (16b) des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) das Dichtungsteil (28a) und wird aus dem ersten Teil (16a) geblasen, wodurch das Druckreglerteil (21) sofort den Druckreglersitz (25) öffnet und der Restdruck an der Austrittsöffnungsseite ausgestoßen wird.
Der übrige Aufbau und die Wirkungen der zweiten Ausführungsform gleichen fast denen der ersten Ausführungsform und so haben die gleichen Hauptkomponenten gleiche Bezugszahlen und deren Beschreibung wird weggelassen.
Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform des Druckreglers (1C), die sich von der zweiten Ausführungsform insofern unterscheidet, dass der Verbindungskanal zum Leiten der Druckluft für die Druckregelung zur Druckregelkammer (38) nicht durch den Spalt im Außenumfang der Druckreglerspindel (20) gebildet wird, sondern durch ein Verbindungsloch (48), das bewirkt, dass der zweite Teil (16b) des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) direkt mit dem Druckreglerdurchgang (23) in Verbindung steht. Somit wird bei der dritten Ausführungsform der Spalt (24a) im Außenumfang der Druckreglerspindel (20), die den zweiten Teil (16b) mit der Druckregelkammer (38) verbindet, durch ein zweites Dichtungsteil (47) an der Druckreglerspindel (20) abgedichtet. Bei dieser Ausführungsform wird für das erste Dichtungsteil (46), das den Spalt (24b) zwischen dem ersten Teil (16a) des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) und der Seite der Rückstellkammer (45) abdichtet, eine Lippendichtung mit richtungsabhängigem Dichtungselement verwendet, und enthält das zweite Dichtungsteil (47) eine richtungsunabhängige O-Ringdichtung.
Der übrige Aufbau und die Wirkungen der dritten Ausführungsform gleichen fast denen der ersten Ausführungsform und so haben die gleichen Hauptkomponenten gleiche Bezugszahlen wie bei der ersten Ausführungsform und deren Beschreibung wird weggelassen.
Fig. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform des Druckreglers (1D), die sich von den anderen Ausführungsformen hauptsächlich insofern unterscheidet, dass der erste und zweite Teil (16a und 16b) des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) umgekehrt in axialer Richtung angeordnet sind. Das heißt, der erste Teil (16a) ist auf der Seite der Druckregelkammer (38) angeordnet, während der zweite Teil (16b) auf der Seite der Rückstellkammer (45) angeordnet ist, und der Druckreglersitz (25) wird vom Druckreglerteil (21) von der Seite des zweiten Teiles (16b) aus geöffnet und geschlossen. Der Spalt (24b) im Außenumfang der Druckreglerspindel (20), die den zweiten Teil (16b) mit der Rückstellkammer (45) verbindet, bildet einen Verbindungskanal, so dass Druckluft zur Druckregelung von der Rückstellkammer (45) über den Druckreglerdurchgang (23) zur Druckregelkammer (38) geführt werden kann. Der Spalt (24a) im Außenumfang der Druckreglerspindel (20), die den ersten Teil (16a) mit der Druckregelkammer (38) verbindet, wird durch ein Lippendichtungsteil (49) in Richtung der Druckregelkammer (38) abgedichtet.
Der andere Aufbau und die Wirkungen der vierten Ausführungsform gleichen fast denen der ersten Ausführungsform und so haben die gleichen Hauptkomponenten gleiche Bezugszahlen wie bei der ersten Ausführungsform und deren Beschreibung wird weggelassen.
Fig. 10 zeigt eine fünfte Ausführungsform des Druckreglers (1E), die sich von der ersten bis vierten Ausführungsform insofern unterscheidet, dass die Druckluft zur Drucksteuerung aus den Ausgangsdirektverbindungsdurchgängen entnommen wird. Im Druckreglerventil (1E) wird ein zum Druckreglerloch (19) führendes Verbindungsloch (52A) in dem Ausgangsdirektverbindungsdurchgang (17A), der das erste Ausgangsdurchgangsloch (6A) in der Grundplatte (2) mit dem ersten Ausgangsdurchgangsloch (11A) im Umschaltventil (3) verbindet, gebildet, so dass Druckluft zur Druckregelung aus dem ersten Ausgangsdirektverbindungsdurchgang (17A) in der in Fig. 11 dargestellten Weise aus der Rückstellkammer (45) über den Druckreglerdurchgang (23) in die Druckregelkammer (23) geführt werden kann.
Zur Druckreglerspindel (20) gehört ein erstes Abdichtungselement (53), das den Spalt (24b) am Außenumfang der Spindel (20) zwischen dem ersten Teil (16a) des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) und dem Verbindungsloch (52A) abdichtet, und ein zweites Abdichtungselement (54), das den Spalt (24a) zwischen dem zweiten Teil (16b) und der Druckregelkammer (38) abdichtet.
Wie vorstehend beschrieben wurde, unterscheidet sich die fünfte Ausführungsform von den anderen Ausführungsformen nur durch ihren Zuführungsweg für die Druckluft zur Druckregelung, und die Tatsache, dass die Betriebsvorgänge während der Druckregelung in der fünften Ausführungsform fast die gleichen wie in der ersten Ausführungsform sind. So haben die Hauptkomponenten, die die gleichen wie die vorstehend beschriebenen sind, die gleichen Bezugszahlen wie in der ersten Ausführungsform und deren Beschreibung wird weggelassen.
Zum ersten Abdichtungselement (53) kann in der fünften Ausführungsform weiterhin ein Lippendichtungselement gehören, das so eingebaut wird, dass der Druckluftstrom aus dem ersten Teil 16a des verschließbaren Verbindungsdurchgangs (16) zur Umstellkammer (45) abgesperrt werden kann, wobei die Strömung in Gegenrichtung gestattet wird. Bei diesem Aufbau öffnet bei Freigabe des zugeführten Luftdruckes in der Zuführungsöffnung P der vom ersten Ausgangsdirektverbindungsdurchgang (17A) gelieferte Luftdruck das erste Abdichtungselement (53) und wird der Zuführungsöffnung P zugeführt, wodurch er die unverzügliche Öffnung des Druckreglersitzes (25) und Freigabe des restlichen Druckes bewirkt. In diesem Falle kann zum zweiten Abdichtungselement (54) ein Lippendichtungselement gehören und so angeordnet sein, dass die Strömung der Druckluft aus dem zweiten Teil (16b) des verschließbaren Verbindungsdurchganges (16) zur Druckregelkammer (38) versperrt werden kann, wobei eine Strömung in Gegenrichtung gestattet wird. Dieser Aufbau führt zu einer weiteren Verbesserung der Wirksamkeit der Freigabe des restlichen Druckes bei der Freigabe des zugeführten Luftdruckes in der Zuführungsöffnung P und zu einer Verringerung des Gleitwiderstandes des ersten und zweiten Abdichtungselements (53 und 54), wodurch das Reaktionsvermögen der Druckreglerspindel (20) verbessert wird.
Fig. 12 zeigt eine sechste Ausführungsform eines Druckreglers (1F), die sich in ihrem Zuführungsweg für die Druckluft zur Druckregelung von der fünften Ausführungsform unterscheidet. Im Druckregler (1F) wird in dem zweiten Ausgangsdirektverbindungsdurchgang (17B), der das zweite Ausgangsdurchgangsloch (16B) in der Grundplatte (2) mit dem zweiten Ausgangsdurchgangsloch (118) im Umschaltventil (3) verbindet, ein zum Druckreglerloch (19) führendes Verbindungsloch (52B) gebildet, so dass Druckluft über einen Verbindungskanal, zu dem das Verbindungsloch (52B) und der Spalt (24a) am Außenumfang der Druckreglerspindel (20) gehören, aus dem zweiten Ausgangsdirektverbindungsdurchgang (17b) zur Druckregelkammer (38) geführt werden kann.
Der andere Aufbau und die Wirkungen dieser Ausführungsform gleichen fast denen der fünften Ausführungsform und so haben die gleichen Hauptkomponenten gleiche Bezugszahlen wie in der fünften Ausführungsform und deren Beschreibung wird weggelassen.
In der sechsten Ausführungsform können wie in der Variante der fünften Ausführungsform eine oder beide, das erste und/oder das zweite Abdichtungselement (53 und 54) in Form eines Lippendichtungselements mit einer richtungsabhängigen Dichtung gebildet werden. Die Einbaulage des Lippendichtungselements zur Absperrung des Luftstromes und dessen Wirkungen sind fast die gleichen wie die in der Variante der fünften Ausführungsform.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Beispiel des Aufbaus des Ventilschließprofils (41) am Ende der Druckreglerspindel (20), der vorzugsweise für den Druckregler gemäß aller vorstehend beschriebener Ausführungsformen angewandt wird. Zu dem Ventilschließprofil (41) gehören eine Anlagefläche (41a), die an der Stirnfläche des Druckreglerkolbens (33) anliegt und die eben und kreisförmig ausgebildet ist; und ein vorspringendes Teil (41b), das aus der Anlagefläche herausragt und das Entlastungsventilteil (37) öffnet und schließt.
In diesem Aufbau des Ventilschließprofils (41) kommt bei Verschiebung der Druckreglerspindel (20) nach rechts und der dadurch bewirkten Schließung des Entlastungsventilteils (37) durch das vorspringende Teil (41b) die kreisförmige Anlagefläche (41a) zur Anlage an der Stirnfläche des Druckreglerkolbens (33), wodurch eine übermäßige Formänderung des Entlastungsventilteils (37) infolge des auf die Ventilspindel wirkenden Druckes verhindert wird.
Wenn bei dem Druckregler gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Direktverbindungsdurchgänge einen Ausgangsverbindungsdurchgang besitzen, der das Ausgangsdurchgangsloch in der Grundplatte (2) mit dem Ausgangsdurchgangsloch im Umschaltventil (3) verbindet, und eine Ausgangsöffnung auf der Seite des Umschaltventils (3), nicht aber auf der Seite der Grundplatte (2) gebildet wird, muss dieser Ausgangsdirektverbindungsdurchgang nicht weggelassen werden. Wenn er nicht weggelassen wird, wird das zweiseitige Ende dieses Verbindungsdurchganges in der Unterplatte mit einer Dichtung abgedichtet. Dieser Ausgangsdirektverbindungsdurchgang kann weiterhin entsprechend der Darstellung in der fünften und sechsten Ausführungsform zum Ansaugen von Druckluft zur Druckregelung genutzt werden.
Wenn andererseits dieser Ausgangsdirektverbindungsdurchgang weggelassen wird und wenn Ausgangsluft zur Druckregelung in die Druckregelkammer (38) angesaugt wird, kann ein geeignetes Verbindungsloch, das die Öffnung des Ausgangsdurchgangsloches (11A oder 11B) in der Bodenfläche des Umschaltventils (3) zur Herstellung einer Verbindung mit dem Druckreglerloch (19) gestattet, im Ventilkörper (15) des Druckreglers gebildet werden, so dass der Ausgangsluftdruck über einen Verbindungsdurchgang, zu dem dieses Verbindungsloch und der Spalt im Außenumfang der Druckreglerspindel (20) gehören, in die Druckregelkammer (38) oder die Rückstellkammer (45) angesaugt werden kann.

Claims

1. Druckregelventil, das zwischen einem Umschaltventil (3) zum Schalten der Strömungsrichtung einer Druckflüssigkeit und einem Sockel (2) für die Zuführung einer Druckflüssigkeit zum Umschaltventil (3) befestigt werden kann, bestehend aus einem Ventilgehäuse (15), das so befestigt ist, dass es direkt zwischen dem Umschaltventil (3) und dem Sockel (2) positioniert ist, einem verschließbaren Durchgang (16), um die Verbindung eines Durchgangslochs (10) im Umschaltventil (3) mit einem entsprechenden Loch (5) im Sockel (2) über einen Ventilsitz (25) zu ermöglichen, und aus direkten Durchgängen (17A, 17B, 18A, 18B), um eine direkte Verbindung von anderen entsprechenden Durchgangslöchern (6A, 6B, 7A, 7B, 11A, 118, 12A, 12B) im Umschaltventil (3) und dem Sockel (2) miteinander zu ermöglichen, wobei die Durchgänge (16, 17A, 17B, 18A, 18B) im Ventilgehäuse (15) parallel gebildet werden, einem Ventilloch (19), das derart im Ventilgehäuse (15) gebildet wird, dass es den verschließbaren Durchgang (16) und die direkten Durchgänge (17A, 17B, 18A, 18B) schneidet, wobei das Ventilloch (19) mit dem verschließbaren Durchgang (16) in Verbindung steht und einen Ventilsitz (25) in einem Teil desselben, eine Ventilspindel (20), die im Ventilloch (19) beweglich ist, ein Ventilteil (21) an der Ventilspindel (20) zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes (25) und ein Kammerpaar (38, 45) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Druckregelventil (1) zum Regeln des Flüssigkeitsdrucks ist; dass das Ventilgehäuse (15) fast dieselbe seitliche Breite wie das Umschaltventil (3) hat; dass die Kammern aus einer Druckregelkammer (38) mit Sitz an dem einen Ende der Druckregelventilspindel (20) und einer Rücklaufkammer (45) mit Sitz am anderen Ende der Druckregelventilspindel (20) bestehen, und dass das Ventil weiterhin besteht aus einer Druckregelstange (33), die in der Druckregelkammer (38) verschiebbar ist, einer Druckregelfeder (35), ausgelegt für die Bewegung des Druckregelkolbens (33) in Richtung der Druckregelventilspindel (20), einer Rückstellfeder (44) in der Rücklaufkammer (45) zum Bewegen der Druckregelventilspindel (20) in Richtung des Druckregelkolbens (33), einen Druckregeldurchgang (23), der im Ventilgehäuse (15) parallel zum Druckregelventilloch (19) gebildet wird, um zu ermöglichen, dass die Druckregelkammer (38) und die Rücklaufkammer (45) miteinander in Verbindung stehen, und einem Verbindungskanal (24a, 24b, 48, 52A, 52B), der dazu dient, um eine Druckflüssigkeit für die Druckregelung zur Druckregelkammer (38) zu leiten.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, wobei das Druckregelventilloch (19) und der Druckregeldurchgang (23) in der Strömungsrichtung jeder der Durchgänge (16, 17A, 17B, 18A, 18B) nebeneinander angeordnet sind.

3. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei der verschließbare Durchgang (16) ein Zuführungsdurchgang (16) ist, der das Zuführungsverbindungsloch (5) im Sockel (2) mit dem Zuführungsverbindungsloch (10) im Umschaltventil (3) verbindet und aus einem ersten Teil (16a) besteht, das mit dem Zuführungsverbindungsloch (5) im Sockel (2) verbunden ist und in das Ventilloch (19) mündet, und einem zweiten Teil (16b), das mit dem Zuführungsverbindungsloch (10) im Umschaltventil (3) verbunden ist und in einer Position, die sich von der des ersten Teils (16a) unterscheidet, in das Ventilloch (19) mündet, wobei der Druckregelventilsitz (25) zwischen dem ersten Teil (16a) und dem zweiten Teil (16b) eingebaut ist.

4. Druckregelventil nach Anspruch 3, wobei der Verbindungskanal im Außenumfang der Druckregelventilspindel (20) einen Spalt (24a, 24b) aufweist und der Spalt die Verbindung des zweiten Teils (16b) des genannten verschließbaren Durchgangs (16) mit der Druckregelkammer (38) oder der Rücklaufkammer (45) ermöglicht.

5. Druckregelventil nach Anspruch 3, wobei der Verbindungskanal ein Verbindungsloch (52A) hat, das ermöglicht, dass zumindest ein Ausgangsdurchgangsloch (11A, 11B) im Umschaltventil (3) mit dem Inneren des Druckregelventillochs (19) verbunden ist, und einen Spalt (24b) im Außenumfang der Druckregelventilspindel (20), der ermöglicht, dass das Verbindungsloch (52A) mit der Druckregelkammer (30) oder der Rücklaufkammer (45) in Verbindung steht.

6. Druckregelventil nach Anspruch 5 einschließlich eines Ausgangs-Direktdurchgangs (17A), der mindestens ein Ausgangsdurchgangsloch (6A, 6B) im Sockel (2) mit mindestens einem Ausgangsverbindungsloch (11A, 11B) im Umschaltventil (3) verbindet, wobei das genannte Verbindungsloch (52A) in dem Ausgangs-Direktdurchgang (17A) gebildet wird.

7. Druckregelventil nach einem der vorausgegangenen Ansprüche 4 bis 6, wobei der Teil des Spalts (24a, 24b) im Außenumfang der Druckregelventilspindel (20), der nicht den Verbindungskanal darstellt, durch ein Dichtungsteil (28, 28a, 46, 47, 49, 53, 54) abgedichtet ist, welches an der Druckregelventilspindel (20) angebracht ist.

8. Druckregelventil nach Anspruch 7, wobei das Dichtungsteil aus einem lippenförmigen Dichtungsteil (28a, 46, 49) mit Richtungsdichtung besteht, so dass bei einer Rückführung die Druckflüssigkeit in der Druckregel- oder Rückführungskammer (38, 45) das Dichtungsteil (28a, 46, 49) öffnen und in Richtung des ersten Teils (16a) des verschließbaren Durchgangs (16) herausgedrückt werden kann.

9. Druckregelventil nach Anspruch 3, wobei der Verbindungskanal ein Verbindungsloch (48) ist, das ermöglicht, dass das zweite Teil (16b) des verschließbaren Durchgangs direkt mit dem Druckregeldurchgang (23) in Verbindung steht.