DE812875C

DE812875C - Steuerventil mit Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE812875C
Application number: DEH579A
Authority: DE
Inventors: Walter Heiniger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-11-22
Filing date: 1949-11-22
Publication date: 1951-09-06

Description

Steuerventil mit Schalteinrichtung Der Gegenstand der Erfindung betrifft ein Steuerventil mit Schalteinrichtung zur abwechslungsweisen Steuerung eines Druckmediums zur Ausübung von servomotorischen Kräften in entgegetigesetzten Richtungen, gekennzeichnet durch einen in einem Ventilgehäuse angeordneten Drehschieber, welcher hin und her vierschwenkbar ist, wobei zur Ausführung dieser Verschwenkbewegung Mittel vorgesehen sind, welche unter dem Einfluß eines Druckmediums ein Schaltgestänge derart betätigen, claß bei aufeinanderfolgenden Impulsen des Druckmediums der Drehschieber abwechslungsweise auf die eine und auf die andere Durchflußrichtung umgestellt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Vertikalschnitt durch denselben, Fig.2 einen Horizontalschnitt nach der Linie A-A in Fig. i mit einem schematisch angedeuteten, von diesem Ventil gesteuerten Druckzylinder mit Kolben in der einen Steuerstellung, und Fig. 3 eine gleiche Darstellung wie Fig. 2 in der anderen Steuerstellung; Fig. 4 zeigt die Schalteinrichtung von oben, und Fig. 5 diese von der Seite, teilweise im Schnitt; Fig.6 ist eine Vorderansicht des Klemmorgans, gemäß Fig. 5 von oben gesehen.
Ein zylindrisches Ventilgehäuse i mit oberem Abschlußdeckel 2, welcher als Führung für die Steuerwelle 3 eines Drehschiebers dient, - besitzt einen Boden mit Durchlässen 4, 5 und6. Jeder dieser Durchlässe besteht aus einem vom Innenraum 7 des Ventilgehäuses i senkrecht nach abwärts und einem horizontalen, radial nach auswärts gerichteten Teil. Der letztere besitzt ein gegen die Außenseite des Ventilgehäuses i verlaufendes Schraubgewinde 8 für den Anschluß an den damit zu steuernden Organen bzw. die Auslaßleitung 29. 9 zeigt ass ein solches zu steuerndes Organ einen Zylinder mit Kolben io. i i ist die Kolbenstange. Die horizontalen, mit Schraubgewinden 8 versehenen Teile -der Durchlässe 4 und 6 sind durch strichpunktiert angedeutete Rohrleitungen 12 und 13 mit den beiden Zylinderräumen beidseitig .des Kolbens io verbunden, und die Bohrung 5 dient zum Anschluß an, die vom Durchlaß 5 nach außen abgehende Auslaßleitung 29.
Der Drehschieber besitzt einen oberen Stempel 14 und einen unteren 15, welche beide gegeneinander axial verschiebbar miteinander verbunden sind. Zur Verbindung der beiden Stempel besitzt der obere i4 eine Hülse 16 und der untere 15 einen in die Hülse 16 hineinpassenden Zapfen 17. In der Hülse 16 ist zwischen dem oberen Ende des Zapfens 17 und dem Stempel 14 eine Druckfeder 18 eingelegt, welche dazu bestimmt ist, die beiden Stempel 14 und 15 auseinander und dadurch den unteren gegen den Boden, des Ventilgehäuses i zu pressen. Um eine Verdrehung dieser beiden Stempel gegeneinander zu verhindern, besitzt die Hülse 16 diametral gegenüberliegende Langlöcher i9 zur Aufnahme eines durchgehenden, im Zapfen 17 befestigten Bolzens 20.
Im Deckel 2 des Ventilgehäuses i ist die zum Verdrehendes Drehschiebers dienende Steuerwelle 3, deren oberes Ende den Betätigungshebel 21 trägt, gelagert. Das in das Zylinderinneere 7 hineinragende Ende der Welle 3 ist mit einem Querriegel 22 versehen, welcher iii: eine hierzu passende Ausnehmung einzugreifen bestimmt ist.
Der Boden des unteren Stempels 15 weist eine viertelkreisförmige Nut 23 und zwei den Enden dieser Nut und auf dem gleichen Kreis wie dieselbe, diametral gegenüberliegende, den, Stempel 15 senkrecht durchgehende Bohrungen 24 und 2-5 auf. Die Nut 23 und die Bohrungen 24 und 25 seien gemeinschaftlich als Kanäle bezeichnet.
In der Wand des. Ventilgehäuses i i,st in der Höhe zwischen den Stempeln 14 und 15 die Eintrittsöffnung 26 für das Druckmedium vorgesehen.
Durch die Druckfeder 18 wird der obere Stempel 14 gegen das untere Ende der Steuerwelle 3 mit deren Querriegel 22 gepr,6ßt, so daß bei einer Drehung des Betätigungshebels 21 der Drehschieber ebenfalls verdreht wird. Gleichzeitig wird durch den Druck der Feder 18 der Stempel 15 des Drehschiebers gegen den Boden des Ventilgehäuses i gepreßt.
Die Schalteinrichtung weist im wesentlichen folgende Organe auf: Das freie Ende des Betätigungshebels ist mittels einer Schubstange 3i mit einem auf einer Unterlage 32 drehbar angeordneten zweiarmigen Schalthebel 33 gelenkig gekuppelt. Dieser Schalthebel 33 besitzt einen gleichschenklig dreieckigen Zahn 34, dessen Mittelsenkrechte in bezug auf den Schalthebel 33 durch dessen Drehzapfen 35 geht. An beiden Seiten der Basis des Zahnes 34 sind halbkreisförmige Kerben 36 im Schalthebel 33 vorgesehen, welche dazu dienen, um durch Eingreifen eines auf der Unterlage 32 sich stützenden Zapfens 37 in diese Kerben 36 einzugreifen und die Schwenkbewegung des Hebels 33 zu bewerkstelligen. Der Zapfen 37 ist an einer Zugstange 38 befestigt. An einem Ansatz 39,des Zapfens 37 greift eine Zugfeder 40 an, mittels welcher die Zugstange 38 nach vorn (zeichnungsgemäß nach unten) in, der Richtung über die Ventilachse gezogen wird, um so in Ruhestellung stets axial zur Steuereinrichttung zu verlaufen.
Das dem Zapfen 37 entgegengesetzte Ende der Zugstange 38 endigt in einer Büchse 41, welche durch einen Stift 42 verschwenkbar gehalten ist. Dieser Stift 42 ist in einem K1emlmarm 43 befestigt, welcher mittels Schrauben 44 auf einer Kolbenstange 45 festgeklemmt ist, wobei der Kolben 46 in einem beidseitig geschlossenen Zylinder 47 b,-wegbar ist und unter dem Einfluß einer Druckfeder 48 steht, derart, daß (zeichnungsgemäß) durch diese Druckfeder 48 die Kolbenstange 45 in den Zylinder 47 hineingezogen wind. Im Deckel 49 des Zylinders 47 ist die Zuleitung 50 für das Druckmedium vorgesehen. Der Zylinder 47 ist mittels zweier Supporte 51 an einer Grundplatte 52 befestigt, auf welcher gleichzeitig das Ventilgehäuse i abgestützt ist.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuereinrichtung ist folgende: Wenn. -der Drehschieber in der in Fig. i und 2 dargestellten Stellung steht; so fließt das Druckmedium von der Eintrittsöffnung 26 durch die Bohrung 25, .den Durchlaß 6 und die Leitung 13 @in den rechts vom Kolben io abgeschlossenen Raum des Zylinders 9. Damit wird der Kolben io nach links gedrückt und betätigt über die Kolbenstange i i eine Bewegung des zu steuernden Organs. Gleichzeitig wind aus dem linken Zylinderteil das vorher darin eingeschlosseneDruckmedium durch die Leitung 12, den Durchlaß 4, die viertelkreisförmige Nut 32 und den Durchlaß 5 in die Auslaßleitulng 29 abgeführt. Damit führt der Kolben io eine Steuerbewegung in der einen Richtung, zeichnungsgemäß nach links durch.
Für die gegenläufige Steuerbewegung wird der Ventilkolben uni 9o° im Sinne des Uhrzeigers gedreht und kommt somit in die in Fig. 3 gezeigte Stellung. Damit kommt die Bohrung 24 mit dein Durchlaß 4 in leitende Verbindung. Die Nut 23 stellt die Verbindung zwischen den Durchlässen 5 und 6 her. Das Druckmedium fließt somit vom Zylinderraum 7, ,die Bohrung 24, den Durchlaß 4 und die Leitung 12 in den linken Teil des Zylinr ders 9. Damit wird -der Kolben io nach rechts geschoben. Gleic.lizeitig wird das Druckmedium auf der Gegenseite des Kolbens io im rechten Teil des Zylinders 9 dadurch entlastet, daß es durch die Leitung 13, den Durchlaß 6 und die Nut 23 in die Auspuffleitung entweicht.
Mit den beiden vorbeschriebenen Stellungen des Drehschiebers, welcher mit dem Hebel ei betätigt wird, wird der Zylinderkolben io wahlweise nach der einen und nach der andern Seite bewegt und damit über die Kolbenstange i i eine servomotorische Kraft auf die zu steuernden Organe ausgeübt.
Die Umstellung des Drehschiebers um 9o° von der einen Ventilstellung in die andere geschieht durch Einlassen des Druckmediums durch die Leitung 50 in den Zylinder 47. Damit wird der Kolben 46 zeichnungsgemäß nach oben bewegt. Der an der Kolbenstange 45 befestigte Klemmarm 43 nimmt bei dieser Kolbenbewegung die Zugstange 38 mit. Dabei schleift der Zapfen 37 auf der Unterlage 32, bis dieser Zapfen 37 der einen Seite des Zahnes 34 entlang gleitend in die eine Kerbe 36 eingreift und bei der fortschreitenden Auswärtsbewegung der Kolbenstange 45 den Hebel 33 in die gestrichelt angedeutete Lage 33 verbringt. Damit erreichen auch die Schubstange 31 und der Betätigungshebel 21 die gestrichelt gezeichnete Stellung. Dabei wird letzterer gegenüber der voll ausgezeichneten Lage um cgo° gedreht und so der Drehschieber des Ventils gegenüber der Stellung gemäß Fig.2 in die Stellung nach Fig. 3 gebracht.
Zur Ausführung dieser Bewegung bei Verwendung von Druckluft als Druckmedium genügt ein momentaner Impuls auf den Kolben 46. Sobald die Kraft der Feder 48 die von diesem Impuls ausgelöste Kraft überwiegt, drückt die Feder 48 den Kolben 46 wieder zurück. Dabei schleift der Zapfen 37 der ihm benachbarten gestrichelten Zahnflanke wieder zurück, und die Zugfeder 40 sorgt dafür, daß die Zugstange 38 wieder ihre axiale Ausgangslage einnimmt.
Soll das Steuerventil wieder um 9o° zurückgedreht werden, so erfolgt ein weiterer Impuls des Druckmediums auf den Kolben 46. Dabei wird der Schalthebel 33 von der gestrichelt angegebenen Stellung wieder in die voll ausgezeichnete Lage zurück verscliw,enkt und somit der Drehschieber wieder um 9o° verstellt. Bei jedem Druckluftimpuls auf den Kolben 46 wird somit das Steuerventil in die entgegengesetztc @\'irkungslage umgestellt.
Das Druckmedium kann gasförmig oder flüssig sein.
Mit dem Steuerventil können auch an Stelle eines doppelt wirkenden Zylinderkolbens zwei in zwei Zylindern getrennt voneinander angeordnete, @vecbselweise einfach wirkende Kolben betätigt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerventil mit Schalteinrichtung zur abwechslungsweisen Steuerung eines Druckmediums zur Ausübung von servomotorischen Kräften in entgegengesetzten Richtungen, gekennzeichnetdurch einen in einem Ventilgehäuse angeordneten Drehschieber, welcher hin und her vierschwenkbar ist, wobei zur Ausführung dieser Verschwenkbewegung Mittel vorgesehen sind, welche unter dem Einfluß eines Druckmediums ein Schaltgestänge derart zu betätigen bestimmt sind, d,aß bei aufeinanderfolgenden Impulsen des Druckmediums der Drehschieber abwechslungsweise auf die eine und auf die andere Durchflußrichtung umgestellt wird.
2. Steuerventil mach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber einen unteren und einen oberenStempel (15, 16) aufweist, wobei der untere Stempel (15) auf einem Kreis um 9o° zueinander versetzte durchgehende Bohrungen (24, 25) und auf der Unterseite eine viertelkreisförmige Nut (23) auf 'dem gleichen Kreis aufweist, deren Enden diametral den beiden genannten Bohrungen (24,25) gegenüberliegen, ferner diesen Kanälen zugeordnete Durchlässe vorhanden sind, derart, daß das in das Ventilgehäuse (i) eintretende Druckmedium wahlweise durch den einen oder den andern dieser Durchlässe ein- bzw. austreten kann und endlich ein dritter Durchlaß vorhanden ist, um das Druckmedium in das Freie abführen zu können.
3. Steuerventil nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stempel (14, 15) des Drehschiebers derart miteinander verbunden sind, daß sie gegeneinander axial verschiebbar, aber nicht gegeneinander vierdrehbar sind.
4. Steuerventil nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, d'aß zur Verbindung der beiden Sternpel (14, 15) des Drehschiebers der obere (14) eine Hülse (16) und der untere einen in dieser axial verschiebbaren Zapfen (17) aufweist, wobei in der Hülse: (16) oberhalb des Zapfens (17) eine Druckfeder (18) angeordnet ist um den unteren Stempel (15) gegen den Boden des Zylindergehäuses (i) zu pressen.
5. Steuerventil nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß .in der Hülse (16) am oberen' Stempel (14) diametral zueinander Langlöcher (i 9) angeordnet sind, welche von einem im Zapfen (17) des unteren Stempels (15) befestigten, Bolzen (2o) durchfahren werden, um damit ein axiales Verdrehen der beiden Stempel (14, 15) gegeneinander zu verhindern.
6. Steuerventil nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Drehschiebers im Deckel (2) des Steuerventils eine Steuerwelle (3), an deren oberen freien Ende ein Betätigungshebel (21) vorgesehen ist, gelagert ist, deren unteres im Innern des Ventilgehäuse (i) befindliches Ende mittels eines Querriegels (22) im oberen Stempel (14) des Drehschiebers eingreift, derart, d,aß durch Verdrehung der Steuerwelle (3) der Drehschieber m,it@genomm"en wird.
7. Steuerventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Umstellung des Steuerventils von der einen Durchflußrichtung auf die entgegengesetzte einen druckbeeinflußten Kolben (46) besitzen, wobei für dessen Rückführung eine dem Druckmedium auf der anderen Kolbenseite entgegenwirkende Druckfeder (48) vorgesehen ist und die Kolbenstange (45) mit dem Schaltgestänge derart verbunden ist, daß diese durch jeden Impuls des Druckmediums betätigt wird, und zwar so, daß je zwei aufeinanderfolgende Impulse eine entgegengesetzt gerichtete Schaltung des Steuerventils bewirken. B.
Steuerventil nach Ansprüchen i und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (45) mit dem Schaltgestänge durch einen Klemmarm (43) verbunden, ist, derart, daß der an diesem angreifenden Teil des Schaltgestänges verschwenkbar ist.
9. Steuerventil mach Ansprüchen i und 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Klemmarm (43) mit dem einen Ende eine zum Schaltgestänge gehörende Zugstange (38) verschwenkbar angebracht ist, deren anderes Ende einen Zapfen (37) trägt, welcher dazu bestimmt ist, um einen über eine Schubstange (3i) mit dem Betätigungshebel (2i) des Ventils gelenkig verbundenen Schalthebel (33) zu betätigen, welcher einen Zahn (34) aufweist, dessen Flanken als Führungen für den Zapfen (37) dienen und an den Basen der beiden Flanken Kerben (36) im Schalthebel (33) vorgesehen sind, in welche der Zapfen (37) einzugreifen bestimmt ist, um dadurch den Schalthebel (33) zu verschwenken. io. Steuerventil nach Ansprüchen i und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (33) auf einer Unterlage (32) verschwenkba.r befestigt ist, welche Unterlage (32) gleichzeitig als Abstützung für den auf dieser gleitenden Zapfen (37) an der Zugstange (38) dient. i i. Steuerventil nach Ansprüchen i und 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem an der Zugstange (38) befestigten Zapfen (37) eine Zugfeder (4o) angreift, welche dazu bestimmt ist, um die Zugstange (38) nach einem Schaltvorgang wieder axial in bezug auf den Druckzylinder (47) auszurichten.