DE9106391U1 - Pressure regulator - Google Patents
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Description
06. Mai 1991 G 13 506 - leml06 May 1991 G 13 506 - leml
Die Erfindung betrifft einen Druckregler, mit einem Reglergehäuse, das eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung aufweist, die über einen Durchflußkanal miteinander verbunden sind, der einen mit der Einlaßöffnung kommunizierenden ersten Kanalabschnitt und einen zumindest im wesentlichen rechtwinkelig zu diesem verlaufenden, zur Auslaßöffnung führenden zweiten Kanalabschnitt aufweist, mit einer den Durchflußkanal beherrschenden Venti1einrichtung, die ein zwischen unterschiedliche Durchströmquerschnitte vorgebenden Regelstel1ungen verstellbares Ventilglied aufweist, das ein in dem ersten Kanalabschnitt wirkendes Verschlußteil und einen an der dem zweiten Kanal abschnitt zugewandten Seite an dem Verschlußteil angreifenden Verstel1 stößel besitzt, wobei der Verstel1 stößel die den Durchflußkanal begrenzende Gehäusewand durch eine in axialer Verlängerung des ersten Kanalabschnittes verlaufende Führungsdurchbrechung hindurch verschiebbar geführt durch-The invention relates to a pressure regulator with a regulator housing, which has an inlet opening and an outlet opening, which are connected to one another via a flow channel, which has a first channel section communicating with the inlet opening and a second channel section running at least substantially at right angles to it and leading to the outlet opening, with a valve device controlling the flow channel, which has a valve member adjustable between control positions predetermining different flow cross-sections, which has a closure part acting in the first channel section and an adjustment tappet engaging the closure part on the side facing the second channel section, wherein the adjustment tappet guides the housing wall delimiting the flow channel so as to be displaceable through a guide opening running in the axial extension of the first channel section.
dringt und außerhalb des Durchflußkanals mit einem zur Vorgabe der Ventilgliedstellung dienenden, in Richtung des Verstellstößels vorspannbaren Regelkolben zusammenarbeitet, dessen dem Verstel1 stößel zugewandte Druckbeaufschlagungsfläche über einen Steuerkanal mit der Auslaßöffnung kommuniziert.penetrates and works together outside the flow channel with a control piston that serves to specify the valve member position and can be preloaded in the direction of the adjusting tappet, the pressure application surface of which facing the adjusting tappet communicates with the outlet opening via a control channel.
Druckregler dieser Art, die auch als Druckreduzierventile oder Druckminderer bezeichnet werden, finden ihren Einsatz überwiegend auf dem Gebiet der Pneumatik. Sie werden dazu verwendet, einen zum Beispiel von einem Druckluftnetz gelieferten Netzdruck auf einen niedrigeren Arbeitsdruck zu reduzieren und diesen auch bei Schwankungen des Netzdruckes konstant zu halten. Der vom Druckluftnetz bestimmte Eingangsdruck wird an der Einlaßöffnung angelegt, während der gewünschte Arbeitsdruck von der Auslaßöffnung abgenommen werden kann. Ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel ist der Antrieb von Arbeitszylindern, wo durch Zwischenschaltung des Druckreglers auf die Kolbengeschwindigkeit Einfluß genommen werden kann.Pressure regulators of this type, which are also referred to as pressure reducing valves or pressure reducers, are used primarily in the field of pneumatics. They are used to reduce a network pressure supplied by a compressed air network, for example, to a lower working pressure and to keep this constant even when the network pressure fluctuates. The input pressure determined by the compressed air network is applied to the inlet opening, while the desired working pressure can be taken from the outlet opening. A preferred application example is the drive of working cylinders, where the piston speed can be influenced by interposing the pressure regulator.
Regelmäßig ist der gewünschte Auslaßdruck veränderbar einstellbar, indem der Regelkolben, zum Beispiel unter Vermittlung einer Federanordnung, mit bestimmter Kraft gegen den Verstellstößel des Ventilgliedes innerhalb des Druckreglers vorgespannt wird. Dieser Einstellung entspricht eine gewisse Regelstel1ung des Ventilgliedes, wobei dem durch die Einlaßöffnung zuströmendenThe desired outlet pressure can be adjusted in a variable manner by pre-tensioning the control piston with a certain force against the adjusting tappet of the valve member within the pressure regulator, for example by means of a spring arrangement. This setting corresponds to a certain control position of the valve member, whereby the pressure flowing in through the inlet opening
Druckmittel ein bestimmter Durchströmquerschnitt im Durchflußkanal zur Verfügung gestellt wird. Da aber die Auslaßöffnung über einen Steuerkanal mit der Druckbeaufschlagungsfläche des Regelkolbens kommuniziert, wird der Regelkolben bei Erreichen eines gewissen Ausgangsdruckes entgegen der Richtung seiner Vorspannung verschoben, wodurch das Ventilglied den Durchströmquerschnitt reduziert, was den Auslaßdruck wieder absinken läßt. Im Rahmen hin und her gehender Verstellbewegungen des Venti1g1iedes stellt sich letztlich an der Auslaßöffnung der gewünschte Auslaßdruck ein.A certain flow cross-section is made available in the flow channel by means of pressure medium. However, since the outlet opening communicates with the pressure-applying surface of the control piston via a control channel, the control piston is moved against the direction of its preload when a certain output pressure is reached, whereby the valve element reduces the flow cross-section, which causes the outlet pressure to drop again. As a result of the back and forth adjustment movements of the valve element, the desired outlet pressure is ultimately established at the outlet opening.
Eine Unzulänglichkeit bisher verwendeter Druckregler zeigt sich bei der Vornahme einer Änderung der Druckeinstellung, wenn auslaßseitig ein größerer Druck gewünscht wird. Dies geschieht regelmäßig durch Erhöhung der Vorspannung des Regelkolbens, wodurch das Ventilglied in eine größeren Durchströmquerschnitt zur Verfügung stellende Regelstel1ung verlagert wird. Dann schießt das einlaßseitig zugeführte Druckmittel mit hoher Geschwindigkeit am Verschlußteil des Venti1g1iedes vorbei in Richtung der Auslaßöffnung, wobei es im Übergangsbereich zum zweiten, quer zur Zuströmrichtung verlaufenden Kanal abschnitt eine enorme Umlenkung erfährt. Infolge der hohen Geschwindigkeit wird nicht der gesamte Volumenstrom umgelenkt, sondern ein Teil strömt durch den Spalt zwischen Verstel 1 stößel und Führungsdurchbrechung hindurch und beaufschlagtAn inadequacy of the pressure regulators used to date is evident when changing the pressure setting if a higher pressure is required on the outlet side. This is usually done by increasing the preload of the control piston, which shifts the valve element into a control position that provides a larger flow cross-section. The pressure medium supplied on the inlet side then shoots past the closure part of the valve element at high speed in the direction of the outlet opening, where it undergoes enormous deflection in the transition area to the second channel section running transversely to the inflow direction. Due to the high speed, not the entire volume flow is deflected, but a portion flows through the gap between the adjustment tappet and the guide opening and acts on
unmittelbar die Druckbeaufschlagungsfläche des Regelkolbens . So wird ein falsches Steuersignal erzeugt, das eine Reduzierung des Durchströmquerschnittes im Durchflußkanal hervorruft, so daß die Durchflußmenge bereits reduziert wird, wenn an der Auslaßöffnung der gewünschte höhere Arbeitsdruck noch nicht erreicht wird. Zwar korrigiert sich die Regelstel1ung des Ventilgliedes kurz danach wieder selbsttätig, das erwähnte Ansprechverhalten ist jedoch unangenehm und führt zu Unregelmäßigkeiten und Verzögerungen beim Betrieb einer an die Auslaßöffnung angeschlossenen pneumatischen Einrichtung.immediately the pressure application area of the control piston. This generates an incorrect control signal, which causes a reduction in the flow cross-section in the flow channel, so that the flow rate is already reduced when the desired higher working pressure is not yet reached at the outlet opening. Although the control position of the valve element corrects itself again shortly afterwards, the aforementioned response behavior is unpleasant and leads to irregularities and delays in the operation of a pneumatic device connected to the outlet opening.
Es ist daher das Ziel der Erfindung, bei einem Druckregler der eingangs genannten Art das Ansprechverhalten zu verbessern und auch bei Veränderungen der Voreinstellung einen größtmöglichen Durchsatz zu gewährleisten ohne daß das Regelverha1 ten im übrigen Nachteile erfährt.It is therefore the aim of the invention to improve the response behavior of a pressure regulator of the type mentioned above and to ensure the greatest possible throughput even when the presetting is changed without the control behavior otherwise experiencing disadvantages.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die vom Verstel1 stößel durchdrungene Gehäusewand mindestens einen Druckentlastungskanal aufweist, der einerseits in die Führungsdurchbrechung für den Verstel1 stößel einmündet und andererseits mit der Auslaßöffnung kommuniziert, und der quer zur Führungsdurchbrechung verläuft.This aim is achieved in that the housing wall penetrated by the adjusting tappet has at least one pressure relief channel, which on the one hand opens into the guide opening for the adjusting tappet and on the other hand communicates with the outlet opening, and which runs transversely to the guide opening.
Auf diese Weise wird der Anteil des das Verschlußteil mit hoher Geschwindigkeit passierenden Druckmittels, der in denIn this way, the proportion of the pressure medium passing through the closure part at high speed, which enters the
- sehr geringen - Führungsspalt zwischen dem Verstel1 stößel und der Führungsdurchbrechung eindringt, nach kurzer Wegstrecke und vor Erreichen des Endes der Führungsdurchbrechung vom Druckentlastungskanal aufgenommen und zur Auslaßöffnung umgeleitet. Derjenige Längenabschnitt der Führungsdurchbrechung, der sich zwischen der Einmündung des Druckent1astungskana1 es und dem Ende der Führungsdurchbrechung erstreckt, wird nicht mehr oder nicht mehr relevant vom Druckmittel durchströmt, so daß der Regelkolben keinen falschen Steuersignalen mehr ausgesetzt ist und auch bei Vornahme einer Änderung der Voreinstellung sofort und dauerhaft der maximale Durchflußquerschnitt zur Verfügung steht. Man erreicht damit ein schnelles Ansprechverhalten ohne nennenswerte Druckschwankungen bei einfachem Aufbau. Da sich zusätzliche Abdichtungen, zum Beispiel unter Verwendung von Dichtringen, des Führungsspaltes erübrigen, bleibt der Verstel1 stößel leichtgängig verstellbar, so daß sich ein äußerst feinfühliges Regelverha1 ten einstellen kann. Bei alledem ist die Regelhysterese minimal.- very small - guide gap between the adjusting tappet and the guide opening, is taken up by the pressure relief channel after a short distance and before reaching the end of the guide opening and diverted to the outlet opening. The length of the guide opening that extends between the mouth of the pressure relief channel and the end of the guide opening is no longer or no longer relevantly flowed through by the pressure medium, so that the control piston is no longer exposed to incorrect control signals and the maximum flow cross-section is immediately and permanently available even when the presetting is changed. This achieves a fast response without significant pressure fluctuations with a simple structure. Since additional sealing of the guide gap, for example using sealing rings, is unnecessary, the adjusting tappet remains easily adjustable, so that an extremely sensitive control behavior can be achieved. In all of this, the control hysteresis is minimal.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims.
Sind große Durchflußmengen zu bewältigen und wird Wert auf kompakte Längenabmessungen gelegt, so sind zweckmäßigerweise mehrere, entlang des Umfanges der FührungsdurchbrechungIf large flow rates have to be handled and if emphasis is placed on compact length dimensions, it is advisable to install several guide openings along the circumference of the guide opening.
verteilt angeordnete Druckentlastungskanäle vorhanden, die an der der Führungsdurchbrechung entgegengesetzten Seite zweckmäßigerweise in einen die Führungsdurchbrechung umschließenden und mit der Auslaßöffnung kommunizierenden Ring-Sammelkana1 e i nmünden.Distributed pressure relief channels are present, which on the side opposite the guide opening expediently open into a ring collecting channel that encloses the guide opening and communicates with the outlet opening.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden, anhand der beigefügten Zeichnung vorgenommenen Beschreibung.Further advantages of the invention will become apparent from the following description based on the accompanying drawings.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckreglers im Längsschnitt dargestellt, wobei links der Mittellinie eine Schließstellung des Ventilgliedes und rechts der Mittellinie eine Offenstellung des Ventilgliedes vorliegt.In the drawing, a preferred embodiment of the pressure regulator according to the invention is shown in longitudinal section, with a closed position of the valve member to the left of the center line and an open position of the valve member to the right of the center line.
Der abgebildete Druckregler 1 besitzt ein Reglergehäuse 2 mit mehrteiligem Aufbau. Ein Oberteil 3 hat eine obere hohlzylindrische Partie 4, die an der Unterseite mit einem Boden 5 versehen ist, so daß sich ein nach oben offener Aufnahmeraum 6 ergibt. An der letzterem abgewandten Seite des Bodens 5 schließt sich ein axialer zylindrischer Fortsatz 7 an, der im Außendurchmesser gegenüber der hohlzylindrisehen Partie 4 reduziert ist und Einschnürungen aufweist. Er bildet zugleich den Träger für ein Mittelteil 8 und Unterteil 9 des Reglergehäuses 2.The pressure regulator 1 shown has a regulator housing 2 with a multi-part structure. An upper part 3 has an upper hollow cylindrical section 4, which is provided with a base 5 on the underside, so that a receiving space 6 is created that is open at the top. On the side of the base 5 facing away from the latter, there is an axial cylindrical extension 7, which is reduced in external diameter compared to the hollow cylindrical section 4 and has constrictions. It also forms the support for a middle part 8 and lower part 9 of the regulator housing 2.
Das Mittelteil 8 besitzt eine höh 1 zyl indrisehe Partie 13, mit der es koaxial auf den zylindrischen Fortsatz 7 aufgesteckt ist. An sie ist ein radial nach außen abstehender hohlzylindrischer Anschlußfortsatz 11 angeformt, der eine Auslaßöffnung 12 umschließt, welche einerseits zur Umgebung und andererseits zum Innenraum der höh 1zylindrisehen Partie 13 ausmündet.The middle part 8 has a high cylindrical part 13, with which it is coaxially attached to the cylindrical extension 7. A hollow cylindrical connecting extension 11 which projects radially outwards is formed onto it and encloses an outlet opening 12 which opens out on the one hand to the environment and on the other hand to the interior of the high cylindrical part 13.
Das Unterteil 9 ist mit einer ein Innengewinde aufweisenden Befestigungspartie 14 auf den das Mittelteil 8 axial überragenden Endabschnitt 15 des zylindrischen Fortsatzes 7 aufgeschraubt, wodurch sämtliche Gehäuseteile 3, 8, 9 unverlierbar zusammengehalten werden. Eine Anschlußpartie 16 des Unterteils 9 kommt axial nach dem Endabschnitt 15 zuliegen und begrenzt eine Einlaßöffnung 17, die sich in Längsrichtung 19 des gesamten Reglergehäuses 2 erstreckt.The lower part 9 is screwed onto the end section 15 of the cylindrical extension 7, which projects axially beyond the middle part 8, by means of a fastening part 14 with an internal thread, whereby all the housing parts 3, 8, 9 are held together in a captive manner. A connection part 16 of the lower part 9 is located axially after the end section 15 and delimits an inlet opening 17, which extends in the longitudinal direction 19 of the entire regulator housing 2.
Mit der Anschlußpartie 16 läßt sich der Druckregler 1 an einer dafür bestimmten Stelle festlegen, zum Beispiel am Gehäuse eines Mehrwegeventils 22. Vorliegend trägt die Anschlußpartie 16 ein Außengewinde, so daß es sich um einen sogenannten Einschraub-Druckminderer handelt, der mit der Anschlußpartie 16 in die mit einem Druckmittelkana1 kommunizierende Anschlußöffnung einer pneumatischen Einrichtung einschraubbar ist.With the connection part 16, the pressure regulator 1 can be fixed at a specific location, for example on the housing of a multi-way valve 22. In the present case, the connection part 16 has an external thread, so that it is a so-called screw-in pressure reducer, which can be screwed with the connection part 16 into the connection opening of a pneumatic device that communicates with a pressure medium channel.
Der die Auslaßöffnung 12 umgebende, seitlich angeordneteThe laterally arranged
Anschlußfortsatz 11 ist beim Ausführungsbeispiel mit einem Innengewinde ausgestattet, so daß zum Beispiel eine zu einem Verbraucher 23 führende Druckmittel leitung 18 auf an sich bekannte Weise anschließbar ist.In the embodiment, the connection extension 11 is equipped with an internal thread so that, for example, a pressure medium line 18 leading to a consumer 23 can be connected in a manner known per se.
Die erläuterte bevorzugte Anschlußvariante ist in der Zeichnung schematisch skizziert, wobei der Verbraucher 23 von einem Arbeitszylinder gebildet ist, dessen erster Zylinderraum über die Druckmittel leitung 18 mit der Auslaßöffnung 12 verbunden ist und dessen zweiter Zylinderraum 25 über eine weitere Druckmittel leitung 18', wie die Einlaßöffnung 17, mit einem Ventilkanal eines Mehrwegeventils 22 kommuniziert.The preferred connection variant explained is schematically sketched in the drawing, whereby the consumer 23 is formed by a working cylinder, the first cylinder chamber of which is connected to the outlet opening 12 via the pressure medium line 18 and the second cylinder chamber 25 of which communicates with a valve channel of a multi-way valve 22 via a further pressure medium line 18', like the inlet opening 17.
Innerhalb des Reglergehäuses 2 ist ein allgemein mit 26 bezeichneter Durchflußkanal ausgebildet, der die Einlaßöffnung 17 mit der Auslaßöffnung 12 fluidisch verbindet. Er setzt sich beim Ausführungsbeispiel aus einem ersten, in Längsrichtung 19 verlaufenden Kanalabschnitt 27 und einem sich daran rechtwinkelig abgehend anschließenden zweiten Kanalabschnitt 28 zusammen. Das eine Ende des Kana1abschnittes wird von der Einlaßöffnung 17 gebildet, wie auch das eine Ende des zweiten Kanalabschnittes 28 in die Auslaßöffnung übergeht. Mit ihrem jeweils anderen Ende stehen die beiden Kanalabschnitte 27, 28 an einem Übergangsbereich 29 unmittelbar in Verbindung.A flow channel, generally designated 26, is formed within the regulator housing 2 and fluidically connects the inlet opening 17 with the outlet opening 12. In the exemplary embodiment, it is made up of a first channel section 27 running in the longitudinal direction 19 and a second channel section 28 branching off from it at right angles. One end of the channel section is formed by the inlet opening 17, just as one end of the second channel section 28 merges into the outlet opening. The two channel sections 27, 28 are directly connected at their other ends at a transition area 29.
Hierbei stellt sich der restliche Teil des ersten Kana1abschnittes 27 als stirnseitig in den zylindrischen Fortsatz 7 eingebrachte Ausnehmung 33 dar, die mit der Einlaßöffnung kommuniziert. Die Verbindung zwischen dieser und der Auslaßöffnung 12 stellt eine den verbleibenden Teil des zweiten Kanalabschnittes 28 bildende Querbohrung 34 her, die im vom Mittelteil 8 umschlossenen und radial innerhalb des Anschlußfortsatzes 11 liegenden Bereich des zylindrischen Fortsatzes 7 ausgenommen ist.The remaining part of the first channel section 27 is represented as a recess 33 made in the front of the cylindrical extension 7, which communicates with the inlet opening. The connection between this and the outlet opening 12 is established by a transverse bore 34 forming the remaining part of the second channel section 28, which is recessed in the area of the cylindrical extension 7 enclosed by the middle part 8 and located radially inside the connecting extension 11.
Dem Durchflußkanal 26 ist eine Venti1einrichtung 35 zugeordnet. Diese besitzt ein Ventilglied 36, das sich aus einem im ersten Kanalabschnitt 27 angeordneten, zum Beispiel tellerartigen Verschlußteil 37 und einem insbesondere einstückig daran angeformten, zum Beispiel zylindrischen Verstel1 stößel 38 zusammensetzt. Der Verstel1 stößel 38 setzt an der dem Übergangsbereich 29 zugewandten Seite des Verschlußteils 37 an und erstreckt sich in Längsrichtung 19 des Reglergehäuses 2, wobei er zunächst den zugeordneten Endbereich des ersten Kanalabschnittes 27, und daran anschließend, die dem Übergangbereich 29 zugeordnete und den Durchflußkanal 26 begrenzende Gehäusewand 39 des Reglergehäuses 2 durchläuft. Im speziellen Ausführungsbeispiel ist die Gehäusewand 39 von der sich zwischen der Ausnehmung 33 und dem Aufnahmeraum 6 befindenden Partie des zylindrischen Fortsatzes 7 gebildet.A valve device 35 is assigned to the flow channel 26. This has a valve member 36, which is composed of a closure part 37, for example a plate-like closure part, arranged in the first channel section 27, and an adjustment tappet 38, for example a cylindrical one, which is formed in particular in one piece thereon. The adjustment tappet 38 is attached to the side of the closure part 37 facing the transition area 29 and extends in the longitudinal direction 19 of the regulator housing 2, first passing through the associated end area of the first channel section 27 and then through the housing wall 39 of the regulator housing 2, which is associated with the transition area 29 and delimits the flow channel 26. In the special embodiment, the housing wall 39 is formed by the part of the cylindrical extension 7 located between the recess 33 and the receiving space 6.
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In der Gehäusewand 39 ist eine in axialer Verlängerung des ersten Kanalabschnittes 27 verlaufende Führungsdurchbrechung ausgebildet, die einerseits in den Durchflußkanal 26 und andererseits in den Aufnahmeraum 6 ausmündet. Durch sie ist der Verstel1 stößel 38 hindurchgeführt, und sie bildet zweckmäßigerweise eine Verschiebeführung für letzteren. Dadurch ist das Ventilglied 36 in Axia 1richtung 19 hin und her bewegbar geführt.In the housing wall 39, a guide opening is formed which runs in the axial extension of the first channel section 27 and opens into the flow channel 26 on the one hand and into the receiving space 6 on the other. The adjusting tappet 38 is guided through it and it expediently forms a sliding guide for the latter. As a result, the valve member 36 is guided so that it can move back and forth in the axial direction 19.
Dem Verschlußteil 37 ist auf der der Einlaßöffnung 17 entgegengesetzten Seite im ersten Kana1abschnitt 27 ein Ventilsitz 44 zugeordnet. Er befindet sich im Übergangsbereich zwischen einem Abschnitt größeren Querschnittes der Ausnehmung 33, in dem das Verschlußteil 37 aufgenommen ist, und einem sich daran in Richtung zur Gehäusewand 39 anschließenden Abschnitt geringeren Querschnittes dieser Ausnehmung 33. Liegt das Verschlußteil 37 am Ventilsitz 44 an, so ist die Verbindung zwischen den beiden Öffnungen 17, 12 unterbrochen und einem Druckmittel das Durchströmen des Durchf1ußkanales 26 unmöglich. Diese Stellung ist in der linken Bildhälfte der Zeichnung wiedergegeben. Ist das Verschlußteil 37 hingegen vom Ventilsitz 44 abgehoben, wie dies die rechte Bildhälfte der Zeichnung verdeutlicht, dann ist die Verbindung zwischen den beiden Öffnungen 17, 12 offen und dem Druckmittel steht ein bestimmter, vom Abstand zwischen dem Verschlußteil 37 und dem VentilsitzA valve seat 44 is assigned to the closure part 37 on the side opposite the inlet opening 17 in the first channel section 27. It is located in the transition area between a section of larger cross-section of the recess 33 in which the closure part 37 is accommodated and a section of smaller cross-section of this recess 33 adjoining it in the direction of the housing wall 39. If the closure part 37 rests against the valve seat 44, the connection between the two openings 17, 12 is interrupted and it is impossible for a pressure medium to flow through the flow channel 26. This position is shown in the left half of the drawing. If, however, the closure part 37 is lifted off the valve seat 44, as shown in the right half of the drawing, then the connection between the two openings 17, 12 is open and the pressure medium has a certain distance, determined by the distance between the closure part 37 and the valve seat.
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- 1 1 44 festgelegter Durchströmquerschnitt zur Verfügung.- 1 1 44 fixed flow cross-section available.
Wegen seiner verschiebbaren Aufhängung ist das Ventilglied 36 stufenlos zwischen verschiedenen Regelstel1ungen verstellbar, in denen unterschiedliche Durchströmquerschnitte vorgegeben werden. Eine Extremstellung ist beim Ausführungsbeispiel von der oben erläuterten Schließstellung gebildet.Due to its movable suspension, the valve member 36 can be continuously adjusted between different control positions, in which different flow cross-sections are specified. In the embodiment, an extreme position is formed by the closed position explained above.
Die Längsrichtungen des ersten Kana1abschnittes 27, der Führungsdurchbrechung 40 und des Aufnahmeraumes 6 fallen zweckmäßigerweise zusammen und liegen insbesondere zugleich auf der Längsachse 19 des Reglergehäuses 2.The longitudinal directions of the first channel section 27, the guide opening 40 and the receiving space 6 advantageously coincide and in particular lie simultaneously on the longitudinal axis 19 of the regulator housing 2.
Die Ventileinrichtung 35 des Ausführungsbeispieles besitzt vorteilhafterweise eine Rückschlagfunktion, weshalb das Verschlußteil 37 in Schließrichtung 45, d. h. in Richtung zum Ventilsitz 44, elastisch vorgespannt ist. Zur Vorspannung dient bevorzugt eine Federanordnung 46, die sich zwischen dem Verschlußteil 37 und dem Reglergehäuse 2 abstützt. Beim Ausführungsbeispiel erfolgt die gehäuseseitige Abstützung an einem im ersten Kanal abschnitt 27 mit Abstand zum Ventilsitz 44 angeordneten und den Durchflußkanal 26 überspannenden Brückenteil 47.The valve device 35 of the exemplary embodiment advantageously has a non-return function, which is why the closure part 37 is elastically pre-tensioned in the closing direction 45, i.e. in the direction of the valve seat 44. A spring arrangement 46, which is supported between the closure part 37 and the regulator housing 2, is preferably used for pre-tensioning. In the exemplary embodiment, the housing-side support takes place on a bridge part 47 arranged in the first channel section 27 at a distance from the valve seat 44 and spanning the flow channel 26.
Dem Ventilglied 36 ist, beim Ausführungsbeispiel im BereichThe valve member 36 is, in the embodiment in the area
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der oberen hohlzylindrischen Gehäusepartie 4, eine Regeleinheit 48 zugeordnet. Sie besitzt einen im Aufnahmeraum 6 axial hin und her bewegbaren Regelkolben 49, der von der Wand des Aufnahmeraumes 6 geführt und dieser gegenüber abgedichtet ist. Somit entsteht zwischen dem Regelkolben 49 und dem Boden 5 oder der Gehäusewand 39 ein Regelraum 50 variablen Volumens. In diesen mündet die Führungsdurchberechung 40 mit ihrem dem Durchflußkanal 26 entgegengesetzten Ende aus, und der Verstellstößel 38 ragt in den Regelraum 50, je nach Stellung mehr oder weniger weit, hinein.the upper hollow cylindrical housing section 4, a control unit 48 is assigned. It has a control piston 49 which can be moved axially back and forth in the receiving space 6 and which is guided by the wall of the receiving space 6 and sealed against it. This creates a control space 50 of variable volume between the control piston 49 and the base 5 or the housing wall 39. The guide passage 40 opens into this with its end opposite the flow channel 26, and the adjusting tappet 38 protrudes into the control space 50, more or less far depending on the position.
Der Regelkolben 49 liegt am freien Endabschnitt 51 des Verstell stößeis 38 lose an, wobei unter Umständen auch eine feste Verbindung vorgesehen sein kann. Hierbei ist der Regelkolben 49 in Richtung des Verstel1 stößel s 38 vorgespannt, so daß das Ventilglied 36 in Öffnungsrichtung 45' beaufschlagt ist. Zur Vorspannung ist beim Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Federanordnung 52 vorgesehen, die sich in einem Federraum 53 befindet, welcher von dem jenigen Abschnitt des Aufnahmeraumes 6 gebildet ist, der sich auf der dem Regelraum 50 entgegengesetzten Axialseite des Regelkolbens 49 befindet. Die Federanordnung 52 stützt sich einerseits am Regelkolben 49 und andererseits an einem Einstel1 element 54 ab, welches von der offenen Stirnseite her in den Aufnahmeraum 6 eingeschraubt, und, vorliegend durch mehr oder weniger weites Einschrauben,The control piston 49 rests loosely on the free end section 51 of the adjusting tappet 38, although a fixed connection may also be provided under certain circumstances. The control piston 49 is preloaded in the direction of the adjusting tappet 38 so that the valve member 36 is acted upon in the opening direction 45'. For preloading, a spring arrangement 52 is also provided in the exemplary embodiment, which is located in a spring chamber 53 which is formed by that section of the receiving chamber 6 which is located on the axial side of the control piston 49 opposite the control chamber 50. The spring arrangement 52 is supported on the one hand on the control piston 49 and on the other hand on an adjustment element 54 which is screwed into the receiving chamber 6 from the open end face and, in this case by screwing it in more or less far,
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axial verstellbar und in beliebigen Axialpositionen einstellbar ist. Hierzu trägt das Einstellelement 54 zweckmäßigerweise ein Außengewinde, mit dem es in einem Innengewinde des Aufnahmeraumes 6 vorschraubbar ist.axially adjustable and can be set in any axial position. For this purpose, the adjustment element 54 expediently has an external thread with which it can be screwed into an internal thread of the receiving space 6.
Bei einem Vergleich der beiden Bildhälften in der Zeichnung sind unterschiedliche Axia 1positionen des Einstellelementes 54 ersichtlich, wobei die Federanordnung 52 unterschiedlich weit zusammengedrückt ist, so daß sich hinsichtlich des Regelkolbens 49 verschiedene Vorspannwerte ergeben. Da ein Endabschnitt 55 des Einstellelements 54 je nach Axia 1 postition zweckmäßigerweise mehr oder weniger weit aus dem Aufnahmeraum 6 hinausragt, ergibt sich eine visuelle Anzeige der momentan gewählten Einstellung, die unter Verwendung einer geeigneten Skala noch verbessert werden kann.When comparing the two halves of the drawing, different axial 1 positions of the adjustment element 54 are visible, with the spring arrangement 52 being compressed to different extents, so that different preload values result with regard to the control piston 49. Since an end section 55 of the adjustment element 54 expediently protrudes more or less far from the receiving space 6 depending on the axial 1 position, a visual display of the currently selected setting is provided, which can be further improved by using a suitable scale.
Der Regelraum 50 steht über einen im Reglergehäuse 2 verlaufenden Steuerkanal 59 unmittelbar mit der Auslaßöffnung 12 in Verbindung. Dieser Steuerkanal 59 mündet zweckmäßigerweise einerseits seitlich neben der Führungsdurchbrechung 40 in den Regelraum 50 ein und mündet andererseits an der Umfangsf1äche des zylindrischen Fortsatzes 7 aus, die dem Anschlußfortsatz 11 innen gegenüber 1i egt.The control chamber 50 is directly connected to the outlet opening 12 via a control channel 59 running in the regulator housing 2. This control channel 59 conveniently opens into the control chamber 50 on the one hand laterally next to the guide opening 40 and on the other hand opens out at the circumferential surface of the cylindrical extension 7, which is located on the inside opposite the connection extension 11.
Ferner ist in der vom Verstel1 stößel 38 durchdrungenen Gehäuse-Furthermore, in the housing section penetrated by the adjusting tappet 38,
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wand 39 zusätzlich ein Druckentlastungskanal 60 vorgesehen, der quer zur Führungsdurchbrechung 40 verläuft und vorzugsweise rechtwinkelig zu dieser gerichtet ist. Er stellt einen Verbindungskanal zwischen der Führungsdurchbrechung 40 und der Auslaßöffnung 12 dar. Beim Ausführungsbeispiel mündet er einerseits umfangsseitig in die Führungsdurchbrechung 40 (Mündung 61), um sich andererseits zum Außenumfang des zylindrischen Fortsatzes 7 hin zu öffnen (Mündung 62), wo sich die Auslaßöffnung 12 anschließt. Beim Ausführungsbeispiel ist die Auslaßöffnung 12 mit einem entsprechend großen Durchmesser versehen, so daß sowohl die Mündung 62 wie auch die zugeordnete Ausmündung der Querbohrung 34 innerhalb des Öffnungsquerschnittes 1 iegen.wall 39, a pressure relief channel 60 is also provided, which runs transversely to the guide opening 40 and is preferably directed at right angles to it. It represents a connecting channel between the guide opening 40 and the outlet opening 12. In the exemplary embodiment, it opens on the one hand into the guide opening 40 on the circumference (opening 61), and on the other hand opens towards the outer circumference of the cylindrical extension 7 (opening 62), where the outlet opening 12 is connected. In the exemplary embodiment, the outlet opening 12 is provided with a correspondingly large diameter, so that both the opening 62 and the associated opening of the transverse bore 34 lie within the opening cross-section 1.
In der abgebildeten Verwendungsweise steht bei der gewählten Stellung des Mehrwegeventils 22 an der Einlaßöffnung 17 der volle Netzdruck P eines Druckluftnetzes an. Bezogen auf die in der linken Bildhälfte gewählte Einstellung, führt dies dazu, daß das Ventilglied 36 in die Schließstellung gedruckt und in dieser gehalten wird. Die Auslaßöffnung 12 kann hier noch drucklos sein. Um nun an der Auslaßöffnung 12 einen gewünschten Arbeitsdruck einzustellen, der die Rückhubgeschwindigkeit des Kolbens 63 des Verbrauchers 23 bestimmt, 'wird durch Einschrauben des Einstel1 elements 54 die Vorspannung des Regelkolbens 49 erhöht. Diese Einstellung, die in derIn the illustrated application, the full network pressure P of a compressed air network is present at the inlet opening 17 in the selected position of the multi-way valve 22. In relation to the setting selected in the left half of the picture, this leads to the valve member 36 being pressed into the closed position and held there. The outlet opening 12 can still be pressureless here. In order to set a desired working pressure at the outlet opening 12, which determines the return stroke speed of the piston 63 of the consumer 23, the preload of the control piston 49 is increased by screwing in the adjusting element 54. This setting, which is shown in the
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rechten Bildhälfte gezeigt ist, führt zu einem öffnen der Ventileinrichtung, da der Regelkolben 49 das Ventilglied 36 nach unten drückt. Als Folge schießt das unter Netzdruck P stehende Druckmittel am Verschlußteil 37 und Ventilsitz 44 vorbei und, nach Umlenkung am Übergangsbereich 29, unter Passieren der Querbohrung 34 bzw. des zweiten Kanalabschnittes 28, hin zur Auslaßöffnung 12.right half of the picture, leads to an opening of the valve device, since the control piston 49 presses the valve member 36 downwards. As a result, the pressure medium under network pressure P shoots past the closure part 37 and valve seat 44 and, after being diverted at the transition area 29, passing through the transverse bore 34 or the second channel section 28, towards the outlet opening 12.
In Folge der hohen Strömungsgeschwindigkeit prallt das Druckmittel im Übergangsbereich 29 gegen die axiale Begrenzung des ersten Kana1abschnittes 27 im Umfangsbereich der Mündung 64 der Führungsdurchbrechung 40. Hierbei dringt ein Anteil des Druckmittels zwischen dem Verstel1 stößel 38 und der diesen umgebenden Führungsfläche der Führungsdurchbrechung 40 in selbige ein und tendiert, aufgrund der hohen Strömungsenergie, in Richtung zum Regelkolben 49 abzuströmen. Allerdings erreicht dieser Leckageanteil des Druckmittels den Regelraum 50 nicht, weil er zuvor über den vorhandenen Druckentlastungskanal 60 seitlich zur Auslaßöffnung 12 umgeleitet wird. Die dem Regelraum 50 zugewandte Druckbeaufschlagungsfläche 65 des Regelkolbens 49 wird mithin nur von demjenigen Druckmittel beaufschlagt, das über den Steuerkanal 59 von der Auslaßöffnung 12 her zugeführt wird. Der Druck im Regelraum 50 entspricht daher praktisch dem Auslaßdruck. Sobald dieser, abhängig von der Voreinstellung der Regeleinheit 48, einen bestimmtenAs a result of the high flow velocity, the pressure medium in the transition area 29 collides with the axial boundary of the first channel section 27 in the peripheral area of the mouth 64 of the guide opening 40. In this case, a portion of the pressure medium penetrates into the guide opening 40 between the adjustment tappet 38 and the guide surface surrounding it and tends to flow away in the direction of the control piston 49 due to the high flow energy. However, this leakage portion of the pressure medium does not reach the control chamber 50 because it is first diverted laterally to the outlet opening 12 via the existing pressure relief channel 60. The pressure application surface 65 of the control piston 49 facing the control chamber 50 is therefore only acted upon by the pressure medium that is supplied from the outlet opening 12 via the control channel 59. The pressure in the control chamber 50 therefore practically corresponds to the outlet pressure. As soon as this, depending on the presetting of the control unit 48, reaches a certain
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Wert erreicht hat, wird der Regelkolben 49 unter Überwindung der Vorspannkraft nach oben bewegt, wobei zugleich das durch die Federanordnung 46 vorgespannte Ventilglied 36 in Schließrichtung 45 verlagert wird, was eine Reduzierung des durchströmenden Volumenstromes bewirkt.value, the control piston 49 is moved upwards while overcoming the preload force, whereby at the same time the valve member 36 preloaded by the spring arrangement 46 is displaced in the closing direction 45, which causes a reduction in the volume flow flowing through.
Beim Ausführungsbeispiel befindet sich zwischen der hohlzylindrischen Partie 13 des Mittelteils 8 und dem koaxial innerhalb dieser angeordneten Bereich des zylindrischen Fortsatzes 7 ein konzentrischer Ring-Sammelkana1 66. Beim Ausführungsbeispiel ist er erzeugt durch eine gegenüber dem Innendurchmesser der hohlzylindrisehen Partie 13 reduzierten Außendurchmesser des zylindrischen Fortsatzes 7. Er steht unmittelbar mit der Auslaßöffnung 12 in Verbindung, und sowohl die Querbohrung 34 als auch der Druckentlastungskanal 60 (bei 62) münden in ihn aus. Dies hat zum einen den Vorteil, daß das Mittelteil 8 als Schwenkteil ausgebildet sein kann, das sich bezüglich der Längsachse 19 verdrehen läßt, um den Anschlußfortsatz 11 bedarfsgemäß zu positionieren.In the exemplary embodiment, a concentric ring collecting channel 66 is located between the hollow cylindrical section 13 of the middle part 8 and the area of the cylindrical extension 7 arranged coaxially within it. In the exemplary embodiment, it is created by an outer diameter of the cylindrical extension 7 that is reduced compared to the inner diameter of the hollow cylindrical section 13. It is directly connected to the outlet opening 12, and both the transverse bore 34 and the pressure relief channel 60 (at 62) open into it. This has the advantage that the middle part 8 can be designed as a pivoting part that can be rotated with respect to the longitudinal axis 19 in order to position the connecting extension 11 as required.
Zum andern eröffnet die Verwendung des Ring-Sammelkana1s 66 auf besonders einfache Weise die Möglichkeit, mehrere Druckentlastungskanäle 60 und/oder Querbohrungen 34 vorzusehen. Wie die Zeichnung zeigt, sind beim Ausführungsbeispiel mehrere - hier: 4 Stück - entlang des Umfanges der Führungsdurch-On the other hand, the use of the ring collecting channel 66 opens up the possibility of providing several pressure relief channels 60 and/or cross holes 34 in a particularly simple manner. As the drawing shows, in the exemplary embodiment several - here: 4 pieces - are provided along the circumference of the guide passage.
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brechung 40 verteilt angeordnete Druckentlastungskanäle 60, 60' vorgesehen (die senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Kanäle sind nicht sichtbar), die sämtliche jeweils einerseits zur Führungsdurchbrechung 40 und andererseits zum Ring-Sammelkanal 66 ausmünden. Bevorzugt sind die Druckentlastungskanäle 60, 60' mit identischen Winkelabständen zueinander angeordnet und verlaufen vorzugsweise in einer gemeinsamen, rechtwinkelig zur Längsachse der Führungsdurchbrechung 40 verlaufenden Kanalebene.Pressure relief channels 60, 60' are provided distributed over the opening 40 (the channels running perpendicular to the plane of the drawing are not visible), all of which open out on the one hand to the guide opening 40 and on the other hand to the ring collecting channel 66. The pressure relief channels 60, 60' are preferably arranged at identical angular distances from one another and preferably run in a common channel plane running at right angles to the longitudinal axis of the guide opening 40.
Das Ausführungsbeispiel besitzt auch mehrere, vom ersten Kanalabschnitt 27 abzweigende Querbohrungen 34, 34', die wie die Druckentlastungskanäle 60, 60' in Umfangsrichtung entlang des ersten Kanalabschnittes 27 verteilt angeordnet sein können. Bevorzugt liegen auch sie in einer gemeinsamen Kanalebene, welche zweckmäßigerweise parallel mit derjenigen der Druckentlastungskanäle 60, 60' verläuft, wobei die Druckentlastungskanäle 60, 60' mit axialem Abstand oberhalb der Querbohrungen 34 angeordnet sind.The embodiment also has several transverse bores 34, 34' branching off from the first channel section 27, which, like the pressure relief channels 60, 60', can be distributed in the circumferential direction along the first channel section 27. They are also preferably located in a common channel plane, which expediently runs parallel to that of the pressure relief channels 60, 60', with the pressure relief channels 60, 60' being arranged at an axial distance above the transverse bores 34.
Da die Druckentlastungskanäle 60, 60' eine direkte Beaufschlagung des Regelkolbens 49 durch einen Leckagestrom verhindern, kann auf besondere Dichtungen oder Dichtelemente zwischen dem Verstel1 stößel 38 und der Führungsdurchbrechung 40 verzichtet werden, so daß eine leichtgängige und dennoch gut geführteSince the pressure relief channels 60, 60' prevent a direct impact on the control piston 49 by a leakage flow, special seals or sealing elements between the adjustment tappet 38 and the guide opening 40 can be dispensed with, so that a smooth and yet well-guided
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Verstellbewegung gewährleistet ist. Dies sorgt für ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten bei einfachem Aufbau. Es genügt, die Führungsdurchbrechung 40 und den Verstel1 stößel 38 hinsichtlich ihrer Ausgestaltung in einer Weise aufeinander abzustimmen, wie dies bei normalen Gleitführungen üblich ist.adjustment movement is guaranteed. This ensures excellent response behavior with a simple structure. It is sufficient to coordinate the guide opening 40 and the adjustment tappet 38 with regard to their design in a way that is usual for normal sliding guides.
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