EP0575305B1 - Pneumatischer Weg/Druck-Wandler - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Weg/Druck-Wandler, mit einem über eine Zuleitung mit dem Eingangsdruck beaufschlagbaren, über den Weg eines Stellgliedes progressiv federbelasteten Überdruckventil, dessen Öffnungsdruck dem an einer Ableitung abgreifbaren Ausgangsdruck entspricht.
• Derartige Wandler sind z.B. aus der DE-A-2 012 260 bekannt und setzen eine Wegänderung in ein analoges, pneumatisches Signal um, beispielsweise zur Ansteuerung des Mengenventils von pneumatischen Hebezeugen. Im letztgenannten Zusammenhang kann durch dosierten händischen Druck auf einen das Stellglied repräsentierenden Bedienungsknopf beispielsweise die Hebe- bzw. Absenkgeschwindigkeit einfach und feinfühlig variiert werden.
• Bei den bekannten Wandlern der genannten Art wird die genannte Funktion beispielsweise über ein Düse-Prallplattensystem und anschließendes Verstärkerventil erreicht, was aber einen relativ komplizierten Aufbau bedingt und einen zwar geringen aber dauernden Luftverbrauch auch im unbetätigten Zustand ergibt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen pneumatischen Weg/Druck-Wandler der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die genannten Nachteile der bekannten derartigen Wandler vermieden werden und daß insbesonders auf einfache und kostengünstige Weise ein robuster Wandler geschaffen wird, der nur während der tatsächlichen Betätigung einen Luftverbrauch aufweist.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Wandler der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß dem Überdruckventil zuleitungsseitig ein druckausgeglichenes 2/2-Wege-Sitzventil vorgeschaltet ist, dessen Ventilkörper mit dem Stellglied verbunden und im unbetätigten Zustand desselben geschlossen ist. Da nun also durch das vorgeschaltete Sitzventil bzw. dessen Ventilkörper die zuströmseitige Verbindung zum Überdruckventil im unbetätigten Zustand des Wandlers dicht abgeschlossen ist, ergibt sich im Gegensatz zu den bisher bekannten Ausführungen kein Luftverbrauch bei unbetätigtem Wandler. Beim Betätigen des Stellgliedes öffnet zunächst der Ventilkörper des 2/2-Wege-Sitzventils, womit Luft in den Steuerraum des Überdruckventils strömen kann. Je nach Auslegung bzw. Federbelastung desselben öffnet dieses Überdruckventil nun sofort oder aber wenn der der jeweiligen Federkraft entsprechende Mindestdruck erreicht ist. Der selbe Druck steht gleichzeitig auch als Ausgangsdruck an der Ableitung zur Verfügung. Wenn über das Stellglied das Überdruckventil bzw. dessen Schließkörper stärker belastet wird, so erhöht sich der Ausgangsdruck entsprechend.
• Aufgrund der beschriebenen Ausführung kann der Kraft/Druck-Verlauf des Wandlers insgesamt gut an den gewünschten Verlauf angepaßt werden, wobei der konstruktive Aufwand und damit auch der Aufwand für Montage und Wartung nur sehr gering ist.
• Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilkörper des 2/2-Wege-Sitzventils über eine vom Überdruckventil unabhängige Feder in Richtung Schließstellung belastet ist, womit sich auf einfache Weise eine konstruktive und wirkungsmäßige Entkoppelung von vorgeschaltetem 2/2-Wege-Sitzventil einerseits und Überdruckventil andererseits ergibt.
• Der Ventilkörper des 2/2-Wege-Sitzventils kann nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung über eine den Schließkörper des Überdruckventils axial abgedichtet durchsetzende Betätigungsstange mit dem Stellglied in Verbindung stehen, wobei für den Druckausgleich des 2/2-Wege-Sitzventils Ausgleichsbohrungen im Ventilkörper und/oder der Betätigungsstange vorgesehen sind. Dies ergibt eine sehr einfach aufgebaute, konstruktive und wirkungsmäßige Hintereinanderschaltung des Sitzventils und des Überdruckventils, die auch sehr montage- und wartungsfreundlich ist.
• Nach einer besonders bevorzugten weiteren Ausbildung der Erfindung ist in der Zuleitung eine vorzugsweise einstell- oder austauschbare Drosselstelle vorgesehen. Diese Drosselstelle ist dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt und erlaubt, die zugeführte Luftmenge auf den sekundärseitigen Luftbedarf zu begrenzen, womit auch die während des Betriebs abgeblasene Luftmenge klein gehalten wird.
• Die Erfindung wird im folgenden noch anhand des in der Zeichnung schematisch in einem Axialschnitt dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Das Gehäuse 1 des pneumatischen Weg/Druck-Wandlers besteht aus zwei über Schrauben 2 (von denen hier nur eine sichtbar ist) verbundenen Teilen 3, 4, die mittels einer eingelegten Dichtung 5 abgedichtet sind und eine Zuleitung 6, eine Ableitung 7 und eine Entlüftung 8 aufweisen. In einer zentralen, mehrfachen abgestuften Bohrung 9 des Gehäuses 1 ist ein Überdruckventil 10 angeordnet, das über die Zuleitung 6 mit dem Eingangsdruck beaufschlagbar und über den Weg eines hier als Bedienungsknopf 11 ausgebildeten Stellgliedes 12 progressiv federbelastet ist. Dem Überdruckventil 10 ist zuleitungsseitig ein druckausgeglichenes 2/2-Wege-Sitzventil 13 vorgeschaltet, dessen Ventilkörper 14 über eine Betätigungsstange 15 mit dem Stellglied 12 verbunden und im unbetätigten Zustand desselben geschlossen ist.
• Der Schließkörper 16 des Überdruckventils 10 wird über eine Feder 17 vom Bedienungsknopf 11 her belastet gegen seinen Sitz 18 gedrückt und axial abgedichtet von der Betätigungsstange 15 durchsetzt. Der Ventilkörper 14 des 2/2-Wege-Sitzventils 13 ist über eine vom Überdruckventil 10 unabhängige Feder 19 in Richtung Schließstellung gegen den Ventilsitz 20 belastet.
• Für den Druckausgleich des 2/2-Wege-Sitzventils 13 sind Ausgleichsbohrungen 21, 22 im Ventilkörper 14 und in der Betätigungsstange 15 vorgesehen, welche den gehäuseseitigen Raum 23 in der Bohrung 9 mit dem Steuerraum 24 des Überdruckventils 10 verbinden. Zur Abdichtung des Ventilkörpers 14 ist eine Ringdichtung 25 vorgesehen.
• In der Zuleitung 6 ist schließlich noch eine Drosselstelle 26 angedeutet, die auch einstell- oder austauschbar sein kann, und es erlaubt, die zugeführte Luftmenge auf den auf der Seite der Ableitung 7 gegebenen Luftbedarf zu begrenzen, womit die während des Betriebes über die Entlüftung 8 abgeblasene Luftmenge klein gehalten werden kann.
• In Betrieb des dargestellten Wandlers gelangt die Zuluft über die Zuleitung 6 und die Drosselstelle 26 in die Kammer 27. Hier befindet sich der druckausgeglichene Ventilkörper 14, der über die Betätigungsstange 15, den Bedienungsknopf 11 und die Feder 19 gegen den Ventilsitz 20 gehalten wird. Über dem Ventilsitz 20 zweigt vom Steuerraum 24 die Ableitung 7 zu dem hier nicht dargestellten Verbraucher ab.
• Am dem Ventilsitz 20 gegenüberliegenden Ende des Steuerraumes 24 befindet sich der Ventilsitz 18 des Überdruckventils 10, dessen Schließkörper 16 über die Feder 17 progressiv mit der Betätigung des Bedienungsknopfes 11 belastet wird.
• Im unbetätigten Zustand des Wandlers schließt der Ventilkörper 14 (wie dargestellt) den Durchgang zwischen der Kammer 27 und dem Steuerraum 24. In der Ableitung 7 zum Verbraucher herrscht Umgebungsdruck. Es strömt keine Leckluft.
• Wird nun der Bedienungsknopf 11 gedrückt, so öffnet zunächst der Ventilkörper 14 und es strömt Luft von der Zuleitung 6 in den Steuerraum 24. Je nach Auslegung der den Schließkörper 16 belastenden Feder 17 öffnet das Überdruckventil 10 sofort oder aber wenn der der Federkraft entsprechende Mindestdruck erreicht ist. Derselbe Druck steht gleichzeitig auch an der Ableitung 7 zur Verfügung. Wird der Bedienungsknopf 11, bzw. allgemein das Stellglied 12, weiter in der Darstellung nach unten gedrückt, so erhöht sich der Druck an der Seite der Ableitung 7 entsprechend dem Anstieg der Kraft der auf den Schließkörper 16 wirkenden Feder 17.
• Beim Entlasten des Bedienungsknopfes 11 wird zufolge der nachlassenden Kraft der Feder 17 der Druck im Steuerraum 24 bzw. der Ableitung 7 entsprechend abgesenkt.
• Abgesehen von der dargestellten und besprochenen Ausführung ist einsichtig, daß Ausbildung und Anordnung sowohl des vorgeschalteten Ventils und des Überdruckventils, als auch des Stellgliedes bzw. dessen Verbindung mit und Einwirkung auf das vorgeschaltete Ventil auch abweichend ausgeführt sein könnten - wesentlich ist nur, daß dem für die Druckregelung eigentlich zuständigen Überdruckventil ein im unbetätigten Zustand des Wandlers die Zuleitung dicht abschließendes Ventil vorgeschaltet ist, welches erst bei Betätigung des Stellgliedes geöffnet wird.

Claims (4)

1. Pneumatischer Weg/Druck-Wandler, mit einem über eine Zuleitung mit dem Eingangsdruck beaufschlagbaren, über den Weg eines Stellgliedes (12) progressiv federbelasteten Überdruckventil, dessen Öffnungsdruck dem an einer Ableitung (7) abgreifbaren Ausgangsdruck entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß dem Überdruckventil (10) zuleitungsseitig ein druckausgeglichenes 2/2-Wege-Sitzventil (13) vorgeschaltet ist, dessen Ventilkörper (14) mit dem Stellglied (12) verbunden und im unbetätigten Zustand desselben geschlossen ist.
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (14) des 2/2-Wege-Sitzventils (13) über eine vom Überdruckventil (10) unabhängige Feder (19) in Richtung Schließstellung belastet ist.
3. Wandler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (14) des 2/2-Wege-Sitzventils (13) über eine den Schließkörper (16) des Überdruckventils (10) axial abgedichtet durchsetzende Betätigungsstange (15) mit dem Stellglied (12) in Verbindung steht und daß für den Druckausgleich des 2/2-Wege-Sitzventils (13) Ausgleichsbohrungen (21,22) im Ventilkörper (14) und/oder in der Betätigungsstange (15) vorgesehen sind.
4. Wandler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (6) eine vorzugsweise einstell- oder austauschbare Drosselstelle (26) vorgesehen ist.

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