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Ventilanordnung
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Drosselraum oder der Atmosphäre verbindbar ist. Somit tritt bei jedem Hub des fremdangetriebenen Steuerventils durch den Druckausgleich zwischen dem Drosselraum und dem Luftaufnahmeraum eine vorübergehende Druckverminderung im Drosselraum ein, so dass an dem die Verbraucherleitung steuernden Ventil ein Differenzdruck wirksam wird, welcher das Ventil in einem genau definierbaren Ausmass von seinem Sitz abhebt. Die Hubzahl des Steuerventils bestimmt dabei den Eröffnungsweg des Ventils und somit auch die Durchtrittsgeschwindigkeit der zum Verbraucher strömenden Luft.
Durch die einfache und zugleich raumsparende Konstruktion besteht die vorteilhafte Möglichkeit, das Gerät jeweils an einer für den Fremdantrieb besonders günstigen Stelle anzuordnen, ohne komplizierte übertragungsglieder zwischenschalten zu müssen. Zur Betätigung des Steuerventils können dabei sowohl Antriebsteile mit hin-und hergehender Bewegung als auch rotierende Wellen herangezogen werden.
Die erwünschte Abhängigkeit der an den Verbraucher, beispielsweise eine druckluftbetätigte Schmiereinrichtung, abgegebenen Luftmenge von der Frequenz bzw. Drehzahl des bewegten Antriebsteiles lässt sich nach der Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen. Eine dieser Möglichkeiten besteht erfindungsgemäss darin, dass die Vorspannung der Schliessfeder des die Verbraucherleitung steuernden Ventils veränderbar ist. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Schliessfeder ausgetauscht oder mit einem verstellbaren Widerlager versehen werden. Eine Erhöhung der Federvorspannung wirkt sich bei gleichbleibender Druckdifferenz in einer entsprechenden Verkleinerung des öffnungswege des Ventils aus.
Erfindungsgemäss kann aber auch das Volumen des zusätzlichen Luftaufnahmeraumes z. B., mittels eines eine Begrenzungswand des Luftaufnahmeraumes bildenden, abgedichtet geführten, verstellbaren Kolbens, veränderbar sein. Mit zunehmendem Volumen des Luftaufnahmeraumes stellt sich beim Druckausgleich mit dem Drosselraum bei sonst gleichbleibenden Betriebsverhältnissen im Drosselraum ein niedrigerer Druck ein, so dass das die Verbraucherleitung steuernde Ventil einen grösseren Durchtrittsquerschnitt freigibt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es aber auch möglich den Querschnitt der zwischen die Druckluftquelle und den Drosselraum eingeschalteten Drossel zu verändern. Hier besteht jedenfalls die Alternative, die Drossel auszutauschen oder aber eine Drossel mit einstellbarem Querschnitt zu verwenden. Kleinere Drosselquerschnitte führen dann zu grösseren Druckdifferenzen zwischen den beiden Seiten des die Verbraucherleitung steuernden Ventile.
Gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das die Verbraucherleitung steuernde Ventil in an sich bekannter Weise als elastische Membrane ausgebildet, und arbeitet die Aussenfläche der Membrane mit dem an der Austrittsöffnung zur Verbraucherleitung vorgesehenen ringförmigen Ventilsitz zusammen und stützt sich die Schliessfeder an der Innenfläche der Membrane über einen Federteller ab. Damit werden Dichtschwierigkeiten, die sich bei Ventilen anderer Bauart häufig ergeben, vermieden und durch die vereinfachte Ventilausführung ausserdem Bearbeitungskosten eingespart.
Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist schliesslich vorgesehen, dass das vom bewegten Antriebsteil betätigte Steuerventil als gleitbar geführter, federbelasteter Steuerkolben ausgebildet ist, der mindestens eine mit dem Luftaufnahmeraum ständig verbundene Steuernut aufweist, deren eine Steuerkante mit einer vom Drosselraum ausgehenden Steuerbohrung und deren andere Steuerkante mit einer Entlüftungsbohrung zusammenwirkt. Diese Konstruktion ist deshalb besonders vorteilhaft, weil sie einen Direktantrieb des als Kolben ausgeführten Steuerventils ermöglicht, in dem beispielsweise eine an der Antriebswelle vorgesehene Nocke mit einer freiliegenden Stirnfläche des Steuerkolbens zusammenarbeitet und den Steuerkolben in hin-und hergehende Bewegung versetzt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. l und 2 eine Ventilanordnung nach der Erfindung im Schnitt in zwei verschiedenen Betriebsendlagen und Fig. 3 das Prinzipschaltbild einer von der erfindungsgemässen Ventilanordnung gesteuerten pneumatischen Schmiereinrichtung.
Die erfindungsgemässe Ventilanordnung ist in einem Gehäuse --1-- untergebracht, welches oben durch einen Deckel --2-- abgeschlossen ist und an dessen einer Seitenwand unter Zwischenschaltung einer Ventilplatte-3-ein Anschlussstutzen-4-befestigt ist.
Zwischen der Ventilplatte --3-- und dem Anschlussstutzen --4-- ist eine elastische Membrane-S--
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--6-- der Ventilplatte --3-- überdeckt.Anschlussstutzen --4-- weist eine zur Öffnung --6-- koaxiale Bohrung auf, welche die zum Verbraucher führende Leitung --7-- bildet. In den Anschlussstutzen-4-mündet die Druckluft-Zuführungsleitung--8--, die sich als durchgehende Bohrung --9-- in der Ventilplatte - fortsetzt.
In die Zuführungsleitung --8-- ist eine Drossel --10-- eingesetzt. Von der
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folgenden als Drosselraum--13--bezeichnet ist und in der sich eine Druckfeder--14--befindet, die sich mit ihrem äusseren Ende über einen Federteller--15--an der Innenfläche der Membrane --5--abstützt.
In einer abgesetzten Führungsbohrung --16-- des Gehäuses --1-- ist ein von einer Druckfeder --18-- belasteter Steuerkolben --17-- gleitbar geführt. Die freie Stirnfläche --19-- des Steuerkolbens --17-- arbeitet mit einer Nocke-20-zusammen, die exzentrisch auf einer Antriebswelle --21-- befestigt ist und den Steuerkolben in auf-und abwärtsgehende Bewegung zu setzen vermag.
Am Mantel des Steuerkolbens --17-- ist eine Steuernut --22-- ausgespart. Die Steuernut --22-- steht über einen Kanal --23-- ständig mit einem von einer Sackbohrung --25-- des Gehäuses-l-gebildeten Luftaufnahmeraum-24-in Verbindung. Das Volumen des Raumes - ist durch einen in der Sackbohrung --25-- abgedichtet geführten und mittels einer Schraube--27--mitGegenmutter--28--verstellbarenKolben--26--veränderbat.
Die obere Steuerkante --29-- des Steuerkolbens arbeitet mit einer vom Drosselraum--13-ausgehenden Steuerbohrung --30-- und die untere Steuerkante --31-- des Kolbens mit einer zur Atmosphäre offenen Entlüftungsbohrung --32-- zusammen. In den Mantel des Steuerkolbens sind auch noch zwei Ölnuten--33 und 34--eingearbeitet, denen Schmieröl aus einem im Gehäuse
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vorgesehenen Vorratsraum--35--zufliesst.--8-- und den Kanal--11-vom Druck der Druckluftquelle beaufschlagt.
In dem über die Drossel --10-- gleichfalls an die Druckquelle angeschlossenen Drosselraum--13--herrscht gleichfalls der volle Betriebsdruck, so dass die Aussenfläche der von der Druckfeder --14-- in Schliessrichtung belasteten Membrane --5-- die Verbraucherleitung --7-- sperrt. Zugleich ist der Luftaufnahmeraum--24--über den Kanal--23--, die Steuernut--22--und die Bntlüftungsbohrung-32-mit der Atmosphäre verbunden.
Wird nun die Antriebswelle --21-- in Drehung versetzt und der Steuerkolben --17-- von der Nocke-20-in die aus Fig. 2 ersichtliche Lage angehoben, so wird zunächst durch die untere Steuerkante --31-- die Verbindung des Luftaufnahmeraumes --24-- mit der Atmosphäre unterbrochen. Die obere Steuerkante --29-- gibt schliesslich die Steuerbohrung --30-- frei, wodurch der Drosselraum --13-- über die Steuerbohrung--30--, die Steuernut--22--und den Verbindungskanal --23-- mit dem Luftaufnahmeraum --24-- verbunden wird. Es kommt daher
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aus der Ringnut--12--in die Verbraucherleitung --7-- abströmen kann.
Der Öffnungsweg des von der Membrane--5--und dem Sitz --36-- gebildeten Ventils und damit auch die in die Verbraucherleitung abfliessende Luftmenge sind dabei abhängig von der Grösse des erwähnten Differenzdruckes. Der Differenzdruck selbst ist aber eine Funktion der Hubanzahl des Steuerkolbens --17-- und damit auch der Drehzahl der Antriebswelle--21--. Der Differenzdruck kann auch durch Veränderung des Volumens des Luftaufnahmeraumes --24--, wie oben erwähnt, beeinflusst werden. Er ist weiters abhängig vom Querschnitt der in die Zuführungsleitung --8-- eingesetzten Drossel-10--, so dass auch durch Wahl des Drosselquerschnittes eine Beeinflussungsmöglichkeit auf den Differenzdruck gegeben ist.
Eine dritte Möglichkeit einer Einflussnahme auf den Differenzdruck besteht in der Änderung der Vorspannung der das Ventil --5,36-- belastenden Druckfeder --14--.
Diese Grundeinstellung ist für das Steuerverhalten der erfindungsgemässen Ventilanordnung bestimmend.
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--21-- vorgenommen- 13-- mündende Gewindebohrung --38-- vorgesehen. An dieser kann gegebenenfalls ein Druckmessgerät angeschlossen werden.
Fig. 3 zeigt die Anwendung der Ventilanordnung nach Fig. 1 und 2 an einer druckluftbetätigten
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vorbestimmte ölmenge und über die Druckluftleitung --42-- eine entsprechende Druckluftmenge abgibt. An den Sprühdüsen-43-wird das über die Leitung-41-zufliessende Öl mit Hilfe der über die Leitung --42-- zuströmenden Druckluft auf die (nicht dargestellte) Schmierstelle versprüht.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen der dargestellten und beschriebenen Ventilanordnung möglich. Dies gilt insbesondere für die Ausführung der beiden Ventile und die Antriebsverbindung des Steuerventils mit dem Antriebsteil, dessen Bewegungsgeschwindigkeit als Steuergrösse benutzt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ventilanordnung zur Steuerung der von einer Druckluftquelle an einen oder mehrere Verbraucher gelieferten Luftmenge, mit einem die zum Verbraucher führende Leitung steuernden, im Schliesssinn federbelasteten Ventil, das an der einen Seite dem Druck der Druckluftquelle ausgesetzt und an der andern Seite mit dem Druck eines über eine Drossel an die Druckluftquelle angeschlossenen Drosselraumes belastbar ist, und mit einem den Druck im Drosselraum beeinflussenden
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abgekehrte Seite des Ventils (5, 36) unmittelbar vom Druck im Drosselraum (13) beaufschlagt ist, und dass ein zusätzlicher Luftaufnahmeraum (24) vorgesehen ist, der über ein das Steuerglied bildendes, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines bewegten Antriebsteiles (21) betätigtes Steuerventil (17) wechselweise mit dem Drosselraum (13) oder der Atmosphäre verbindbar ist.
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