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Hans Oetiker, Horgen (Schweiz) Ventilanordnung für die Betätigung
eines Arbeitskolbens mittels eines Druckmittels.
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Für die Betätigung von Pressluftkolben und dergleichen sind Ventile
bekannt, die den Luftzutritt über die Pressluftleitung und auf einen Befehlsimpuls
hin freigeben. Wenn bei einem solchen Pressluftkolben nach erfolgtem Arbeitshub
der Luftzutritt durch das Ventil gesperrt wird, bleibt der gestellte Kolbenraum
und die Druckleitung weiter unter Druck. Um nun den Druck vom Kolben wegzunehmen,
ist ein weiteres Ventil vorgesehen, das die Entlüftung des Kolbendruckraumes und
allenfalls der Zuleitung vorwegnimmt.
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Das Ablassen der Luft durch ein zweites Ventil ist umständlich, indem
dieses Ventil ebenfalls gesteuert werden muss, in Übereinstimmung mit der Steuerung
des ersten Ventils. Dieser Nachteil wird durch die Erfindung behoben. Die Steuerung
des Presslufteinlasses und die Entlüftung des Kolbenraumes wird durch eine einzige
Ventilanordnung erreicht.
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Die Neuerung betrifft eine Ventilanordnung für Betätigung eines Arbeitskolbens
mittels einem Druckmittel.
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Die Neuerung geht aus von einer Ventilanordnung, in welcher in einem
Gehäuseblock ein unter Federkraft stehendes Rückschlagventil
und
ein unter Federkraft stehendes rohrförmiges Entlüftungsventil eingebaut ist und
in welcher zur Zuleitung des Druckmittels zum Arbeitskolben das Entlüftungsventil
geschlossen wird und sodann das Rückschlagventil öffnet.
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Die Neuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass in eine mit einem Gewinde
versehene Bohrung des Gehäuseblockes eine Verschlussmutter eingeschraubt ist und
diese einen Hohlraum aufweist, in welchen das Rückschlagventil in Form einer mit
Rippen versehenen Kalotte axial verschiebbar angeordnet ist, dass im Grunde der
die Verschlussmutter aufnehmenden Bohrung des Gehäuseblocks ein Dichtungsring eingelegt
ist, auf dessen einer Seite der Rand der Verschlussmutter sowie der Rand der Rückschlagsventilkalotte
aufliegt, dass in einer in der Achsenrichtung der Gehäusebohrung für die Verschlussmutter
angeordneten zusätzlichen Bohrung von geringerem Durchmesser als die ersterwähnte
Gehäusebohrung das rohrförmige Entlüftungsventil eingesetzt ist, und dass in kalottenförmigen
Rückschlagventil eine Dichtungsscheibe angeordnet ist, auf welcher sich die Feder
des Entlüftungsventils abstützt.
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Nachfolgendes Ausführungsbeispiel erläutert die Neuerung.
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Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Ventilanordnung in ihrer Ruhestellung.
Fig. 2 zeigt das Entsprechende in Arbeitsstellung.
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Im Gehäuseblock 1 ist die Verschlussmutter 2 eingeschraubt.
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In letzterer ist der Stecknippel 3 a eingeschraubt, welcher am Ende
des Pressluftzuleitungsschlauches 3 angesetzt ist. Der obere
Rand
der Mutter 2 drückt auf eine im Grunde der Gewindebohrung liegende Dichtungsscheibe
6 aus Gummi. Damit wird eine vollständige Abdichtung des Innenraumes erreicht. Im
Innenraum der Verschlussmutter und in ihrer Achsrichtung verschiebbar befindet sich
das Rückschlagventil 4, welches im Ruhezustand unter der Wirkung der Feder 5 gegen
die Dichtungsscheibe gedrückt wird. Die Feder 5 hält das Ventil in der Durchströmrichtung
geschlossen. Im gleichen Sinne wirkt das über den Schlauch 3 zugeführte Druckmittel,
z. B.
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Preßluft ; sie unterstützt den Federdruck und gewährleistet so eine
sichere Sperrung der Pressluft. Das Rückschlagventil 4 hat Kalottenform. Mittels
Rippen 4a ist die Kalotte 4 im Innenraum 2a der Mutter 2 geführt.
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In der Achsrichtung des Rückschlagventils ist das röhrenförmige Entlüftungsventil
7 im Gehäuseblock 1 verschiebbar angeordnet.
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Zwischen Rückschlagventil und Entlüftungsventil befindet sich die
Sperrfeder 8. Diese ist am oberen Ende mit dem Rohr 7 verbunden.
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Die Feder sperrt das Rückschlagventil und das Entlüftungsventil zueinander,
so dass eine Lücke für den Durchlass der Luft entsteht. Im Rückschlagventil 4 befindet
sich die Dichtung 15, die mit dem Band 7b des Entlüftungsventils korrespondiert.
Die Feder 8 befindet sich in einer erweiterten Bohrung 9, in welche die querliegende
Gewindebohrung 10 einmündet. In dieser Gewindebohrung ist das Anschlusstück 11 für
die Zuleitung nach dem zu betätigenden Druckluftzylinder eingeschraubt. Das aus
dem Gehäuseblock herausragende Ende des Entlüftungsventils ist mit der Druckkappe
12 versehen, unter welcher sich Luftauslassschlitze
7a befinden.
Im Gehäuseblock ist der Betätigungshebel 13 mit seinem Drehpunkt 13a eingelassen.
Die Bewegung nach oben ist durch den Anschlag 14 begrenzt. Unter der Wirkung der
Sperrfeder 8 wird im Ruhezustand das Entlüftungsventil 7 gegen den Hebel 13 gedrückt
und zwischen der Kante 7b und der Dichtung 15 besteht ein offener Luftdurchlasschlitz.
Es besteht entlang dem Pfeil 16 eine Verbindung von der nach dem Pressluftzylinder
führenden Leitung durch die Auslasschlitze 7a ins Freie. Der Druckraum des Kolbens
des Arbeitszylinders wird dadurch nach aussen offen gehalten Die Feder 18 drückt
den Hebel 13 im Ruhezustand stets an den Anschlag 14 an. Eine Rolle 19 gestattet
z. B. die Abnahme der Steuerbewegung des Hebels von einer laufenden Kurvenscheibe
oder dergleichen. Die Sperrfeder 8 ist so dimensioniert, dass diese im gezeichneten
Ruhezustand das Entlüftungsventil unter Überwindung der Führungsreibung und der
Reibung der zusätzlichen Dichtung 20 sicher zu verschieben imstande ist. Da diese
Feder gegen das Rückschlagventil 4 abgestützt ist, muss die Rückschlagventilfeder
5 so bemessen sein, dass das Rückschlagventil 4 sicher abdichtend auf die Dichtungsscheibe
6 aufdrückt, auch wenn über den Nippel 3a kein zusätzlicher Luftdruck auf das Ventil
4 gelangt. Wenn nun durch das Hineindrücken des Entlüftungsventils 7 dieses seine
Schliessbewegung gegen das Rückschlagventil 4 ausführt, stösst jenes schliesslich
auf die Dichtungsscheibe 15 im Rückschlagventil.
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In diesem Moment schliesst das Entlüftungsventil vollständig und das
Rückschlagventil wird abgehoben.
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Die Wirkungsweise ist folgende : Die ankommende Pressluft gelangt
über den Nippel 3a in den Ventilraum der Mutter 2, gemäss dem Pfeil 17. Die vom
Anschlusstück 11 nach dem Pressluftzylinder führende Zuleitung ist drucklos und
hat Verbindung gemäss dem Pfeil 16 ins Freie. Im Ruhezustand drückt mit hohem Druck
die Pressluft von unten auf das Rückschlagventil 4, hält dieses geschlos sen und
sperrt die Pressluft gegen den Pressluftzylinder. Gleichzeitig ist der Arbeitskolben
des Pressluftzylinders auf seiner Druckseite über den offenen Weg gemäss dem Pfeil
16 nach aussen verbunden. Bei Niederdrücken des Hebels 13 und Hineinschieben des
Entlüftungsventils 7 schliesst die Kante 7b auf der Dichtung 15 den Druckzylinder
von der Aussenluft ab. Bei Weiterschieben des Ventils 7 wird unmittelbar darauf
das Rückschlagventil von der Dichtungsscheibe 6 abgehoben und es ergibt sich die
Arbeitsstellung gemäss Fig. 2. In dieser Stellung umströmt die Pressluft gemäss
dem Pfei17a das abgehobene Rückschlagventil 4 und gelangt durch die Bohrungen 9
und 10 schliesslich in den Druckraum des Pressluftwerkzeuges, dieses führt nun seine
Arbeitsbewegung aus. Wird nun daraufhin der Hebel 13 wieder freigelassen, so kehrt
dieser unter der Wirkung des Luftdruckes sowie der Feder 18 in seinen Ruhezustand
zurück. Dabei kommt das Ventil 4 wieder zum Aufliegen auf die Dichtungsscheibe 6.
Gleichzeitig hebt sich die Kante 7b von der Dichtungsscheibe 15 ab und es tritt
eine Entlüftung im Arbeitskolben und der Verbindungsleitung ein.
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Das Entlüften des Arbeitskolbens folgt unmittelbar, also ohne jede
Verzögerung dem Absperren der Pressluft. Es ergibt sich dadurch eine rasche und
sehr präzise Arbeitsmöglichkeit des Arbeitskolbens. Der Rücklauf des Arbeitskolbens
erfolgt zweckmässig mittels einer Rückzugfeder. Der Rückzug erfolgt dabei mit einem
minimalen Kraftaufwand, da der Druckraum sich unmittelbar vorher vollständig entlüftet
hat.
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Die Ventilanordnung ergibt den Füll-und Entleerungsvorgang im Arbeitszylinder,
abgesehen von der Strömungszeit in der Ver-
| bindungsleitung, praktisch verzögerungsfrei. |
| Die Ventilanordnung kann vorteilhaft auch in zweifacher An- |
wendung bei einem doppelt wirkenden Kolben angewendet werden.
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Unmittelbar nach Beendigung des Arbeitsdruckes am Ende eines Arbeitshubes
tritt die Entlüftung ein. Der Pressluftzylinder kann also unmittelbar nach Beendigung
seines Arbeitshubes in der Gegenrichtung mit Pressluft über ein zweites Ventil zurückgedrückt
werden.