DE1905365A1

DE1905365A1 - Pneumatisches Gleitventil

Info

Publication number: DE1905365A1
Application number: DE19691905365
Authority: DE
Inventors: Hamilton Thomas William
Original assignee: HAMILTON THOMAS WILLIAM
Current assignee: HAMILTON THOMAS WILLIAM
Priority date: 1968-03-11
Filing date: 1969-02-04
Publication date: 1969-10-09
Also published as: NL158895B; DE1905365C2; SE343121B; NL6903589A; US3570533A; GB1197344A; ES363445A1; FR2003613A1

Description

Pneumatisches Gleitventil.

Die Erfindung betrifft ein pneumatisoiies Doppelsteuerunge-Gleitventil, bei dem innerhalb eines Gehäuses ein Gleitstück hin- und herbewegbar ist, und zwar mittels Druckluft, die durch einen ersten Steuerkanal zugeführt wird, um das Gleitstück in einer üichtung zu verstellen, und durch einen zweiten Steuerkanal, um das Gleitstück in entgegengesetzter Richtung zu verschieben. Durch diese Bewegungen des Gleitstückes werden im Ventilgehäuse liegende Verbindungen »wischen den Zuführungskanälen für die eigentliche Arbeiteluft verändert.

Bei einer bekannten Bauart eines solchen Ventils wird das blockförmig ausgebildete Gleitstück durch Federdruck gegen eine Arbeitsfläche im Ventilgehäuse gepreßt, auf der das Gleitstück verschiebbar ist und die die Hauptzuführungsöffnungen bzw. -kanale aufweist, zwischen denen die Verbindungen herzustellen sind·

Das blockförmige Gleitstück ist an jedem Ende durch eine StEüge mit einem Kolben verbunden. Diese Kolben sind verschiebbar in Zylindern gelagert, die mit den Kanälen für die Steuerungsluft in Verbindung stehen.

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Soll das Gleitstück in der einen riichtung verstellt werden, so wird Luft durch einen Steuerkanal zugeführt, so daß sie auf den einen Kolben einwirkt. Gleichzeitig wird der Zylinder, des. anderen Kolbens mit der Außenluft in Verbindung gebracht. Zum Verschieben des Gleitstückes in entgegengesetzter üiehtung wird Steuerluft durch den anderen Steuerkanal dem zweiten Zylinder zugeführt und zugleich der erste Zylinder mit der Außenluft in' Verbindung gesetzt.

Von anderen Anwendungsfällen abgesehen, werden derartige Ventile in pneumatischen iiechenanlagen verwendet. Es ist sehr wichtig, daß die Reaktionsfähigkeit des Ventils, d.h. die Zeit, die das Gleitstück für seine Bewegung aus einer Endstellung in die andere in dem Gehäuse benötigt, so kurz wie möglich ist. Sei der vorerwähnten bekannten Ausführung eines solchen Ventils, bei welchem das Gleitstück mit den beiden Kolben gemeinsam verstellt werden muß, ist die Trägheit dieses Gesamtgleitetückee sehr erheblich, und das ist höchst unerwünscht. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Doppelsteuerungs-Gleitventil so auszubilden, daß die Trägheit des Gleitstückes und damit also die !Reaktionszeit des Ventile weitgehend verringert wird.

Zu diesem Zweck ist das Ventil erfindungsgemäß mit einem blockförmigen Gleitstück ausgestattet,das eine ebene Fläche aufweist und in einem Gehäuse so gelagert ist, daß es mit dieser ebenen Fläche axial verschiebbar ist, und zwar auf einer ebenen Grundfläche des Gehäuses. Die Verschiebung erfolgt mit Hilfe unter Druck stehender Steuerungsluft, die unmittelbar auf die Stirnflächen des Gleitstückes einwirkt. Dabei ist zwischen dem (die ebene Fläche nicht enthaltenden) übrigen Umfang des Gleitstückes und der ihm zugewandten fläche des umgebenden Gehäuseteiles eine Dichtung vorgesehen, die an der einen Fläche befestigt ist und sich gegen die andere Fläche anlegt.

Zweckmäßig ist das Gleitstück wie der Teil eines Zylinders ausgebildet, so daß sein Querschnitt ein Kreissegment ist. Die Dichtung ist dann zwischen der zylinderförmigen Oberfläche des Gleitstückes und der ihr gegenüberliegenden Gehäusefläche angeordnet, kreisförmig gebogen und in einer Nut einer dieser .

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Flächen gelagert.

Yiird eine solche Dichtung zwischen dem Gleitstück und dem Gehäuse vorgesehen, so kann das Gleitstück selbst als Kolben wirken, wobei die unter Druck stehende Steuei'ungsluft unmittelbar auf das Gleitstück einwirkt. Das Gleitstück kann also eine sehr viel kleinere Masse haben als die bekannten blockförmigen Gleitstücke mit ihren beiden Kolben. Erhält das Gleitstück die Form eines Seiles eines Zylinders, so wird seine Abdichtung an der zylinderförmigen Oberfläche wesentlich vereinfacht.

Das Gleitstück kann wie bei der bekannten Bauart mit seiner ebenen Fläche durch Federdruck mit der ebenen Lagerfläche des Gehäuses in Berührung gehalten werden, um zwischen diesen beiden Flächen eine Abdichtung zu schaffen. Zweckmäßig werden jedoch zwischen dem Gleitstück und dem Gehäuse zwei Dichtungen vorgesehen, die die Form eines Teiles eines Kreises haben und in axialer .dichtung im Abstand voneint-nder liegen, so daß ein Spaltraum entsteht, der einerseits von dem Gleitstück und dem Gehäuse, andererseits von den beiden Dichtungen begrenzt wird. Der Lufteinlaßkanal des Ventils steht mit diesem Spaltraum in Verbindung, so daß dem Ventil zuströmende Druckluft auf die zylinderförmige Oberfläche des Gleitstückes einwirkt und dieses gegen die im Gehäuse befindliche Lagerfläche drückt.

Zweckmäßig liegt die ebene Fläche des Gleitstückes auf einem Durchmesser seines Querschnittes, so daß das Gleitstück die Fona eines halbzylinders hat. Die vorerwähnten Dichtungen sind dann vorteilhaft als halbringförmige, nachgiebige Diöhtungsglieder ausgebildet, von denen jedes in einer halbkreisförmigen Hut in der Innenfläche des Gehäuses gelagert ist.

Y/enigstens ein Beil des Gehäuses kann aus durchsichtigem Baustoff, z.B. Plexiglas ("perspex"), bestehen. Die Steuerungskanäle können dann mit Kennzeichen bzw. Anzeigegliedern versehen sein, so daß es möglich ist, die richtige Zufuhr der Druckluft zu den Kanälen zu kontrollieren.

?ifeitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung einer auf der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform des neuen Gleitventils hervor.

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Pig. 1 ist ein durcli die Längsachse des Gleitstückes geführter Schnitt durch das Ventil.

Pig. 2 ist ein Querschnitt durch das Ventil längs der Linie

II-II der Pig. 1, und zwar in JÜchtung der eingezeichneten Pfeile gesehen.

Pig. 3 ist ein Grundriß des mittleren Gehäuseblocks gemäß der Linie III-III der Pig. 1 und zeigt gleichzeitig mit gestrichelten Linien das Gleitstück in einer seiner Endlagen.

Pig. 4 entspricht etwa der Pig. 3» zeigt Jedoch das Gleitstück in der anderen Endlage.

^ Pig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V der Pig. 1.

Pig. 6 zeigt eine Draufsicht auf den unteren Gehäuseblock nach der Linie VI-VI der Pig. 1 und

Pig. 7 ist eine Ansicht von unten auf den unteren Gehäuseblock in Jtichtung des Pfeiles VII (Pig. 1) gesehen.

Wie die Pig. 1 und 2 erkennen lassen, besteht das Gehäuse aus drei blockartigen Teilen, nämlich einem oberen Gehäuseblock 1, einem mittleren Gehäuseblock 2 und einem unteren, Öffnungen aufweisenden Gehäuseblock 3. Die drei Blöcke werden durch zwei auf der Zeichnung nicht dargestellte - Bolzen zusammengehalten, deren Köpfe sich gegen den oberen Block 1 legen und deren Schäfte durch Bohrungen im Block 1, ferner durch Bohrungen 4 des Blocks ) 2 (Pig. 3f4 und 5) und in versenkte Bohrungen 5 des Blocks 3 ragen.

In dem oberen Gehäuseblock 1 befindet sich eine halb-zylindrische Aussparung 6, die eine VentilkaTniner bildet und nach unten durch ,. den Block 2 verschlossen ist. In der Aussparung liegt ein halbzylindrisches Gleitstück 7, das eine genau ebene Bodenfläche hat, welche auf der oberen, gleichfalls genau ebenen Pläche des Blocks 2 gleitend ruht. Die Aussparung 6 weist an ihren beiden Enden halbkreisförmige, falzartige Ausnehmungen 8 und 9 auf, die einen etwas kleineren Hadius als die Aussparung 6 haben, so daß sich rings um die beiden Enden dieser Aussparung 6 halbkreisförmige

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Schultern 1o und 11 bilden.

Das Gleitstück 7 hat einen Hadius, der etwas kleiner ist als derjenige der Aussparung 6, jedoch größer als der Hadius der beiden Schultern 1o und 11. Wird also das Gleitstück 7 an das linke (Fig. 1) Ende der Aussparung 6 verschoben, so kommt es mit der Schulter 1o in Berührung, die die eine Endstellung des Gleitstückes festlegt. Beim Verschieben nach rechts (Fig. 1) wird das Gleitstück in seiner zweiten Endetellung durch die Schulter 11 angehalten.

Die Aussparung 6 hat in ihrer gekrümmten fläche zwei halbkreisförmige Nuten 12, in denen halbkreisförmige, im Querschnitt 0-förmige Kautschukringe 13 untergebracht sind, die zwei Sichtungen zwischen den beiden halbkreisförmigen Flächen der Aussparung 6 und des Gleitstückee 7 bilden·

Am linken (Fig. 1) Ende der Aussparung 6 befindet sich im Gehäuse ein Kanal für die Steuerungsluft, der von einer Bohrung H im Block 3_t einer Bohrung 15 im Block 2 und einer nur teilweise in den Block 1 hineinführenden Bohrung 16 sowie von einer Nut 17 gebildet wird, die die Blindbohrung 16 mit der Ausnehmung 8 verbindet· Sin zweiter Kanal für die Steuerungsluft führt zum rechten Ende der Aussparung 6 und wird durch ähnliche Bohrungen, nämlich 18, 19 und 2o, sowie eine Nut 21 gebildet.

In der Blindbohrung 16 liegt ein scheibenförmiges Flatterventil 22 aus Kautschuk und in der Blindbohrung 2o ein entsprechendes Ventil 23. Wird dem mit der Bohrung 14 beginnenden Steuerungekanal Druckluft zugeführt, so preßt diese Druckluft die Ventilscheibe 22 nach oben, während die Luft weiter durch die Nut 17 in das linke Ende der Aussparung 6 strömt. Dabei wird das Gleitstück 7 in seine rechte Endetellung gebracht, in der es sich gegen die Schulter 11 legt. Entsprechend wird bei Einlaß von Druckluft durch den mit der Bohrung 18 beginnenden Kanal die Ventilscheibe 23 nach oben gedrückt, während die Luft durch die Nut 21 in das rechte Ende der Aussparung 6 gelangt. Dadurch wird das Gleitstück 7 in seine linke Endstellung verschoben, in der es sich gegen die Schulter 1o legt,

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Die Häume oberhalb der Ventil scheiben 22 und 23 in den Bohrungen 16 und 2o stehen durch Auslaßöffnungen 24 bzw. 25 mit der Außen-! luft in Verbindung. Es kann also kein üückdruck entstehen, der ein nach oben Auswölben der Scheiben verhindern würde. Der Block 1 besteht aus durchsichtigem Kunststoff ("perspex"), so daß die Bewegungen der Scheiben 22 und 23 beobachtet werden können. Man ist also in der Lage, zu kontrollieren, ob die Steuerungsdruckluft das Ventil tatsächlich erreicht.

Abgesehen von den die Kanäle für die Steuerungsluft bildenden Bohrungen 14 und 18 weist der Gehäuseblock 3 eine Anzahl weiterer Bohrungen auf, die die unteren Abschnitte mehrerer Kanäle für die Arbeitsdruckluft bilden. Wie die Fig. 6 zeigt, stehen diese Bohrungen mit einer entsprechenden Anzahl iron Nuten in Verbindung, die in der Oberfläche des Gehäuseblocke 3 vorgesehen sind. Die Einlaßbohrung 26 für die Arbeitedruckluft eteht mit einer Nut 27 in Verbindung, eine- Auelaßbohrung 28 mit einer Nut 29f eine erste zylindrische Bohrung 3o mit einer Nut 31 und eine zweite zylindrische Bohrung 32 mit einer Nut 33.

Die Nuten 27» 29, 31 und 33 führen ihrerseits zu weiteren Bohrungen im Gehäuseblock 2 (Fig. 5). Die Nut 27 iet mit der Bohrung 34 zur Zuführung der Arbeitsluft und die Nut 29 mit einer Auslaßleitung 35 verbunden. Die Nut 31 führt zu einer ersten zylindrischen Bohrung 36 und die Nut 33 ^zu einer zweiten zylindrischen Bohrung 37. Die Bohrungen 34 und 35 sind gerade und vollständig durch den Block 2 hindurchgeführt (Fig. 2),während sich aie Bohrungen 36 und 37 nur über drei Viertel des Blocke 2 nach oben durch den Blook 2 hindurch erstrecken; Diese Bohrungen 36 und 37 stehen an ihren oberen Enden mit Schlitzen 36 bzw. 39 in Verbindung, die am besten aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen sind.

Die Fig. 3 und 4 sind in einem doppelt so großen Maßstab gezeichnet wie die übrigen Abbildungen der Zeichnung; sie zeigen die obere Fläche des Gehäuseblocks 2. In der Mitte liegen die Kanäle bzw. Kanalöffnungen für die Arbeitsdruckluft. In gestrichelten Linien ist die ebene Fläche des Gleitstückes 7 angedeutet, das auf der Oberfläche des Blocks 2 verschiebbar ist. Wie die Fig. und 4 erkennen lassen, befinden sich in der ebenen Grundfläche

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des Gleitstückes mehrere Nuten. Es sind dies axial gerichtete Nuten 4o und 41 nahe den axialen .Handera des Gleitstückes 7 und drei Quernuten 42, 43 und 44» die etwas tiefer sind als die Nuten 4o und 41. Außex-dem weist das Querstück 7 eine nach oben gerichtete Bohrung 45 auf, die vom Ende der Nut 43 ausgeht und mit ihrer oberen Öffnung in der halbzylindrischen Fläche des Gleitstückes 7 mündet, wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist.

Im Betrieb ist die Einlaßbohrung 26 an eine Druckluftquelle angeschlossen und die Auslaßfaohrung 28 steht mit der Außenluft in Verbindung. !Die beiden zylindrischen Bohrungen 3o und 32 sind an die beiden Enden des Zylinders eines Preßluftwerkzeuges bzw. eines anderen pneumatisch betriebenen Gerätes engesehlossen, das durch das Ventil gesteuert werden soll. Auch die das Steuerungsmittel zuführenden Bohrungen 14 und 18 sind mit einer Druckluftanlage verbunden, die entweder die eine oder die andere Bohrung mit Druckluft speist. Diese Luft kann unter einem sehr viel kleineren Druck stehen, als die der Bohrung 26 zugeführte Arbeitsluft. Tritt Steuerungsluft in die Bohrung 18 ein, so wird das Gleitstück 7 in seine linke, in Fig. 3 angedeutete Endstellung bewegt. Die unter Druck stehende Arbeitsluft tritt aus der Bohrung 34 aus und gelangt durch die Bohrung 45 in einen Kaum 46 (Fig. 1 und 2), der zwischen den beiden im Querschnitt O-förmigen Hingen 13 liegt und im übrigen durch die kreisförmig gebogenen Flächen der Aussparung 6 und des Gleitstückes 7 begrenzt ist. Diese Druckluft wirkt auf das Gleitstück 7 und preßt seine ebene Grundfläche fest gegen die ebene Oberfläche des Blocks 2. Diese beiden Flächen sind durch Läppen bis auf eine Genauigkeit, die innerhalb von zwei Lichtbandbreiten liegt, geebnet worden, so daß zwischen ihnen kein Luftdurchtritt möglich ist.

Die Druckluft gelangt ferner aus der Nut 4o in die Nut 43 und dann durch den Schlitz 38 nach unten in die Bohrung 3o, die mit dem einen Ende des Zylinders des Preßluftwerkzeuges verbunden ist, so daß dieses Zylinderende unter Druck gesetzt wird. Zur gleichen Zeit wird das andere Ende des Zylinders des Preßluftwerkzeuges mit der Bohrung 32 in Verbindung gebracht und durch

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die Bohrung 35 von Druck entlastet, da der Schlitz 39» zu dem die Bohrung 32 führt, durch die Nuten 42 und 41 mit der Bohrung 35 in Verbindung steht. Da also Druckluft dem einen Ende des Zylinders des Preßluftwerkzeuges zugeführt und zugleich das andere Zylinderende mit der Außenluft in Verbindung gesetzt wird, wird der Kolben des Preßwerkzeuges in der einen Richtung verstellt.

Wird die unter Druck stehende Steuerungsluft durch die Bohrung 14 zugeführt, so wird das Gleitstück 7 in seine rechte Endstellung (vgl. Fig. 4) verschoben. Dann wird ersichtlich das erste Ende des Zylinders des Preßluftwerkzeuges, das mit dem Schlitz 38 in Verbindung steht, durch die Bohrung 35 sowie über die Hüten 44 und 41 vom Druck entlastet und das andere Ende des Zylinders des Preßluftwerkzeuges, das mit dem Schlitz 39 in Verbindung steht, über die Hüten 43 und 4o mit der Druckluftzuführungsbohrung 34 in Verbindung gebracht. Die Bohrung 45 bleibt ständig mit der Zuführungsbohrung 34 verbunden, so daß das Gleitstück 7 stets gegen den Block 2 gepreßt wird.

Das Ventil soll vornehmlich in einer pneumatischen Heehenanlage oder einer anderen derartigen Steuerungseinrichtung zur Anwendung kommen und dabei in seiner Stellung dadurch gesichert werden, daß es mit dem Boden seines unteren Gehäuseblocks 3 auf einer Grundplatte befestigt wird, die Öffnungen bzw. Kanäle aufweist, welche mit den Bohrungen 14, 18, 26, 28, 3o und 32 in gleicher Flucht liegen. Da diese Bohrungen in symmetrischer Anordnung vorgesehen sind, muß sichergestellt sein, daß das Ventil nicht verkehrt herum auf der erwähnten Grundplatte montiert wird, da dann sämtliche Verbindungen zwischen den Zuführungsöffnungen und Bohrungen falsch hergestellt sein würden. Um den richtigen Einbau des Ventils zu gewährleisten, weist der Gehäuseblock 3 einen außermittig angeordneten vorspringenden Stift 47 auf, der in ein entsprechendes Loch in der Grundplatte der Anlage eingreift.

Patentansprüche: 0 8 8 0

Claims

(I.)- Doppelsteuerungs-Gleitventll mit einem Gleitstück, das innerhalb eines Gehäuses mittels Druckluft hin- und herbewegbar ist, die durch einen Steuerkanal zugeführt wird, um das Gleitstück in einer Richtung zu verstellen, und durch einen zweiten Steuerkanal, um das Gleitstück in entgegengesetzter Richtung zu verschieben, wobei durch diese Bewegungen des Gleitstückes im Ventilgehäuse liegende Verbindungen zwischen den Zuführungskanälen für die eigentliche Arbeitsluft verändert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das blockförmig ausgebildete Gleitstück eine ebene Fläche aufweist und mit dieser ebenen Fläche auf einer gleichfalls ebenen Grundfläche des Gehäuses verschiebbar ist, und zwar mit Hilfe unter Druck stehender Steuerungsluft, die unmittelbar auf die Stirnflächen des Gleitstückes einwirkt, wobei ferner zwischen dem übrigen, die ebene Gleitfläche nicht enthaltenden Umfang des Gleitstückes und der ihm zugewandten Fläche des umgebenden Gehäuseteiles eine Dichtung vorgesehen ist, die an der einen Umfangsfläche befestigt ist und sich gegen die andere Fläche anlegt.
2.) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück wie der Teil eines Zylinders ausgebildet ist, so daß sein Querschnitt ein Kreissegment ist, und daß die Dichtung zwischen der zylinderförmig gebogenen Oberfläche des Gleitstückes und der ihr gegenüberliegenden Innenwandung des Gehäuses liegt, kreisförmig gebogen und in einer Nut einer dieser Flächen gelagert ist.
3.) Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei zwischen dem Gleitstück und dem Gehäuse vorgesehene Dichtungen, die die Form eines Teiles eines Kreises haben und in axialer Richtung im Abstand voneinander liegen, so daß zwischen den Dichtungen einerseits und dem Gleitstück sowie dem Gehäuse andererseits ein Spaltraum entsteht, mit dem der Lufteinlaßkanal in Verbindung steht, so daß dem Ventil zuströmende Druckluft zwischen den Dichtungen auf die zylinderförmig gewölbte -Oberfläche des Gleitstückes einwirkt und dieses gegen die im Gehäuse befindliche Lagerfläche drückt.

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4.) Ventil nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück die Porm eines HalbZylinders hat und seine ebene fläche auf einem Durchmesser seines Querschnittes liegt.
5.) Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen als halbringförmige, nachgiebige Dichtungsglieder ausgebildet sind, von denen jedes in einer halbkreisförmigen Nut in der Innenwandung des Gehäuses gelagert ist.
6.) Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Zuführungsöffnungen für die Arbeitsluft und diejenigen für die Steuerungsluft im unteren Gehäuseteil unterhalb der ebenen Lagerfläche vorgesehen sind. 7.) Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein !Teil des Gehäuses aus durchsichtigem Baustoff besteht und die Steuerungskanäle Markierungen bzw. Anzeigeglieder aufweisen, die die richtige Zufuhr der Druckluft zu den Steuerungskanälen erkennbar machen.

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