DE19702948C2 - Ventilanordnung - Google Patents
VentilanordnungInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, mit einem Haupt
ventil, das einen mit einer Druckmittelquelle verbindbaren
Speisekanal, einen mit einem Verbraucher verbindbaren Arbeits
kanal und ein die Fluidverbindung zwischen dem Speisekanal
und dem Arbeitskanal steuerndes bewegbares Ventilglied auf
weist, wobei dem Ventilglied eine Beaufschlagungsfläche zu
geordnet ist, die zum Bewegen des Ventilgliedes mit einem
unter einem Betätigungsdruck stehenden fluidischen Vorsteuer
medium beaufschlagbar ist, das über einen von der Druckmittel
quelle gespeisten und von einem Vorsteuerventil beherrschten
Vorsteuerkanal zuführbar ist.
Eine Ventilanordnung dieser Art geht beispielsweise aus der
DE 41 43 274 A1 hervor. Dort ist ein Hauptventil vorgesehen,
das ein schieberartiges Ventilglied enthält, welches je nach
Schaltstellung einen mit einer Druckmittelquelle verbundenen
Speisekanal mit einem von zwei Arbeitskanälen verbindet, wo
bei der jeweils andere Arbeitskanal über einen als Entlüf
tungskanal ausgebildeten Entlastungskanal entlüftet wird. Die
Betätigungskraft zum Bewegen des Ventilgliedes liefert ein
fluidisches Vorsteuermedium, das mit dem dem Speisekanal zu
geführten Druckmittel identisch ist und über einen Vorsteuer
kanal auf eine Beaufschlagungsfläche des Ventilgliedes gegeben
wird, der von dem Speisekanal abgezweigt ist. Die Beaufschla
gung wird über ein in den jeweiligen Vorsteuerkanal einge
schaltetes, als Magnetventil ausgebildetes Vorsteuerventil
gesteuert.
Der Betätigungsdruck des der Beaufschlagungsfläche über den
Vorsteuerkanal zugeführten Vorsteuermediums entspricht im
wesentlichen dem Speisedruck im Speisekanal. Durch diesen
relativ hohen Druck lassen sich bezüglich des Ventilgliedes
sehr kurze Schaltzeiten realisieren. Allerdings ist bei pneu
matischem Druckmittel ein entsprechend hoher Luftverbrauch zu
verzeichnen. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Er
findung, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art zu
schaffen, die ohne nachteilige Verkürzung der Schaltzeiten
den Luftverbrauch minimiert.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß
in den Vorsteuerkanal ein zur Vorgabe des Betätigungsdruckes
dienender Druckregler eingeschaltet ist, und daß dem Ventil
glied eine der Beaufschlagungsfläche axial entgegengesetzt
gerichtete Gegenbeaufschlagungsfläche zugeordnet ist, die
über einen Gegendruckkanal mit dem im Arbeitskanal herrschen
den Arbeitsdruck beaufschlagt ist.
Der Druckregler macht es möglich, den bei Betätigung des Vor
steuerventils an der Beaufschlagungsfläche anliegenden Betäti
gungsdruck so weit zu reduzieren, daß die Umschaltzeiten wei
terhin auf einem akzeptablen niedrigen Niveau liegen. Gleich
zeitig hat das im Vergleich zu dem im Speisekanal herrschen
den Speisedruck niedrigere Druckniveau des Betätigungsdruckes
einen geringeren Füllungsgrad des Vorsteuerkanals sowie des
von der Beaufschlagungsfläche begrenzten Beaufschlagungs
raumes der Ventilanordnung zur Folge, so daß das für jeden
Umschaltvorgang benötigte Druckmittelvolumen reduziert ist,
woraus eine Lufteinsparung und somit eine Kosteneinsparung
beim Betrieb der Ventilanordnung resultiert.
Ferner kann der Druckregler bei Bedarf herangezogen werden,
um den im Arbeitskanal herrschenden Arbeitsdruck auf ein ge
wünschtes Niveau einzuregeln, mit dem ein Verbraucher beauf
schlagt werden soll. Da die Durchflußmenge durch den Vor
steuerkanal in der Regel erheblich geringer ist als die Durch
flußmenge des Arbeitskanals, kann auf einen Druckregler zu
rückgegriffen werden, der erheblich kleinere Abmessungen auf
weist als ein Druckregler, der alternativ in die Verbindung
zwischen dem Arbeitskanal und dem Verbraucher oder in die
Verbindung zwischen der Druckmittelquelle und dem Speisekanal
eingeschaltet wird. Wird der Verbraucher über die Ventilan
ordnung auch entlüftet, ergibt sich der weitere Vorteil, daß
die Entlüftung nicht über den Druckregler zu erfolgen hat,
was wiederum eine kleine Reglerbaugröße ermöglicht.
Zwar offenbart die DE 42 19 552 C2 bereits eine Ventilan
ordnung, bei der in den mit dem Ventilglied kommunizierenden
Vorsteuerkanal eine als Druckwaage bezeichnete Regeleinrich
tung eingeschaltet ist. Diese Regeleinrichtung wird aller
dings nicht als Druckregler eingesetzt, sondern als Strom
regler, der den im Vorsteuerkanal auftretenden Steuer-Volumen
strom konstant halten soll.
Bei einer aus der DE 34 40 262 A1 bekannten Ventilanordnung
wird ein als Schließkörper bezeichnetes Ventilglied durch
ein Magnetventil vorgesteuert, wobei der Vorsteuerdruck durch
ein Druckbegrenzungsventil eingestellt werden kann. Diese
Einstellung dient allerdings nicht zur Vorgabe eines be
stimmten Arbeitsdruckes und zur geregelten Beibehaltung des
selben.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen aufgeführt.
Zweckmäßigerweise ist der Druckregler in den dem Vorsteuer
ventil zur Druckmittelquelle hin vorgeschalteten zuströmsei
tigen Kanalabschnitt des Vorsteuerkanals eingeschaltet. Auf
diese Weise liegt der im Vergleich zum Speisedruck niedrigere
Betätigungsdruck schon am Vorsteuerventil an, und das Vor
steuerventil hat lediglich Vorsteuermedium des reduzierten
Betätigungsdruckes zu steuern. Die vom Vorsteuerventil aufzu
bringenden Schließkräfte sind folglich geringer, so daß eine
geringere elektrische Leistung zur Betätigung des Vorsteuer
ventils ausreicht, woraus eine geringere Leistungsaufnahme
resultiert und insgesamt die Möglichkeit geschaffen ist, Vor
steuerventile kleinerer Bauart zu verwenden. Alternativ wäre
es möglich, die für den höheren Druck ausgelegte Baugröße
des Vorsteuerventils beizubehalten und statt dessen die vom
Schaltglied des Vorsteuerventils zu steuernde Ventilöffnung
mit größerer Nennweite auszuführen, so daß sich bei geöffne
tem Magnetventil eine größere Durchflußmenge einstellt und die
Schaltzeiten des Ventilgliedes des Hauptventils erneut ver
kürzt werden.
Es wäre denkbar, den Druckregler in nicht einstellbarer Bau
art auszuführen, so daß eine Festeinstellung vorliegt, die
den Betätigungsdruck auf ein bestimmtes unveränderliches
Niveau begrenzt. Schon allein diese Maßnahme macht es möglich,
Vorsteuerventile mit kleineren Elektromagneten zu verwenden,
bessere Schaltzeiten des Hauptventils zu realisieren und die
elektrische Leistungsaufnahme zu reduzieren. Dies alles bei
einem kostengünstig ausgeführten Druckregler.
Um einen universelleren Einsatz der Ventilanordnung zu er
möglichen, ist es allerdings von Vorteil, wenn der Druckreg
ler zur Vorgabe unterschiedlicher gewünschter Betätigungs
drücke einstellbar ausgebildet ist. Je nach Anwendungsfall
kann somit der Betätigungsdruck insbesondere stufenlos auf ein
bedarfsgemäß reduziertes Niveau eingestellt werden.
Die Speisung des Vorsteuerkanals erfolgt vorzugsweise aus dem
Speisekanal des Hauptventils, so daß kurze Luftwege erzielt
werden und ein nur geringer Kanalaufwand benötigt wird.
Bevorzugt ist der Druckregler fest mit dem Ventilgehäuse der
Ventilanordnung verbunden, wobei er zum Erhalt einer kompakten
Anordnung in das Ventilgehäuse eingebaut bzw. integriert
sein kann.
Im Zusammenhang mit einem einstellbaren Regler besteht die
Möglichkeit, den Arbeitsdruck nach Bedarf anwendungsbezogen
einzustellen, so daß das Druckniveau auf ein Maß begrenzt
werden kann, das für den Betrieb des angeschlossenen Ver
brauchers ausreicht und ein überhöhtes Druckniveau vermieden
wird, was auch hier eine Einsparung des Druckmittelver
brauches nach sich zieht.
Bei der Regelung des Arbeitsdruckes wird die momentane Stel
lung des insbesondere als kolbenartiger Ventilschieber aus
gebildeten Ventilgliedes durch die Differenzkräfte bestimmt,
die unter Mitwirkung des Betätigungsdruckes und des Arbeits
druckes an dem Ventilglied angreifen. Bei vorgegebener Regler
einstellung ist hierbei der momentan
herrschende Arbeitsdruck die sich auf die Stellung des
Ventilgliedes auswirkende Größe, indem bei sich ver
ringerndem Arbeitsdruck das Ventilglied in Öffnungsrich
tung und bei sich erhöhendem Arbeitsdruck in Schließ
richtung verlagert wird, um über den Durchfluß zwischen
dem Speisekanal und dem Arbeitskanal den im Arbeitskanal
anstehenden Arbeitsdruck auf einen vorgegebenen Wert ein
zuregeln.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine erste Bauform der erfindungsgemäßen Ventil
anordnung im Längsschnitt mit schematisch ange
deutetem Verbraucher und Druckregler, wobei eine
bevorzugte Bauform des Druckreglers vergrößert
in Fig. 7 dargestellt ist und wobei das Haupt
ventil in eine Entlüftungsstellung geschaltet
ist,
Fig. 2 die Ventilanordnung aus Fig. 1 bei in der maxi
malen Offenstellung befindlichem Hauptventil,
Fig. 3 Die Ventilanordnung aus Fig. 1 bei in der Sperr-
bzw. Schließstellung befindlichem Hauptventil,
Fig. 4 die Ventilanordnung aus Fig. 1, erneut in der
Entlüftungsstellung,
Fig. 5 eine Ausführungsvariante der Ventilanordnung aus
Fig. 1 mit modifiziertem Ventilglied,
Fig. 6 eine weitere Bauform der Ventilanordnung mit
nicht einstellbarem, zur Druckbegrenzung
dienendem Druckregler und
Fig. 7 einen bevorzugten, bei der Ventilanordnung zum
Einsatz kommenden Druckregler in schematischer
Darstellung im Längsschnitt entsprechend dem
markierten Ausschnitt VII aus Fig. 1.
Die in der Zeichnung dargestellten Ventilanordnungen 1,
1', 1" verfügen jeweils über ein allgemein mit 2 bezeich
netes Hauptventil und ein allgemein mit 3 bezeichnetes
Vorsteuerventil. Das Vorsteuerventil 3 dient zur Betäti
gung des Hauptventils 2.
Das gemeinsame Ventilgehäuse 4 umfaßt eine erste Gehäuse
einheit 5, die das Gehäuse des Hauptventils 2 und gleich
zeitig einen Teil des Gehäuses des Vorsteuerventils 3
bildet. Das Gehäuse des Vorsteuerventils 3 umfaßt des weiteren
eine zweite Gehäuseeinheit 6, die an die erste Gehäuseeinheit 5 ange
setzt ist und vom Gehäuse eines Elektromagnetteils 55 gebildet ist.
Die erste Gehäuseeinheit 5 ist beispielsgemäß zweiteilig
ausgeführt.
Im Innern der ersten Gehäuseeinheit 5 ist eine Aufnahme
kammer 7 länglicher Erstreckung ausgebildet, in der ein
ebenfalls länglich ausgebildetes Ventilglied 8 axial
bewegbar angeordnet ist. Das Ventilglied 8 ist als Ventil
schieber mit zylindrischer Grundstruktur ausgeführt und
ließe sich daher auch als Kolbenschieber ansprechen. Es
hat bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei zylindri
sche Endabschnitte 12, 13, zwischen denen sich ein Ab
schnitt geringeren Durchmessers befindet, der als Ein
schnürung 14 bezeichnet sei. Beim Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 bis 4 und 6 ist am axialen Endbereich des einen
Endabschnittes 12 ein vorzugsweise kolbenartiges Steuer
element 15 vorgesehen, dessen Durchmesser größer ist als
derjenige des zugeordneten Endabschnittes 12. Das Steuer
element 15 ist in beiden Axialrichtungen mitbewegbar mit
dem Ventilglied 8 verbunden. Der entgegengesetzte End
abschnitt 13 endet bei diesen Ausführungsbeispielen frei
und ohne Steuerglied.
Abweichend hierzu ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
5 auch der axiale Endbereich des zweiten Endabschnittes 13
mit einem insbesondere gleichartigen Steuerelement 15'
versehen.
Die Aufnahmekammer 7 enthält beispielsgemäß drei axial
aufeinanderfolgende Kammerabschnitte 16, 17, 18, deren
mittlerer Kammerabschnitt 17 mit einem Arbeitskanal 22
kommuniziert. Von den anderen Kammerabschnitten kommuni
ziert der eine (16) mit einem Speisekanal 23 und der
andere (18) mit einem Entlastungskanal 24. Da die bei
spielsgemäßen Ventilanordnungen 1, 1', 1" für pneumati
sche Anwendungen vorgesehen sind, handelt es sich bei dem
Entlastungskanal 24 um einen Entlüftungskanal.
Die drei Kammerabschnitte 16, 17, 18 sind durch zwei ring
förmige Dichtungseinheiten 25 voneinander abgeteilt, die
das Ventilglied 8 koaxial umschließen. Die Dichtungs
einheiten sind vorzugsweise patronenartig ausgeführt und
im Preßsitz in der gewünschten Axialposition in der Auf
nahmekammer 7 festgelegt. Hierzu enthalten sie beispiels
gemäß ein ringförmiges Gehäuse 26 mit U-ähnlichem Quer
schnitt, so daß sich eine radial nach innen weisende um
laufende Öffnung ergibt. In dem Gehäuse 26 ist mindestens
ein ringförmiges, aus Dichtmaterial bestehendes Dicht
element 27 gehalten, das ein Stück weit radial nach innen
über das Gehäuse 26 vorsteht. Entsprechend der momentanen
Axialposition des Ventilgliedes 8 arbeiten die End
abschnitte 12, 13 abwechselnd mit den Dichtelementen 27
der beiden Dichtungseinheiten 25 zusammen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 und 6 schließt
sich an den einen äußeren Kammerabschnitt 16, 18 eine
erste Steuerkammer 28 an, die zweckmäßigerweise von einem
Endabschnitt der Aufnahmekammer 7 gebildet ist. Sie ist
vom benachbarten Kammerabschnitt 16, 18 ebenfalls durch
eine Dichtungseinheit 25 der geschilderten Art abgetrennt,
die ständig in Dichtkonakt mit dem zugeordneten End
abschnitt 12 des Ventilgliedes 8 steht. Der der ersten
Steuerkammer 28 axial benachbarte Kammerabschnitt 18 steht
beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 mit dem Ent
lastungskanal 24 und beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6
mit dem Speisekanal 23 in Verbindung.
Die Ventilanordnung 1' gemäß Fig. 5 verfügt zusätzlich zu
der dem mit dem Entlastungskanal 24 verbundenen Kammer
abschnitt 18 benachbarten ersten Steuerkammer 28 über eine
axial entgegengesetzt angeordnete zweite Steuerkammer 28'.
Sie ist vom benachbarten Kammerabschnitt 16 ebenfalls
durch eine Dichtungseinheit 25 abgetrennt, die mit dem
zugeordneten Endabschnitt 12 des Ventilgliedes 8 dichtend
zusammenarbeitet.
In der ersten Steuerkammer 28 befindet sich jeweils das
erste Steuerelement 15. Im Falle der Ventilanordnung 1'
gemäß Fig. 5 befindet sich das dort zusätzlich vorgesehene
zweite Steuerelement 15' in der zweiten Steuerkammer 28'.
Die Steuerelemente 15, 15' arbeiten dynamisch dichtend mit
der Umfangsfläche der jeweiligen Steuerkammer 28, 28'
zusammen. Zu diesem Zweck sind sie bei den Ausführungs
beispielen jeweils mit einem ringförmigen Dichtelement 31
versehen.
In den Fig. 1 und 5 nimmt das Hauptventil jeweils eine
Entlüftungsstellung ein. Das Ventilglied 8 ist hier so
weit axial zu der das erste Steuerelement 15 aufweisenden
Seite verlagert, daß die Einschnürung 14 axial etwa auf
Höhe derjenigen Dichtungseinheit 25 positioniert ist, die
die mit dem Arbeitskanal 22 und dem Entlastungskanal 24
verbundenen Kammerabschnitte 17, 18 voneinander trennt.
Dadurch ist ein ringförmiger Zwischenraum gegeben, über
den der Arbeitskanal 22 mit dem Entlastungskanal 24 in
fluidischer Verbindung steht.
Durch axiales Verschieben kann das Ventilglied 8 in seine
aus Fig. 2 hervorgehende zweite Endstellung verlagert
werden, in der das Hauptventil 2 die maximale Offen
stellung einnimmt. Hier liegt die Einschnürung 14 im
Bereich der Dichtungseinheit 25, die die mit dem Arbeits
kanal 22 und mit dem Speisekanal 23 verbundenen Kammer
abschnitte 16, 17 voneinander abteilt. Dadurch stehen der
Speisekanal 23 und der Arbeitskanal 22 in fluidischer
Verbindung.
In der in Fig. 3 gezeigten Schließstellung liegt die Ein
schnürung 14 im Bereich des mit dem Arbeitskanal 22 ver
bundenen Kammerabschnittes 17, und die beiden angrenzenden
Endabschnitte 12, 13 stehen jeweils in Dichtkontakt mit
einer der beiden den Kammerabschnitt 17 flankierenden
Dichtungseinheiten 25. Hier ist der Arbeitskanal 22 flui
disch sowohl vom Speisekanal 23 als auch vom Entlastungs
kanal 24 abgetrennt.
Die Betätigungsweise der Ventilanordnung 1" gemäß Fig. 6
entspricht der zuvor geschilderten. Bedingt durch die
umgekehrte Anordnung der mit dem Speisekanal 23 und mit
dem Entlastungskanal 24 verbundenen Kammerabschnitte 16,
18 werden lediglich die Entlüftungsstellung und die maxi
male Offenstellung bei entgegengesetzt ausgelenktem
Ventilglied 8 erhalten.
Außer den geschilderten Stellungen sind auch noch
Zwischenstellungen möglich, bei denen der Überströmquer
schnitt zwischen dem mittleren Kammerabschnitt 17 und den
ihn flankierenden Kammerabschnitten 16, 18 Zwischenwerte
einnimmt. Dies ist beispielsgemäß insbesondere dadurch
bedingt, daß das Ventilglied 8 im Bereich der Einschnürung
14 ausgehend vom jeweiligen Endabschnitt 12, 13 einen sich
in Axialrichtung zur Mitte hin allmählich verringernden
Querschnitt aufweist.
Der Arbeitskanal 22, der Speisekanal 23 und der Ent
lastungskanal 24 münden beispielsgemäß an der Außenfläche
des Ventilgehäuses 4 aus, wobei im Mündungsbereich An
schlußgewinde vorgesehen sind, die das lösbare Anschließen
weiterführender Druckmittelleitungen ermöglichen. Auf
diese Weise ist der Speisekanal 23 mit einer Druckmittel
quelle P und der Arbeitskanal 22 mit einem Verbraucher 32
verbindbar. Der Entlastungskanal 24 dient zur Entlastung
bzw. Entlüftung und kann bei pneumatischem Betrieb un
mittelbar zur Umgebung ausmünden oder mit einem die
Abluft gefaßt abführenden Kanal verbindbar sein. Die Ent
lüftung ist durch den Buchstaben "R" markiert.
Als Verbraucher 32, dem das Druckmittel zugeführt wird,
ist beim Ausführungsbeispiel ein schematisch angedeuteter
fluidbetätigter Arbeitszylinder 33 vorgesehen. Er hat ein
Zylindergehäuse 34, in dem ein axial bewegbarer Kolben 35
angeordnet ist, der mit einer Kolbenstange 36 in Ver
bindung steht, die durch das Zylindergehäuse 34 hindurch
nach außen geführt ist. Der Kolben 35 unterteilt den
Innenraum des Zylindergehäuses 34 in zwei Zylinderräume
37, 38, deren der Kolbenstange 36 abgewandter Zylinderraum
37 über eine Druckmittelleitung 39 an den Arbeitskanal 22
angeschlossen ist. Beispielsgemäß handelt es sich um einen
sogenannten einfachwirkenden Arbeitszylinder, wobei der
der Kolbenstange zugeordnete Zylinderraum 38 nicht mit
einer Druckmittelleitung in Verbindung steht, sondern über
Rückstellmittel verfügt, die bei entlüftetem ersten
Zylinderraum 37 den Kolben 35 in die in Fig. 1 gezeigte
eingefahrene Stellung verbringen. Solche Rückstellmittel
können von einer mechanischen Rückstellfeder oder, wie
beim Ausführungsbeispiel, von einem eingeschlossenen Luft
volumen gebildet sein, das eine Luftfeder bildet. Alter
nativ könnte die Rückstellung auch durch das Eigengewicht
oder auf sonstige Weise von einem am äußeren Ende der
Kolbenstange 36 angebrachten zu bewegenden Bauteil ver
ursacht werden.
Um eine Bewegung des Ventilgliedes 8 zum Zwecke seines
Umschaltens hervorrufen zu können, ist dem Ventilglied 8
eine Beaufschlagungsfläche 42 zugeordnet. Die Beauf
schlagungsfläche 42 ist mit dem Ventilglied 8 bewegungs
gekoppelt und befindet sich bei allen Ausführungsbei
spielen an der dem Ventilglied 8 entgegengesetzten Stirn
seite des in der ersten Steuerkammer 28 befindlichen
ersten Steuerelements 15. Die Beaufschlagungsfläche 42 ist
hier eine Kreisfläche.
In der Ausgangsstellung des Hauptventils nimmt das Ventil
glied 8 die aus Fig. 1, 5 und 6 hervorgehende Position
ein, in der sich das erste Steuerelement 15 im Bereich des
dem Ventilglied 8 axial entgegengesetzten Endes der ersten
Steuerkammer 28 befindet. Um das Ventilglied 8 ausgehend
von dieser Ausgangsstellung umzuschalten, wird die Be
aufschlagungsfläche 42 mit einem unter einem Betätigungs
druck stehenden fluidischen Vorsteuermedium beaufschlagt,
das über einen Vorsteuerkanal 43 zugeführt wird. Dieser
Vorsteuerkanal 43 ist ständig von der Druckmittelquelle P
gespeist und steht zu diesem Zweck mit seinem zuström
seitigen Ende 44 ständig mit dem Speisekanal 23 in Ver
bindung, der von dem unter dem Speisedruck stehenden
Druckmittel beaufschlagt ist. Beispielsgemäß zweigt der
Vorsteuerkanal 43 aus einer Erweiterung 45 des dem
Speisekanal 23 zugeordneten Kammerabschnittes 16 ab.
Das erste Steuerelement 15 unterteilt die zugeordnete
erste Steuerkammer 28 axial in zwei voneinander getrennte
Räume, wobei der von der Beaufschlagungsfläche 42 be
grenzte, auf der dem Ventilglied 8 entgegengesetzten Seite
angeordnete Raum als Beaufschlagungsraum 47 bezeichnet
sei. Der Vorsteuerkanal 43 steht mit seinem dem zuström
seitigen Ende 44 entgegengesetzten abströmseitigen Ende 46
in ständiger Verbindung mit diesem Beaufschlagungsraum 47.
Der Vorsteuerkanal 43 ist von dem oben bereits erwähnten
Vorsteuerventil 3 beherrscht. Es ist in den Verlauf des
Vorsteuerkanals 43 eingeschaltet und unterteilt diesen in
einen zum Speisekanal 23 führenden zuströmseitigen Kanal
abschnitt 48 und einen zum Beaufschlagungsraum 47
führenden abströmseitigen Kanalabschnitt 49. Es umfaßt
eine Ventilöffnung 52, die von einem ringförmigen Ventil
sitz 53 umgeben ist, dem ein beim Ausführungsbeispiel
plungerähnliches, zwischen zwei Schaltstellungen beweg
bares Schaltglied 54 gegenüberliegt. Das Schaltglied 54
ist beispielsgemäß vom bewegbaren Anker eines Elektro
magnetteils 55 gebildet oder steht zumindest in Antriebs
verbindung mit einem entsprechenden bewegbaren Anker. In
an sich bekannter Weise umfaßt das Elektromagnetteil 55
außerdem eine das Schaltglied 54 umgebende Spulenanordnung
56 und eine nicht näher dargestellte Jocheinrichtung. Die
Spulenanordnung 56 und das Schaltglied 54 befinden sich in
der oben bereits erwähnten zweiten Gehäuseeinheit 6, die
im übrigen noch mit elektrischen Anschlußmitteln 57 aus
gestattet ist, über die die zur Betätigung des Vorsteuer
ventils 3 erforderlichen elektrische Steuersignale zuführ
bar sind. Der Ventilsitz 53 befindet sich beispielsgemäß
an der ersten Gehäuseeinheit 5. Beim Ausführungsbeispiel
nimmt das Vorsteuerventil 3 im unbetätigten Zustand gemäß
Fig. 1 eine Schließstellung ein. Hier sitzt das Schalt
glied 54 auf dem Ventilsitz 53 auf, so daß die Ventil
öffnung 52 geschlossen und der Fluiddurchgang durch den
Vorsteuerkanal 43 unterbrochen ist. Die Schließstellung
wird üblicherweise durch eine nicht näher gezeigte Feder
einrichtung des Vorsteuerventils 3 gewährleistet. Durch
Zufuhr elektrischer Signale über die Anschlußmittel 57
wird die Spulenanordnung 56 bestromt, so daß das Schalt
glied 54 vom Ventilsitz 53 abgehoben und der Fluiddurch
gang durch den Vorsteuerkanal 43 freigegeben wird. Im
betätigten Zustand befindet sich das Vorsteuerventil 3
somit in der Offenstellung.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß in den Vorsteuer
kanal 43 ein zur Vorgabe des Betätigungsdruckes dienender
Druckregler 58 eingeschaltet ist. Ohne einen derartigen
Druckregler 58, der auch als Druckregelventil bezeichnet
werden könnte, würde die Beaufschlagungsfläche 42 bei
betätigtem Vorsteuerventil 3 mit dem vollen Druckniveau
des Speisedruckes beaufschlagt werden. Der Druckregler 58
ermöglicht es, den Betätigungsdruck auf ein nennenswert
unterhalb des Speisedruckes liegendes Druckniveau her
unterzuregeln, so daß bei einer Ausgestaltung des Haupt
ventils als einfaches Schaltventil die Umschaltzeiten noch
immer ausreichend kurz sind, wegen der geringeren Kom
pression jedoch der Füllungsgrad des Beaufschlagungsraumes
47 und somit der Luftverbrauch sinkt. In der Schließ
stellung des Vorsteuerventils wird der abströmseitige
Kanalabschnitt 49 des Vorsteuerkanals 43 entlüftet, was
beispielsgemäß über eine in der zweiten Gehäuseeinheit 6
verlaufende Kanalanordnung 61 und einen mit dieser kommu
nizierenden, zur Außenfläche des Ventilgehäuses 4 aus
mündenden Vorsteuer-Entlüftungskanal 62 erfolgt.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 5 ist das
Ventilglied 8 nicht lediglich als einfaches Schaltglied
ausgeführt, sondern bildet ein variabel und insbesondere
stufenlos positionierbares Einstellglied, das mitheran
gezogen wird, um im Arbeitskanal 22 einen im Vergleich zum
Speisedruck niedrigeren Arbeitsdruck einzustellen. Hierzu
ist dem Ventilglied 8 eine der Beaufschlagungsfläche 42
bezogen auf die durch Doppelpfeil 63 angedeutete axiale
Bewegungsrichtung des Ventilgliedes 8 axial entgegenge
setzt gerichtete Gegenbeaufschlagungsfläche 64 zugeordnet.
Sie ist ebenfalls mit dem Ventilglied 8 bewegungsgekoppelt
und bei der Ventilanordnung 1 gemäß Fig. 1 bis 4 an der
der Beaufschlagungsfläche 42 entgegengesetzten Stirnseite
des ersten Steuerelements 15 vorgesehen. Die Gegenbe
aufschlagungsfläche 64 ist hierbei ringförmig ausgebildet,
und der von ihr begrenzte Raum der ersten Steuerkammer 28
bildet einen Gegenbeaufschlagungsraum 65.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist die Gegenbe
aufschlagungsfläche 64 gleich groß wie die Beaufschla
gungsfläche 42 und befindet sich an der dem Ventilglied 8
axial abgewandten kreisförmigen Stirnfläche des in der
zweiten Steuerkammer 28' angeordneten zweiten Steuer
elements 15'. Dementsprechend ist hier der Gegenbeauf
schlagungsraum 65 vergleichbar dem Beaufschlagungsraum 47
von dem Raum innerhalb der zweiten Steuerkammer 28'
gebildet, der sich auf der dem Ventilglied 8 entgegenge
setzten Seite des zweiten Steuerelements 15' befindet. Die
jeweils auf der dem Ventilglied 8 zugewandten Seite des
ersten und zweiten Steuerelements 15, 15' angeordneten
Räume der ersten und zweiten Steuerkammer 28, 28' sind
hierbei zweckmäßigerweise ständig entlüftet, wobei ent
sprechende Entlüftungskanäle 69 in Fig. 5 angedeutet sind.
Ein jeweiliger Gegenbeaufschlagungsraum 65 ist bei den
Ventilanordnungen 1, 1' der Fig. 1 bis 5 über einen Gegen
druckkanal 66 mit dem Arbeitskanal 22 verbunden. Der
Gegendruckkanal 66 verläuft im Innern des Ventilgehäuses 4
und dabei insbesondere in der dem Hauptventil 2 zugeord
neten ersten Gehäuseeinheit 5. Über den Gegendruckkanal 66
ist die Gegenbeaufschlagungsfläche 64 ständig mit dem im
Arbeitskanal 22 herrschenden Arbeitsdruck beaufschlagt.
Anhand der Ventilanordnung 1 der Fig. 1 bis 4 sei nunmehr
eine bevorzugte Funktionsweise erläutert.
In der Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 befindet sich das
Hauptventil 2 in der Entlüftungsstellung, und der Arbeits
kanal 22 ist über den Entlüftungskanal 24 entlüftet. Der
über den Gegendruckkanal 66 an den Arbeitskanal 22 ange
schlossene Gegenbeaufschlagungsraum 65 ist somit ebenfalls
entlüftet. Ferner ist der Beaufschlagungsraum 47 über das
Vorsteuerventil 3 und den Vorsteuer-Entlüftungskanal 62
gleichfalls entlüftet. Die in Fig. 1 ganz nach links
gefahrene Axialposition des Ventilgliedes 8 wird durch den
Speisedruck gewährleistet, der das Ventilglied 8 auf der
dem ersten Steuerelement 15 axial entgegengesetzten Stirn
fläche 67 beaufschlagt, die in dem mit dem Speisekanal 23
verbundenen Kammerabschnitt 16 endet. Da über den Arbeits
kanal 22 auch der angeschlossene erste Zylinderraum 37 des
Arbeitszylinders 33 entlüftet ist, befindet sich der
Kolben 35 in der eingefahrenen Grundstellung, die durch
die Rückstellmittel im zweiten Zylinderraum 38 gehalten
wird.
Wird nun das Vorsteuerventil 3 betätigt, so gelangt vom
Druckmittel des Speisekanals 23 abgezweigtes fluidisches
Vorsteuermedium über den geöffneten Vorsteuerkanal 43 in
den Beaufschlagungsraum 47. Auf Grund einer entsprechenden
Voreinstellung des Druckreglers 58 ist der dabei die Be
aufschlagungsfläche 42 beaufschlagende Betätigungsdruck
des Vorsteuermediums geringer als der Speisedruck. Gleich
wohl bewegt sich das Ventilglied 8 gemäß Fig. 2 nach
rechts in Richtung zur maximalen Offenstellung, weil die
Beaufschlagungsfläche 42 größer ist als die Stirnfläche
67, so daß sich eine ausreichend große resultierende
Stellkraft in Öffnungsrichtung einstellt. Bei dieser Öff
nungsbewegung wirkt sich die Gegenbeaufschlagungsfläche 64
noch nicht aus, da sie, wie erwähnt, mit Umgebungsdruck
beaufschlagt ist.
In der maximalen Offenstellung gemäß Fig. 2 ist der
Arbeitskanal 22 vom Entlüftungskanal 24 abgetrennt und
steht mit dem Speisekanal 23 in Verbindung. Von der Druck
mittelquelle P stammendes Druckmittel strömt somit in den
Arbeitskanal 22 und über diesen in den ersten Zylinderraum
37. Dabei steigt der Druck im Arbeitskanal 22 allmählich
an und in gleicher Weise der Gegendruck in dem mit dem
Arbeitskanal 22 verbundenen Gegenbeaufschlagungsraum 65.
Sowie die Summe der auf die Gegenbeaufschlagungsfläche 64
und die Stirnfläche 67 wirkenden Druckkräfte die an der
Beaufschlagungsfläche 42 wirkenden Druckkräfte übersteigt,
verlagert sich das Ventilglied 8 aus der Offenstellung
zurück in Richtung der Ausgangsstellung, bis sich als
Mittelstellung die in Fig. 3 gezeigte Schließstellung
einstellt. Auf diese Weise liegt im Arbeitskanal 22 ein
Arbeitsdruck an, der von der Einstellung bzw. Vorgabe des
Druckreglers 58 abhängt. Ein weiterer Druckanstieg im
Arbeitskanal 22 und somit in dem angeschlossenen ersten
Zylinderraum 37 ist nicht möglich. Sollte der Arbeitsdruck
abfallen, verschiebt sich das Gleichgewicht der Druck
kräfte wieder zugunsten des Betätigungsdruckes, so daß das
Ventilglied 8 erneut in Richtung der Offenstellung
verlagert wird, das Druckmittel in den Arbeitskanal 22
nachströmt und eine neuerliche Druckerhöhung stattfindet,
die sich auch wieder auf den Gegenbeaufschlagungsraum 65
auswirkt. Sobald der Arbeitsdruck sein vorbestimmtes
Niveau wieder erreicht hat, kehrt das Ventilglied wieder
in die Sperrstellung zurück.
Es ist ersichtlich, daß somit durch die Einstellung des im
Steuerkreis positionierten Druckreglers die Möglichkeit
gegeben ist, nach Bedarf ausgewählte Arbeitsdrücke im
Arbeitskanal 22 vorzugeben. Dabei ist von besonderem Vor
teil, daß der Druckregler 58 im Vorsteuerkanal 43 sitzt,
der einen erheblich geringeren Querschnitt besitzt und mit
geringeren Durchflußwerten beaufschlagt wird als der
Arbeitskanal 22. Somit kann ein kleinbauender und sehr
kostengünstiger Druckregler verwendet werden. Dies ermög
licht es wiederum, den Druckregler 58 zugunsten einer
kompakten Anordnung fest mit dem Ventilgehäuse 4 zu ver
binden und ihn insbesondere gemäß den Ausführungsbei
spielen in das Ventilgehäuse 4 einzubauen bzw. zu inte
grieren. Der Druckregler 58 kann beispielsweise gemäß
Fig. 7 patronen- bzw. kartuschenartig ausgebildet und in
eine Aufnahmevertiefung 68 des Ventilgehäuses 4 eingesetzt
sein. Insbesondere kann der Druckregler 58 an bzw. in der
dem Hauptventil 2 zugeordneten ersten Gehäuseeinheit 5
vorgesehen sein.
Es ist des weiteren von Vorteil, wenn der Druckregler 58
in den zuströmseitigen Kanalabschnitt 48 des Vorsteuer
kanals 43 eingeschaltet ist, wie dies bei allen Ausfüh
rungsbeispielen der Fall ist. Dies hat zur Folge, daß das
Schaltglied 54 lediglich mit dem bereits reduzierten Be
tätigungsdruck beaufschlagt wird, so daß die aufzu
bringenden Schließkräfte geringer sind und eine ent
sprechend kleinere Elektromagneteinheit 55 Verwendung
finden kann. Andererseits wäre es ebenfalls möglich, eine
stärkere Elektromagneteinheit 55 beizubehalten, jedoch den
Querschnitt der Ventilöffnung 52 zu vergrößern, um eine
größere Nennweite und dadurch größere Durchflußwerte mit
entsprechend verkürzten Schaltzeiten und einem
verbesserten Ansprechverhalten des Ventilgliedes 8 zu
erhalten.
Zurückkommend auf die Funktionsbeschreibung der Ventil
anordnung 1 gemäß Fig. 1 bis 4 zeigt die Fig. 4 einen
Zustand, bei dem das Vorsteuerventil 3 im Anschluß an die
in Fig. 3 gezeigte Betriebsphase nicht mehr erregt und in
die Schließstellung zurückgeschaltet ist. Hierdurch wird
die erste Steuerkammer 28 über das Vorsteuerventil und den
Vorsteuer-Entlüftungskanal 62 entlüftet, was eine Reduzie
rung der Beaufschlagungskräfte bewirkt, so daß sich das
Ventilglied 8 in die Ausgangsstellung nach links zurück
bewegt. Der Arbeitskanal 22 ist nun wieder über den Ent
lastungskanal 24 entlüftet, und der in der Betriebsphase
gemäß Fig. 2 und 3 ausgefahrene Kolben 35 des Arbeits
zylinders 33 fährt in die eingefahrene Ausgangsstellung
zurück.
Es wäre ohne weiteres möglich, einem Verbraucher mehrere
Ventilanordnungen zuzuordnen und beispielsweise die beiden
Zylinderräume eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders an
jeweils eine Ventilanordnung anzuschließen, um in beiden
Bewegungsrichtungen des Kolbens 35 einen geregelten
Betrieb zu erhalten. Die beiden Ventilanordnungen, die wie
bei den Ausführungsbeispielen als 3/2-Wegeventile ausge
führt sein können, könnten hier in einem gemeinsamen
Gehäuse untergebracht werden. Es wäre die Möglichkeit
gegeben, die Arbeitsdrücke für beide Zylinderräume 37, 38
unabhängig voneinander zu regulieren.
Denkbar wäre es auch, die Ventilanordnung im Rahmen eines
monostabilen 5/2-Wegeventils zu gestalten, bei dem einer
der Ausgänge bzw. Arbeitskanäle regelbar ist.
Der Betrieb der Ventilanordnung 1' gemäß Fig. 5 entspricht
im wesentlichen demjenigen der Ventilanordnung 1. Sie hat
allerdings den Vorteil, daß sich der Speisedruck nicht auf
die am Ventilglied 8 angreifenden Druckkräfte auswirkt,
weil das Ventilglied 8 mit konstantem Querschnitt durch
den Kammerabschnitt 16 hindurchgeführt ist. Es ist hier
möglich, die Beaufschlagungsfläche 42 und die Gegen
beaufschlagungsfläche 64 an den beiden Steuerelementen 15,
15' gleich groß auszubilden, so daß sich vorgenommene
Änderungen der Einstellung des Druckreglers 58 proportio
nal auf die Änderungen des Arbeitsdruckes auswirken. Dies
erleichtert die Druckeinstellung.
Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, daß der
Druckregler 58 zur Vorgabe unterschiedlicher gewünschter
Betätigungsdrücke und somit insbesondere unterschiedlicher
Arbeitsdrücke zweckmäßigerweise stufenlos einstellbar aus
gebildet ist. Dies ermöglicht sehr leichte Änderungen des
Arbeitsdruckes auch während des Betriebes der Ventilanord
nung. Insbesondere kann man den Arbeitsdruck auf diese
Weise während der Betriebsphase des angeschlossenen Ver
brauchers 32 optimal an die Anforderungen anpassen und
insbesondere das Druckniveau unter Berücksichtigung der
erforderlichen Kolbengeschwindigkeit und notwendigen
Haltekräfte auf ein geringstmögliches Niveau regulieren,
um Energie zu sparen.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist aus Kostengründen mit
einem nicht einstellbaren Druckregler 58 ausgestattet, der
einen fest vorgegebenen Betätigungsdruck unveränderlich
gewährleistet. Ein solcher Festdruckregler könnte auch bei
den übrigen Ventilanordnungen 1, 1' zur Anwendung ge
langen.
Die Ventilanordnung 1" gemäß Fig. 6 hat im übrigen in
bezug auf den Arbeitsdruck im Arbeitskanal 22 keine
Regelungsfunktion. Ihr Hauptventil 2 ist als monostabiles
3/2-Wegeventil ausgeführt, bei dem der Druckregler 58
lediglich dazu dient, den vom Speisedruck abgeleiteten
Betätigungsdruck auf ein niedrigeres Druckniveau herab
zuregeln und dadurch die eingangs bereits erwähnten Vor
teile beispielsweise in bezug auf die Verwendung eines
Elektromagnetteils 55 mit geringerer Leistungsaufnahme zu
erzielen. Der Gegenbeaufschlagungsraum 65 ist hier nicht
auf den Arbeitskanal 22 geschaltet, sondern dient ledig
lich zur Bereitstellung eines Luftfedervolumens, um bei
geschlossenem Vorsteuerventil 3 die automatische Rück
stellung des Ventilgliedes 8 in die Ausgangsstellung zu
bewirken. Beispielsgemäß ist der von der ringförmigen
Gegenbeaufschlagungsfläche 64 des einzigen Steuerelementes
15 begrenzte Gegenbeaufschlagungsraum 65 über einen
Verbindungskanal 71 mit dem zuströmseitigen Kanalabschnitt
48 des Vorsteuerkanals 43 verbunden, und zwar insbesondere
mit dem Teil dieses Kanalabschnittes 48, der zwischen dem
Vorsteuerventil 3 und dem Druckregler 58 liegt. Das
Steuerelement 15 wird hier bei geöffnetem Vorsteuerventil
3 in beiden axialen Bewegungsrichtungen vom Betätigungs
druck beaufschlagt und verlagert sich infolge der größeren
Beaufschlagungsfläche 42 aus der Ausgangsstellung, in die
es bei geschlossenem Vorsteuerventil zurückkehrt, weil der
Betätigungsdruck auch weiterhin in dem Gegenbeaufschla
gungsraum 65 ansteht.
Bei der Ventilanordnung 1" gemäß Fig. 6 ist im übrigen
die Anordnung der mit dem Speisekanal 23 und dem Ent
lastungskanal 24 verbundenen Kammerabschnitte 16, 18 im
Vergleich zu den anderen Ausführungsformen vertauscht,
damit die frei endende Stirnfläche 67 stets in einem
drucklosen Kammerabschnitt liegt und das Schaltverhalten
nicht vom Speisedruck abhängig ist. Wäre das Ventilglied 8
allerdings auch durch diesen Kammerabschnitt hindurchge
führt, könnte ohne weiteres auch die Anordnung gemäß den
übrigen Ausführungsformen beibehalten werden.
Der Druckregler 58 kann einen an sich bekannten Aufbau
haben, so daß sich eine detaillierte Beschreibung er
übrigt. Die Fig. 7 zeigt schematisch einen zweckmäßigen
Aufbau. Demnach enthält der Druckregler 58 ein Regler
gehäuse 72, das separat vom Ventilgehäuse 4 ausgebildet
und in die Aufnahmevertiefung 68 eingesetzt ist. Die
Funktion des Reglergehäuses könnte alternativ auch un
mittelbar von dem Ventilgehäuse 4 ausgeübt werden. Der
Regler hat eine Primäröffnung 73, die mit dem zum zuström
seitigen Ende 44 führenden Teil des zuströmseitigen Kanal
abschnittes 48 verbunden ist. Er hat ferner eine Sekundär
öffnung 74, die mit dem Teil des zuströmseitigen Kanal
abschnittes 48 verbunden ist, der zur Ventilöffnung 52 des
Vorsteuerventils 3 führt. In einer sich an die Primär
öffnung 73 anschließenden Ventilkammer 75 ist ein Ventil
glied 76 angeordnet, das einem Ventilsitz 77 gegenüber
liegt, der einer zwischen der Ventilkammer 75 und der
Sekundäröffnung 74 verlaufenden Überströmöffnung 78 zu
geordnet ist. Ein mit dem Ventilglied 76 verbundener
Stößel 81 ragt in eine Regelkammer 82 hinein, die von
einem in Verstellrichtung des Ventilgliedes 76 und des
Stößels 81 bewegbaren Regelkolben 83 begrenzt ist. Die
Regelkammer 82 steht über einen Verbindungskanal 84
ständig mit der Sekundäröffnung 74 in Verbindung. Eine in
der Ventilkammer 75 angeordnete Feder 85 beaufschlagt das
Ventilglied 76 in Schließrichtung zum Ventilsitz 77 hin,
so daß zugleich auch der Stößel 81 in Richtung des Regel
kolbens 83 beaufschlagt ist. Der Regelkolben 83 ist außer
dem in Gegenrichtung durch eine Regelfeder 86 beauf
schlagt, die sich andererseits an einem Einstellelement 87
abstützt, das mit einer Betätigungspartie 88 aus dem
Reglergehäuse 72 herausragt.
Die Stellkraft der Reglerfeder 86 ist größer als diejenige
der das Ventilglied 76 beaufschlagenden Feder 85. Dadurch
nimmt das Ventilglied 76 als Ausgangsstellung die in Fig.
7 gezeigte Offenstellung ein. Steigt der Druck in der
Sekundäröffnung 74 an, wird der Regelkolben 83 über den
Verbindungskanal 84 entgegen der Regelfeder 86 mit
größerer Kraft beaufschlagt und verlagert sich zur Regel
feder 86 hin, die dabei komprimiert wird. Gleichzeitig
kann das durch die Feder 85 nachgeführte Ventilglied 86
die Überströmöffnung 78 mehr oder weniger weit ver
schließen, so daß sich der Durchfluß variabel einstellt.
Sinkt der sekundärseitige Druck ab, wird der Regelkolben
83 wieder verstärkt auf den Stößel 81 gedrückt und dem
zufolge auch der Durchströmquerschnitt im Bereich der
Überströmöffnung 78 wieder vergrößert, so daß der Sekun
därdruck wieder ansteigen kann. Auf diese Weise wird der
Sekundärdruck auf einen vorbestimmten Wert eingeregelt,
der über die Stellkraft der Regelfeder 86 beeinflußt
werden kann. Die Beeinflussung geschieht durch Verstellen
des Einstellelements 87, was sich auf die Vorspannung der
Regelfeder 86 auswirkt.
Bei einem nicht einstellbaren Druckregler 58 kann das
Einstellelement 87 entfallen, so daß die Vorspannung der
Regelfeder 86 nicht veränderbar ist.
Für den Fall, daß der Sekundärdruck zu stark ansteigt,
kann auch noch eine Entlüftungseinrichtung vorgesehen
sein. Sie umfaßt beispielsgemäß einen im Regelkolben 83
ausgebildeten ersten Entlüftungskanal 89, der normaler
weise von dem anliegenden Stößel 81 verschlossen ist. Bei
zu hohem Sekundärdruck wird jedoch der Regelkolben 83 von
dem Stößel 81 abgehoben, so daß Vorsteuermedium über den
ersten Entlüftungskanal 89 entweichen kann und eine Druck
reduzierung eintritt. Beispielsgemäß entweicht die Luft
aus dem ersten Entlüftungskanal 89 in eine die Regelfeder
86 enthaltende Kammer 90 und von dort über einen das
Reglergehäuse 72 durchsetzenden zweiten Entlüftungskanal
91 zur Umgebung.
Claims (13)
1. Ventilanordnung, mit einem Hauptventil (2), das einen
mit einer Druckmittelquelle verbindbaren Speisekanal (23),
einen mit einem Verbraucher (32) verbindbaren Arbeitskanal
(22) und ein die Fluidverbindung zwischen dem Speisekanal
(23) und dem Arbeitskanal (22) steuerndes bewegbares Ventil
glied (8) aufweist, wobei dem Ventilglied (8) eine Beauf
schlagungsfläche (42) zugeordnet ist, die zum Bewegen des
Ventilgliedes (8) mit einem unter einem Betätigungsdruck ste
henden fluidischen Vorsteuermedium beaufschlagbar ist, das
über einen von der Druckmittelquelle gespeisten und von einem
Vorsteuerventil (3) beherrschten Vorsteuerkanal (43) zuführ
bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Vorsteuerkanal
(43) ein zur Vorgabe des Betätigungsdruckes dienender Druck
regler (58) eingeschaltet ist, und daß dem Ventilglied (8)
eine der Beaufschlagungsfläche (42) axial entgegengesetzt ge
richtete Gegenbeaufschlagungsfläche (64) zugeordnet ist, die
über einen Gegendruckkanal (66) mit dem im Arbeitskanal (22)
herrschenden Arbeitsdruck beaufschlagt ist.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckregler (58) in den dem Vorsteuerventil (3) zur
Druckmittelquelle hin vorgeschalteten zuströmseitigen Kanal
abschnitt (48) des Vorsteuerkanals (43) eingeschaltet ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Druckregler (58) als nicht einstellba
rer, lediglich einen bestimmten Betätigungsdruck vorgebender
Druckregler (58) ausgeführt ist.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Druckregler (58) zur Vorgabe unter
schiedlicher gewünschter Betätigungsdrücke insbesondere stu
fenlos einstellbar ausgebildet ist.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerkanal (43) zur Spei
sung aus der Druckmittelquelle mit dem Speisekanal (23) des
Hauptventils (2) verbunden ist.
6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Druckregler (58) fest mit dem
Ventilgehäuse (4) der Ventilanordnung (1, 1', 1") verbunden
ist.
7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckregler (58) in das Ventilgehäuse (4) der
Ventilanordnung (1, 1', 1") eingebaut ist.
8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß der Druckregler (58) an der dem
Hauptventil (2) zugeordneten Gehäuseeinheit (5) des Ventilge
häuses (4) vorgesehen ist.
9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß der Gegendruckkanal (66) im Haupt
ventil (2) verläuft und den Arbeitskanal (22) ständig mit ei
nem von der Gegenbeaufschlagungsfläche (64) begrenzten Gegen
beaufschlagungsraum (65) verbindet.
10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungsfläche (42) und
die Gegenbeaufschlagungsfläche (64) an axial entgegengesetz
ten Seiten eines einem axialen Endbereich des Ventilgliedes
(8) zugeordneten, insbesondere kolbenartigen Steuerelementes
(15) vorgesehen sind.
11. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungsfläche (42) und
die Gegenbeaufschlagungsfläche (64) an axial voneinander ab
gewandten Seiten zweier entgegengesetzten axialen Endberei
chen des Ventilgliedes (8) zugeordneter, insbesondere kolben
artiger Steuerelemente (15, 15') vorgesehen sind.
12. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (8) schieberartig
ausgebildet ist.
13. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (2) einen Entla
stungskanal (24) aufweist und der Arbeitskanal (22) durch Be
tätigung des Ventilgliedes (8) entweder mit dem Speisekanal
(23) oder mit dem Entlastungskanal (24) verbindbar ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702948A DE19702948C2 (de) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | Ventilanordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19702948A1 DE19702948A1 (de) | 1998-07-30 |
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Family Applications (2)
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---|---|---|---|
DE19702948A Expired - Fee Related DE19702948C2 (de) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | Ventilanordnung |
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Family Applications After (1)
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Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0855520B2 (de) |
DE (2) | DE19702948C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007068416A1 (de) | 2005-12-17 | 2007-06-21 | Zf Friedrichshafen Ag | Belüftung eines schaltelementes |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1092878A1 (de) * | 1999-10-12 | 2001-04-18 | Palmstiernas Instrument AB | Pneumatische Schaltung zum Steuern eines Stellglieds |
DE10347590B3 (de) * | 2003-10-14 | 2005-01-13 | Festo Ag & Co. | Verteilermodul für Ventilbatterien |
DE102018214318B4 (de) * | 2018-08-24 | 2020-10-29 | Festo Se & Co. Kg | Fluidsystem |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3440262A1 (de) * | 1984-11-03 | 1986-05-15 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Druckbegrenzungsanordnung |
DE4143274A1 (de) * | 1991-12-27 | 1993-08-05 | Mannesmann Ag | Ventilbaugruppe in modulbauweise |
DE4219552C2 (de) * | 1992-06-15 | 1996-03-07 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Vorgesteuertes Zwei-Wegeventil mit einstellbarer, druckunabhängiger Schließzeit |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2119168B1 (de) * | 1971-04-20 | 1972-10-12 | Heilmeier & Weinlein, Fabrik fur OeI Hydraulik, 8000 München | Fernbedienungseinrichtung fur eine mengengeregelte Steuerschiebervorrichtung |
US3958495A (en) * | 1972-08-31 | 1976-05-25 | Koehring Company | Air-oil amplifier |
JPS50153321A (de) † | 1974-05-31 | 1975-12-10 | ||
US4180089A (en) * | 1977-09-30 | 1979-12-25 | Ingersoll-Rand Company | Thrust piston biasing means |
DE3146561A1 (de) † | 1980-11-24 | 1982-06-24 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Hydrostatischer antrieb mit drucksteuerung |
DE4102203A1 (de) † | 1991-01-25 | 1992-07-30 | Linde Ag | Hydraulisches antriebssystem |
-
1997
- 1997-01-28 DE DE19702948A patent/DE19702948C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-13 EP EP98100431A patent/EP0855520B2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-13 DE DE59800655T patent/DE59800655D1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3440262A1 (de) * | 1984-11-03 | 1986-05-15 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Druckbegrenzungsanordnung |
DE4143274A1 (de) * | 1991-12-27 | 1993-08-05 | Mannesmann Ag | Ventilbaugruppe in modulbauweise |
DE4219552C2 (de) * | 1992-06-15 | 1996-03-07 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Vorgesteuertes Zwei-Wegeventil mit einstellbarer, druckunabhängiger Schließzeit |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007068416A1 (de) | 2005-12-17 | 2007-06-21 | Zf Friedrichshafen Ag | Belüftung eines schaltelementes |
DE102005060530A1 (de) * | 2005-12-17 | 2007-06-21 | Zf Friedrichshafen Ag | Belüftung eines Schaltelementes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0855520B2 (de) | 2004-10-06 |
EP0855520B1 (de) | 2001-05-02 |
DE59800655D1 (de) | 2001-06-07 |
DE19702948A1 (de) | 1998-07-30 |
EP0855520A1 (de) | 1998-07-29 |
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