DE2113011A1

DE2113011A1 - Druckluftregler fuer eine Anzahl von Druckwerten

Info

Publication number: DE2113011A1
Application number: DE19712113011
Authority: DE
Inventors: Ditirro Domenic A
Original assignee: International Basic Economy Corp
Current assignee: International Basic Economy Corp
Priority date: 1970-03-23
Filing date: 1971-03-18
Publication date: 1971-10-07
Also published as: GB1345792A; US3658082A; CA947614A

Description

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International Basic Economy Corp« Hew York/ N.Y. (V. St. A)

Druckluftregler für eine Anzahl von Druckwerten

Die Erfindung "bezieht sich auf Druckregler und betrifft einen Regler dieser Art, der eine Regelung einer gesteuerten Strömung bei einer Anzahl von Druckwerten bewirkt.

Im allgemeinen besteht der Druckregler gemäß der Erfindung aus einem Gehäuse, welches als Betriebskomponenben eines Strömungsmittelsystems ein Ventil zur Modulation einer geregelten Strömung eines unter Druck stehenden Strömungsmedium 3 enthält.

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Die Erfindung betrifft weiterhin einen Druckregler für Strömungsmittelsysteme, der zwei Druckbereiche einschließt, wobei ein erstes auf Druck ansprechendes Steuerorgan den Druck auf einen ersten vorbestimmten Druckwert steuert und ein zweites auf Druck ansprechendes Organ den Druck auf einen zweiten vorbestimmten Druck in Abhängigkeit von einem Puls3ignal auf einen Schalter des Druckbereiches regelt.

Der erfindungsgemäße Druckregler besteht ferner aus einem auf Druck ansprechenden Hauptventilbetätiger zum Öffnen und Schließen des Ventils in Abhängigkeit von Änderungen des Drucks im Druckmedium des Systems. Darüberhinaus hat der Druckregler eine Doppeldruckanordnung, welche eine Steuerfeder zum Ändern der Vorspannung des Betätigers für das Hauptventil einschließt, welches in Kombination mit einem durch das Druckmedium vorgespannten bewegbaren Steuerelement funktioniert, welches einer Steuerströmung des Mediums ausgesetzt ist, die in eine Steuerkammer im Gehäuse zugeführt wird.

Wenn die Steuerkammer drucklos wird, arbeitet das die Hauptströmung steuernde Ventil bei einem ersten vorbestimmten Druckwert und wenn, die öteuerkammer unter Druck gesetzt wird, um die Vorspannung der Steuerfeder zu ändern, steuert das Ventil die hauptgeregelte Strömung auf eine zweiten vorbestimmten Druckwert,

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Ein anderer Aspekt der Erfindung ist es, daß. der Druckregler eine dauerhafte weiche Wirkung hat, welche ein schnelles Spülen mit hohem Volumen des Druckmediums aus dem gesteuerten System ermöglicht. Dieses Merkmal ist jedoch insbesondere deshalb vorteilhaft, da es die Geschwindigkeit des Umschaltens von Produktionsmaschinen zwischen den oben erwähnten vorbestimmten hohen bzw. niedrigen Druckwerten im System erhöht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß der Druckregler mit einem normalen Entlastungsventil ausgestattet ist, welches automatisch den Druck in dem zu steuernden System reduziert, wenn der Druckregler von dem höheren auf den unteren Druck eingestellt wird.

Eine typische Anwendungsmöglichkeit des Druckreglers fjemäß der Erfindung liegt darin, daß er wahlweise z.B. zwei vorbestimmte Drücke mit einer von beiden oder beiden Aus— laßöffuungen eines Vierwegventils in verschiedenen Kombinationen verbindet, so daß er verschieden« Betätiiguogsgrade von Arbeitszylinder» bewirkt.

Mae andere typische Anwendung la der ErHadting liegt darin, daß der Druckregler zmm Beispiel zmi Einstellen eliae vorbes1;i»arten höheren Drucfcwertes für den Krafthub eines

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Kraftzylinders, während, die ITiederdruckeinstellung zum> Rückstellen des Zylinders verwendet werden kann, woraus sich folgende Vorteile ergeben?

a) die kinetische Energie bis zu den Rückhub des Zylinderkolbens wird erheblich vermindert und

b) es wird eine erhebliche Einsparung der Kosten für
Druckmedium im Arbeitszylinder erreicht.

Eine weitere Anwendung der Erfindung besteht darin, daß der Druckregler als Üaeine übliche Leitung eingebauter Regler verwendet werden kann, der zwei Druckwerte auf
zwei oder mehrere Systeme abgibt.

Diese Erfindung soll also einen Druckregler schaffen,
der automatisch gesteuert ist, so daß er wahlweise eine Anzahl von eingeregelten Drücken für eine Vielzahl von
Systemfunktionen einstellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen«

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Pig. 1 eine Seitenansicht eines Druckreglers gemäß der Erfindung;

Pig. 2 eine Stirnansicht des Druckreglers gemäß Fig. 1;

Pig. 3 einen Axialschnitt durch den Druckregler entlang der Linie 3-3 in Pig. 1;

Pig. 4 eine Teilseitenansicht des Druckreglers entlang der Linie 4-4 in Pig. 3, und

Pig. 5 einen Axialschnitt durch eine Abwandlungsform des Druckreglers gemäß der Erfindung.

Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, "besteht der Druckregler aus einem Gehäuse 20, welches einen Haupteinlaß 22 und einen Hauptauslaß 24 für die geregelte Strömung eines Druckmediums, z.B. Luft zwischen den Bauteilen eines Strömungssystems aufweist. Die Hauptströmung des Mediums zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 24 wird durch ein Ventil 26 geregelt, welches einen bewegbaren Ventilkörper 28 einschließt, der normalerweise gegen einen Ventilsitz 30 durch eine Ventilfeder· 32 vorkefjpannt tat. Ein Ventilbetätigungsstößel 34 lat mit" dem Ventilfcörper 28 durch einen sprengring 36 verbunden., wobei die Stange verschiebbar durch eine Bohrung 3ö, eine

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Kolbenkammer 40 und eine Auslaßkammer 41 verläuft und die Kammern durch einen Durchgang 46 miteinander verbunden sind. Das innere Ende des Ventilbetätigungsstößels liegt an einem Hauptelement 42 an, welches in Form eines in der Kammer 40 verschiebbaren Kolbens dargestellt ist.

Das bewegbare Hauptelement 42 ist durch eine Steuerfeder 44 vorgespannt. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist die Fläche 48 des Elementes 42 dem Druck des Auslassens 24 über die Kammer 40 und 41 und dem Durchgang 46 derart ausgesetzt, daß wenn der Druck der Belastung einen vorbestimmten Wert erreicht, die auf die Fläche 48 des Hauptelementes 42 ausgeübte Kraft die Vorspannkraft der Feder 44 und die Kraft des Druckes im Medium auf die Fläche des Ventilkörpers überwindet, so daß sich der Ventilkörper 28 gegen seinen Sitz 30 anlegt und die Einlaßkammer 39 von der Auslaßkammer 41 absperrt.

Wenn der in der Auslaßöffnung 24 auftretende Druck sich auf einen vorbestimmten Wert vermindert, öffnet das Gleichgewicht der Feder und des Druckes im Medium das den Ventilkörper 28, und das unter Druck stehende Medium strömt: aus dem Einlaß 22 zum AuaLaß 24.

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Wie weiter aus Fig. 3 zu ersehen ist, hat der Druckregler eine Steuerkammer 52, welche verschiebbar einen Steuerkolben 54 enthält, dessen äußere Stirnfläche dem Druck einer Steuerströmung voe Medium, welches in eine Steueröffnung 58 einströmt, ausgesetzt ist. Der Steuerkolben 54 hat einen vorspringenden Abschnitt 60, welcher eine Gewindebohrung 62 aufweist, in der eine Steuerstange 64 für die Kolbenbewegung eingeschraubt ist, welche frei durch eine Bohrung 66 in die Stirnkappe 68 ragt. Das äussere Ende der Steuerstange 64 für die Kolbenbewegung hat einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 70, auf welchem einstellbar eine Anschlagmutter 72 aufgeschraubt ist.

Wie aus dem vorstehenden zu ersehen, bewegt sich der Steuerkolben 54 einwärts, wenn die Steuerströmung des Mediums in die Steueröffnung 58 eingeführt wird und erhöht den Druck der Steuerfeder 44 und damit die Vorspannung des Hauptelementes 42.

Das Gehäuse 20 enthält einen zylindrischen Mittelabschnitt 21 und Endabschnitte 23 und 25. Ein mit Gewinde versehener Dichtungsring und eine elastische Dichtung sind auf dem Gewinde 76 auf der Außenseite der Stirnkappe 68 angebracht.

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Die.Stirnkappe 68 kann nach innen oder aussen mittels des Gewindes 76 so verstellt werden, daß die Hormalstellung des Steuerkolbens 44 geändert wird. Auch die Anschlagmutter 72 kann unabhängig entlang dem Gewindeabsohnitt 70 der Steuerstange 64 verstellt werden, um wahlweise die Längsbewegung des Steuerkolbens 54 zu beeinflussen, wenn die Steuerkammer 52 unter Druck gesetzt ist*

Wie in Mg. 3 dargestellt ist, ist der Druckregler mit einer Einrichtung zum automatischen Ablassen des Mediums aus dem gesteuerten System versehen, die ein Entlastungsventil 82 einschließt, welches durch das konische Ende des Stölels 34 und einen entsprechend konischen Sitz im Kolben 42 gebildet ist. Dieses Entlastungsvintil 82 dient zum Ablassen des Mediums aus dem System über eine zur Atmosphäre führende Lüftungsöffnung 78. Ein Beispiel der Notwendigkeit einer solchen normalen Druckentlastung ist zum Beispiel, daß man den eingestellten Druck durch Drehen des Einstellknopfes 68 über das Gewinde 76 so absenkt, daß die durch die Feder 44 ausgeübte Vorepannung vermindert wird. Dies vermindert den Druck im System durch Entlastung des Mediums über die Auslaßöffnung 24, den Durchgang 46, die Kammer 40, das Entlastungsventil 82, den Durchgang 80 und die Lüftungeöffnung 78 in die Atmosphäre.

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Wie weiter aus Pig. 3 zu ersehen ist, hat der Druckregler ferner Speiohereigenschaften, welohe ein schnelles und/oder mit großem Volumen durchgeführtes Spülen von Medium rom System ermöglicht, welches insbesondere dann Ton Bedeutung ist, wenn die Umsohaltgeschwindigkeit von gesteuerten Einrichtungen zwischen vorbestimmten hohen und niedrigeren Druckwerten im System erhöht werden soll· Wenn z.B. die Steuerkammer 52 entlastet wird, dann geht der Steuerkolben 56 in seine N rmalstellung oder niedrigere Druckeinstellung zurück und vermindert die Vorspannung der Feder 44·. Dies ermöglicht, daß der im System vorhandene Druck den Kolben 42 nach unten in Pig. 3 bewegt, und zwar in eine Stellung, in welcher die 0-Ringdichtung 85 bogenförmige Schlitze 83 in der Gehäusewand überfährt. Die Schlitze 83 und der zugeordnete Kolben 42 mit der Dichtung 85 sind in Pig. 4 dargestellt, wobei ein Medium mit relativ großem Volumen schnell aus dem System über die Öffnung 24, den Durchgang 46, die Kammer 40 und die Schlitze 83 abgeführt werden kann. Gleichzeitig wird ein Teil des Mediums im System ebenfalls durch den normalen Entlaatungsdurchgang 80 und die Entlastungsöffnung 78 in die Atmoaphäre abgelassen, wie dies vorher beschrieben ist.

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Die spezielle Ausbildung des Gehäuses 20 ermöglicht die Anordnung von Öffnungen in den flachen fertig bearbeiteten Innenflächen 84 und 86 gemäß Pig. 1 und 2, welche die sandwichartige Anordnung des Druckreglers zwischen anderen Ventilen oder Komponenten des Druckmittelsystems ermöglichen.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlungsform des Druckreglers gemäß der Erfindung. Elemente dieser Abwandlungsform, die gleich den Elementen der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 sind, haben die gleichen Bezugszeichen.

Der Druckregler gemäß Fig. 5 hat eine,-i mittlere Steuerkammer 108 zwischen dem Steuerkolben 54 und einem eine Abschlußwand bildenden Teil 98, und ein Steuerdurchgang 106 ist durch die Wand des Gehäuses vorgesehen, so daß, wenn die Steuerkammer 108 unter Druck gesetzt wird, die auf den Steuerkolben 54 ausgeübte Kraft einen entgegengesetzten Zuführdruck zur Kammer 52 übersteigt und dabei den Steuerkolben 54 nach unten in Fig. 5 verschiebt, so daß der Regler auf die Niederdruckeinstellung vorgespannt ist. Umgekehrtjt wenn der Druck in der Kammer 108 abgesenkt wird, verschiebt der feststehende Druck in der Kammer 52 den Steuerkolben 54 nach oben,

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wobei die Yorspannfeder 104 nach oben in die vorbestimmte Hochdrückeinstellung vorgespannt wird.

Weiter zeigt die in Pig. 5 dargestellte Abwandlungsform einen abgewandelten Hauptkolben 42 A, der einen Vorsprung 100 einschließt, der abgedichtet verschiebbar in einer Bohrung 97 in dem die Stirnwand bildenden Teil 98 liegt.

Wie auB Pig. 5 zu ersehen, greift das mntere Ende des i

Kolbenvorsprunges 100 an einem 3?ederteller 102 an, so daß die Feder 104 darauf wirken kann.

Die Ausführungsform nach Pig. 5 schließt Mittel zum Entlasten des Systemdruckes über den Auslaß 24» den Durchgang 46, die Kolbenkammer 40, das Entlastungsventil 82 und die Durchgänge 92, 94 und 96 zur Atmosphäre ein.

Ferner schließt die Abwandlungsform nach Pig. 5 eine Schnellentlastungseinrichtung ein, welche durch die bogenförmigen Schlitze 83 gebildet ist, welche von der O-Eingdiohtung 85, wie in Pig. 4 dargestellt und vorstehend beschrieben ist, freigegeben werden können·

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Claims

Patentansprüche

\J Druckregler, gekennzeichnet in Kombination durch ein Gehäuse mit einer Hauptkammer mit einem Haupteinlaß und einem Hauptauslaß und einer Steuerkammer mit einer Steueröffnung; eine Ventilanordnung im Gehäuse zur Steuerung einer geregelten Strömung eines unter Druck stehenden Mediums zwischen dem Haupteinlaß und dem Hauptauslaß; ein bewegbares Hauptelement, welches der geregelten Strömung eines unter Druck stehenden Mediums in der Hauptkammer ausgesetzt ist, wobei die Ventilanordnung durch das bewegbare Hauptelement betätigbar ist; ein bewegbares Steuerelement, welches dem Druck des Steuermediums in der Steuerkammer ausgesetzt ist und eine Federanordnung zwischai dem Hauptelement bewegbaren Element und dem Steuerelement derart, daß Änderungen des Druckes im Medium in der Steuerkammer die Vorspannung des bewegbaren Elementes ändert.

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2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstelleinrichtung zum*Begrenzen der Bewegung des Steuerelementes vorgesehen ist.
3. Druckregler gekennzeichnet durch folgende Kombination?

ein Gehäuse mit einer Hauptkammer mit einem Haupteinlaß und Hauptauslaß und mit einer Steuerkammer mit einem Steuereinlaß; eine "Ventilanordnung im G-ehäuse zur Steuerung einer geregelten Strömung eines unter Druck stehenden Mediums zwischen dem Haupteinlaß und dem Hauptauslaß, wobei die Ventilanordnung ein Ventilkörper und einen Ventilsitz einschließt; eine Ventilfeder, die normalerweise den Ventilkörper gegen seinen Sitz vorspannt; ein "bewegbares Hauptelement, welches dem Druck der gebildeten Strömung in der Hauptkammer ausgesetzt ist; ein Ventilbetätigungsstößel, der den Ventilkörper mit dem bewegbaren Element verbindet; ein bewegbares Steuerelement, welches dem Druck des Uteuermediums in der Steuerkararaer ausgesetzt ist und einer Federanordnung zwischen dem bewegbaren Element und dem Steuerelement derart, daß Änderungen des Druckes im Medium in der Steuerkammer die Vorspannung des bewegbaren Elementes ändert.

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4. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellungsvorrichtung zum Begrenzen der Bewegung des Steuerelementes vorgesehen ist.
5. Druckregler gekennzeichnet durch golgende Kombination:

ein Gehäuse mit einer Hauptkaramer mit einem Haupteinlaß und einem Hauptauslaß und einer Steuerkammer mit einem Steuereinlaß; eine Ventilanordnung im Gehäuse zur Steuerung einer geregelten Strömung eines unter Druck stehenden Mediums zwischen dem Haupteinlaß und. dem Hauptauslaß; ein bewegbares Hauptelement, welches dem der geregelten Strömung des unter Druck stehenden Mediums in der Kammer ausgesetzt ist, wobei die Ventilanordnung durch das bewegbare Element betätigbar ist; ein bewegbarer Steuerkolben in der zweiten Rammer, der einen ersten Kolben einschließt, der in Richtung auf das bewegbare Element zu liegt und einen zweiten Kolben, dessen Ende in einer Bohrung durch eine Wand des Gehäuses verläuft; eine Federanordnung zwischen -. dem ersten der Stirnseite des ersten Kolbens und dem bewegbaren Element, eine die Kolbenbewegung steuernde Stange, deren inneres Ende mit dem Ende des ersten Kolbens verbunden ist und deren äußeres Ende durch die Bohrung verläuft und einen einstellbaren Anschlag an dem äußeren Ende der Kolbenstange.

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6. Druckregler gekennzeichnet durch folgende Kombination:

ein Gehäuse mit einer Hauptkammer, mit einem Haupteinlaß und einem Hauptauslaß und einer Steuerkammer mit einer Steueröffnung; eine Ventilanordnung in dem Gehäuse zur Steuerung einer geregelten Strömung eines unter Druck stehenden Mediums zwischen dem Haupteinlaß und dem Hauptauslaß, wobei die Ventilanordnung Ü einen Ventilkörper und einen Ventilsitz einschließt; eine Ventilfeder, die normalerweise das Ventil gegen den Sitz vorspannt; ein bewegbares Element, welches dem Druck der geregelten Strömung in der Hauptkammer ausgesetzt ist; ein Ventilbetätigungsstößel, welches den Ventilkörpef mit dem bewegbaren Element verbindet; einen bewegbaren Steuerkolben in der zweiten Kammer und mit einem ersten Kolbenabschnitt, welcher gegen das bewegbare Element zugerichtet ist und mit einem zweiten Kolbenabschnitt, welcher in einer Bohrung in der Wand des Gehäuses liegt; eine Federanordnung zwischen dem ersten Kolbenabschnitt und dem bewegbaren Eleaent, eine die Kolbenbewegung steuernde Stange, deren inneres Ende mit dem Steuerkolben verbunden ist und deren äusseres Ende durch die Bohrung nach aussen ragt und «inen einstellbaren- Anschlag am äußeren Ende trägt.

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7. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Bewegung des bewegbaren Elementes ansprechende Anordnung zum schnellen Entlasten des Systems vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Entlüftungsdurchgang einschließt, der normalerweise durch das bewegbare Element verschlossen ist, und mit der Hauptkammer in Abhängigkeit von der Bewegung des bewegbaren Elementes in eine schnelle Entlastungsstellung verbindbar ist.
9. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Steuerelement zwischen der Federanordnung und der Steia?kammer angeordnet ist.
10. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer und die federanordnung beide an der gleichen Seite des bewegbaren Steuerelementes wirksam sind.

11« Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Steuerelement mit seiner ersten Seite den Druck in der Steuerkammer und mit seiner zweiten Seite durch einen festen Mediumdruck vorgespannt ist.

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