DE3739981A1 - Schnellentlueftungsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnellentlüftungsventil mit einem Ventilgehäuse, das einen Eingang, einen Ausgang und eine Entlüftungsöffnung aufweist und einem im Ventilge­ häuse beweglichen Sperrglied zum Sperren und Oeffnen der Entlüftungsöffnung. Schnellentlüftungsventile dienen der raschen Entlüftung von pneumatischen Zylindern und bewirken eine erhöhte Kolbengeschwindigkeit.

Bei einem bekannten Schnellentlüftungsventil ist in einer zylindrischen Bohrung im Ventilgehäuse ein ungefähr topf­ förmiges Sperrglied aus Gummi hin und her beweglich. Koaxial zur Zylinderbohrung ist der Eingang und die Ent­ lüftungsöffnung angeordnet. Der Ausgang, welcher an den zu entlüftenden pneumatischen Zylinder angeschlossen wird, ist auf der Seite der Entlüftungsöffnung mit der Zylinder­ bohrung verbunden. Je nachdem, ob Druck am Eingang oder am Ausgang herrscht, sperrt das Sperrglied die Entlüftungs­ öffnung oder den Eingang, wobei es sich verformt. Es nimmt dabei eine mehr tellerförmige oder eine mehr topfförmige Gestalt an. Als nachteilig hat sich erwiesen, dass bei der Entspannung der Gase eine Abkühlung eintritt, die sogar zu einer Vereisung des Schnellentlüftungsventils führen kann, wenn dieses längere Zeit kurz hintereinander betätigt wird. Dadurch können Störungen entstehen. Wenn das aus Gummi be­ stehende Sperrglied nämlich sehr kalt ist, wird es relativ steif und ist nicht mehr in gleicher Weise verformbar, so dass das Schnellentlüftungsventil nicht mehr einwandfrei arbeitet. Des weiteren kommt es nach längerer Zeit auch zu Brüchen des Sperrglieds, so dass das Ventil repariert oder ausgewechselt werden muss.

Ein weiterer Nachteil bekannter Schnellentlüftungsventile sind deren relativ hohe Kosten. Das Gehäuse besteht meist aus präzis bearbeiteten Spritzgussteilen, die relativ teuer herzustellen sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein im Betrieb zuverlässiges und auch relativ billig herzustellendes Schnellentlüftungsventil zu bauen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem Schnellentlüftungsventil der eingangs erwähnten Art das Sperrglied ein doppelt wirkender Kolben ist, welcher einerseits vom Arbeitsdruck beaufschlagbar ist, um die Entlüftungsöffnung zu sperren und andererseits vom Abluftdruck beaufschlagbar ist, um die Entlüftungs­ öffnung frei zu geben. Durch den Ersatz des üblichen ver­ formbaren Gummisperrgliedes durch einen doppelt wirkenden Kolben, wird das Versagen des Schnellentlüftungsventils bei relativ tiefen Temperaturen praktisch ausgeschlossen. Es kann nicht mehr zu einem Bruch eines verformbaren Gummisperrgliedes kommen. Der Kolben kann relativ billig auf einem Drehautomaten hergestellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass der Kolben auf der einen Seite einen Entlüftungssperrabschnitt aufweist, der mit einem Ventilsitz der Entlüftungsöffnung zusammenarbeitet, dass der Kolben auf der anderen Seite eine Verlängerung aufweist, die sich in Richtung zum Ausgang erstreckt, dass sich ein Kanal durch die Verlängerung und einen Kolbenabschnitt hindurch bis zum Entlüftungssperrab­ schnitt erstreckt, welcher Kanal sowohl im Bereich der Ver­ längerung als auch im Entlüftungssperrabschnitt mindestens eine Oeffnung aufweist, und dass auf der Verlängerung ein Ventil angeordnet ist, das durch den Arbeitsdruck ge­ öffnet werden kann. Diese Konstruktion ermöglicht eine einfache Fertigung des Kolbens und des Ventilgehäuses. Zweckmässigerweise ist das Ventil durch einen auf der Verlängerung axial verschiebbaren Ring und einer Feder gebildet, wobei der Ring durch den Arbeitsdruck verschieb­ bar ist, um die radiale Oeffnung in der Verlängerung frei zu geben. Dies ermöglicht eine einfache Konstruktion des Ventils. So bestehen der Kolben mit dem Entlüftungsperr­ abschnitt, dem Kolbenabschnitt und der Verlängerung zweckmässigerweise aus einem Stück, z.B. einem Drehteil. Der Ventilsitz an der Entlüftungsöffnung kann durch eine Lochscheibe aus elastomerischem Material gebildet werden. Dadurch wird eine ausgezeichnete Dichtung gewährleistet, wobei die Lochscheibe eine sehr hohe Lebensdauer besitzt, weil sie im Betrieb praktisch keiner Verformung unter­ worfen ist. Die Lochscheibe liegt vorteilhaft an einem am Ventilgehäuse befestigten, die Entlüftungsöffnung aufweisenden Teil an. Dieser Teil kann beispielsweise durch Bördeln am Ventilgehäuse befestigt werden. Zweck­ mässigerweise ist die Entlüftungsöffnung von einem Schall­ dämpfer, z.B. aus gesinterten Metallspänen, umgeben.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Ventilgehäuse aus einem ersten und einem zweiten Dreh­ teil besteht, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind und einen Anschluss, z.B. einen Schraubanschlussstutzen, aufweisen. Die Fertigung des Gehäuses aus Drehteilen er­ möglicht eine besonders billige Ventilkonstruktion.

Vorteilhaft weist der zweite Drehteil des Gehäuses zur Aufnahme des ersten Drehteils des Gehäuses eine Quer­ bohrung auf, wobei ein ringförmiger Raum um einen Teil des ersten Drehteils gebildet wird, und wobei das erste Drehteil mindestens eine radiale Oeffnung besitzt, welche mit dem ringförmigen Raum kommuniziert. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, beim Befestigen des Schnellentlüftungs­ ventils, das zweite Drehteil in jede beliebige Lage zu drehen, was den Anschluss der Durchleitung an den ent­ sprechenden Anschlussstutzen des Ventils erleichtert. In vielen Fällen kann das Schnellentlüftungsventil direkt an den zu entlüftenden pneumatischen Zylinder angeschraubt werden, so dass der Weg der Abluft ins Freie äusserst kurz ist. Dadurch wird eine maximale Schnellentlüftung ermöglicht.

Zweckmässigerweise ist auf beiden Seiten des ringförmigen Raums je eine ringförmige Dichtung angeordnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezug­ nahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 und 2 die Funktion eines herkömmlichen Schnell­ entlüftungsventils,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Schnellent­ lüftungsventils gemäss der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 in vergrössertem Massstab einen Längs­ schnitt durch das Schnellentlüftungs­ ventil gemäss Fig. 3.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist bei einem bekannten Schnellentlüftungsventil in einem Ventilgehäuse 11 ein ungefähr topfförmiges Sperrglied 13 aus Gummi hin und her beweglich. Koaxial zur Zylinderbohrung 15 ist der Eingang 17 und die Entlüftungsöffnung 19 angeordnet. Der Ausgang 21, welcher an einen zu entlüftenden pneumatischen Zylinder angeschlossen werden kann, ist auf der Seite der Entlüftungsöffnung 19 mit der Zylinderbohrung 15 verbunden. Wenn, wie Fig. 1 zeigt, Druck an den Eingang 17 angelegt wird, wird das Sperrglied in Richtung zur Entlüftungs­ öffnung 19 bewegt, liegt am Ventilsitz 23 an und verformt sich so, dass es eine mehr topfförmige Gestalt annimmt. Dabei entsteht zwischen der Wandung der Zylinderbohrung 15 und dem Sperrglied ein ringförmiger Durchlass, durch welchen das durch den Eingang 17 einströmende Medium zum Ausgang 21 fliessen kann.

Wenn hingegen, wie Fig. 2 zeigt, kein Druck mehr am Eingang 17 anliegt, so strömt Luft aus dem pneumatischen Zylinder (nicht eingezeichnet) durch den Ausgang 21 zurück, schiebt das Sperrglied 13 gegen den Eingang 17, der dadurch abge­ sperrt wird. Der Weg ist nun frei zur Entlüftungsöffnung 19.

Wie bereits erwähnt wurde, erweist sich als nachteilig, dass sich das Sperrglied aus Gummi ständig verformt, wobei es insbesondere bei niedrigen Betriebstemperaturen, die durch die Entspannung der Gase bei der Entlüftung auftreten, zu Materialermüdungserscheinungen kommt, so dass das Sperr­ glied nicht mehr richtig arbeitet und gegebenenfalls auch zerstört wird.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schnellent­ lüftungsventils ist in Fig. 3 dargestellt. Das Gehäuse 11 weist einen stutzenförmigen Eingang 17, einen stutzenförmi­ gen Ausgang 21 und eine von einem Schalldämpfer 25 um­ schlossene Entlüftungsöffnung 19 auf. Ein sechskantiger Ab­ schnitt 27 erleichtert das Einschrauben des Gewindestutzens 21 in ein Gewinde.

Einzelheiten des Schnellentlüftungsventils von Fig. 3 sind aus der vergrösserten Darstellung im Schnitt von Fig. 4 ersichtlich. Das Ventilgehäuse 11 besteht aus dem ersten Drehteil 29 und dem zweiten Drehteil 31, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Diese Drehteile 29, 31 können beispielsweise aus Messing bestehen. Das zweite Drehteil 31 besitzt zur Aufnahme des ersten Drehteils 29 eine Querboh­ rung 33. Zwischen dem ersten Drehteil 29 und dem zweiten Drehteil 31 ist ein ringförmiger Raum 35 vorgesehen. Auf jeder Seite des ringförmigen Raums 35 ist eine Dichtung 37 bzw. 39 vorgesehen. Das erste Drehteil 29 besitzt eine radiale Oeffnung 41, die mit dem ringförmigen Raum 35 kommuniziert.

Die koaxiale Bohrung 42 im ersten Drehteil weist Abschnitte 43, 44, 45, 46 mit verschiedenen Durchmessern auf. Der Ab­ schnitt 43 dient der Aufnahme der Lochscheibe 40, die bei­ spielsweise durch Bördeln befestigt ist. Die Abschnitte 44 dienen der Lagerung des Kolbens 13.

Die Querbohrung 33 des zweiten Drehteils 31 besitzt einen Abschnitt 47 mit relativ grossem Durchmesser und einem Ab­ schnitt 48 mit relativ kleinem Durchmesser. Der Eingang 17 ist als Stutzen ausgebildet und besitzt ein Gewinde 49. Das erste Drehteil 29 weist auf der einen Seite den Ausgang 21 und auf der anderen Seite die Entlüftungsöffnung 19 auf. Der Ausgang 21 ist als Stutzen ausgebildet und besitzt ein Ge­ winde 53. Anschliessend folgt ein Abschnitt 55, welcher im Bohrungsabschnitt 48 gelagert ist. Der Abschnitt 57, welcher einen grösseren Durchmesser besitzt als der Abschnitt 55, ist im Bohrungsabschnitt 47 gelagert. Im Abschnitt 57 be­ findet sich eine Nut 59 zur Aufnahme der Dichtung 37, z.B. eines O-Rings.

In der koaxialen Bohrung 42 des ersten Drehteils 29 be­ findet sich der doppelt wirkende Kolben 13. Er ist vom Arbeitsdruck beaufschlagbar um die Entlüftungsöffnung 19 zu sperren. Er kann aber auch bei der Entlüftung über den Ausgang 21 durch das aus einem pneumatischen Zylinder strömende Medium beaufschlagt werden, um die Entlüftungs­ öffnung 19 freizugeben. Der Kolben 13 weist auf der einen Seite des Kolbenabschnitts 64 einen Entlüftungs-Sperrab­ schnitt 60 auf, der mit einem Ventilsitz 23 der Entlüftungs­ öffnung 19 zusammenarbeitet. Der Ventilsitz 23 besteht bei­ spielsweise aus einer Lochscheibe aus elatomerischem Material, z.B. Gummi. Auf der anderen Seite des Kolbenabschnitts 64 erstreckt sich eine Verlängerung 63 in Richtung zum Ausgang 21. Im Innern des Kolbens 13 führt ein Kanal 65 durch die Verlängerung 63 und den Kolbenabschnitt 64 hindurch bis in den Entlüftungs-Sperrabschnitt 60, wo sich nach aussen führende radiale Oeffnungen 61 befinden.

Der Kolben 13 ist in der koaxialen Bohrung 42 an zwei Stellen gelagert, nämlich mit dem Kolbenabschnitt 64 im Abschnitt 44 der Bohrung und mit dem Abschnitt 67 im Abschnitt 46 der Bohrung.

Auf der Verlängerung 63 befindet sich ein Abschnitt 69, der auf einer Seite durch einen Ansatz 71 und auf der anderen Seite durch einen Ansatz 73 begrenzt ist. Auf dem Abschnitt 69 befindet sich ein Ventil, das durch einen axial ver­ schiebbaren Ring 75 und eine Schraubenfeder 77 gebildet wird. Die Schraubenfeder 77 liegt mit einem Ende am Absatz 71 an und drückt mit dem anderen Ende den Ring 75 gegen den Absatz 73. In dieser Stellung des Rings 75 befinden sich die radialen Oeffnungen 41 auf der einen Seite und die radialen Oeffnungen 76 auf der anderen Seite des Rings 75.

Das Schnellentlüftungsventil arbeitet wie folgt. Wird dem Eingang 17 Druckluft zugeführt, so presst der Kolben 13 den Sperrabschnitt 60 gegen die Dichtung 23. Die Entlüftungs­ öffnung 19 wird somit verschlossen. Der Ring 75 wird ent­ gegen der Kraft der Feder 77 nach links verschoben, so dass Druckluft durch die radialen Oeffnungen 76 in den Kanal 65 und von dort zum Ausgang 21 fliessen kann.

Herrscht am Eingang 17 kein Druck, soll also eine schnelle Entlüftung zurück durch den Ausgang 21 zur Entlüftungs­ öffnung 19 hin erfolgen, ist der Druck auf der rechten Seite des Kolbens grösser als auf der linken Seite desselben. Die Entlüftung erfolgt somit vom Ausgang 21 her durch den Kanal 65 und die radialen Oeffnungen 61 hindurch zur Ent­ lüftungsöffnung 19 hin. Dabei dämpft der Schalldämpfer 25 die bei der Entlüftung entstehenden Geräusche.

Claims (10)

1. Schnellentlüftungsventil, mit einem Ventilgehäuse (11), das einen Eingang (17), einen Ausgang (21) und eine Ent­ lüftungsöffnung (19) aufweist, und einem im Ventilgehäuse (11) beweglichen Sperrglied (13) zum Sperren und Oeffnen der Entlüftungsöffnung (19), dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (13) ein doppelt wirkender Kolben ist, welcher einerseits vom Arbeitsdruck beaufschlagbar ist, um die Entlüftungsöffnung (19) zu sperren, und anderer­ seits vom Abluftdruck beaufschlagbar ist, um die Entlüf­ tungsöffnung (19) frei zu geben.

2. Schnellentlüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (13) auf der einen Seite einen Entlüftungs­ sperrabschnitt (60) aufweist, der mit einem Ventilsitz (23) der Entlüftungsöffnung (19) zusammenarbeitet, dass der Kolben (13) auf der anderen Seite eine Verlängerung (63) aufweist, die sich in Richtung zum Ausgang (21) erstreckt, dass sich ein Kanal (65) durch die Verlängerung (63) und einen Kolbenabschnitt (64) hindurch bis in den Entlüftungs- Sperrabschnitt (60) erstreckt, welcher Kanal (65) sowohl im Bereich der Verlängerung (63) als auch im Entlüftungs- Sperrabschnitt (60) mindestens eine radiale Oeffnung (76, 61) aufweist, und dass auf der Verlängerung (63) ein Ventil (75, 77) angeordnet ist, das durch den Arbeitsdruck geöffnet werden kann.

3. Schnellentlüftungsventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (75, 77) durch einen auf der Verlängerung (63) axial verschiebbaren Ring (75) und einer Feder (77) gebildet wird, wobei der Ring (75) durch den Arbeitsdruck verschiebbar ist, um die radiale Oeffnung (76) in der Verlängerung (63) frei zu geben.

4. Schnellentlüftungsventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (13) mit dem Entlüftungs- Sperrabschnitt (60), dem Kolbenabschnitt (64) und der Ver­ längerung (63) aus einem Stück, z.B. einem Drehteil, be­ steht.

5. Schnellentlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (23) an der Entlüftungsöffnung (19) durch eine Lochscheibe (23) aus elastomerischem Material gebildet wird.

6. Schnellentlüftungsventil nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Lochscheibe (23) an einem am Ventilge­ häuse (11) befestigten, die Entlüftungsöffnung (19) aufwei­ senden Teil (40) anliegt.

7. Schnellentlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (19) von einem Schalldämpfer (25), z.B. aus gesinterten Metall­ spänen, umgeben ist.

8. Schnellentlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (11) aus einem ersten und einem zweiten Drehteil (29, 31) besteht, die recht­ winklig zueinander angeordnet sind und einen Anschluss (21, 17), z.B. einen Schraubanschlussstutzen, aufweisen.

9. Schnellentlüftungsventil nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das zweite Drehteil (31) des Gehäuses (11) zur Aufnahme des ersten Drehteils (29) des Gehäuses (11) eine Querbohrung (33) aufweist, wobei ein ringförmiger Raum (35) um einen Teil des ersten Drehteils (29) gebildet wird, und dass das erste Drehteil (29) eine radiale Oeffnung (41) besitzt, welche mit dem ringförmigen Raum (35) kommuniziert.

10. Schnellentlüftungsventil nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass auf jeder Seite des ringförmigen Raums (35) je eine Dichtung (37, 39) angeordnet ist.