DE3824846A1 - Ventilbasisteil mit integrierten stromventilen - Google Patents

Description

In modernenen Industrieanlagen ist eine Vielzahl von Maschi­ nen im Einsatz, die mit druckluftbetriebenen Fluiddruck- Regelsystemen ausgestattet sind, welche von Maschine zu Ma­ schine verschieden sind. Bei einigen herkömmlichen Fluid­ druck-Regelsystemen wird ein Wegeventil verwendet, in dessen Gehäuse oder eine Abdeckplatte hierfür Abfluß-Stromventile integriert sind. Bei anderen herkömmlichen Fluiddruck-Regel­ systemen, die Abfluß-Stromventile benötigen, ist eine Sand­ wich- oder Anschlußplatte auf einem Verteilerstück oder einem Basisteil eines Wegeventils angeordnet und die Abfluß- Stromventile sind in die Sandwich- oder Anschlußplatte ein­ gebaut. Durch die zusätzliche Verwendung von Sandwich- oder Anschlußplatten für den Anbau von Abfluß-Stromventilen an eine Wegeventil-Anordnung oder durch den Anbau zusätzlicher integrierter Abfluß-Stromventile entsteht eine Schwierigkeit insofern, als die Wegeventil-Anordnung insgesamt vergrößert wird, die Kosten und das Gewicht der Ventilanordnung steigen und letztere komplexer wird. Die Vergrößerung einer Wegeven­ til-Anordnung durch die Verwendung integrierter Stromventile oder von Sandwich- oder Anschlußplatten ist nachteilig, weil in vielen Fällen für die Montage der Wegeventil-Anordnung in der von ihr gesteuerten Maschine, z.B. einem Roboter, sehr wenig Raum zur Verfügung steht. Aus der Verwendung von Sand­ wich- oder Anschlußplatten für den Anbau von Abfluß-Strom­ ventilen an ein Wegeventil ergibt sich als weiterer Nach­ teil, daß solche Platten das Gewicht der Ventilanordnung erhöhen, was nachteilig ist, wenn das Ventil an einem Robo­ terarm verwendet werden muß, der in viele Arbeitsstellungen bewegt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventilbasis­ teil, insbesondere für ein Wegeventil zu schaffen, das die Schwierigkeiten erhöhter Kosten, größeren Gewichts und grö­ ßeren Raumbedarfs des Ventils vermeidet, wenn mit der Ver­ wendung einer Sandwich- oder Zwischenplatte in einem Druck­ luft-Steuerungssystem eine Strombegrenzungsfunktion erzielt werden soll. Das Ventilbasisteil soll von geringem Gewicht und Raumbedarf sein und bei Bedarf eine Abstrombegrenzungs­ funktion zu erfüllen vermögen, ohne daß hierfür eine Sand­ wich- oder Zwischenplatte benötigt wird. Das Ventilbasisteil soll ferner eine flache Ventilbauform ermöglichen und den­ noch zur Erzielung einer Abstrombegrenzungsfunktion verwen­ det werden können.

Ein diese Aufgabe lösendes Ventilbasisteil ist mit seinen vorteilhaften Ausgestaltungen in den Patentansprüchen ge­ kennzeichnet.

Die Erfindung schafft ein einzelnes Ventilbasisteil mit fünf Anschlußöffnungen und integrierten Stromventilen, das von einfachem und raumsparendem Aufbau, wirtschaftlich herstell­ bar und in einem Fluiddruckventil-System verwendbar ist. Das Ventilbasisteil gemäß der Erfindung ist von im wesentlichen rechteckiger Gestalt und hat eine Oberseite, eine Untersei­ te, eine vordere und eine hintere Seitenfläche sowie Endflä­ chen. Es weist eine Einlaß- bzw. Vordrucköffnung und zwei Abflußöffnungen auf, die in einer seiner Seitenflächen aus­ gebildet sind. In einer anderen Seitenfläche des Ventil­ basisteils sind ein Paar Zylinderanschlußöffnungen ausgebil­ det. Alle Öffnungen sind durch Kanäle mit getrennten senk­ rechten Kanälen verbunden, die in der Oberseite des Ventil­ basisteils münden, derart, daß sie mit entsprechenden Kanä­ len in einem auf dem Basisteil montierten Fluiddruckventil verbindbar sind. Die Verbindungskanäle zwischen den Ablaß­ öffnungen und den Austrittsöffnungen in der Oberseite des Ventilbasisteils sind auf der Außenseite der Zylinderan­ schlußkanäle und zu den Enden des Ventilbasisteils hin ange­ ordnet. Das Ventilbasisteil kann bei Bedarf mit zwei von seinen End- oder Seitenflächen nach innen sich erstreckenden Stromventil-Kammern zur betriebsmäßigen Aufnahme von zwei Stromventilen versehen sein, die den Fluidabstrom beeinflus­ sen, der in die Austrittsöffnungen in der Oberseite des Ven­ tilbasisteils eintitt und durch die Ablaßkanäle im Ventil­ basisteil fließt und durch die Ablaßöffnungen austritt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines einzelnen Ventilbasisteils mit fünf Öffnungen und integrierten Ablaß-Strom­ ventilen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf dasselbe Ventilbasisteil in der Schnittebene 2-2 in Fig. 1 mit Blickrichtung ent­ sprechend den Pfeilen,

Fig. 3 den Schnitt 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt 4-4 in Fig. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Ventilbasisteil mit fünf Öffnungen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der durch die hintere Seitenfläche des Ventilbasisteils zwei integrierte Ablaß-Strom­ ventile eingebaut sind, von denen eines in einer Offen-, das andere in einer Schließstellung darge­ stellt ist, und

Fig. 6 den Schnitt 6-6 in Fig. 5.

Das in Fig. 1 dargestellte einzelne Ventilbasisteil 10 mit fünf Öffnungen ist mit integrierten Ablaß-Stromventilen ver­ sehen. Zur Erläuterung seiner Anwendung ist ein herkömmli­ ches magnetisch betätigtes Wegeventil 11 dargestellt. Das Wegeventil 11 ist nicht Teil der Erfindung, und seine beweg­ lichen Teile sind mit gestrichelten Linien lediglich zu dem Zweck dargestellt, das Verständnis seiner Beziehung zu und seiner Verwendung mit dem Basisteil 10 zu erleichtern.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist das Ventilbasisteil 10 eine linke und eine rechte Endfläche 12 bzw. 13 auf, eine vordere und eine hintere Seitenfläche 14 bzw. 15 sowie eine Oberseite 16 und eine Unterseite 17. Das Ventilbasisteil 10 hat ein Paar Befestigungslöcher 19 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben für seine Montage in der jeweils erforderlichen Arbeits­ stellung.

Gemäß Fig. 2 ist in der vorderen Seitenfläche 14 des Ventil­ basisteils 10 eine Einlaßdruck- bzw. Vordrucköffnung 20 aus­ gebildet, die über einen waagerechten quergerichteten Vor­ druckkanal 21 mit einem senkrechten Druckkanal 22 verbunden ist, der an der Oberseite 16 des Ventilbasisteils 10 mündet. In der vorderen Seitenfläche 14 des Ventilbasisteils 10 sind ferner zwei Ablaßöffnungen 23 und 27 ausgebildet. Gemäß Fig. 2 ist die Ablaßöffnung 23 über einen waagerechten querge­ richteten Ablaßkanal 24 und eine waagerechte längsgerichtete Ablaßbohrung bzw. Ablaßkanal 25 mit einem senkrechten Ablaß­ kanal 26 verbunden, der an der Obersetie 16 des Ventilbasis­ teils 10 mündet. Die Ablaßöffnung 27 ist über einen waage­ rechten quergerichteten Ablaßkanal 28 und eine waagerechte längsgerichtete Ablaßbohrung bzw. Ablaßkanal 29 an einen senkrechten Ablaßkanal 30 angeschlossen, der an der Ober­ seite 16 des Ventilbasisteils 10 mündet.

In der hinteren Seitenfläche 15 des Ventilbasisteils 10 sind eine erste und eine zweite Zylinderanschlußöffnung 34 bzw. 37 ausgebildet, die als Zu- und Rücklauföffnungen für ein Fluidgerät dienen. Die Zylinderanschlußöffnung 34 ist über einen waagerechten ersten quergerichteten Zylinderanschluß­ kanal 35 mit einem senkrechten ersten Zylinderanschlußkanal 36 verbunden, der an der Oberseite 16 des Ventilbasisteils 10 mündet. Die zweite Zylinderanschlußöffnung 37 ist über einen waagerechten zweiten quergerichteten Zylinderanschluß­ kanal 38 mit einem senkrechten zweiten Zylinderanschlußkanal 39 verbunden, der an der Oberseite 16 des Ventilbasisteils 10 mündet.

Gemäß Fig. 1 steht der Vordruckkanal 22 in der Oberseite 16 des Ventilbasisteils 10 über einen Vordruckkanal 42 im Wege­ ventil 11 mit einer Vordruckkammer 43 in Verbindung. Die Ab­ laßkanäle 26 und 30 im Ventilbasisteil 10 sind über einen zugehörigen Ablaßkanal 44 bzw. 46 mit einem Paar zugehöriger Ablaßkammern 45 und 47 im Wegeventil 11 verbunden. Die Zy­ linderanschlußkanäle 36 und 39 in der Oberseite 16 des Ven­ tilbasisteils 10 sind über zugehörige Zylinderanschlußkanäle 48 und 50 mit je einer Zylinderanschlußkammer 49 bzw. 51 im Wegeventil 11 verbunden.

Gemäß Fig. 2 ist im Ventilbasisteil 10 eine Stromventilkam­ mer 54 ausgebildet, die sich durch einen Basisteilansatz 55 hindurch vom Ventilbasisteil 10 nach außen erstreckt. Die Stromventilkammer 54 liegt in einer Linie mit dem längsge­ richteten waagerechten Ablaßkanal 29, der an den senkrechten Ablaßkanal 30 angeschlossen ist. In der Stromventilkammer 54 ist betriebsmäßig ein Stromventil 56 ohne Außenspindel ange­ ordnet, welches den Strom des aus dem Ablaßkanal 29 in den Ablaßkanal 28 abfließenden und durch die Ablaßöffnung 27 austretenden Fluids beeinflußt. Das Stromventil 56 hat ein in seinem mittleren und vorderen Abschnitt zylindrisches Hauptteil 57, mit dessen innerem Ende ein konisch gestalte­ tes Verschlußglied 58 fest bzw. einstückig verbunden ist. Letzteres vermag den Fluidabstrom an einem Ventilsitz 59 zu regulieren, der an der Verbindungsstelle des waagerechten längsgerichteten Ablaßkanals 29 und des Ablaßkanals 28 aus­ gebildet ist. In Fig. 2 ist das Verschlußglied 58 in bezug auf den Ventilsitz 59 in einer Schließstellung dargestellt; wenn es zurück-, entsprechend Fig. 2 nach rechts bewegt wird, kann am Ventilsitz 59 vorbei ein Fluidabstrom in den Ablaßkanal 28 und durch die Ablaßöffnung 27 abfließen.

Das Stromventil 56 weist einen zylindrischen Einstell- und Regelknopf 62 auf, der, wenn er zum Andern der Stellung des Verschlußgliedes 58 gedreht wird, in Längsrichtung ortsfest bleibt. In die äußere Endfläche des Einstellknopfes 62 ist ein Querschlitz 63 zum Drehen des Einstellknopfes mittels eines zweckdienlichen Werkzeuges eingearbeitet. Der Ein­ stellknopf 62 ist in einer Bohrung 64 im Basisteilansatz 55 drehbar gelagert und weist einen mit seinem inneren Ende fest bzw. einstückig verbundenen Schaft 65 von verkleinertem Durchmesser auf. Dessen inneres Ende ist mit dem äußeren En­ de eines Paares mit Längsabstand angeordneter kreisringför­ miger Flansche 66 fest bzw. einstückig verbunden, die in einer Bohrung 67 angeordnet sind, welche an ihrem äußeren Ende an die Bohrung 64 angeschlossen und von etwas kleinerem Durchmesser als diese ist. In der Nut zwischen den Flanschen 66 ist eine zweckdienliche O-Ring-Dichtung 68 angeordnet, die als Berührungsdichtung gegen die Fläche der Bohrung 67 abdichtet. Mit der Innenseite des inneren Flansches 66 ist ein langgestreckter Gewindeschaft 69 fest bzw. einstückig verbunden, der betriebsmäßig in einer längsgerichteten Ge­ windebohrung 70 angeordnet ist, welche im hinteren Endstück des Ventilhauptteils 57 ausgebildet ist und sich von dessen hinterem Ende aus in Längsrichtung nach innen erstreckt.

Gemäß Fig. 4 weist die Stromventilkammer 54 an ihrem äußeren Ende einen Abschnitt von sechseckiger Querschnittsgestalt auf. Der hintere Endabschnitt des Stromventil-Hauptteils 57 ist am Umfang ebenfalls sechseckig gestaltet, damit er im sechseckigen Abschnitt der Stromventilkammer 54 veschieblich aufgenommen werden kann. Der Einstellknopf 62 bleibt bei Drehen in der einen oder der anderen Richtung in Längsrich­ tung fixiert, wogegen der Gewindeschaft 69 gedreht wird. Das Drehen des Gewindeschaftes 69 in der Gewindebohrung 70 ruft eine geradlinige Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Ven­ tilhauptteils 57 ohne jegliche Drehung hervor, weil das sechseckige hintere Endstück des Hauptteils 57 im sechsecki­ gen Abschnitt der Stromventilkammer 54 gleitet.

Gemäß Fig. 2 und 3 wird eine Längsbewegung des Stromventil- Einstellknopfes 62 durch eine entsprechende Haltevorrich­ tung, z.B. durch einen Haltezapfen 71 verhindert, der in einer Bohrung 72 im Basisteilansatz 55 mit Preßsitz aufge­ nommen ist und in eine in den Einstellknopf 62 eingearbeite­ te Umfangsnut 73 eingreift. Bei Drehen des Einstellknopfes 62 gleitet der Haltezapfen 71 in der Umfangsnut 73 und ver­ hindert eine Längsbewegung des Einstellknopfes 62 und des Einstell-Gewindeschafts 69. Eine vergrößerte Ansicht des vorstehend beschriebenen Stromventils 56 ohne Außenspindel ist in den Fig. 5 und 7 der US-PS 45 74 844 dargestellt.

Gemäß Fig. 2 ist in einem Basisteilansatz 74 auf der linken Seite des Ventilbasisteils 10 ein zweites Stromventil 56 be­ triebsmäßig angeordnet. Dieses übt eine Strombegrenzungs­ funktion aus auf den Fluidabstrom, der in die Ablaßkanäle 26 und 25 abfließt und dann durch den Ablaßkanal 24 und die Ab­ laßöffnung 23 austritt.

Im Betrieb können beide Stromventile 56 oder nur eines von ihnen verwendet werden zum Beeinflussen des Fluidabstroms durch nur eine der Ablaßöffnungen, 23 oder 27.

Bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten zweiten Ausführungs­ form sind in die Rückseite eines einzelnen Ventilbasisteils 10 a mit fünf Öffnungen zwei integrierte Stromventile 56 a zum Beeinflussen des aus zwei Ablaßöffnungen 23 a und 27 a austre­ tenden Fluidabstroms eingebaut. Bauteile der zweiten Ausfüh­ rungsform gemäß Fig. 5 und 6, die mit denen der ersten Aus­ führungsform gemäß Fig. 1 bis 4 gleich sind, sind mit glei­ chen Bezugszeichen, jedoch mit nachgestelltem "a", bezeich­ net.

Die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6 verwendeten Stromventile 56 a sind in Aufbau und Arbeitsweise gleich mit den Stromventilen 56 gemäß Fig. 2, 3 und 4. Der einzige Un­ terschied besteht darin, daß die Stromventile 56 a zum Regu­ lieren des an den an den Verbindungsstellen der Ablaßkanäle 25 a und 29 a ausgebildeten Ventilsitzen 59 a vorbeifließenden Fluidstroms in solcher Stellung angeordnet sind, daß sie in den Strombegrenzungs- bzw. Ablaßkanälen 24 a und 28 a arbei­ ten.

Es versteht sich, daß nur ein Stromventil 56 anstelle von zwei Stromventilen entweder in einem der Endabschnitte (Fig. 2) oder in einem der Seitenabschnitte (Fig. 5 und 6) des Ventilbasisteils 10 verwendet werden kann. Ferner kann ein Stromventil 56 an einem Endabschnitt (Fig. 2) und ein ande­ res Stromventil 56 gleichzeitig am Seitenabschnitt (Fig. 5 und 6) des Ventilbasisteils 10 verwendet werden. Weiterhin können die Öffnungen 20, 23, 27, 34 und 37 lagemäßig mit­ einander vertauscht oder in der Unterseite 17 des Ventil­ basisteils 10 angeordnet sein.

Claims (4)

1. Ventilbasisteil (10) für ein Fluiddruckventil-System mit den folgenden Merkmalen:

• a) Das Ventilbasisteil (10) ist von im wesentlichen recht­ eckiger Gestalt mit einer Oberseite (16), einer Untersei­ te (17), einer vorderen Seitenfläche (14), einer hinteren Seitenfläche (15) und Endflächen (12, 13);
• b) das Ventilbasisteil (10) weist in einer seiner Flächen (14) eine Vordrucköffnung (20) auf, die mit einer Vor­ druckleitung (21, 22) im Ventilbasisteil (10) in Verbin­ dung steht, welche an der Oberseite (16) des Ventilbasis­ teils (10) mündet;
• c) das Ventilbasisteil (10) weist ein Paar Zylinderanschluß­ öffnungen (34, 37) auf, die in einer anderen Fläche (15) des Ventilbasisteils (10) ausgebildet sind, mit getrenn­ ten Zylinder-Zulauf- (35, 36) und -Ablaufkanälen (38, 39) im Ventilbasisteil (10) in Verbindung stehen, welche an der Oberseite (16) des Ventilbasisteils (10) beiderseits der Vordruckleitungsmündung münden;
• d) das Ventilbasisteil (10) weist in einer seiner Flächen (14) ein Paar Ablaßöffnungen (23, 27) auf, die mit ge­ trennten waagerechten Ablaßkanälen (24, 25 bzw. 28, 29) im Ventilbasisteil (10) in Verbindung stehen, welche mit ge­ trennten senkrechten Ablaßkanälen (26 bzw. 30) im Ventil­ basisteil (10) verbunden sind, die an der Oberseite (16) des Ventilbasisteils (10) auf der Außenseite der Zylin­ der-Zulauf- und -Ablaufkanäle (36, 36 bzw. 38, 39) münden;
• e) wenigstens einer der getrennten waagerechten Ablaßkanäle (28, 29) enthält ein Stromventil (56) zum Beeinflussen des durch ihn ablaufenden Fluidstroms;
• f) der Ablaßkanal (28, 29) weist an seinem Umfang einen kreisrunden Ventilsitz (59) auf;
• g) das Stromventil (56) umfaßt eine Stromventil-Kammer (54), die im Ventilbasisteil (10) ausgebildet ist und an ihrem äußeren Ende in der Außenseite des Ventilbasisteils (10) mündet und mit ihrem inneren Ende dem Ventilsitz (59) be­ nachbart ist;
• h) das Stromventil (56) umfaßt ein längsbewegliches Strom­ ventil-Hauptteil (57), das in der Kammer (54) angeordnet ist und ein als konisches Verschlußglied (58) gestaltetes inneres Endstück für den Paß-Eingriff mit dem Ventilsitz (59) aufweist;
• i) ein Abschnitt der Stromventil-Kammer (54) ist mit sechs­ eckigem Querschnitt ausgebildet zur verschieblichen Auf­ nahme eines Gegenstückes in Form eines sechseckigen Um­ fangsabschnitts des Ventil-Hauptteils (57); und
• j) ein in Längsrichtung fixierter drehbarer Gewindeschaft (69) ist im äußeren Ende der Kammer (54) angeordnet, hat ein in eine im äußeren Ende des Ventil-Hauptteils (57) ausgebildete Innengewindebohrung (70) drehbar eingreifen­ des inneres Endstück und ein von außerhalb des Ventil­ basisteils (10) zugängliches äußeres Endstück (62), der­ art, daß der Gewindeschaft (69) gedreht werden kann, um durch Längsverstellen des Ventil-Hauptteils (57) das Ver­ schlußglied (58) mit dem Ventilsitz (59) so in Paß-Ein­ griff zu bringen, daß durch den Ablaßkanal (28, 29) ein kontrollierter Fluidstrom austreten kann.

2. Ventilbasisteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der getrennten waagerechten Ablaßkanäle (24, 25 bzw. 28, 29) ein Stromventil (56) zum Beeinflussen des durch ihn ablaufenden Fluidstromes angeordnet ist.

3. Ventilbasisteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromventile (56) je in entgegengesetzten Endstücken des Ventilbasisteils (10) angeordnet sind.

4. Ventilbasisteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromventile (56 a) in einem der Seitenabschnitte des Ventilbasisteils (10) angeordnet sind.