DE1123875B - Druckmittelbetriebener Steuerschieber - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

H 39723 XII/47g

ANMELDETAG: 21. JUNI 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 15. F E B RU AR 1962

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Steuerschieber für beliebige Druckmittel, jedoch insbesondere für Druckluft mit Steuerung durch einen Einfachentspannungsimpuls, bei der der jeweilige Impuls von zeitlich beliebiger Dauer den Steuerschieber immer nur in die jeweils entgegengesetzte Endlage verstellt.

Die Entspannungsimpulse werden z. B. durch ein einfaches Auslaßventil manuell, mechanisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch, oder wie immer sonst noch möglich, gegeben. Solch ein Entspannungsventil kann sich am Steuerschieber selbst oder entfernt davon befinden. Der Steuerschieber kann ein Zwei-, Drei- oder Vierstufenkolben sein, der nach dem Drei- oder Vierwegeprinzip einArbeitsgerät z. B. einen Druckmittelzylinder einfach oder doppelseitig oder einen Druckmittelmotor mit Vorlauf oder Vor- und Rücklauf beschickt bzw. entlastet.

Man hat diese Aufgabe bereits durch ein Flatterventil, das einem Steuerschieber vorgeschaltet ist, dadurch gelöst, daß der Entspannungsimpuls ein Ausfließen des Druckmittels durch den einen oder anderen Flatterventilabzweig das Mitreißen des Verschlußstücks auf den Austrittsitz bewirkt, und somit in den anderen Zweig des Flatterventils Druckmittel einsteuert, wodurch der Steuerkolben umgeschaltet wird. Diese Art der Steuerung arbeitet jedoch nur bei einem vorbestimmten Druck, da sie in hohem Maße querschnittsabhängig ist und sie reagiert damit bei geringsten Verschmutzungen, Undichtigkeiten oder bei Schmiermittelverlagerungen häufig unkontrollierbar. Diese bekannte Steuerung funktioniert auch nur bei kurzen Wegen zu dem zu steuernden Arbeitszylinder, weil das über das Flatterventil verteilte Druckmittel vom Steuerschieber in die Zuleitung zum Arbeitsgerät gesteuert wird und dabei bereits — bei mit Absicht klein gehaltenen Durchtritten — einen erneuten unkontrollierbaren Entspannungsimpuls auf das Flatterventil bewirkt. Dies ist besonders der Fall, wenn der Entspannungsimpuls außerdem von zeitlich verschiedener Dauer ist. Außerdem eignet sich diese Steuerung nur für Druckluft.

Weiter sind Entspannungsschieber bekannt, die mit seitenabhängigen Impulsen arbeiten und darum zwei Entspannungsleitungen benötigen. Gemeinsambei allen sind gedrosselte Kanäle, die von der Druckmittelquelle zu den beiden Druckkammern an den Stirnseiten des Schieberkolbens führen, so daß bei Entspannung wahlweise der einen oder der anderen so Druckkammer sich der Steuerschieber zu der entspannten Seite hin verstellt.

Druckmittelbetriebener Steuerschieber

Anmelder:

Paul Forkardt Kommanditgesellschaft,
Düsseldorf, Rosenstr. 44-46

Günter Heckmann, Sprockhövel (Westf.),
ist als Erfinder genannt worden

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine betriebssichere Betätigung durch Einfachimpuls-Entspannung. Dies wird dadurch erreicht, daß dem Steuerschieber ein an sich bekanntes Hilfssteuerglied zugeordnet ist, das vom Steuerschieber so gesteuert wird, daß es abwechselnd die beiden links und rechts des Steuerschiebers mündenden Entspannungsleitungen mit einem gemeinsamen Entspannungskanal verbindet. Das Hilfssteuerglied ist zwischen zwei von den Arbeitswegen des Steuerschiebers abgezweigten Druckmittelkanälen angeordnet und wird von dem in diese vom Steuerschieber wechselseitig eingesteuerten Druckmittel in seine Endlagen gesteuert und dort gehalten, wobei die jeweilige Umsteuerung des Hilfssteuergliedes trotz anstehendem Druckmittel aber erst erfolgen kann, wenn der Entspannungskanal wieder geschlossen ist. Erreicht wird dies dadurch, daß das vom Steuerschieber auf das Hilfssteuerglied gesteuerte Druckmittel, das das Hilfssteuerglied für den nächsten Entspannungsvorgang verstellen soll, über ein Rückschlagventilsystem so lange durch die Entspannungsimpulsleitung mit abfließt, wie der Entspannungsimpuls dauert. Erst nach Beendigung des Entspannungsimpulses kann sich darum der zur Umsteuerung des Hilfssteuergliedes bestimmte Druck aufbauen. Durch diese Zwangsfolgesteuerung wird jedes Rücksteuern des Steuerschiebers ausgeschlossen.

Der erfindungsgemäße Steuerschieber eignet sich besonders zur Zusammenarbeit mit einem Elektromagnetventil, weil er bei Durchlässen von wenigen Millimetern bis zu den größten praktisch vorkommenden mit dem kleinsten bekannten Elektromagnetventil zur Impulsgebung auskommt. Zur Betätigung des neuen Schiebers reicht außerdem ein Elektromagnet mit 15°/oiger Einschaltdauer als einfacher Wechselstrom- oder Gleichstrommagnet vollkommen aus,

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so daß sich bei Wechselstrom der bisher übliche kolbens 2 und dessen Ringraum 8 mit durch den EntGleichrichter erübrigt, da ja Dauereinschaltungen spannungs-Impulskanal 1 abfließt. Dieser Zustand ist nicht mehr benötigt werden. Die mögliche Schaltungs- stabil und zeitlich unbegrenzt haltbar. Wird nun der häufigkeit hat sich außerdem bei Druckluft als hoch Entspannungs-Impulskanal 1 wieder verschlossen, so erwiesen, so daß die Entspannungsimpulse sehr kurz 5 baut sich im Kolbenringraum 8 Druck auf, der das sein können. Die Tatsache aber, daß sich das Hufs- Doppel-Rückschlagventil 4 auf seinen rechten Sitz 6 steuerglied erst nach beendetem Entspannungsimpuls wirft. Dadurch aber hat sich der Druck bereits durch für den darauffolgenden Impuls umstellen kann, er- die Kolbenbohrung 5 auf die linke Stirnfläche des laubt eine zeitlich unbegrenzte Impulsdauer, wie dies . Hilfssteuerkolbens 2 ausgewirkt und diesen in die z. B. bei Gebern möglich ist, die ausgerechnet in der io rechte Endlage verstellt. Das über den abgezweigten Stellung ihrer Impulsgebung angehalten werden, wie Kanal 10 anstehende Druckmittel macht damit diedies in der Praxis tatsächlich vorkommt. sen Steuerzustand stabil, weil ja jetzt auch der ab-Der erfindungsgemäße Steuerschieber eignet sich gezweigte Kanal 11 auf den Auslaß 28 geschaltet ist für alle Steuerfälle, besonders wo der Steuerschieber und somit die rechte Stirnfläche des Hüfssteuerkolentfernt von der Einsatzstelle betätigt werden soll, 15 bens drucklos hält. Damit ist aber auch vom Hilfsweil er in all diesen Fällen nur das Verlegen einer steuerkolben 2 der Entspannungskanal 13 dem Schnitt-Entspannungsleitung bzw. einer elektrischen Leitung bild entgegengesetzt geschlossen, während der Enterfordert. Dies ist der Fall z. B. bei fernbetätigten Spannungskanal 12 nunmehr Verbindung zum KoI-Großabsperrschiebern, bei Türbetätigungen, bei Wei- benringraum 8 und damit zum Entspannungs-Impulschenstellvorrichtungen, bei Klappenbetätigungen usw. 20 kanal 1 hat. Die Gesamtsteuerung ist damit fertig für Die Erfindung wird an Hand zweier Abbildungen, den nächsten Entspannungsimpuls, der sowohl den die zwei Ausführungsbeispiele schematisch darstellen, Steuerschieber 17 als auch den Hilf ssteuerkolben 2 näher erläutert. wieder in die gezeichneten Stellungen bringt. Der Die Abb. 1 zeigt eine erste Ausführungsform. In Steuerschieber 17 kann kurz vor seinen Endlagen die dem Schiebergehäuse 14 läuft ein Vierstufenkolben 25 Entspannungskanäle 12 bzw. 13 ausschließlich zu 17. Das Druckmittel tritt bei 26 in den Kolbenring- Dämpfungszwecken überfahren. Das Schiebergehäuse raum 18 ein und wird über die Bohrungen 24, die ¹⁴ kann bei dieser Entspannungsimpulssteuerung zentrale Kolbenbohrung 23 und die Bohrungen 25 darüber hinaus für besondere Folge-oder Sicherheitsauchin den Kolbenringraum 20 geleitet. Darüber hin- steuerfälle zwei weitere Entspannungsanschlüsse 30 aus steht das Druckmittel über enge Bohrungen 15, 30 und 31 haben, die bei Betätigung bewirken, daß sich 16 in den Druckräumen 21, 22 an. In der gezeichne- ^der Hauptsteuerkolben entweder verstellt, wie dies ten Stellung verbindet der Steuerschieber 17 den z.B. bei einem Entspannungsimpuls über den An-Druckmitteleinlaß 26 mit dem Verbraucheranschluß schluß 30 gegeben der Fall sein würde, oder aber für 27, und der Kolbenringraum 19 verbindet den Ver- ^einen bestimmten Steuerfall die richtige Stellung des braucheranschluß 29 mit dem Auslaß 28. Der Ent- 35 Steuerschiebers 17 quittiert, wie dies der Fall sein spannungshnpulskanal 1 im Hilfssteuergehäuse 3 und würde, wenn man über den Anschluß 31 entspannen die zusätzlichen Entspannungsanschlüsse 30 und 31 würde. Für diese Möglichkeit soll als Beispiel eine im Schiebergehäuse 14 führen zu einfach zu öffnen- fernbetätigte Weichenstellvorrichtung genannt werden, den und zu schließenden Ablaßventilen, und diese wie sie z. B. vom fahrenden Zug aus in Grubendrei Anschlüsse sind normalerweise geschlossen. Wird 40 betrieben betätigt wird. Hier werden die zusätzlichen nun der Entspannungs-Impulskanal 1 geöffnet, so Entspannungsanschlüsse 30 und 31 darum wichtig, strömt Druckmittel vom rechten Druckraum 22 über weil man diese einfach immer dann automatisch beden Entspannungskanal 13 in den Ringraum 8 des tätigt, wenn man von den Abzweigen her die Weiche Hilfssteuerkolbens 2 zum Entspannungs-Impulskanal 1 durchfährt, weil die Weiche dann mit Sicherheit ab. Das durch die gedrosselte Bohrung 16 mitabflie- 45 richtig gestellt wird, oder aber nicht gestellt wird, ßende Druckmittel stört diesen Vorgang nicht, dagegen wenn sie richtig stand.

erfährt der Steuerschieber 17 durch Druckdifferenz Eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen

und durch nachfließendes Druckmittel durch die linke Steuerung soll die Abb. 2 zeigen, gedrosselte Bohrung 15 in den Unken Druckraum 21 In einem Hilfssteuergehäuse 3a befindet sich hierbei

eine Kraft in Richtung zur rechten Seite und wird 50 ein Einstufenkolben 2a, der zwischen zwei Zwischenin seine rechte Endlage verstellt. Während der ab- scheiben mit Bohrungen Sa und 6a frei beweglich ist gezweigte Kanal 11 vorher Druckmittel führte und so und der in der gezeichneten Stellung den Entspanden Hilf ssteuerkolben 2 in seiner linken Endstellung nungskanall2 schließt, während er den Entspanfesthielt, wobei der abgezweigte Kanal 10 durch Schal- nungskanal 13 über seinen rechten freien Zylindertung auf den Auslaß 28 diesen Vorgang ermöglichte, 55 raum über die Bohrung 6a und den Zwischendeckelhaben nunmehr auch diese beiden abgezweigten raum 8a über ein Rückschlagventil 4a auf den Impuls-Kanäle 10 und 11 eine Umkehrung erfahren. Der kanal 1 geschaltet hat. Der abgezweigte Kanal 11, der Kolbenringraum 20 beschickt bereits den Verbrau- in dieser Stellung unter Druck steht, mündet ebencheranschluß 29 mit Druckmittel, während der KoI- falls in dem Zwischendeckelraum 8a, während die benringraum 19 den Verbraucheranschluß 27 auf den 60 linke Hilfssteuerkolbenfiäche über die Zwischenboh-Auslaß28 geschaltet hat. Damit führt auch, der ab- rung Sa, den Zwischendeckelraum 7 a und den abgegezweigte Kanal 10 Druckmittel, während der abge- zweigten Kanal 10 auf den Auslaß geschaltet ist. zweigte Kanal 11 auf den Auslaß 28 geschaltet ist. Damit wird auch hier der Huf ssteuerkolben 2a vom Das durch den engen Kanal 10 strömende Druckmittel Druckmittel gehalten, und seine Stellung ist stabil, hat bereits über die Bohrung 5 des Hilfssteuerkol- 65 Erfährt nun der Entspannungs-Impulskanal 1 einen bens 2 das Doppel-Rückschlagventil 4 so weit nach Entspannungsimpuls, so wird der Entspannungskanal rechts verschoben, daß das durch 10 eintretende 13 über den bereits beschriebenen Weg mitentspannt Druckmittel über die Bohrungen 7 des Hilfssteuer- und der Steuerschieber wird entsprechend der Be-

Schreibung der Abb. 1 in seine rechte Endlage verstellt. Damit wechselt, wie bekannt, auch die Funktion der abgezweigten KanälelO und 11. Während durch den Kanal IO Druckmittel eintritt, das über das Rückschlagventil 4b zum Entspannungs-Impulskanall abgeführt wird, ist der abgezweigte Kanal 11 auf den Auslaß geschaltet worden. Somit ist auch bei dieser Ausführung die entscheidende Stellung der Gesamteinrichtung stabil. Auch hierbei kann sich der Hüfssteuerschieber erst nach Verschließen des Entspannungs-Impulskanals 1 in die rechte Endlage verstellen, weil erst dann der hierfür erforderliche Druck aufgebaut werden kann. Diese Ausführung entspricht in der Funktion genau der in Abb. 1 gezeigten. Sie hat jedoch den Vorteil, daß sie konstruktiv einfacher ist und in der Führung der Kanäle kreuzungsfrei bleibt.

Die Zwischendeckel mit ihren Bohrungen 5a und 6a sind dann nicht erforderlich, wenn der Durchmesser des Vorsteuerkolbens 2a so klein bemessen ist, daß er nicht vom durch die Kanäle 10 oder 11 eintretenden Druckmittel bereits verstellt wird, bevor das jeweils in Frage kommende Rückschlagventil 4a oder 4b sich während der Impulsdauer öffnet, bzw. dann nicht, wenn der Hilf ssteuerkolben 2a bei der hydraulischen Ausführung eine Rastung hat.

Der Steuerschieber ist im gezeichneten und beschriebenen Aufbau nur als Beispiel zu werten. Es ist wohl verständlich, daß der Steuerschieber ebensogut einen Zweistufen- oder Dreistufenkolben haben kann, ja, daß er selbst als Flach- oder Drehschieber oder sogar als Ventil im Verein mit der erfindungsgemäßen Hilfssteuerung funktionieren kann.

Dabei muß das Vorsteuerglied durchaus nicht unbedingt ein Kolben sein, sondern kann z. B. auch eine Membran sein.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Steuerschieber mit Antrieb durch das zu steuernde Druckmittel, das vom Anschluß für die Druckmittelquelle durch gedrosselte Kanäle zu den beiden Druckkammern an den Stirnseiten des Schieberkolbens gelangt und Entspannung wahlweise der einen oder anderen Druckkammer, gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes HiKssteuerglied (2, 2 a), das vom Steuerschieber (17) so gesteuert wird, daß es die Entspannungskanäle (12, 13) abwechselnd mit einem gemeinsamen Entspannungsimpulskanal (1) verbindet oder von diesem trennt.

2. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssteuerglied (2, 2 a) zwischen zwei von den Steuerwegen des Steuerschiebers (17) abgezweigten Steuerkanälen (10, 11) von dem hier wechselseitig eingesteuerten Druckmittel in seine Endlagen verstellt und dort gehalten wird, wobei das zur jeweiligen Umsteuerung des Hilfssteuergliedes (2, 2 a) während der

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50 Impulsdauer bereits eingesteuerte Druckmittel über ein Rückschlagventilsystem (4, 4 a, 4 b) in den Entspannungsimpulskanal (1) eingespeist wird, so daß es erst nach Wiederverschließen des Entspannungsimpulskanals (1) auf das Hilfssteuerglied (2, 2 a) einwirken und dieses in seine jeweils entgegengesetzte Endlage verstellen kann.

3. Steuerschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssteuerglied als Doppelkolben (2) ausgebildet und in einem inneren Längskanal (9) desselben ein Doppelrückschlagventil (4) angeordnet ist, das wahlweise eine von zwei stirnseitigen Bohrungen (5, 6) des Doppelkolbens (2) verschließt, die in stirnseitige Druckräume führen, die über die abgezweigten Kanäle (10, 11) je nach der Stellung des Steuerschiebers (17) wechselweise be- oder entlüftet sind (Abb. 1).

4. Steuerschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssteuerglied als zwischen den abgezweigten Kanälen (10, 11) steuerbarer Einstufenkolben (2 a) ausgebildet ist, der die Entspannungskanäle (12, 13) wechselweise sperrt oder über zwei Rückschlagventile (4 a bzw. 4 b) mit dem Impulsentspannungskanal (1) verbindet (Abb. 2).

5. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsentspanungskanal (1) elektromagnetisch gesteuert wird.

6. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (17) als Doppelkolben oder mit drei, vier und mehr Stufen ausgebildet ist.

7. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zusätzliche Entspannungsanschlüsse (30, 31) für die äußeren Druckräume (21, 22) des Steuerschiebers (17).

8. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannung des Impulsentspannungskanals (1) entweder unmittelbar am Steuerschieber oder über eine Rohrleitung entfernt von diesem erfolgt.

9. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannungskanäle (12, 13) so in die Zylinderräume (21, 22) des Steuerschiebers (17) führen, daß sie vom Steuerschieber (17) überfahren werden, so daß ein Dämpfungskissen erhalten bleibt.

55 In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 831 059, 831 639; deutsche Auslegeschriften Nr. 1059 731, 1 070 891; USA.-Patentschriften Nr. 2267 284, 2468 960, 729 242, 2 823 691.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1 088 303, 1090 043.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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