DE2041245A1 - Steuerventilblock - Google Patents

Description

• Steuerventilblock Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steuerventilblock, in welchem mindestens zwei Mehrweg-Steuerventile angeordnet sind.
• Der erfindungsgemässe Steuerventilblock ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem Steuerventil wenigstens ein im Ventilblock eingebautes, in zwei verschiedenen Richtungen wirksames, mit einer Auslassdrossel versehenes Rückschlagventil zugeordnet ist.
• Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Vorderansicht eines für eine Folgesteuerung vorgesehenen Ventilblockes, wobei ein Teil des Ventilblockes im Schnitt dargestellt ist, Fig. 2 eine Seitenansicht des Steuerventilblockes von Fig. 1 Fig. 3 eine Seitenansicht eines ftlr Folge- und Zeitsteuerung vorgesehenen Ventilbiockes, Fig. 4 Stirnansicht und Schnitte eines in den Ventilblöcken nach den Figuren 1 und 3 eingebauten, mit einer luslasadrossel versehenen Ruckschlagventiles, Fig. 5 ein Schema einer Folgesteuerung, bei welcher die im Ventilblock angeordneten Steuerventile durch wechselseitigen Druckaufbau betätigt werden, Fig. 6 ein Schema einer Zeitsteuerung ebenfalls mit durch wechselseitigen Druckauibau betätigbaren Steuerventilen, Fig. 7 ein Schema einer Folgesteuerung, bei welcher die Steuerventile des Ventilblockes durch wechselseitigen Druckabbau betätigt werden, Fig. 8 ein Schema einer Folgesteuerung mit durch wechselseitigen Druckabbau betätigbaren Drei- und Fünfweg-Steuerventilen, und Fig. 9 ein Steuerschema mit Schaltnocken.
• In den Figuren 1 und 2 ist ein Ventilblock für eine Folgesteuerung dargestellt, in welchem sechs Fürifweg-Steuer V1 -V6 eingesetzt sind. Diese Steuerventile können beispielsweise eine Konstruktion der im Schweizer Patent Nr. 458 860 beschriebenen Art aufweisen. Der Ventilblock ist vierteilig aufgebaut und weist eine Grundplatte 1, eine Deckplatte 2 sowie zwei zwischen diesen eingeklemmte Dichtungsleisten 3 und 4 auf. Grund- und Deckplatte umschliessen die Längsseiten der Steuerventile, während die Dichtungsleisten 3 und 4 die Stirnseiten der Ventile abschliessen.
• Grund- und Deckplatte sind mittels Schrauben 5 zusammengehalten, wobei die Schrauben 5 in der Grundplatte 1 eingeschraubt sind und sich je durch einen etwa ovalen Durchgang in der Deckplatte 2 erstrecken. Dadurch können die susammengeschraubten Grund- und Deckplatten in Längsrichtung der Steuerventile verschoben werden. Die beiden Dichtleisten sind mittels Schrauben 6 miteinander verschraubt und drücken gegen die Stirnseiten der Steuerventile. Die Steuerventile sind Uber Dichtungeringe 7 zwischen den Dichtungßleisten gehalten, welche Dichtungstringe die stirnseitigen Oeffnungen der Ventile abdichten.
• In der Grundplatte 1 ist eine Bohrung 8 angeordnet, die eich quer zur Längerichtung der Steuerventile über die ganse Länge der Grundplatte erstreckt und zur Zuführung des Arbeitsmediums vorgesehen ist. lis Arbeitsmedium können pneumatische oder hydraulische Mittel verwendet werden. Die Entrittsöffnungen 10 der eiaeinem Steuerventile sind Je über eine Bohr@ 9 mit der Bohrung 8 verbunden. Die deckplattenseitigen Austrittsöffnungen 11, 12 jedes Ventile sind einerseits je über eine Bohrung 13, 14 mit er an der Oberseite der Deckplatte offenen Gewindebohrung 15, 16 verbunden, welche Gewindbohrungen zum Anschiliessen von Schlüüchen oder anderen Verbindungsleitungen vorgesehen sind. Die Austritts-Öffnungen 11, 12 sind anderseits je über eine Bohrung 17', 17" und über ein in zwei verschiedenen Richtungen wirksames, mit einer Auslassdrossel versehenen Rückschlagventil 18,19 mit Je einer weiteren nach aussen offenen Gewindebohrung 20, 21 verbunden. Hin solches Rückschlagventil ist in Fig. 4 detailliert dargestellt.
• Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist das Rückschlagventil einen langgestreckten, mit einem Aussengewinde versehenen Körper 12 auf, welcher in einer entsprechend ausgebildeten Bohrung 23 in der Deckplatte 2 des Ventilblockes eingeschraubt ist. Der Körper 22 ist mit einer zentralen Stufenbohrung 24 versehen, die sich über die ganze Länge des Ventilkörpers 22 erstreckt. Im äusseren mit einem Innengewinde versehenen Teil 25 der Stufenbohrung 24 ist ein Drosselkörper 26 eingeschraubt, dessen Spitze 27 in den sich an diesem Teil 25 anschliessenden Abschnitt 28 der Bohrung 24 hineinragt. Der Durchmesser des Bohrungsabschnittes 28 ist wesentlich kleiner als derjenige des den Drosselkörper 26 aufnehmenden Bohrungsteiles 25. Im äußeren, d.h. den Drosselkörper 26 tragenden Teil des Ventilkörpers 22 sind vier sich über die ganze Länge des Bohrungsteiles 25 erstreckende und mit demselben verbundene Ausnehmungen 29 angeordnet, die am oberen Ende des Körpers 22 nach aussen offen sind. Diese Ausnehmungen 29 dienen als Austrittsöffnungen für das zwischen der Drosselepitze 27 und der Innenwand des Bohrungsabechnittes 28 hindurchgelassenen Arbeitsmediums. Der innere Endabschnitt 31 der Stufenbohrung 24 ist zur Aufnahme einer gegen eine Druckfeder 32 wirkenden Kugel 34 ausgebildet. Die Druckfeder 32 ist in einem sich an den Bohrungsabschnitt 28 anschliessenden und zwischen diesem und dem inneren Endabschnitt 31 erstreckenden Teil 30 der Bohrung 24 angeordnet. Der Durchmesser des Bohrungsteiles 31 ist gröeser als derjenige des Bohrungsabechnittes 28, so dass an der Uebergangsstelle zwischen diesen beiden Bohrungsabschnitten eine Schulter gebildet ist, an welcher das eine Ende der Druckfeder 32 abgestützt ist. Das andere Ende der Druckfeder 32 stützt sich, wenn das RUckschlagventil im Ventilblock eingesetzt ist auf der, den Schliesskörper des Rückschlagventiles bildenden, Kugel 34 ab.
• Die das Rückschlagventil 18 bzw. 19 aufnehmende Bohrung 23 ist einerseits über die Bohrungen 17', 13 bzw. 17", 14 mit der Austrittsöffnung 11 bzw. 12 verbunden, anderseits über die Gewindebohrung 20 bzw. 21 nach aussen offen. Die Bohrung 17' bzw.
• 17" mündet im inneren Ende der Bohrung 23 und liegt mit der zentralen Bohrung 24 des Rückschlagventiles in einer Linie. Die nach aussen führende Bohrung 20 bzw. 21 mündet ebenfalls in den inneren Endabschnitt der Bohrung 23. Die den Schlieeskörper des RUckschlagventiles bildende Kugel 34 schliesst in ihrer einen Endstellung die Bohrung 17' bzw. 17" ab, während sie in ihrer anderen Endstellung die Stufenbohrung 24 im Ventilkörper 22 abschliesst.
• Zwischen den inneren Endabschnitten des Ventilkörpers 22 und der Bohrung 23 ist ein ringförmiger Raum 35 gebildet, der mit der nach aussen führenden Bohrung 20 verbunden ist. Im inneren Endabschnitt des Ventilkörpers 22 sind mehrere Durchgänge 36 angeordnet, die den Endabschnitt 31 der Bohrung 24 des Ventilkörpers 22 mit dem Ringraum 35 verbinden.
• In jeder Stirnseite der Steuerventile V1 - V6 (siehe Fig. 1 und 2) ist ein Stutzen 40 eingeschraubt, der mit einer zentralen Längsbohrung 41 versehen ist. Die Bohrung 41 ist mit der stirnseitigen Oeffnung des Steuerventiles verbunden. Der Stutzen 40 ist in einem in der zugehörigen Dichtungsleiste 3 bzw. 4 gebildeten Druckraum 42 bzw. 43 angeordnet. Der Druckraum 42 bzw. 43 ist mit einer nach aussen führenden Gewindebohrung 44 bzw. 45 verbunden. Die Gewindebohrung 44 bzw. 45 ist zum Änschliessen von Schläuchen oder Verbindungsleitungen vorgesehen, durch welche das Arbeitsmedium zur Betätigung des Steuerkolbens (nicht gezeigt) des Steuerventiles zugeführt wird.
• Wie eingangs bereits erwähnt wurde, ist der beschriebene Ventilblock für eine Folgesteuerung vorgesehen. Bei einer solchen Folgesteuerung ist es erwünscht, dass mehrere hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder, Motoren oder dgl. in einer bestimmten Reihenfolge betätigt werden. Beispiele solcher Folgesteuerungen sind in den Figuren 5 und 7 dargestellt. Es wird zunächst auf Sig. 5 hingewiesen, in welcher eine Folgesteuerung mit vier Arbeitszylinder und vier Steuerventilen schematisch dargestellt ist. Bei dieser Schaltung erfolgt das Umschalten der Steuerkolben der Steuerventilen durch wechselseitigen Druckaufbau, d.h.
• die Ver3chiebung des Steuerkolbens aus seiner einen Endstellung in die andere Endstellung geschieht dadurch, dass die entsprechende Stirnfläche des Steuerkolbens einem Druck ausgesetzt wird, indem über die Gewindebohrung 44 bzw. 45, den Druckraum 42 bzw.
• 43 und über die Bohrung 41 des Stutzens 40 Druckmedium in die entsprechende stirnseitige Oeffnung des Steuerventiles zugeführt wird.
• Jeder Arbeitszylinder Z ist über die Bohrungen 20 und 21 mit den Austrittsöffnungen 11 und 12 eines Steuerventiles verbunden. Die Austrittsöffnungen 11 und 12 eines Steuerventiles sind ausserdem über die Bohrungen 15 bzw. 16 und Je über ein Zweipositions-Zweiwegventil F1 bzw. F2 mit dem stirnseitigen Eingang 44 bzw. 45 eines anderen Steuerventiles verbunden. Das Zweiwegventil F ist mit einem Betätigungsstift vereehen und ist nur solange offen bis der Betätigungestift gedrückt wird. Dieser Stift kann mittels eines mit dem Kolben K des Arbeitszylinders verbundenen Hebels betätigt werden. Wenn das Zweiwegventil F durch den Kolben K betätigt wird, baut sich ein auf die Stirnseite des Steuerkolbens des mit diesem Zweiwegventil verbundenen Steuerventiles wirkenden Druck auf, wodurch dieser Steuerkolben schlagartig in seine andere Bndstellung verschoben und die Durchströmrichtung des Arbeitsmediums durch das Steuerventil geändert wird.
• In der einen Endatellung des Steuerkolbens des Steuerventiles strömt das durch die Anschlussbohrung 8 zugeführte Irbeitsaittel über die Bohrung 9 und über die Eintrittsöffnung 10 durch das Steuerventil hindurch und tritt beispielsweise durch die Austrittsöffnung 11 aus dem Ventil aus. Dadurch werden die Bohrungen 13 und 17' unter Druck gesetzt (Fig. 1 und 2). Das in die Bohrung 17' strömende Druckiedlum drückt die Kugel 34 des iit dieser Bohrung verbundenen Rückechlagrentiles 18 gegen die Druckfeder 32 bis diese die Bohrung 30 des Rückschlagventiles abschliessen kann, so dass das Medium nicht durch die Auslassdrossel strömen kann (Fig. 4). Das Druckmedium strömt dann über die Durchgänge 36 im Ventilkörper 22 des Rückschlagventiles in den Ringraum 35 und vorl dort über die Bohrung 20 in den mit dieser verbundenen Arbeitszylinder Z. Der Kolben K des Arbeitszylinders wird dadurch in Richtung seiner anderen Endstellung verschoben. Die Gegenseite des Arbeitszylinders ist über die Bohrung 21 und über das andere RUckschlagventil 19 mit der anderen Austrittsb'ffnung 12 des Steuerventiles verbunden. Da die mit der Austrittsöffnung 12 verbundene Bohrung 17" drucklos ist, wird die Kugel 24 des RUckschlagventiles 19 durch die Druckfeder 32 gegen diese Bohrung gedrückt und schliesst diese ab. Dadurch ist die Bohrung 21 über die Bohrung 24 des Rückschlagventlies 19 und über die Auslassdrossel 26 nach aussen offen. Das im Arbeitszylinder Z vorhandene Medium kann somit beim Verschieben des Kolbens K über diesen Weg ausgestossen werden.
• Da der an die andere Seite des Kolbens wirkende Druck konstant ist, hängt die Geschwindigkeit des Kolbens K von der Ausströmgeschwindigkeit des im Zylinder Z vorhandenen Nediums ab. Diese Geschwindigkeit kann durch das Einstellen der Auslassdrossel 26 reguliert werden. Wenn der Kolben K seine Endstellung erreicht hat, wird das mit der Bohrung 15 verbundene Zweiwegventil betätigt, wodurch, wie bereits erwähnt wurde, der Steuerkolben des mit diesem verbundenen anderen Steuerventiles umgeschaltet wird. Beim Verschieben des Kolbens K des Arbeitszylinders spielt sich der gleiche Vorgang in umgekehrter Richtung ab. Die Entlüftung des Steuerkolbens mit der entsprechenden Stirnseite des Ventiles verbundenen Zweiwegventiles F, über die Bohrungen 15 bzw. 16 und über die grundplattenseitigen Austrittsöffnungen 46 bzw. 47 des anderen Steuerventiles.
• Bei der in Fig. 5 dargestellten Folgesteuerung werden vier Arbeitszylinder über vier Steuerventile nacheinander auf die oben beschriebene Weise betätigt. Bei diesem Beispiel erfolgt das Umschaltender Steuerventile durch wechselseitigen Druckaufbau auf der Stitnseite derselben.
• Das Umschalten der Steuerventile kann auch dadurch erfolgen, dass auf der einen Seite der Steuerkolben Druck abgelassen wird. Fig. 7 zeigt eine solche Folgesteuerung mit wechselseitigem Druckabbau. Wie aus diesem Schema ersichtlich ist, sind die mit den Steuerkolben verbundenen Zweiwegventile F einseitig offen, so dass bei Betätigung derselben durch die Arbeitskolben K der Arbeitszylinder der Druck von der jeweiligen Ventilseite abgelassen wird.
• Die Betätigung der Arbeitszylinder erfolgt auf die gleiche Weise wie bei der Folgesteuerung mit wechselseitigem Druckaufbau.
• In Fig. 3 ist ein Steuerventilblock dargestellt, der fUr eine kombinierte Folge- und Zeitsteuerung verwendet werden kann. Bei diesem Ventilblock erfolgt die Betätigung der Arbeitszylinder auf die gleiche Weise, wie bei der vorgehend beschriebenen zonen Folgesteuerung, d.h. Uber die Rückschlagventile 18 und 19. Zum Umschalten der Steuerventile sind hingegen anstelle der Bohrungen 15 und 16 die Bohrungen 50 und 51 vorgesehen, die jeweils über ein Rückschlagventil 52 und 53 und über eine Drossel 54 bzw. 55 mit der Bohrung 17' bzw. 17" und dadurch mit den Austrittsöffnungen 11 bzw. 12 des Steuerventiles verbunden sind. Die Rückschlagventile 52, 53 und die Drosseln 54, 55 sind so ausgebildet, dass das Druckmedium aus der Bohrung 17' bzw. 17" nur ueber die Drossel 54 bzw.
• 55 in die Bohrung 50 bzw. 51 eintreten kann. Die Entlüftung der Bohrung 50 bzw. 51 kann über das Rückschlagventil 52 bzw. 53 in die Bohrung 17' bzw. 17" und dann über die entsprechenden Austrittsöffnungen 11 bzw. 12 und 46 bzw. 47 des Steuerventiles erfolgen.
• Durch die Anordnung der Rückschlagventile 52, 53 und der Drosseln 54, 55 wird erreicht, dass das durch die Folgesteuerung bestimmte Umschalten eines Steuerventiles erst nach einer durch die Einstellung der Drossel 54, 55 bestimmten Zeit erfolgt, da die Drossel nur einen langsamen Druckaufbau auf der Stirnseite des Steuerkolbens des umzuschaltenden Steuerventiles erlaubt. Sollte das Umschalten erst nach einer längeren Zeitdauer, die mittels der Drossel 54, 55 nicht mehr erreichbar ist, erfolgen, kann zwischen den Bohrungen 50 bzw. 51 und den Bohrungen 44 bzw. 45 ein Expansionsgefäss 56 angeordnet werden.
• Fig. 7 zeigt ein Schema für eine Folge- und Zeitsteuerung mit vier doppelwirkenden Arbeitszylindern Z und vier Fünfwegsteuerventilen. Wie aus diesem Schema ersichtlich ist, fallen bei dieser Anordnung die durch die Kolben K der Arbeitszylinder Z betätigbaren Zweiwegventile weg. Ihre Funktion wird ja von den Drosseln 54, 55 übernommen.
• Fig. 8 zeigt ein Folgesteuerschema, in welchem das Umschalten der Steuerventile durch wechselseitigen Druckabbau erfolgt. Bei diesem Beispiel sind im Ventilblock zwei Fünfweg- und zwei Dreiwegsteuerventile angeordnet. Wie aus dem Schema ersichtlich ist, steuern die beiden Fünfwegventile je einen Arbeitszylinder mit doppelwirkendem Kolben, während die Dreiwegventile Arbeitszylinder mit einfachwirkenden gegen eine Rückstellfeder arbeitende Kolben betätigen.
• Fig. 9 zeigt ein Steuerschema, bei welchem zur Betätigung eines Zweiposition-Zweiwegventiles F durch den Kolben E eines Arbeitszylinders ein Schaltnocken 57 verwendet wird, die das Zweiwegventil nur in einer Bewegungsrichtung des Kolbens E betätigt.
• Mittels einer solchen Anordnung kann das Zweiwegventil in jeder Stellung des Kolbens betätigt werden, im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Beispielen, wo eine Betätigung der Zweiwegventile nur in den Endstellungen der Kolben erfolgte.
• Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, können mittels der dargestellten Ventilblocke mehrere Arbeitszylinder in bestimmten Reihen- und Zeitfolgen betätigt werden, ohne komplizierte, verwirrende und voluminöse Verschlauchungen und ohne die Verwendung von platzraubenden Zeitrelais. I)ie zu steuernden Arbeitszylinder können leicht am Ventilblock angeschlossen werden, und die Schaltung der ganzen Einrichtung ist einfach und übersichtlich. Der Platzbedarf der Einrichtung kann mit der Verwendung solcher Steuerventilblöcke auf ein Mindestmass reduziert werden.

Claims (11)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Steuerventilblock, in welchem mindestens zwei Mehrweg-Steuerventile (V1 - V6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Steuerventil (V1...V6) wenigstens ein im Ventilblock (1 - 4) eingebautes, in zwei verschiedenen Richtungen wirksames, mit einer Auslassdroeael versehenes Rückschlagventil (18, 19) zugeordnet sind,

2. Steuerventilblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (18;19) über eine im Ventilblock (1 - 4) angeordnete Bohrung (17'; 17") mit dem Steuerventil (V1...V6) verbunden ist.

3. Steuerventilblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (18,19) einen in eine Bohrung (23) des Ventilblockes (1 - 4) eingeschraubten, langgestreckten Körper (22) aufweist, der mit einer sich über die ganze länge des Körpers erstreckenden, ventralen Stufenbohrung (24) versehen ist, die mit einer mit dem Steuerventil (V1...V6), in die das RUckschlagventil (18;19) aufnehmenden Bohrung (23) endenden Bohrung (17';17") in einer Linie liegt, dass im inneren, benachbart zu dieser Bohrung (17';17") liegenden Abschnitt (31) der Stufenbohrung (24)eine Kugel (34) angeordnet ist, die den Schliesekörper des Rückschlagventiles (18;19) bildet und zum wahlweise Abschliessen der Stufenbohrung (24) und der dieser gegenüberliegenden, mit dem Steuerventil (V1...V6) verbundenden Bohrung (17') vorgesehen ist, und dass im anderen, nach aussen offenen Abschnitt (25) der Stufenbohrung (24) ein Drosselkörper (26) angeordnet ist.

4. Steuerventilblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der Drosselkörper (26) in die Stufenbohrung (24) eingeschraubt ist und eine in einen Teil (28) der Stufenbohrung, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des den Drosselkörper (26) aufnehmenden Teiles (25) der Stufenbohrung (24) hineinragende Spitze (27) aufweist.

5. Steuerventilblock nach Anspruch1,dadurch gekennzeichnet, dus die Einschraubtiefe des Drosselkdrpers (26) veränderbar ist.

6. Steuerventilblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem die Kugel (34) aufnehmenden Endabschnitt (31) des Ruckschlagventilkörpers (22) und der Innenwand der diesen VentilkÖrper aufnehmenden Bohrung (23) ein Ringraum (35) vorhanden ist, in welchem einerseits die genannte mit dem Steuerventil (V1..

..V6) verbundene Bohrung (17X17"), anderseits eine nach aussen führende Bohrung (20) mündet.

7. Steuerventilblock nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Endabschnitt (31) des RUckschlagventeilkörpers (22) mit Durchgängen (36) vereehen ist, über welche die nach aussen führende Bohrung (20) , bei der einen Schliesstellung des Rückschlagventiles (18,19) aitder Stufenbohrung (24) verbunden ist.

8. Steuerventilblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres in eine Richtung wirkendes RUckschlagventil (52;53) und eine weitere Drossel (54;55) im Ventilblock (1-4) eingebaut sind, die einerseits mit der genannten Bohrung (17';17"), anderseits mit einer nach aussen führenden Bohrung (50;51) verbunden sind.

9. Steuerventilblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus vier zusammengehaltenen Teilen (1 - 4) gebildet ist.

10. Steuerventilblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Oeffnungen der Steuerventile und den mit diesen verbundenen Bohrungen jeweils eine Dichtung (7) angeordnet ist, wobei diese Dichtungen gleichzeitig zum Halten der Steuerventile im Ventilblock dienen.

11. Steuerventilblock nach den Ansprüchen 3 und 8.

L e e r s e i t e