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Die Erfindung betrifft ein ferngesteuertes Ventil für eine Druckluftsandstrahlanlage, bei welchem in einem Gehäuse zwei fluchtende Kolbenstangen mit von Druckluft beaufschlagbaren Steuerkolben angeordnet sind, wobei mindestens ein in einer Steuerkammer befindlicher Kolben von einem Fernsteuerventil angesteuert wird.
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Eine Sandstrahlanlage besteht üblicherweise aus einem den Sand sowie die komprimierte Luft aufnehemenden Strahlmittelbehälter, der einen Einlaß für die von einem Kompressor kommende Luft aufweist. Außerdem ist eine Vorrichtung zum Mischen der Luft mit dem Strahlmittel, normalerweise Sand, sowie ein Druckschlauch vorgesehen, durch den die Luft-Sand-Mischung zu einem Düsenauslaß gefördert wird, der von einer Bedienperson betätigt und überwacht wird.
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Aus wirtschaftlichen und Sicherheitsgründen ist es erforderlich, daß bei einem Sandstrahlgebläse die an der Düse austretende Mischung an der Düse selbst unterbrochen werden kann. Die Anordnung einer Ventilvorrichtung direkt an der Düse würde nicht zu einer befriedigenden Lösung führen, da eine solche Vorrichtung extrem schnell verschleißen und außerdem eine störende Luftwelle mit hohem Druck hervorrufen würde, die sich einen Weg zurück in den Strahlmittelbehälter erzwingen würde.
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Es ist bekannt, an dem Strahlmittelbehälter zwei von Hand betätigte Ventile anzubringen, von denen das eine die Druckluftzufuhr zu dem Behälter unterbricht, während das andere eine Öffnung des Behälters steuert, durch die der Behälter entlüftet, also drucklos gemacht wird. Ist jedoch beispielweise die Bedienperson indisponiert, so erweist sich diese Anordnung als äußerst unzweckmäßig. Überdies ist diese Konstruktion aufgrund der oft großen Entfernungen zwischen Strahldüse und Strahlmittelbehälter in ihrer Handhabung zeitaufwendig.
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Durch die US-PS 32 01 901 ist ein ferngesteuertes Ventil der eingangs erwähnten Art bekannt, das an dem Sandstrahlbehälter angebracht ist und von einem Fernsteuerventil an der Strahldüse angesteuert wird. Das an der Strahldüse befindliche Fernsteuerventil unterbricht eine Druckluftverbindung zu der Steuerkammer des ferngesteuerten Ventils, solange nicht ein Handhebel an dem Fernsteuerventil herabgedrückt wird. Einer der Steuerkolben des ferngesteuerten Ventils öffnet in diesem Zustand eine Verbindung zwischen einem Drucklufteinlaß und den Steuerkammern zweier Absperrventile, die somit absperren und das Sandstrahlen unterbinden, solange der Handhebel an dem Fernsteuerventil nicht betätigt wird. Wird dieser Handhebel betätigt, gelangt über das Fernsteuerventil Druckluft in die Steuerkammer des ferngesteuerten Ventils, wodurch der eine Kolben die Druckluftverbindung zu den Absperrventilen unterbricht und der zweite Kolben die Steuerkammer der Absperrventile entlüftet. Dadurch öffnen die Absperrventile, und der Sandstrahlvorgang kann beginnen. Im Falle einer Indisposition der Bedienperson läßt diese den Handhebel an dem Fernsteuerventil los, wodurch die Druckluftzufuhr zu der Steuerkammer des ferngesteuerten Ventils unterbrochen wird. Die Kolben werden durch eine Rückstellfeder in ihre Ausgangsstellung gedrückt, in der Druckluft in die Absperrventile gelangt und die Entlüftungsleitung gesperrt wird.
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Die bekannte Sandstrahlvorrichtung benötigt somit für die Absperrung ein ferngesteuertes Ventil, das seinerseits wieder mindestens ein Absperrventil steuert. Die Anordnung ist dadurch relativ aufwendig gebaut und wenig kompakt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ferngesteuertes Ventil der eingangs erwähnten Art zu erstellen, welches direkt steuerbar ist und eine kompakte Bauweise ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerkolben der beiden Kolbenstangen gemeinsam in der Steuerkammer gegenüberliegend angeordnet sind und eine größere Druckfläche als am jeweils entgegengesetzten Kolbenstangenende vorgesehene Ventilköpfe aufweisen, wobei der eine Ventilkopf unmittelbar in der zur Strahldüse und zum Strahlmittelbehälter führende Druckluftleitung liegt, während der andere Ventilkopf ein Strahlenmittelbehälterentlüftungsrohr abdichtet, und daß von der Luftdruckseite eine Nebenleitung kleineren Querschnitts zur Steuerkammer führt.
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Bei dem erfindunggemäßen ferngesteuerten Ventil sind die beiden Kolbenstangen unabhängig voneinander bewegbar. Ihre Verschiebung in die beiden Arbeistpositionen erfolgt ausschließlich durch die Druckluft, so daß beide Kolben direkt von der Druckluft in beiden Richtungen gesteuert werden. Mit dem Fernsteuerventil ist über eine flexible Schlauchleitung die Steuerkammer des erfindunggemäßen ferngesteuerten Ventils verbunden, in die die beiden Steuerkolben der beiden Kolbenstangen ragen. Beim Sandstrahlen, also beim durch die Bedienperson betätigten Fernsteuerventil, ist die entsprechende Steuerleitung zur Steuerkammer abgesperrt, so daß sich über die Nebenleitung in der Steuerkammer der Druck aufbaut, der in der Druckluftleitung vom Kompressor erzeugt wird. Dieser Druck liegt auch an dem Ventilkopf der einen Kolbenstange an. Da die wirksame Druckfläche des Steuerkolbens größer ist als die Druckfläche des Ventilkopfes, wird die Kolbenstange in die die Druckluftleitung zum Strahlenmittelbehälter und zur Strahldüse freigebende Stellung gedrückt. Dadurch baut sich in dem Strahlenmittelbehälter der Kompressordruck auf. Die andere Kolbenstange verschließt das Strahlenmittelbehälterentlüftungsrohr, weil die wirksame Druckfläche dieses Ventilkopfes ebenfalls kleiner ausgebildet ist als die Druckfläche des in die Steuerkammer ragenden Steuerkolbens dieser Kolbenstange.
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Läßt die Bedienperson das Fernsteuerventil los, öffnet das Fernsteuerventil und entlüftet die Steuerkammer, wodurch die beiden Kolbenstangen aufgrund der an den Ventilköpfen anliegenden Druckluft vom Kompressor bzw. vom Strahlenmittelbehälter in die Steuerkammer geschoben werden. Dadurch wird einerseits die Druckluftzufuhr von dem Kompressor zum Strahlenmittelbehälter unterbrochen, andererseits die Absperrung des Strahlenmittelbehälterentlüftungsrohres geöffnet, so daß der Strahlenmittelbehälter entlüftet wird.
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Das erfindunggemäße ferngesteuerte Ventil übt damit - ausschließlich durch die Druckluft gesteuert - sowohl eine Absperrfunktion für die Druckluftzufuhr zu der Strahldüse bzw. dem Strahlmittelbehälter als auch eine Entlüftungsfunktion des Strahlenmittelbehälters aus. Dadurch wird vermieden, daß durch den im Strahlenmittelbehälter sich ohne Entlüftung nur langsam abbauenden Überdruck ein Nachstrahlen bewirkt wird, das unkontrolliert von der die Strahldüse nicht mehr haltenden Bedienperson Schäden oder Verletzungen anrichten könnte.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Strahlenmittelbehälterentlüftungsrohr und dem zugeordneten Ventilkopf eine Membrane angeordnet. Die Membrane besteht dabei aus einem gegen Erosion widerstandsfähigen Material.
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Die Nebenleitung hat die Funktion, den Kompressordruck in der Steuerkammer aufzubauen, wenn das Fernsteuerventil durch die Bedienperson betätigt wird. Im Abschaltfall ist es wesentlich, daß die Nebenleitung einen geringeren Querschnitt aufweist als die Entlüftungsöffnung am Fernsteuerventil. Um die Funktion fertigungtechnisch unproblematisch zu realisieren, ist es vorteilhaft, wenn in der Nebenleitung eine Regulierschraube vorgesehen ist.
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Die Erfindung soll im folgenden eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt
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Fig. 1 ein Strahlensandgebläse bekannter Bauart in perspektivischer Darstellung, das mit einem ferngesteuerten Ventil ausgestattet ist;
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Fig. 2 in vergrößerter Darstelllung einen Längsschnitt durch das ferngesteuerte Ventil aus Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt einen an sich bekannten Strahlmittelbehälter 1 mit Nachfülltrichter. Der Strahlenmittelbehälter 1 wird über einen Deckel 2 geschlossen, der sich im unteren Teil des Trichters befindet. Die Versorgung des Strahlenmittelbehälters 1 mit Druckluft erfolgt beispielsweise durch einen nicht dargestellten Kompressor über einen Einlaß 3, von dem die Druckluft einerseits in den Strahlenmittelbehälter 1 oberhalb des Strahlenmittelpegels durch eine Druckluftleitung 4 und andererseits durch ein Ventil 5 und eine Druckluftleitung 6 in eine Pumpenkammer 7 geführt wird, die unterhalb des Strahlenmittelbehälters 1 angeordnet ist. In dieser Pumpenkammer 7 drückt die in dem Strahlmittelbehälter befindliche Druckluft den Sand von dem Strahlmittelbehälter 1 nach unten und die durch die Druckluftleitung 6 zugeführte Druckluft den in die Pumpenkammer gelangten Sand durch einen Auslaß 8 in einen nicht dargestellten angeschlossenen Druckschlauch und durch diesen zu einer gleichfalls nicht dargestellten Strahldüse. Die Pumpenkammer 7 ist mit einer Vorrichtung 9 zum Einstellen des Sandstromes von dem darüberliegenden Strahlmittelbehälter 1 versehen. Das Ventil 5 ist normalerweise geöffnet, kann jedoch im Falle einer Unterbrechung der Sandzufuhr zur Pumpenkammer 7 geschlossen werden, so daß sich im Strahlmittelbehälter 1 ein hoher Überdruck gegenüber der Pumpenkammer 7 ausbildet, der gewöhnlich ausreicht, Stauungen im Sanddurchfluß zu beseitigen.
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In die Druckluftleitung ist vor den Abzweigleitungen 4 und 6 ein erfindunggemäß ausgebildetes ferngesteuertes Ventil 10 eingebaut. Es steuert das Ein- oder Ausschalten der in dem Strahlmittelbehälter 1 und in die Pumpenkammer 7 einströmenden Druckluft und sperrt gleichzeitig ein aus dem Behälter 1 herausführendes Strahlmittelbehälterentlüftungsrohr 11 ab oder verbindet es zur Entlüftung mit der Atmosphäre.
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Das in Fig. 2 dargestellte ferngesteuerte Ventil besteht aus einem mehrteiligen Ventilgehäuse mit einem unteren zylindrischen Gehäuseteil 12 und einem oberen zylindrischen Gehäuseteil 13. Der Einlaß 3 ist an der einen Seite des unteren Gehäuseteils 12 angebracht, dessen Boden aus einer Abdeckung 14 mit einem Entleerungshahn 15 besteht. Eine erste Kolbenstange 16, deren unteres Ende als Ventilkopf 17 ausgebildet ist, ist axial beweglich in einer zylindrischen Bohrung 18 im unteren Gehäuseteil 12 gelagert.
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Abdichtringe 19 bewirken eine Abdichtung zwischen der Kolbenstange 16 und der Bohrung 18. Zwischen dem Ventilkopf 17 und der Abdeckung 14 befindet sich eine Vorkammer 20, die mit dem Einlaß 3 in Verbindung steht. Befindet sich die Kolbenstange 16 in ihrer in Fig. 2 dargestellten untersten Stellung, wird die Vorkammer 20 über einen Ringspalt 22 mit einer Auslaßkammer 21 verbunden. Der Ringspalt 22 wird von dem Ventilkopf 17 und einem diesem angepaßten Ventilsitz 23 gebildet. Die Auslaßkammer 21 ist durch einen Auslaß 24 und die Druckluftleitung 4 mit dem Strahlmittelbehälter 1 und durch das Ventil 5 und die Druckluftleitung 6 mit der Pumpenkammer 7 verbunden (vgl. Fig. 1).
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Die erste Kolbenstange 16 weist an ihrem oberen Ende einen Steuerkolben 25 auf, dessen Durchmesser größer ist als der des Ventilkopfes 17. Der Steuerkolben 25 ragt in eine Steuerkammer 26 und ist dort mit einem Dichtungsring 27 versehen. Aufgrund der genannten Durchmesserverhältnisse ergibt sich eine größere effektive Druckfläche des Steuerkolbens 25 in der Steuerkammer 26 gegenüber der Druckfläche des Ventilkopfes 17 in der Vorkammer 20.
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In ähnlicher Weise ist eine zweite Kolbenstange 28 in einer Bohrung 29 im oberen Ventilgehäuseteil 13 angeordnet und mit einem Dichtring 30 abgedichtet. Der Steuerkolben 31 am unteren Ende dieser Kolbenstange 28 ist gegenüber der Steuerkammer 26 mit einem zusätzlichen Dichtring 32 versehen. Am oberen Ende des Steuerkolbens 28 liegt ein Ventilkopf 42 an einer Membran 33 an, deren Umfang zwischen einem Gehäusedeckel 34 und dem oberen Gehäuseteil 13 befestigt ist. Die Membran 33 verschließt mit ihrer Oberseite eine Öffnung 35 des Strahlmittelbehälterentlüftungsrohres 11 sowie Austrittslöcher 36, die in dem Gehäusedeckel 34 kreisförmig angeordnet sind. Auch bei dieser zweiten Kolbenstange 28 ist die der Steuerkammer 26 zugewandte Druckfläche des Steuerkolbens 31 größer als die durch den Innendurchmesser der Öffnung 35 bestimmte Druckfläche, die über die Membran 33 auf dem Ventilkopf 42 wirksam ist. Die zur Umgebung hin offenen Austrittslöcher 36 sind über ein pilzförmiges Blech 37 teilweise abgeschirmt.
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Die Vorkammer 20 steht über eine mit einer Regulierschraube 39 versehenen Nebenleitung 38 mit der Steuerkammer 26 in Verbindung. Die Steuerkammer 26 ist über eine Bohrung 40 mit einem (nicht dargestellten) Druckluftsteuerschlauch verbunden, der zu dem Fernsteuerventil an der Strahldüse führt. Am Ausgang der Bohrung 40 ist in Fig. 2 ein Drei-Wege-Ventil 41 dargestellt, das die Steuerkammer 26 entweder mit dem Druckluftsteuerschlauch oder aber mit der Atmosphäre direkt verbindet. Demzufolge läßt sich auch mit dem Drei-Wege-Ventil 41 die Abschaltung des Strahlens unmittelbar an dem ferngesteuerten Ventil 10, also unmittelbar an dem Strahlmittelbehälter 1 ausführen.
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Das dargestellte Fernsteuerventil arbeitet wie folgt:
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Im Ruhezustand ist die Anlage drucklos. Zum Ingangsetzen der Vorrichtung wird Druckluft durch den Einlaß 3 in die Vorkammer 20 des Fernsteuerventils 10 geleitet. Die erste Kolbenstange 16 wird dadurch so verschoben, daß der Ringspalt 22 durch den Ventilkopf 17 verschlossen wird, wodurch die Druckluftzufuhr zum Strahlmittelbehälter 1 unterbrochen ist. Gleichzeitig fließt jedoch die Druckluft durch die Nebenleitung 38 an der Regulierschraube 39 vorbei in die Steuerkammer 26. Bleibt das Fernsteuerventil an der Strahldüse geschlossen, so bilden Steuerkammer 26 und Steuerschlauch einen abgeschlossenen Raum, in dem relativ schnell der statische Druck der vom Kompressor zugeführten komprimierten Luft erreicht wird. Dadurch werden die beiden Kolbenstangen 16, 28 von der Steuerkammer 26 weg verschoben, so daß durch Öffnen des Ventilkopfes 17 die Druckluftzufuhr zum Strahlmittelbehälter 1 freigegeben wird.
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Ferner drückt der Ventilkopf 42 der zweiten Kolbenstange 28 die Membran 33 gegen die Öffnung 35 des Strahlmittelbehälterentlüftungsrohres 11. Dadurch wird die Entlüftung des Strahlmittelbehälters 1 unterbrochen, so daß sich im Strahlmittelbehälter 1 der durch den Kompressor erzeugte statische Betriebsdruck aufbaut. Liegt ein ausreichender Betriebsdruck vor, werden Sand und Druckluft zur Strahldüse geleitet.
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Wird von der Bedienperson das Fernsteuerventil an der Strahldüse losgelassen, so entweicht die Druckluft in der Steuerkammer 26 durch den Druckluftsteuerschlauch. Aufgrund des Druckabfalls in der Steuerkammer 26 bewegen sich die beiden Kolbenstangen 16, 28 in Richtung auf diese Kammer 26, da die Ventilköpfe 17, 42 einem höheren Druck ausgesetzt sind als die Steuerköpfe 25, 31. Dadurch wird die Druckluftzufuhr zum Strahlmittelbehälter 1 von dem Ventilkopf 17 geschlossen und die Membran 33 durch den Druck in dem Strahlmittelbehälter 1 von der Rohröffnung 35 weggedrückt, wodurch der Strahlmittelbehälter 1 über die Austrittslöcher 36 entlüftet wird. Der Sandstrahl an der Strahldüse ist somit schlagartig unterbrochen. Eine Inbetriebsetzung ist erst wieder möglich, wenn das Fernsteuerventil an der Strahldüse wieder geschlossen wird.