[0001] Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für pneumatischen Betrieb.
[0002] Bei einer Ventilanordnung gemäß der FR-A-2 275 716 ist ein Hauptventil vorgesehen,
das ein schieberartiges Ventilglied enthält, welches je nach Schaltstellung einen
mit einer Druckmittelquelle verbundenen Speisekanal mit einem von zwei Arbeitskanälen
verbindet. Die Betätigungskraft zum Bewegen des Ventilgliedes liefert ein fluidisches
Vorsteuermedium, das mit dem dem Speisekanal zugeführten Druckmittel identisch ist
und über einen Vorsteuerkanal auf eine Beaufschlagungsfläche des Ventilgliedes gegeben
wird, der von dem Speisekanal abgezweigt ist. Die Beaufschlagung wird über ein in
den jeweiligen Vorsteuerkanal eingeschaltetes, als Magnetventil ausgebildetes Vorsteuerventil
gesteuert. Ein im Vergleich zum im Speisekanal herrschenden Speisedruck geringerer
Betätigungsdruck des der Beaufschlagungsfläche über den Vorsteuerkanal zugeführten
Vorsteuermediums kann durch einen in den Vorsteuerkanal eingeschalteten Druckregler
vorgegeben werden. Der Druckregler macht es möglich, den bei Betätigung des Vorsteuerventils
an der Beaufschlagungsfläche anliegenden Betätigungsdruck so weit zu reduzieren, daß
die Umschaltzeiten weiterhin auf einem akzeptablen niedrigen Niveau liegen. Gleichzeitig
hat das im Vergleich zu dem im Speisekanal herrschenden Speisedruck niedrigere Druckniveau
des Betätigungsdruckes einen geringeren Füllungsgrad des Vorsteuerkanals sowie des
von der Beaufschlagungsfläche begrenzten Beaufschlagungsraumes der Ventilanordnung
zur Folge, so daß das für jeden Umschaltvorgang benötigte Druckmittelvolumen reduziert
ist, woraus eine Lufteinsparung und somit eine Kosteneinsparung beim Betrieb der Ventilanordnung
resultiert. Der im Arbeitskanal herrschende Arbeitsdruck lässt sich durch Betätigung
des Vorsteuerventils beeinflussen.
[0003] Es ist die Aufgabe dervorliegenden Erfindung, eine Ventilanordnung der eingangs genannten
Art zu schaffen, die auf konstruktiv einfache Weise eine Vorgabe des im Arbeitskanal
gewünschten Druckniveaus ermöglicht.
[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Ausgestaltung gemäß dem Patentanspruch
1 vorgesehen.
[0005] Durch diese Maßnahme ist es möglich, den im Arbeitskanal anstehenden und somit den
angeschlossenen Verbraucher beaufschlagenden Arbeitsdruck über den in den Vorsteuerkanal
eingeschalteten Druckregler auf ein gewünschtes Niveau einzuregeln, das niedriger
ist als der im Speisekanal herrschende Speisedruck. Da die Durchflussmenge durch den
Vorsteuerkanal erheblich geringer ist als die Durchflussmenge des Arbeitskanals, kann
auf einen Druckregler zurückgegriffen werden, der erheblich kleinere Abmessungen aufweist
als ein Druckregler, der alternativ in die Verbindung zwischen dem Arbeitskanal und
dem Verbraucher oder in die Verbindung zwischen der Druckmittelquelle und dem Speisekanal
eingeschaltet wird. Der Druckregler kann somit fest mit dem Ventilgehäuse der Ventilanordnung
verbunden werden. Wird der Verbraucher über die Ventilanordnung auch entlüftet, ergibt
sich der weitere Vorteil, daß die Entlüftung nicht über den Druckregler zu erfolgen
hat, was wiederum eine kleine Reglerbaugröße ermöglicht.
[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
[0007] Zweckmäßigerweise ist der Druckregler in den dem Vorsteuerventil zur Druckmittelquelle
hin vorgeschalteten zuströmseitigen Kanalabschnitt des Vorsteuerkanals eingeschaltet.
Auf diese Weise liegt der im Vergleich zum Speisedruck niedrigere Betätigungsdruck
schon am Vorsteuerventil an, und das Vorsteuerventil hat lediglich Vorsteuermedium
des reduzierten Betätigungsdruckes zu steuern. Die vom Vorsteuerventil aufzubringenden
Schließkräfte sind folglich geringer, so daß eine geringere elektrische Leistung zur
Betätigung des Vorsteuerventils ausreicht, woraus eine geringere Leistungsaufnahme
resultiert und insgesamt die Möglichkeit geschaffen ist, Vorsteuerventile kleinerer
Bauart zu verwenden. Alternativ wäre es möglich, die für den höheren Druck ausgelegte
Baugröße des Vorsteuerventils beizubehalten und statt dessen die vom Schaltglied des
Vorsteuerventils zu steuernde Ventilöffnung mit größerer Nennweite auszuführen, so
daß sich bei geöffnetem Magnetventil eine größere Durchflussmenge einstellt und die
Schaltzeiten des Ventilgliedes des Hauptventils erneut verkürzt werden.
[0008] Es wäre denkbar, den Druckregler in nicht einstellbarer Bauart auszuführen, so daß
eine Festeinstellung vorliegt, die den Betätigungsdruck auf ein bestimmtes unveränderliches
Niveau begrenzt. Schon allein diese Maßnahme macht es möglich, Vorsteuerventile mit
kleineren Elektromagneten zu verwenden, bessere Schaltzeiten des Hauptventils zu realisieren
und die elektrische Leistungsaufnahme zu reduzieren. Dies alles bei einem kostengünstig
ausgeführten Druckregler.
[0009] Um einen universelleren Einsatz der Ventilanordnung zu ermöglichen, ist es allerdings
von Vorteil, wenn der Druckregler zur Vorgabe unterschiedlicher gewünschter Betätigungsdrücke
einstellbar ausgebildet ist. Je nach Anwendungsfall kann somit der Betätigungsdruck
insbesondere stufenlos auf ein bedarfsgemäß reduziertes Niveau eingestellt werden.
[0010] Die Speisung des Vorsteuerkanals erfolgt vorzugsweise aus dem Speisekanal des Hauptventils,
so daß kurze Luftwege erzielt werden und ein nur geringer Kanalaufwand benötigt wird.
[0011] Zum Erhalt einer kompakten Anordnung kann der Druckregler in das Ventilgehäuse eingebaut
bzw. integriert sein.
[0012] Im Zusammenhang mit einem einstellbaren Regler besteht die Möglichkeit, den Arbeitsdruck
nach Bedarf anwendungsbezogen einzustellen, so daß das Druckniveau auf ein Maß begrenzt
werden kann, das für den Betrieb des angeschlossenen Verbrauchers ausreicht und ein
überhöhtes Druckniveau vermieden wird, was auch hier eine Einsparung des Druckmittelverbrauches
nach sich zieht.
[0013] Bei der Regelung des Arbeitsdruckes wird die momentane Stellung des insbesondere
als kolbenartiger Ventilschieber ausgebildeten Ventilgliedes durch die Differenzkräfte
bestimmt, die unter Mitwirkung des Betätigungsdruckes und des Arbeitsdruckes an dem
Ventilglied angreifen. Bei vorgegebener Reglereinstellung ist hierbei der momentan
herrschende Arbeitsdruck die sich auf die Stellung des Ventilgliedes auswirkende Größe,
indem bei sich verringerndem Arbeitsdruck das Ventilglied in Öffnungsrichtung und
bei sich erhöhendem Arbeitsdruck in Schließrichtung verlagert wird, um über den Durchfluß
zwischen dem Speisekanal und dem Arbeitskanal den im Arbeitskanal anstehenden Arbeitsdruck
auf einen vorgegebenen Wert einzuregeln.
[0014] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen im einzelnen:
- Fig. 1
- eine erste Bauform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung im Längsschnitt mit schematisch
angedeutetem Verbraucher und Druckregler, wobei eine bevorzugte Bauform des Druckreglers
vergrößert in Fig. 7 dargestellt ist und wobei das Hauptventil in eine Entlüftungsstellung
geschaltet ist,
- Fig. 2
- die Ventilanordnung aus Fig. 1 bei in der maximalen Offenstellung befindlichem Hauptventil,
- Fig. 3
- Die Ventilanordnung aus Fig. 1 bei in der Sperr-bzw. Schließstellung befindlichem
Hauptventil,
- Fig. 4
- die Ventilanordnung aus Fig. 1, erneut in der Entlüftungsstellung,
- Fig. 5
- eine Ausführungsvariante der Ventilanordnung aus Fig. 1 mit modifiziertem Ventilglied,
- Fig. 6
- einen bevorzugten, bei der Ventilanordnung zum Einsatz kommenden Drückregler in schematischer
Darstellung im Längsschnitt entsprechend dem markierten Ausschnitt VII aus Fig. 1.
[0015] Die in der Zeichnung dargestellten Ventilanordnungen 1, 1', 1'' verfügen jeweils
über ein allgemein mit 2 bezeichnetes Hauptventil und ein allgemein mit 3 bezeichnetes
Vorsteuerventil. Das Vorsteuerventil 3 dient zur Betätigung des Hauptventils 2.
[0016] Das gemeinsame Ventilgehäuse 4 umfaßt eine erste Gehäuseeinheit5, die das Gehäuse
des Hauptventils 2 und gleichzeitig einen Teil des Gehäuses des Vorsteuerventils 3
bildet. Das Gehäuse des Vorsteuerventils 3 umfaßt des weiteren eine zweite Gehäuseeinheit
6, die an die erste Gehäuseeinheit 5 angesetzt ist und vom Gehäuse eines Elektromagnetteils
55 gebildet ist.
[0017] Die erste Gehäuseeinheit 5 ist beispielsgemäß zweiteilig ausgeführt.
[0018] Im Innern der ersten Gehäuseeinheit 5 ist eine Aufnahmekammer 7 länglicher Erstreckung
ausgebildet, in der ein ebenfalls länglich ausgebildetes Ventilglied 8 axial bewegbar
angeordnet ist. Das Ventilglied 8 ist als Ventilschieber mit zylindrischer Grundstruktur
ausgeführt und ließe sich daher auch als Kolbenschieber ansprechen. Es hat bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel zwei zylindrische Endabschnitte 12, 13, zwischen denen
sich ein Abschnitt geringeren Durchmessers befindet, der als Einschnürung 14 bezeichnet
sei. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 und 6 ist am axialen Endbereich des
einen Endabschnittes 12 ein vorzugsweise kolbenartiges Steuerelement 15 vorgesehen,
dessen Durchmesser größer ist als derjenige des zugeordneten Endabschnittes 12. Das
Steuerelement 15 ist in beiden Axialrichtungen mitbewegbar mit dem Ventilglied 8 verbunden.
Der entgegengesetzte Endabschnitt 13 endet bei diesen Ausführungsbeispielen frei und
ohne Steuerglied.
[0019] Abweichend hierzu ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 auch der axiale Endbereich
des zweiten Endabschnittes 13 mit einem insbesondere gleichartigen Steuerelement 15'
versehen.
[0020] Die Aufnahmekammer 7 enthält beispielsgemäß drei axial aufeinanderfolgende Kammerabschnitte
16, 17, 18, deren mittlerer Kammerabschnitt 17 mit einem Arbeitskanal 22 kommuniziert.
Von den anderen Kammerabschnitten kommuniziert der eine (16) mit einem Speisekanal
23 und der andere (18) mit einem Entlastungskanal 24. Da die beispielsgemäßen Ventilanordnungen
1, 1', 1'' für pneumatische Anwendungen vorgesehen sind, handelt es sich bei dem Entlastungskanal
24 um einen Entlüftungskanal.
[0021] Die drei Kammerabschnitte 16, 17, 18 sind durch zwei ringförmige Dichtungseinheiten
25 voneinander abgeteilt, die das Ventilglied 8 koaxial umschließen. Die Dichtungseinheiten
sind vorzugsweise patronenartig ausgeführt und im Preßsitz in der gewünschten Axialposition
in der Aufnahmekammer 7 festgelegt. Hierzu enthalten sie beispielsgemäß ein ringförmiges
Gehäuse 26 mit U-ähnlichem Querschnitt, so daß sich eine radial nach innen weisende
umlaufende Öffnung ergibt. In dem Gehäuse 26 ist mindestens ein ringförmiges, aus
Dichtmaterial bestehendes Dichtelement 27 gehalten, das ein Stück weit radial nach
innen über das Gehäuse 26 vorsteht. Entsprechend der momentanen Axialposition des
Ventilgliedes 8 arbeiten die Endabschnitte 12, 13 abwechselnd mit den Dichtelementen
27 der beiden Dichtungseinheiten 25 zusammen.
[0022] Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 und 6 schließt sich an den einen äußeren
Kammerabschnitt 16, 18 eine erste Steuerkammer 28 an, die zweckmäßigerweise von einem
Endabschnitt der Aufnahmekammer 7 gebildet ist. Sie ist vom benachbarten Kammerabschnitt
16, 18 ebenfalls durch eine Dichtungseinheit 25 der geschilderten Art abgetrennt,
die ständig in Dichtkonakt mit dem zugeordneten Endabschnitt 12 des Ventilgliedes
8 steht. Der der ersten Steuerkammer 28 axial benachbarte Kammerabschnitt 18 steht
beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 mit dem Entlastungskanal 24 und beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 6 mit dem Speisekanal 23 in Verbindung.
[0023] Die Ventilanordnung 1' gemäß Fig. 5 verfügt zusätzlich zu der dem mit dem Entlastungskanal
24 verbundenen Kammerabschnitt 18 benachbarten ersten Steuerkammer 28 über eine axial
entgegengesetzt angeordnete zweite Steuerkammer 28'. Sie ist vom benachbarten Kammerabschnitt
16 ebenfalls durch eine Dichtungseinheit 25 abgetrennt, die mit dem zugeordneten Endabschnitt
12 des Ventilgliedes 8 dichtend zusammenarbeitet.
[0024] In der ersten Steuerkammer 28 befindet sich jeweils das erste Steuerelement 15. Im
Falle der Ventilanordnung 1' gemäß Fig. 5 befindet sich das dort zusätzlich vorgesehene
zweite Steuerelement 15' in der zweiten Steuerkammer 28'.
[0025] Die Steuerelemente 15, 15' arbeiten dynamisch dichtend mit der Umfangsfläche der
jeweiligen Steuerkammer 28, 28' zusammen. Zu diesem Zweck sind sie bei den Ausführungsbeispielen
jeweils mit einem ringförmigen Dichtelement 31 versehen.
[0026] In den Fig. 1 und 5 nimmt das Hauptventil jeweils eine Entlüftungsstellung ein. Das
Ventilglied 8 ist hier so weit axial zu der das erste Steuerelement 15 aufweisenden
Seite verlagert, daß die Einschnürung 14 axial etwa auf Höhe derjenigen Dichtungseinheit
25 positioniert ist, die die mit dem Arbeitskanal 22 und dem Entlastungskanal 24 verbundenen
Kammerabschnitte 17, 18 voneinander trennt. Dadurch ist ein ringförmiger Zwischenraum
gegeben, über den der Arbeitskanal 22 mit dem Entlastungskanal 24 in fluidischer Verbindung
steht.
[0027] Durch axiales Verschieben kann das Ventilglied 8 in seine aus Fig. 2 hervorgehende
zweite Endstellung verlagert werden, in der das Hauptventil 2 die maximale Offenstellung
einnimmt. Hier liegt die Einschnürung 14 im Bereich der Dichtungseinheit 25, die die
mit dem Arbeitskanal 22 und mit dem Speisekanal 23 verbundenen Kammerabschnitte 16,
17 voneinander abteilt. Dadurch stehen der Speisekanal 23 und der Arbeitskanal 22
in fluidischer Verbindung.
[0028] In der in Fig. 3 gezeigten Schließstellung liegt die Einschnürung 14 im Bereich des
mit dem Arbeitskanal 22 verbundenen Kammerabschnittes 17, und die beiden angrenzenden
Endabschnitte 12, 13 stehen jeweils in Dichtkontakt mit einer der beiden den Kammerabschnitt
17 flankierenden Dichtungseinheiten 25. Hier ist der Arbeitskanal 22 fluidisch sowohl
vom Speisekanal 23 als auch vom Entlastungskanal 24 abgetrennt.
[0029] Die Betätigungsweise der Ventilanordnung 1" gemäß Fig. 6 entspricht der zuvor geschilderten.
Bedingt durch die umgekehrte Anordnung der mit dem Speisekanal 23 und mit dem Entlastungskanal
24 verbundenen Kammerabschnitte 16, 18 werden lediglich die Entlüftungsstellung und
die maximale Offenstellung bei entgegengesetzt ausgelenktem Ventilglied 8 erhalten.
[0030] Außer den geschilderten Stellungen sind auch noch Zwischenstellungen möglich, bei
denen der Oberströmquerschnitt zwischen dem mittleren Kammerabschnitt 17 und den ihn
flankierenden Kammerabschnitten 16, 18 Zwischenwerte einnimmt. Dies ist beispielsgemäß
insbesondere dadurch bedingt, daß das Ventilglied 8 im Bereich der Einschnürung 14
ausgehend vom jeweiligen Endabschnitt 12, 13 einen sich in Axialrichtung zur Mitte
hin allmählich verringernden Querschnitt aufweist.
[0031] Der Arbeitskanal 22, der Speisekanal 23 und der Entlastungskanal 24 münden beispielsgemäß
an der Außenfläche des Ventilgehäuses 4 aus, wobei im Mündungsbereich Anschlußgewinde
vorgesehen sind, die das lösbare Anschließen weiterführender Druckmittelleitungen
ermöglichen. Auf diese Weise ist der Speisekanal 23 mit einer Druckmittelquelle P
und der Arbeitskanal 22 mit einem Verbraucher 32 verbindbar. Der Entlastungskanal
24 dient zur Entlastung bzw. Entlüftung und kann bei pneumatischem Betrieb unmittelbar
zur Umgebung ausmünden oder mit einem die Abluft gefaßt abführenden Kanal verbindbar
sein. Die Entlüftung ist durch den Buchstaben "R" markiert.
[0032] Als Verbraucher 32, dem das Druckmittel zugeführt wird, ist beim Ausführungsbeispiel
ein schematisch angedeuteter fluidbetätigter Arbeitszylinder 33 vorgesehen. Er hat
ein Zylindergehäuse 34, in dem ein axial bewegbarer Kolben 35 angeordnet ist, der
mit einer Kolbenstange 36 in Verbindung steht, die durch das Zylindergehäuse 34 hindurch
nach außen geführt ist. Der Kolben 35 unterteilt den Innenraum des Zylindergehäuses
34 in zwei Zylinderräume 37, 38, deren der Kolbenstange 36 abgewandter Zylinderraum
37 über eine Druckmittelleitung 39 an den Arbeitskanal 22 angeschlossen ist. Beispielsgemäß
handelt es sich um einen sogenannten einfachwirkenden Arbeitszylinder, wobei der der
Kolbenstange zugeordnete Zylinderraum 38 nicht mit einer Druckmittelleitung in Verbindung
steht, sondern über Rückstellmittel verfügt, die bei entlüftetem ersten Zylinderraum
37 den Kolben 35 in die in Fig. 1 gezeigte eingefahrene Stellung verbringen. Solche
Rückstellmittel können von einer mechanischen Rückstellfeder oder, wie beim Ausführungsbeispiel,
von einem eingeschlossenen Luftvolumen gebildet sein, das eine Luftfeder bildet. Alternativ
könnte die Rückstellung auch durch das Eigengewicht oder auf sonstige Weise von einem
am äußeren Ende der Kolbenstange 36 angebrachten zu bewegenden Bauteil verursacht
werden.
[0033] Um eine Bewegung des Ventilgliedes 8 zum Zwecke seines Umschaltens hervorrufen zu
können, ist dem Ventilglied 8 eine Beaufschlagungsfläche 42 zugeordnet. Die Beaufschlagungsfläche
42 ist mit dem Ventilglied 8 bewegungsgekoppelt und befindet sich bei allen Ausführungsbeispielen
an der dem Ventilglied 8 entgegengesetzten Stirnseite des in der ersten Steuerkammer
28 befindlichen ersten Steuerelements 15. Die Beaufschlagungsfläche 42 ist hier eine
Kreisfläche.
[0034] In der Ausgangsstellung des Hauptventils nimmt das Ventilglied 8 die aus Fig. 1,
5 und 6 hervorgehende Position ein, in der sich das erste Steuerelement 15 im Bereich
des dem Ventilglied 8 axial entgegengesetzten Endes der ersten Steuerkammer 28 befindet.
Um das Ventilglied 8 ausgehend von dieser Ausgangsstellung umzuschalten, wird die
Beaufschlagungsfläche 42 mit einem unter einem Betätigungsdruck stehenden fluidischen
Vorsteuermedium beaufschlagt, das über einen Vorsteuerkanal 43 zugeführt wird. Dieser
Vorsteuerkanal 43 ist ständig von der Druckmittelquelle P gespeist und steht zu diesem
Zweck mit seinem zuströmseitigen Ende 44 ständig mit dem Speisekanal 23 in Verbindung,
der von dem unter dem Speisedruck stehenden Druckmittel beaufschlagt ist. Beispielsgemäß
zweigt der Vorsteuerkanal 43 aus einer Erweiterung 45 des dem Speisekanal 23 zugeordneten
Kammerabschnittes 16 ab.
[0035] Das erste Steuerelement 15 unterteilt die zugeordnete erste Steuerkammer 28 axial
in zwei voneinander getrennte Räume, wobei der von der Beaufschlagungsfläche 42 begrenzte,
auf der dem Ventilglied 8 entgegengesetzten Seite angeordnete Raum als Beaufschlagungsraum
47 bezeichnet sei. Der Vorsteuerkanal 43 steht mit seinem dem zuströmseitigen Ende
44 entgegengesetzten abströmseitigen Ende 46 in ständiger Verbindung mit diesem Beaufschlagungsraum
47.
[0036] Der Vorsteuerkanal 43 ist von dem oben bereits erwähnten Vorsteuerventil 3 beherrscht.
Es ist in den Verlauf des Vorsteuerkanals 43 eingeschaltet und unterteilt diesen in
einen zum Speisekanal 23 führenden zuströmseitigen Kanalabschnitt 48 und einen zum
Beaufschlagungsraum 47 führenden abströmseitigen Kanalabschnitt 49. Es umfaßt eine
Ventilöffnung 52, die von einem ringförmigen Ventilsitz 53 umgeben ist, dem ein beim
Ausführungsbeispiel plungerähnliches, zwischen zwei Schaltstellungen bewegbares Schaltglied
54 gegenüberliegt. Das Schaltglied 54 ist beispielsgemäß vom bewegbaren Anker eines
Elektromagnetteils 55 gebildet oder steht zumindest in Antriebsverbindung mit einem
entsprechenden bewegbaren Anker. In an sich bekannter Weise umfaßt das Elektromagnetteil
55 außerdem eine das Schaltglied 54 umgebende Spulenanordnung 56 und eine nicht näher
dargestellte Jocheinrichtung. Die Spulenanordnung 56 und das Schaltglied 54 befinden
sich in der oben bereits erwähnten zweiten Gehäuseeinheit 6, die im übrigen noch mit
elektrischen Anschlußmitteln 57 ausgestattet ist, über die die zur Betätigung des
Vorsteuerventils 3 erforderlichen elektrische Steuersignale zuführbar sind. Der Ventilsitz
53 befindet sich beispielsgemäß an der ersten Gehäuseeinheit 5. Beim Ausführungsbeispiel
nimmt das Vorsteuerventil 3 im unbetätigten Zustand gemäß Fig. 1 eine Schließstellung
ein. Hier sitzt das Schaltglied 54 auf dem Ventilsitz 53 auf, so daß die Ventilöffnung
52 geschlossen und der Fluiddurchgang durch den Vorsteuerkanal 43 unterbrochen ist.
Die Schließstellung wird üblicherweise durch eine nicht näher gezeigte Federeinrichtung
des Vorsteuerventils 3 gewährleistet. Durch Zufuhr elektrischer Signale über die Anschlußmittel
57 wird die Spulenanordnung 56 bestromt, so daß das Schaltglied 54 vom Ventilsitz
53 abgehoben und der Fluiddurchgang durch den Vorsteuerkanal 43 freigegeben wird.
Im betätigten Zustand befindet sich das Vorsteuerventil 3 somit in der Offenstellung.
[0037] Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß in den Vorsteuerkanal 43 ein zur Vorgabe
des Betätigungsdruckes dienender Druckregler 58 eingeschaltet ist. Ohne einen derartigen
Druckregler 58, der auch als Druckregelventil bezeichnet werden könnte, würde die
Beaufschlagungsfläche 42 bei betätigtem Vorsteuerventil 3 mit dem vollen Druckniveau
des Speisedruckes beaufschlagt werden. Der Druckregler 58 ermöglicht es, den Betätigungsdruck
auf ein nennenswert unterhalb des Speisedruckes liegendes Druckniveau herunterzuregeln,
so daß bei einer Ausgestaltung des Hauptventils als einfaches Schaltventil die Umschaltzeiten
noch immer ausreichend kurz sind, wegen der geringeren Kompression jedoch der Füllungsgrad
des Beaufschlagungsraumes 47 und somit der Luftverbrauch sinkt. In der Schließstellung
des Vorsteuerventils wird der abströmseitige Kanalabschnitt 49 des Vorsteuerkanals
43 entlüftet, was beispielsgemäß über eine in der zweiten Gehäuseeinheit 6 verlaufende
Kanalanordnung 61 und einen mit dieser kommunizierenden, zur Außenfläche des Ventilgehäuses
4 ausmündenden Vorsteuer-Entlüftungskanal 62 erfolgt.
[0038] Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 5 ist das Ventilglied 8 nicht lediglich
als einfaches Schaltglied ausgeführt, sondern bildet ein variabel und insbesondere
stufenlos positionierbares Einstellglied, das mitherangezogen wird, um im Arbeitskanal
22 einen im Vergleich zum Speisedruck niedrigeren Arbeitsdruck einzustellen. Hierzu
ist dem Ventilglied 8 eine der Beaufschlagungsfläche 42 bezogen auf die durch Doppelpfeil
63 angedeutete axiale Bewegungsrichtung des Ventilgliedes 8 axial entgegengesetzt
gerichtete Gegenbeaufschlagungsfläche 64 zugeordnet. Sie ist ebenfalls mit dem Ventilglied
8 bewegungsgekoppelt und bei der Ventilanordnung 1 gemäß Fig. 1 bis 4 an der der Beaufschlagungsfläche
42 entgegengesetzten Stirnseite des ersten Steuerelements 15 vorgesehen. Die Gegenbeaufschlagungsfläche
64 ist hierbei ringförmig ausgebildet, und der von ihr begrenzte Raum der ersten Steuerkammer28
bildet einen Gegenbeaufschlagungsraum 65.
[0039] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist die Gegenbeaufschlagungsfläche 64 gleich
groß wie die Beaufschlagungsfläche 42 und befindet sich an der dem Ventilglied 8 axial
abgewandten kreisförmigen Stirnfläche des in der zweiten Steuerkammer 28' angeordneten
zweiten Steuerelements 15'. Dementsprechend ist hier der Gegenbeaufschlagungsraum
65 vergleichbar dem Beaufschlagungsraum 47 von dem Raum innerhalb der zweiten Steuerkammer
28' gebildet, der sich auf der dem Ventilglied 8 entgegengesetzten Seite des zweiten
Steuerelements 15' befindet. Die jeweils auf der dem Ventilglied 8 zugewandten Seite
des ersten und zweiten Steuerelements 15, 15' angeordneten Räume der ersten und zweiten
Steuerkammer 28, 28' sind hierbei zweckmäßigerweise ständig entlüftet, wobei entsprechende
Entlüftungskanäle 69 in Fig. 5 angedeutet sind.
[0040] EinjeweiligerGegenbeaufschlagungsraum65 ist bei den Ventilanordnungen 1, 1' der Fig.
1 bis 5 über einen Gegendruckkanal 66 mit dem Arbeitskanal 22 verbunden. Der Gegendruckkanal
66 verläuft im Innern des Ventilgehäuses 4 und dabei insbesondere in der dem Hauptventil
2 zugeordneten ersten Gehäuseeinheit 5. Ober den Gegendruckkanal 66 ist die Gegenbeaufschlagungsfläche
64 ständig mit dem im Arbeitskanal 22 herrschenden Arbeitsdruck beaufschlagt.
[0041] Anhand der Ventilanordnung 1 der Fig. 1 bis 4 sei nunmehr eine bevorzugte Funktionsweise
erläutert.
[0042] In der Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 befindet sich das Hauptventil 2 in der Entlüftungsstellung,
und der Arbeitskanal 22 ist über den Entlüftungskanal 24 entlüftet. Der über den Gegendruckkanal
66 an den Arbeitskanal 22 angeschlossene Gegenbeaufschlagungsraum 65 ist somit ebenfalls
entlüftet. Ferner ist der Beaufschlagungsraum 47 über das Vorsteuerventil 3 und den
Vorsteuer-Entlüftungskanal 62 gleichfalls entlüftet. Die in Fig. 1 ganz nach links
gefahrene Axialposition des Ventilgliedes 8 wird durch den Speisedruck gewährleistet,
der das Ventilglied 8 auf der dem ersten Steuerelement 15 axial entgegengesetzten
Stirnfläche 67 beaufschlagt, die in dem mit dem Speisekanal 23 verbundenen Kammerabschnitt
16 endet. Da über den Arbeitskanal 22 auch der angeschlossene erste Zylinderraum 37
des Arbeitszylinders 33 entlüftet ist, befindet sich der Kolben 35 in der eingefahrenen
Grundstellung, die durch die Rückstellmittel im zweiten Zylinderraum 38 gehalten wird.
[0043] Wird nun das Vorsteuerventil 3 betätigt, so gelangt vom Druckmittel des Speisekanals
23 abgezweigtes fluidisches Vorsteuermedium über den geöffneten Vorsteuerkanal 43
in den Beaufschlagungsraum 47. Auf Grund einer entsprechenden Voreinstellung des Druckreglers
58 ist der dabei die Beaufschlagungsfläche 42 beaufschlagende Betätigungsdruck des
Vorsteuermediums geringer als der Speisedruck. Gleichwohl bewegt sich das Ventilglied
8 gemäß Fig. 2 nach rechts in Richtung zur maxiamalen Offenstellung, weil die Beaufschlagungsfläche
42 größer ist als die Stirnfläche 67, so daß sich eine ausreichend große resultierende
Stellkraft in Öffnungsrichtung einstellt. Bei dieserÖffnungsbewegung wirkt sich die
Gegenbeaufschlagungsfläche 64 noch nicht aus, da sie, wie erwähnt, mit Umgebungsdruck
beaufschlagt ist.
[0044] In der maximalen Offenstellung gemäß Fig. 2 ist der Arbeitskanal 22 vom Entlüftungskanal
24 abgetrennt und steht mit dem Speisekanal 23 in Verbindung. Von der Druckmittelquelle
P stammendes Druckmittel strömt somit in den Arbeitskanal 22 und über diesen in den
ersten Zylinderraum 37. Dabei steigt der Druck im Arbeitskanal 22 allmählich an und
in gleicher Weise der Gegendruck in dem mit dem Arbeitskanal 22 verbundenen Gegenbeaufschlagungsraum
65. Sowie die Summe der auf die Gegenbeaufschlagungsfläche 64 und die Stirnfläche
67 wirkenden Druckkräfte die an der Beaufschlagungsfläche 42 wirkenden Druckkräfte
übersteigt, verlagert sich das Ventilglied 8 aus der Offenstellung zurück in Richtung
der Ausgangsstellung, bis sich als Mittelstellung die in Fig. 3 gezeigte Schließstellung
einstellt. Auf diese Weise liegt im Arbeitskanal 22 ein Arbeitsdruck an, der von der
Einstellung bzw. Vorgabe des Druckreglers 58 abhängt. Ein weiterer Druckanstieg im
Arbeitskanal 22 und somit in dem angeschlossenen ersten Zylinderraum 37 ist nicht
möglich. Sollte der Arbeitsdruck abfallen, verschiebt sich das Gleichgewicht der Druckkräfte
wieder zugunsten des Betätigungsdrukkes, so daß das Ventilglied 8 erneut in Richtung
der Offenstellung verlagert wird, das Druckmittel in den Arbeitskanal 22 nachströmt
und eine neuerliche Druckerhöhung stattfindet, die sich auch wieder auf den Gegenbeaufschlagungsraum
65 auswirkt. Sobald der Arbeitsdruck sein vorbestimmtes Niveau wieder erreicht hat,
kehrt das Ventilglied wieder in die Sperrstellung zurück.
[0045] Es ist ersichtlich, daß somit durch die Einstellung des im Steuerkreis positionierten
Druckreglers die Möglichkeit gegeben ist, nach Bedarf ausgewählte Arbeitsdrücke im
Arbeitskanal 22 vorzugeben. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß der Druckregler
58 im Vorsteuerkanal 43 sitzt, der einen erheblich geringeren Querschnitt besitzt
und mit geringeren Durchflußwerten beaufschlagt wird als der Arbeitskanal 22. Somit
kann ein kleinbauender und sehr kostengünstiger Druckregler verwendet werden. Dies
ermöglicht es wiederum, den Druckregler 58 zugunsten einer kompakten Anordnung festmit
dem Ventilgehäuse 4 zu verbinden und ihn insbesondere gemäß den Ausführungsbeispielen
in das Ventilgehäuse 4 einzubauen bzw. zu integrieren. Der Druckregler 58 kann beispielsweise
gemäß Fig. 7 patronen- bzw. kartuschenartig ausgebildet und in eine Aufnahmevertiefung
68 des Ventilgehäuses 4 eingesetzt sein. Insbesondere kann der Druckregler 58 an bzw.
in der dem Hauptventil 2 zugeordneten ersten Gehäuseeinheit 5 vorgesehen sein.
[0046] Es ist des weiteren von Vorteil, wenn der Druckregler 58 in den zuströmseitigen Kanalabschnitt
48 des Vorsteuerkanals 43 eingeschaltet ist, wie dies bei allen Ausführungsbeispielen
der Fall ist. Dies hat zur Folge, daß das Schaltglied 54 lediglich mit dem bereits
reduzierten Betätigungsdruck beaufschlagt wird, so daß die aufzubringenden Schließkräfte
geringer sind und eine entsprechend kleinere Elektromagneteinheit 55 Verwendung finden
kann. Andererseits wäre es ebenfalls möglich, eine stärkere Elektromagneteinheit 55
beizubehalten, jedoch den Querschnitt der Ventilöffnung 52 zu vergrößern, um eine
größere Nennweite und dadurch größere Durchflußwerte mit entsprechend verkürzten Schaltzeiten
und einem verbesserten Ansprechverhalten des Ventilgliedes 8 zu erhalten.
[0047] Zurückkommend auf die Funktionsbeschreibung der Ventilanordnung 1 gemäß Fig. 1 bis
4 zeigt die Fig. 4 einen Zustand, bei dem das Vorsteuerventil 3 im Anschluß an die
in Fig. 3 gezeigte Betriebsphase nicht mehr erregt und in die Schließstellung zurückgeschaltet
ist. Hierdurch wird die erste Steuerkammer 28 über das Vorsteuerventil und den Vorsteuer-Entlüftungskanal
62 entlüftet, was eine Reduzierung der Beaufschlagungskräfte bewirkt, so daß sich
das Ventilglied 8 in die Ausgangsstellung nach links zurückbewegt. Der Arbeitskanal
22 ist nun wieder über den Entlastungskanal 24 entlüftet, und der in der Betriebsphase
gemäß Fig. 2 und 3 ausgefahrene Kolben 35 des Arbeitszylinders 33 fährt in die eingefahrene
Ausgangsstellung zurück.
[0048] Es wäre ohne weiteres möglich, einem Verbraucher mehrere Ventilanordnungen zuzuordnen
und beispielsweise die beiden Zylinderräume eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders
an jeweils eine Ventilanordnung anzuschließen, um in beiden Bewegungsrichtungen des
Kolbens 35 einen geregelten Betrieb zu erhalten. Die beiden Ventilanordnungen, die
wie bei den Ausführungsbeispielen als 3/2-Wegeventile ausgeführt sein können, könnten
hier in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden. Es wäre die Möglichkeit gegeben,
die Arbeitsdrücke für beide Zylinderräume 37, 38 unabhängig voneinander zu regulieren.
[0049] Denkbarwäre es auch, die Ventilanordnung im Rahmen eines monostabilen 5/2-Wegeventils
zu gestalten, bei dem einer der Ausgänge bzw. Arbeitskanäle regelbar ist.
[0050] Der Betrieb der Ventilanordnung 1' gemäß Fig. 5 entspricht im wesentlichen demjenigen
der Ventilanordnung 1. Sie hat allerdings den Vorteil, daß sich der Speisedruck nicht
auf die am Ventilglied 8 angreifenden Druckkräfte auswirkt, weil das Ventilglied 8
mit konstantem Querschnitt durch den Kammerabschnitt 16 hindurchgeführt ist. Es ist
hier möglich, die Beaufschlagungsfläche 42 und die Gegenbeaufschlagungsfläche 64 an
den beiden Steuerelementen 15, 15' gleich groß auszubilden, so daß sich vorgenommene
Änderungen der Einstellung des Druckreglers 58 proportional auf die Änderungen des
Arbeitsdruckes auswirken. Dies erleichtert die Druckeinstellung.
[0051] Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, daß der Druckregler 58 zur Vorgabe
unterschiedlicher gewünschter Betätigungsdrücke und somit insbesondere unterschiedlicher
Arbeitsdrücke zweckmäßigerweise stufenlos einstellbar ausgebildet ist. Dies ermöglicht
sehr leichte Änderpngen des Arbeitsdruckes auch während des Betriebes der Ventilanordnung.
Insbesondere kann man den Arbeitsdruck auf diese Weise während der Betriebsphase des
angeschlossenen Verbrauchers 32 optimal an die Anforderungen anpassen und insbesondere
das Druckniveau unter Berücksichtigung der erforderlichen Kolbengeschwindigkeit und
notwendigen Haltekräfte auf ein geringstmögliches Niveau regulieren, um Energie zu
sparen.
[0052] Der Druckregler 58 kann einen an sich bekannten Aufbau haben, so daß sich eine detaillierte
Beschreibung erübrigt. Die Fig. 6 zeigt schematisch einen zweckmäßigen Aufbau. Demnach
enthält der Druckregler 58 ein Reglergehäuse 72, das separat vom Ventilgehäuse 4 ausgebildet
und in die Aufnahmevertiefung 68 eingesetzt ist. Die Funktion des Reglergehäuses könnte
alternativ auch unmittelbar von dem Ventilgehäuse 4 ausgeübt werden. Der Regler hat
eine Primäröffnung 73, die mit dem zum zuströmseitigen Ende 44 führenden Teil des
zuströmseitigen Kanalabschnittes 48 verbunden ist. Er hat ferner eine Sekundäröffnung
74, die mit dem Teil des zuströmseitigen Kanalabschnittes 48 verbunden ist, der zur
Ventilöffnung 52 des Vorsteuerventils 3 führt. In einer sich an die Primäröffnung
73 anschließenden Ventilkammer 75 ist ein Ventilglied 76 angeordnet, das einem Ventilsitz
77 gegenüberliegt, der einer zwischen der Ventilkammer 75 und der Sekundäröffnung
74 verlaufenden überströmöffnung 78 zugeordnet ist. Ein mit dem Ventilglied 76 verbundener
Stößel 81 ragt in eine Regelkammer 82 hinein, die von einem in Verstellrichtung des
Ventilgliedes 76 und des Stößels 81 bewegbaren Regelkolben 83 begrenzt ist. Die Regelkammer
82 steht über einen Verbindungskanal 84 ständig mit der Sekundäröffnung 74 in Verbindung.
Eine in der Ventilkammer 75 angeordnete Feder 85 beaufschlagt das Ventilglied 76 in
Schließrichtung zum Ventilsitz 77 hin, so daß zugleich auch der Stößel 81 in Richtung
des Regelkolbens 83 beaufschlagt ist. Der Regelkolben 83 ist außerdem in Gegenrichtung
durch eine Regelfeder 86 beaufschlagt, die sich andererseits an einem Einstellelement
87 abstützt, das mit einer Betätigungspartie 88 aus dem Reglergehäuse 72 herausragt.
[0053] Die Stellkraft der Reglerfeder 86 ist größer als diejenige der das Ventilglied 76
beaufschlagenden Feder 85. Dadurch nimmt das Ventilglied 76 als Ausgangsstellung die
in Fig. 6 gezeigte Offenstellung ein. Steigt der Druck in der Sekundäröffnung 74 an,
wird der Regelkolben 83 über den Verbindungskanal 84 entgegen der Regelfeder 86 mit
größerer Kraft beaufschlagt und verlagert sich zur Regelfeder 86 hin, die dabei komprimiert
wird. Gleichzeitig kann das durch die Feder 85 nachgeführte Ventilglied 86 die überströmöffnung
78 mehr oder weniger weit verschließen, so daß sich der Durchfluß variabel einstellt.
Sinkt der sekundärseitige Druck ab, wird der Regelkolben 83 wieder verstärkt auf den
Stößel 81 gedrückt und demzufolge auch der Durchströmquerschnitt im Bereich der Überströmöffnung
78 wieder vergrößert, so daß der Sekundärdruck wieder ansteigen kann. Auf diese Weise
wird der Sekundärdruck auf einen vorbestimmten Wert eingeregelt, der über die Stellkraft
der Regelfeder 86 beeinflußt werden kann. Die Beeinflussung geschieht durch Verstellen
des Einstellelements 87, was sich auf die Vorspannung der Regelfeder 86 auswirkt.
[0054] Bei einem nicht einstellbaren Druckregler 58 kann das Einstellelement 87 entfallen,
so daß die Vorspannung der Regelfeder 86 nicht veränderbar ist.
[0055] Für den Fall, daß der Sekundärdruck zu stark ansteigt, kann auch noch eine Entlüftungseinrichtung
vorgesehen sein. Sie umfaßt beispielsgemäß einen im Regelkolben 83 ausgebildeten ersten
Entlüftungskanal 89, der normalerweise von dem anliegenden Stößel 81 verschlossen
ist. Bei zu hohem Sekundärdruck wird jedoch der Regelkolben 83 von dem Stößel 81 abgehoben,
so daß Vorsteuermedium über den ersten Entlüftungskanal 89 entweichen kann und eine
Druckreduzierung eintritt. Beispielsgemäß entweicht die Luft aus dem ersten Entlüftungskanal
89 in eine die Regelfeder 86 enthaltende Kammer 90 und von dort über einen das Reglergehäuse
72 durchsetzenden zweiten Entlüftungskanal 91 zur Umgebung.
1. Ventilanordnung für pneumatischen Betrieb, mit einem Hauptventil (2), das einen mit
einer Druckmittelquelle verbindbaren Speisekanal (23), einen mit einem Verbraucher
(32) verbindbaren Arbeitskanal (22) und ein die Fluidverbindung zwischen dem Speisekanal
(23) und dem Arbeitskanal (22) steuerndes bewegbares Ventilglied (8) aufweist, wobei
dem Ventilglied (8) eine einen Beaufschlagungsraum (47) begrenzende Beaufschlagungsfläche
(42) zugeordnet ist, die zum Bewegen des Ventilgliedes (8) mit einem unter einem Betätigungsdruck
stehenden fluidischen Vorsteuermedium beaufschlagbar ist, das über einen von der Druckmittelquelle
gespeisten und von einem Vorsteuerventil (3) beherrschen Vorsteuerkanal (43) zuführbar
ist, in den ein zur Vorgabe des Betätigungsdruckes dienender, fest mit dem Ventilgehäuse
(4) der Ventilanordnung (1,1',1") verbundener Druckregler (58) eingeschaltet ist,
wobei durch das Vorsteuerventil (3) der Fluiddurchgang durch den Vorsteuerkanal (43)
wahlweise unterbrochen oder freigegeben werden kann, wobei im unterbrochenen Zustand
der Beaufschlagungsraum (47) entlüftet wird, und wobei ferner dem Ventilglied (8)
eine der Beaufschlagungsfläche (42) axial entgegengesetzt gerichtete Gegenbeaufschlagungsfläche
(64) zugeordnet ist, die über einen im Hauptventil (2) verlaufenden Gegendruckkanal
(66) mit dem im Arbeitskanal (22) herrschenden Arbeitsdruck beaufschlagt ist, wobei
der Betätigungsdruck in Öffnungsrichtung und der Arbeitsdruck in Schließrichtung auf
das Ventilglied (8) einwirkt, so dass das Ventilglied (8) bei sich verringerndem Arbeitsdruck
in Öffnungsrichtung und bei sich erhöhendem Arbeitsdruck in Schließrichtung verlagert
wird, um über den Durchfluss zwischen dem Speisekanal (23) und dem Arbeitskanal (22)
den im Arbeitskanal (22) anstehenden Arbeitsdruck auf einen vorgegebenen Wert einzuregeln.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (58) in den dem Vorsteuerventil (3) zur Druckmittelquelle hin vorgeschalteten
zuströmseitigen Kanalabschnitt (48) des Vorsteuerkanals (43) eingeschaltet ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (58) als nicht einstellbarer, lediglich einen bestimmten Betätigungsdruck
vorgebender Druckregler (58) ausgeführt ist.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (58) zur Vorgabe unterschiedlicher gewünschter Betätigungsdrücke
insbesondere stufenlos einstellbar ausgebildet ist.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsteuerkanal (43) zur Speisung aus der Druckmittelquelle mit dem Speisekanal
(23) des Hauptventils (2) verbunden ist.
6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (58) in das Ventilgehäuse (4) der Ventilanordnung (1, 1', 1'') eingebaut
ist.
7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (58) an der dem Hauptventil (2) zugeordneten Gehäuseeinheit (5) des
Ventilgehäuses (4) vorgesehen ist.
8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungsfläche (42) und die Gegenbeaufschlagungsfläche (64) an axial entgegengesetzten
Seiten eines einem axialen Endbereich des Ventilgliedes (8) zugeordneten, insbesondere
kolbenartigen Steuerelementes (15) vorgesehen sind.
9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungsfläche (42) und die Gegenbeaufschlagungsfläche (64) an axial voneinander
abgewandten Seiten zweier entgegengesetzten axialen Endbereichen des Ventilgliedes
(8) zugeordneter, insbesondere kolbenartiger Steuerelemente (15, 15') vorgesehen sind.
10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (8) schieberartig ausgebildet ist.
11. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (2) einen Entlastungskanal (24) aufweist und der Arbeitskanal (22)
durch Betätigung des Ventilgliedes (8) entweder mit dem Speisekanal (23) oder mit
dem Entlastungskanal (24) verbindbar ist.
1. Valve assembly for pneumatic operation, with a main valve (2) comprising a feed passage
(23) connectable to a pressure fluid source, a working passage (22) connectable to
an actuator (32) and a movable valve member (8) controlling the fluid connection between
the feed passage (23) and the working passage (22), the valve member (8) being associated
with a pressurisation surface (42) bounding a pressurisation chamber (47) and capable
of being pressurised for the purpose of moving the valve member (8) by a fluidic pilot
medium under operating pressure, which can be supplied via a pilot passage (43) fed
by the pressure fluid source, controlled by a pilot valve (3) and incorporating a
pressure regulator (58) permanently connected to the valve housing (4) of the valve
assembly (1, 1', 1") for pre-setting the operating pressure, whereby the passage of
fluid through the pilot passage (43) can be optionally blocked or enabled by the pilot
valve (3), whereby the pressurisation chamber (47) is vented in the blocked state,
and whereby further the valve member (8) is associated with a counter-pressurisation
surface (64) extending axially opposite the pressurisation surface (42) and pressurised
by the working pressure prevailing in the working passage (22) via a counter-pressure
passage (66) running through the main valve (2), whereby the operating pressure acts
on the valve member (8) in the opening direction, while the working pressure acts
in the closing direction, so that the valve member (8) is displaced in the opening
direction as the working pressure is reduced and in the closing direction as the working
pressure is increased, in order to adjust the working pressure in the working passage
(22) to a preset value by means of the flow between the feed passage (23) and the
working passage (22).
2. Valve assembly according to claim 1, characterised in that the pressure regulator (58) is installed in the inlet-side section (48) of the pilot
passage (43) located upstream of the pilot valve (3) towards the pressure fluid source.
3. Valve assembly according to claim 1 or 2, characterised in that the pressure regulator (58) is designed as a non-adjustable pressure regulator (58)
used merely for the purpose of pre-setting a particular operating pressure.
4. Valve assembly according to claim 1 or 2, characterised in that the pressure regulator (58) is adjustable, in particular continuously adjustable,
for the purpose of pre-setting various operating pressures as required.
5. Valve assembly according to any of claims 1 to 4, characterised in that the pilot passage (43) is connected to the feed passage (23) of the main valve (2)
for supply from the pressure fluid source.
6. Valve assembly according to any of claims 1 to 5, characterised in that the pressure regulator (58) is integrated into the valve housing (4) of the valve
assembly (1, 1', 1").
7. Valve assembly according to any of claims 1 to 6, characterised in that the pressure regulator (58) is located on the housing unit (5) of the valve housing
(4) which is associated with the main valve (2).
8. Valve assembly according to any of claims 1 to 7, characterised in that the pressurisation surface (42) and the counter-pressurisation surface (64) are located
on axially opposite sides of an, in particular piston-like, control element (15) associated
with an axial end area of the valve member (8).
9. Valve assembly according to any of claims 1 to 8, characterised in that the pressurisation surface (42) and the counter-pressurisation surface (64) are located
on sides, axially facing away from each other, of two, in particular piston-like,
control elements (15, 15') associated with opposing axial end areas of the valve member
(8).
10. Valve assembly according to any of claims 1 to 9, characterised in that the valve member (8) is designed as a spool.
11. Valve assembly according to any of claims 1 to 10, characterised in that the main valve (2) is provided with relief passage (24) and the working passage (22)
can be connected either to the feed passage (23) or to the relief passage (24) by
the operation of the valve member (8).
1. Ensemble de vannes pour installation pneumatique, comportant une vanne principale
(2), qui comporte un canal d'alimentation (23) pouvant être relié à une source de
fluide sous pression, un canal de travail (22) pouvant être relié à un récepteur (32)
ainsi qu'un obturateur de vanne (8) déplaçable, commandant la liaison fluidique entre
le canal d'alimentation (23) et le canal de travail (22), à l'obturateur de vanne
(8) étant associée une surface d'action (42) délimitant une chambre d'action (47)
qui, pour le déplacement de l'obturateur de vanne (8), peut être sollicitée par un
fluide pilote qui est soumis à une pression d'actionnement et qui peut être acheminé
à travers un canal pilote (43), alimenté par la source de fluide sous pression et
commandé par une vanne pilote (3), dans le canal pilote étant monté un régulateur
de pression (58) qui sert à sélectionner la pression d'actionnement, le régulateur
de pression étant relié fixement au boîtier (4) de l'ensemble de vannes (1, 1', 1
"), l'écoulement de fluide dans le canal pilote (43) pouvant être sélectivement interrompu
ou autorisé par la vanne pilote (3), à l'état interrompu la chambre d'action (47)
étant mise à l'atmosphère, et à l'obturateur de vanne (8) étant en outre associée
une contre-surface d'action (64) qui est dirigée en sens axialement opposé à celui
de la surface d'action (42) et qui est soumise, à travers un canal de contre-pression
(66) qui s'étend dans la vanne principale (2), à la pression de travail régnant dans
le canal de travail (22), la pression d'actionnement agissant sur l'obturateur de
vanne (8) dans le sens de l'ouverture et la pression de travail agissant sur cet obturateur
dans le sens de la fermeture, de sorte que l'obturateur de vanne (8) est déplacé dans
le sens de l'ouverture en cas de pression de travail décroissante, et est déplacé
dans le sens de la fermeture en cas de pression de travail croissante, pour réguler
à une valeur prédéfinie la pression de travail régnant dans le canal de travail (22)
par l'intermédiaire du débit entre le canal d'alimentation (23) et le canal de travail
(22).
2. Ensemble de vannes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur de pression (58) est monté dans le tronçon de canal (48) côté arrivée
du canal pilote (43), situé en amont de la vanne pilote (3), vers la source de fluide
sous pression.
3. Ensemble de vannes selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le régulateur de pression (58) est réalisé en.tant régulateur de pression (58) non
réglable, qui n'impose qu'une pression d'actionnement déterminée.
4. Ensemble de vannes selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le régulateur de pression (58) est conçu en tant que régulateur réglable, notamment
en continu, pour la sélection de différentes pressions d'actionnement voulues.
5. Ensemble de vannes selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal pilote (43), pour l'alimentation à partir de la source de fluide sous pression,
est relié au canal d'alimentation (23) de la vanne principale (2).
6. Ensemble de vannes selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le régulateur de pression (58) est intégré au boîtier (4) de l'ensemble de vannes
(1, 1', 1 ").
7. Ensemble de vannes selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le régulateur de pression (58) est prévu sur l'unité de boîtier (5) du boîtier de
vanne (4), associée à la vanne principale (2).
8. Ensemble de vannes selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la surface d'action (42) et la contre-surface d'action (64) sont prévues sur des
faces axialement opposées d'un élément de commande (15), notamment du type piston,
associé à une zone terminale axiale de l'obturateur de vanne (8).
9. Ensemble de vannes selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la surface d'action (42) et la contre-surface d'action (64) sont prévues sur des
faces axialement tournées à l'opposé l'une de l'autre de deux éléments de commande
(15, 15'), notamment du type piston, associés à des zones terminales axiales opposées
de l'obturateur de vanne (8).
10. Ensemble de vannes selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'obturateur de vanne (8) est du type tiroir.
11. Ensemble de vannes selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la vanne principale (2) présente un canal de décharge (24) et le canal de travail
(22) peut être relié, par actionnement de l'obturateur de vanne (8), soit au canal
d'alimentation (23), soit au canal de décharge (24).