VENTILEINRICHTUNG MIT SOFTSTARTFUNKTION

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit Softstartfunktion, also einer Funktion, die sekundärseitig einen allmählichen, nicht schlagartigen Druckaufbau ermöglicht.

[0002] Aus der DE 91 05 458 U1 ist eine derartige Ventileinrichtung bekannt, die über ein sich aus mehreren Einzelventilen zusammensetzendes Softstartventil verfügt. Ein als Zweistellungsventil ausgebildetes Absperrventil ist in die Verbindung zwischen einem mit einer Druckquelle verbundenen Primärkanal und einem mit den zu versorgenden Verbrauchern verbundenen Sekundärkanal eingeschaltet und kann die Verbindung wahlweise absperren (Grundstellung) oder freigeben (Arbeitsstellung). Das Umschalten in die Arbeitsstellung wird innerhalb einer gewissen Zeitspanne nach Betätigung eines Vorsteuerventils hervorgerufen, das in den Verlauf eines das Hauptventil umgehenden Softstartkanals eingeschaltet ist, der außerdem über Drosselmittel verfügt. Über einen Abzweig des Softstartkanals wird außerdem der im Sekundärkanal herrschende Sekundärdruck dem Hauptventil als in Richtung der Arbeitsstellung wirksamer Steuerdruck aufgeschaltet.

[0003] Ab Aktivierung des Vorsteuerventils wird der Sekundärkanal. über den Softstartkanal gedrosselt mit Druckmedium aus dem Primärkanal gespeist. Somit findet im Sekundärkanal ein allmählicher Druckanstieg statt. Hat der Sekundärdruck eine vorbestimmte Höhe erreicht, schaltet das Hauptventil in die Arbeitsstellung, sodass anschließend der Sekundärkanal über den größeren Strömungsquerschnitt des Hauptventils gespeist wird, bis der Sekundärdruck letztlich die Höhe des Primärdruckes erreicht hat.

[0004] Bei der bekannten Ventileinrichtung kann ein beispielsweise auf Druckschwankungen zurückzuführender kurzzeitiger Druckabfall im Sekundärkanal dazu führen, dass das Hauptventil in die Grundstellung umschaltet und sich das System somit wieder eine Zeitlang im Softstartmodus befindet. Dies kann zu erheblichen Funktionsbeeinträchtigungen führen, weil die angeschlossenen Verbraucher vorübergehend nicht mit der notwendigen Fluidmenge versorgt werden können. Des Weiteren ist ein relativ groß dimensioniertes Vorsteuerventil notwendig, um den unter Umständen auch schon in der Softstartphase erforderlichen erhöhten Durchfluss zu gewährleisten, was insgesamt zu großen Abmessungen des Softstartventils führt.

[0005] Eine aus der DE 20 2004 015 468 U1 bekannte Softstartvorrichtung ist ähnlich aufgebaut. Ein Absperrventil ist durch den sich allmählich aufbauenden Sekundärdruck aus einer abgesperrten Grundstellung in eine offene Arbeitsstellung umschaltbar. Der sekundärseitige Druckaufbau ist durch eine Drosseleinrichtung vorgegeben, die in einen das Absperrventil umgebenden Softstartkanal eingeschaltet ist. Gestartet wird die Vorrichtung durch gleichzeitige Betätigung zweier weiterer in den Kanalverlauf eingeschalteter Ventileinrichtungen, über die auch eine Entlüftung der Softstartvorrichtung möglich ist.

[0006] Die US 5,669,422 offenbart ein Softstartventil mit einem zwischen drei Stellungen umschaltbaren Hauptventil. Das Umschalten aus einer Grundstellung in eine Softstartstellung wird durch ein Vorsteuerventil hervorgerufen. Das Umschalteten aus der Softstartstellung in eine Arbeitsstellung bewirkt der sich allmählich aufbauende Sekundärdruck, der ab der Softstartstellung ständig auf das Hauptventil einwirkt.

[0007] Eine solche Vorrichtung ist in US 5337788 offenbart.

[0008] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventileinrichtung zu schaffen, die eine zuverlässig arbeitende und dennoch kompaktbauende Softstartfunktion beinhaltet.

[0009] Diese Aufgabe wird mit einer Ventileinrichtung gelöst, die ein Softstartventil beinhaltet, das Folgendes aufweist:

• ein zwischen einer Grundstellung, einer Softstartstellung und einer Arbeitsstellung umschaltbares Hauptventil, das in der Grundstellung einen Sekundärkanal von einem ein unter einem Primärdruck stehendes Druckmedium führenden Primärkanal abtrennt, das in der Softstartstellung den Sekundärkanal über einen Drosselmittel enthaltenden Softstartkanal hinweg mit dem Primärkanal verbindet, und das in der Arbeitsstellung unter Umgehung der Drosselmittel eine Verbindung zwischen Sekundärkanal und Primärkanal freischaltet, - ein zur Beeinflussung der Schaltstellung des Hauptventils vorgesehenes Vorsteuerventil, bei dessen Betätigung ein fluidisches Vorsteuersignal erzeugt wird, das eine erste Betätigungsfläche des Hauptventils beaufschlagt, um das Hauptventil aus der Grundstellung in die Softstartstellung umzuschalten, und - ein durch den im Sekundärkanal herrschenden Sekundärdruck betätigbares Umschaltventil, das bei einer vorbestimmten Höhe des Sekundärdruckes das vom Vorsteuerventil erzeugte fluidische Vorsteuersignal einer zweiten Betätigungsfläche des Hauptventils aufschaltet, um das Hauptventil aus der Softstartstellung in die Arbeitsstellung umzuschalten.

[0010] Das Hauptventil des Softstartventils ist somit wenigstens als Dreistellungsventil ausgebildet, das neben der Grundstellung und der Arbeitsstellung auch eine für die Softstartphase verantwortliche Softstartstellung einnehmen kann. Während beim Stand der Technik die Softstart-Fluidströmung durch das Vorsteuerventil hindurch und um das Hauptventil herumgeführt ist, fließt sie erfindungsgemäß durch das Hauptventil hindurch und erfordert keine unmittelbare Steuerung durch das Vorsteuerventil. Für die diversen Schaltstellungen des Hauptventils verantwortlich ist das bevorzugt elektrisch betätigbare Vorsteuerventil in Zusammenarbeit mit dem zusätzliche Umschaltventil. Das vom Vorsteuerventil erzeugte fluidische Vorsteuersignal schaltet das Hauptventil in die Softstartstellung. Hat nach einem gewissen Zeitraum der Sekundärdruck die gewünschte Umschaltschwelle erreicht, bewirkt er eine dahingehende Betätigung des Umschaltventils, dass das fluidische Vorsteuersignal einer weiteren Betätigungsfläche aufgeschaltet wird, sodass das Hauptventil aus der Softstartstellung in die einen größeren Durchfluss gewährleistende Arbeitsstellung umgeschaltet wird.

[0011] Bevorzugt ist das Umschaltventil fluidisch betätigbar, wobei ihm der Sekundärdruck unmittelbar als Steuerdruck aufschaltbar ist. Das Umschaltventil kann hierbei zum Beispiel nach Art einer Druckwaage arbeiten. Alternativ wäre auch eine nur mittelbare Aktivierung des Umschaltventils durch den Sekundärdruck möglich, indem ein elektrisch aktivierbares Umschaltventil eingesetzt wird, dessen Umschaltsignal unter Mitwirkung eines Drucksensors oder Druckschalters generiert wird, der den Sekundärdruck erfasst. Letzteres ermöglicht eine besonders einfache Variation der Umschaltschwelle.

[0012] Da der Sekundärdruck nicht unmittelbar selbst als Betätigungsdruck auf das Hauptventil einwirkt, ergibt sich eine Entkopplung von dem die Umschaltkraft für das Hauptventil liefernden Vorsteuersignal. Dadurch ist eine Verschaltung möglich, bei der sich während der Arbeitsstellung im Primärkanal und/oder im Sekundärkanal auftretende Druckschwankungen nicht auf die Schaltstellung des Hauptventils auswirken. Dies ermöglicht einen ungestörten, kontinuierlichen Betrieb bis zum Abschalten des Vorsteuerventils.

[0013] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

[0014] Es ist zweckmäßig, das Hauptventil so auszulegen, dass es in seiner Grundstellung eine druckmäßige Entlastung des Sekundärkanals bewirkt, bei pneumatischer Anwendung also eine Entlüftung des Sekundärkanals hervorruft. Die Entlastung durch das Hauptventil hindurch erübrigt die Verwendung eines separaten Entlüftungsventils oder eine Entlüftung durch das Vorsteuerventil hindurch.

[0015] Die für die Schnelligkeit des Druckaufbaus im Sekundärkanal verantwortlichen Drosselmittel sind in ihrer Drosselungsintensität zweckmäßigerweise einstellbar ausgebildet. Beispielsweise enthalten die Drosselmittel eine in das Ventilgehäuse verstellbar eingeschraubte Drosselschraube.

[0016] Hauptventil, Vorsteuerventil und Umschaltventil sind vorzugsweise zu einer das Softstartventil bildenden Baugruppe zusammengefasst. Dies vereinfacht die Handhabung bei Installation und Deinstallation.

[0017] Bei dem Vorsteuerventil handelt es sich insbesondere um ein Magnetventil. Andere elektrisch aktivierbare Ventile sind jedoch ebenfalls einsetzbar, beispielsweise Piezo-Ventile oder elektrostatische Ventile.

[0018] Es ist zweckmäßig, wenn die beiden Betätigungsflächen des Hauptventils in die gleiche Richtung weisen. Das Umschalten aus der Grundstellung in die Softstartstellung und von der Softstartstellung in die Arbeitsstellung findet hierbei mit gleichgerichteten Umschaltbewegungen statt, die insbesondere linearer Art sind.

[0019] Zweckmäßigerweise enthält das Hauptventil ein zur Vorgabe seiner Schaltstellungen in einer entsprechenden Anzahl von Schaltstellungen positionierbares Hauptventilglied, insbesondere in Gestalt eines Ventilschiebers. Zum Umschalten wirken die erste und die zweite Betätigungsfläche jeweils antriebsmäßig mit dem Hauptventilglied zusammen.

[0020] Während die für das Umschalten in die Arbeitsstellung verantwortliche zweite Betätigungsfläche vorzugsweise ortsfest am Hauptventilglied angeordnet ist, ist die für das Umschalten in die Softstartstellung verantwortliche erste Betätigungsfläche zweckmäßigerweise an einem bezüglich des Hauptventilglieds separaten Betätigungselement vorgesehen. Dieses Betätigungselement ist vom Hauptventilglied derart entkoppelt, dass Letzteres ohne Mitnahme des Betätigungselementes in die Arbeitsstellung umschaltbar ist. Während also beim Umschalten von der Grundstellung in die Softstartstellung zweckmäßigerweise beide Betätigungsflächen gemeinsam bewegt werden, bleibt beim Umschalten in die Arbeitsstellung die erste Betätigungsfläche zurück, und die zweite Betätigungsfläche entfernt sich von ihr.

[0021] Grund für den vorgenannten Bewegungsablauf ist zweckmäßigerweise das Vorhandensein einer im Verstellweg des Betätigungselementes angeordneten Anschlagfläche, die die Softstartstellung definiert.

[0022] Das Betätigungselement ist vorzugsweise als Betätigungskolben ausgebildet. Alternativ wäre allerdings auch beispielsweise eine Realisierung als Betätigungsmembran denkbar.

[0023] Zweckmäßigerweise ist das Hauptventilglied durch eine bevorzugt mechanische Rückstellfedereinrichtung in die Grundstellung vorgespannt. Nach dem Umschalten in die Softstartstellung ist die Rückstellfedereinrichtung um einen gewissen Betrag komprimiert, wobei sich der Komprimierungsgrad bis zum Erhalt der Arbeitsstellung noch weiter verstärkt. Nach einer Deaktivierung des Vorsteuerventils sorgt die Rückstellfedereinrichtung für eine Rückstellung des Hauptventilgliedes in die Grundstellung.

[0024] Die Beaufschlagung der ersten Betätigungsfläche mit dem Vorsteuerdruck erfolgt zweckmäßigerweise direkt über einen von dem Vorsteuerventil beherrschten Vorsteuerkanal. Die Beaufschlagung der zweiten Betätigungsfläche erfolgt zweckmäßigerweise über einen von dem Vorsteuerkanal abgezweigten Umschaltkanal, in dessen Verlauf das Umschaltventil eingeschaltet ist, welches in der Lage ist, den Umschaltkanal entweder abzusperren oder freizuschalten.

[0025] Das Umschaltventil enthält zweckmäßigerweise ein bewegliches Umschaltventilglied. Dieses wird auf der Basis des Sekundärdruckes angesteuert und betätigt. Eine bei Bedarf direkte Beaufschlagung durch den Sekundärdruck kann beispielsweise mittels eines Abgriffskanals geschehen, der an den Sekundärkanal oder an den zwischen dem Sekundärkanal und den Drosselmitteln verlaufenden Kanalast des Softstartkanals angeschlossen ist.

[0026] Die Ventileinrichtung kann ausschließlich aus dem Softstartventil bestehen. Das Softstartventil kann als Einzelventil betrieben werden und beispielsweise auch als Einschaltventil innerhalb eines zur Druckluftaufbereitung eingesetzten sogenannten Wartungsgerätes.

[0027] Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Ventileinrichtung zusätzlich zu dem Softstartventil einen das Softstartventil tragenden Fluidverteiler, der außerdem noch mit mehreren Steuerventilen bestückt ist, die aus einem Verteiler-Speisekanal des Fluidverteilers heraus gemeinsam mit Druckmedium versorgt werden. Das Softstartventil ist in diesem Fall so installiert, dass sein Sekundärkanal mit dem Verteiler-Speisekanal kommuniziert und somit ein kontrollierter Druckaufbau in dem Verteiler-Speisekanal durchgeführt werden kann. Der Primärkanal kann hierbei mit einem zur Außenfläche des Fluidverteilers ausmündenden Verteiler-Versorgungskanal verbunden sein, über den der Anschluss der den Primärdruck liefernden Druckquelle stattfinden kann. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Druckquelle unmittelbar an eine entsprechende Ausmündung des Primärkanals am Softstartventil anzuschließen.

[0028] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1

in perspektivischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform der mit einem Softstartventil ausgestatteten erfindungsgemäßen Ventileinrichtung,

Figur 2

die Ventileinrichtung aus Figur 1 im Bereich des Softstartventils im Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II, wobei das Hauptventil bei Einnahme der Grundstellung gezeigt ist,

Figur 3

eine Darstellung vergleichbar Figur 2, wobei das Hauptventil bei Einnahme der Softstartstellung gezeigt ist, und

Figur 4

eine Darstellung vergleichbar der Figur 2, wobei das Hauptventil bei Einnahme der Arbeitsstellung gezeigt ist.

[0029] In Figuren 2 bis 4 sind die innerhalb des Softstartventils verlaufenden Kanäle der besseren Übersichtlichkeit wegen teilweise nur als gepunktete oder durchgezogene Linien abgebildet. Die durchgezogenen Linien repräsentieren dabei Kanäle, die momentan unter Druck stehen.

[0030] Die aus der Zeichnung ersichtliche, in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 6 bezeichnete Ventileinrichtung ist als Ventilbatterie ausgebildet, die einen einstückigen oder, vorzugsweise, modularen Fluidverteiler 7 enthält, der mit einer Mehrzahl von elektrisch betätigbaren Steuerventilen 8 bestückt ist.

[0031] Die Steuerventile 8 sitzen auf in der Zeichnung von ihnen abgedeckten Bestückungsflächen, an denen im Fluidverteiler 7 verlaufende Kanäle ausmünden, die mit den nicht weiter ersichtlichen Ventilkanälen der Steuerventile 8 in an sich bekannter Weise verbunden sind.

[0032] Die im Fluidverteiler 7 verlaufenden Kanäle enthalten einen sich längs des Fluidverteilers 7 erstreckenden Verteiler-Speisekanal 12 sowie zwei dazu parallele erste beziehungsweise zweite Verteiler-Entlastungskanäle 13, 14. Diese Kanäle 12, 13, 14 stehen im Bereich der erwähnten Bestückungsflächen mit jedem der Steuerventile 8 in Fluidverbindung. Bei den Verteiler-Entlastungskanälen 13, 14 handelt es sich im Falle eines Betriebes mit Druckluft um Entlüftungskanäle.

[0033] Von jedem Bestückungsplatz gehen ein den Fluidverteiler 7 durchsetzender erster und zweiter Verteiler-Arbeitskanal 15, 16 ab, an die nicht weiter dargestellte Verbraucher anschließbar sind, beispielsweise mittels Fluidkraft zu betätigende Antriebe. Die Fluidbeaufschlagung der Verteiler-Arbeitskanäle 15, 16 wird von den Steuerventilen 8 vorgegeben, die über eine nur schematisch angedeutete, im Fluidverteiler 7 verlaufende elektrische Signalübertragungseinrichtung 17 elektrisch ansteuerbar sind.

[0034] Der Fluidverteiler 7 ist zusätzlich zu den Steuerventilen 8 mit mindestens einem Softstartventil 21 ausgestattet. Dessen bevorzugter Aufbau ist insbesondere aus Figuren 2 bis 4 ersichtlich. Es ist zweckmäßigerweise an einer außen am Fluidverteiler 7 befindlichen Bestückungsfläche 18 in bevorzugt lösbarer Weise angebracht. Eine direkte Integration in den Fluidverteiler 7 wäre jedoch ebenfalls möglich.

[0035] Die Bestückungsfläche 18 für das Softstartventil 21 schließt sich zweckmäßigerweise an die Reihe nebeneinanderliegender Bestückungsflächen für die Steuerventile 8 an, insbesondere in einer gemeinsamen Ebene liegend.

[0036] An der Bestückungsfläche 18 für das Softstartventil 21 befindet sich eine vergleichbare Konstellation von Mündungen der im Fluidverteiler 7 verlaufenden Kanäle, wie an den Bestückungsflächen für die Steuerventile 8. Somit kann die Bestückungsfläche 18 wahlweise für die Bestückung mit einem Softstartventil 21 oder mit mindestens einem Steuerventil 8 genutzt werden. Bei Bedarf kann auch ein Adapter zwischengeschaltet werden.

[0037] Bei einer Bestückung mit einem Softstartventil 21 fungiert der eine Verteiler-Arbeitskanal 15 als Verteiler-Versorgungskanal 22, über den das für den Betrieb der Ventileinrichtung benötigte Druckmedium von außen her zuführbar ist. Der Verteiler-Versorgungskanal 22 endet an der der Bestückungsfläche 18 entgegengesetzten Seite mit einer Einspeiseöffnung 23 zu einer gut zugänglichen Außenfläche des Fluidverteilers 7. An diese Einspeiseöffnung 23 kann mittels geeigneter Befestigungsmittel eine Fluidleitung angeschlossen werden, die eine Verbindung zu einer Druckquelle herstellt, welche das erwähnte Druckmedium liefert. Das eingespeiste Druckmedium steht unter einem von der Druckquelle oder einem dieser nachgeschalteten Druckregler vorgegebenen Druck, der im Folgenden als Primärdruck bezeichnet sei.

[0038] Bei entsprechender Ausgestaltung des Softstartventils 21 könnte auch der andere Verteiler-Arbeitskanal 16 alternativ oder zusätzlich als Verteiler-Versorgungskanal 22 eingesetzt werden.

[0039] Mit Hilfe des Softstartventils 21 ist es möglich, bei Inbetriebnahme der Ventileinrichtung 6 einen langsamen, sanften Druckaufbau in dem die Steuerventile 8 versorgenden Verteiler-Speisekanal 12 hervorzurufen. Der Verteiler-Speisekanal 12 wird nicht in konventioneller Weise direkt über eine Anschlussöffnung von einer Außenfläche des Fluidverteilers 7 her mit Druckmedium versorgt, sondern aus dem Verteiler-Versorgungskanal 22 über das Softstartventil 21 hinweg.

[0040] Das Softstartventil 21 ist funktionell in mehrere Einzelventile unterteilt, die jedoch unter Bildung des Softstartventils 21 zu einer einheitlich handhabbaren Baugruppe zusammengefasst sind. Das Softstartventil 21 enthält in diesem Sinne ein Hauptventil 24, ein Vorsteuerventil 25 und ein Umschaltventil 26.

[0041] Aktiviert wird das Softstartventil 21 durch das Vorsteuerventil 25, das zum einen direkt und zum anderen, unter Zwischenschaltung des Umschaltventils 26, indirekt fluidisch auf das Hauptventil 24 einwirken kann, um jeweils eine von insgesamt drei möglichen Schaltstellungen des Hauptventils 24 vorzugeben. Das Vorsteuerventil 25 ist vom elektrisch betätigbaren Typ und verfügt über eine elektrische Schnittstelle 27, über die es mit den erforderlichen elektrischen Betätigungssignalen versorgt werden kann. Abweichend von der beim Ausführungsbeispiel vorgesehenen, von der elektrischen Signalübertragungseinrichtung 17 unabhängigen elektrischen Versorgung des Vorsteuerventils 25, kann dieses bei einer abgewandelten Ausführungsform auch an die elektrische Signalübertragungseinrichtung 17 angeschlossen sein.

[0042] Das Hauptventil 24 verfügt über ein längliches Ventilgehäuse 28, in dem ein länglicher, eine Ventilgliedaufnahme 32 definierender Hohlraum ausgebildet ist. Die Ventilgliedaufnahme 32 enthält ein längliches, in Richtung seiner Längsachse 31 linear verschiebbares Hauptventilglied 33. Mit der hieraus resultierenden, durch einen Doppelpfeil angedeuteten Umschaltbewegung 34 kann das Hauptventilglied 33 und mithin das Hauptventil 24 zwischen insgesamt drei noch näher zu erläuternden Schaltstellungen umgeschaltet werden. Das Hauptventilglied 33 ist insbesondere nach Art eines Ventilschiebers konzipiert.

[0043] Durch in der Ventilgliedaufnahme 32 gehäusefest angeordnete Abdichtmittel 35, die beispielhaft aus mehreren mit axialem Abstand zueinander angeordneten ringförmigen Dichtelementen bestehen, welche das Hauptventilglied 33 koaxial umschließen, wird die Ventilgliedaufnahme 32 in eine Mehrzahl axial aufeinanderfolgender Abschnitte 36a, 36b, 36c unterteilt, von denen jeweils ein das Ventilgehäuse 28 durchsetzender Ventilkanal abgeht. Diese Ventilkanäle beinhalten einen mit dem Verteiler-Versorgungskanal 22 kommunizierenden Primärkanal 1, einen mit dem Verteiler-Speisekanal 12 kommunizierenden Sekundärkanal 2 und einen innerhalb des Ventilgehäuses 28 mit dem Sekundärkanal 2 verbundenen Softstartkanal 3. Die Verbindung mit dem Verteiler-Versorgungskanal 22 und dem Verteiler-Speisekanal 12 geschieht dadurch, dass Primärkanal 1 und Sekundärkanal 2 zu einer außen am Ventilgehäuse 28 angeordneten Installationsfläche 37 ausmünden, mit der das Softstartventil 21 an die Bestückungsfläche 18 angesetzt ist. Die Kanalmündungen an der Installationsfläche 37 sind so verteilt, dass sie zuordnungsrichtig mit den Kanalmündungen der Verteilerkanäle fluchten.

[0044] Der mit dem Primärkanal 1 kommunizierende erste Abschnitt 36a der Ventilgliedaufnahme 32 liegt axial zwischen dem mit dem Sekundärkanal 2 kommunizierenden zweiten Abschnitt 36b und dem mit dem Softstartkanal 3 kommunizierenden dritten Abschnitt 36c.

[0045] In den Verlauf des Softstartkanals 3 sind Drosselmittel 38 eingeschaltet. Sie begrenzen den Fluidurchfluss durch den Softstartkanal 3 entsprechend der vorgegebenen Drosselungsintensität. Vorzugsweise sind sie in ihrer Drosselungsintensität verstellbar ausgebildet, sodass die Durchflussrate des Softstartkanals 3 variabel vorgegeben werden kann.

[0046] Exemplarisch enthalten die Drosselmittel 38 eine von einer Außenfläche des Ventilgehäuses 28 her zugängliche Drosselschraube 38a.

[0047] Der innerhalb der Abschnitte 36a, 36b, 36c liegende Längenabschnitt des Hauptventilgliedes 33 bildet einen mit den Abdichtmitteln 35 kooperierenden Steuerabschnitt 42. Er ist in seiner Längsrichtung abgestuft und enthält abwechselnd angeordnete Bereiche größeren und kleineren Durchmessers. Je nachdem, ob ein Bereich größeren Durchmessers oder ein Bereich kleineren Durchmessers auf gleicher axialer Höhe mit einem der Dichtelemente angeordnet ist, werden die jeweils axial beidseits des entsprechenden Dichtelementes angeordneten Abschnitte der Ventilgliedaufnahme 32 voneinander abgetrennt oder fluidisch miteinander verbunden.

[0048] An den Steuerabschnitt 32 schließt sich auf der Seite des dritten Abschnittes 36c ein Antriebsabschnitt 43 des Hauptventilgliedes 33 an. An diesem greift eine Rückstellfedereinrichtung 44 an, die das Hauptventilglied 33 in Richtung einer aus Figur 2 ersichtlichen Grundstellung vorspannt.

[0049] Die Rückstellfedereinrichtung 44 ist bevorzugt als Druckfedereinrichtung ausgebildet, die den Antriebsabschnitt 43 zweckmäßigerweise koaxial umschließt. Sie stützt sich einenends - in der Zeichnung mit ihrem rechten Ende - am Ventilgehäuse 28 ab und andernends - mit ihrem in der Zeichnung links liegenden Ende - am Hauptventilglied 33. Somit ist das Hauptventilglied 33 durch die Federkraft ständig, in der Zeichnung nach links gerichtet, beaufschlagt.

[0050] Unter Ausführung seiner Umschaltbewegung 34 kann das Hauptventilglied 33 wahlweise in der aus Figur 2 ersichtlichen Grundstellung, in der aus Figur 3 ersichtlichen Softstartstellung oder in der aus Figur 4 ersichtlichen Arbeitsstellung positioniert werden. Diese Stellungen unterscheiden sich in einer unterschiedlichen Verschaltung der Ventilkanäle 1, 2, 3 durch den Steuerabschnitt 42.

[0051] In der aus Figur 2 ersichtlichen Grundstellung ist der Sekundärkanal 2 vom benachbarten Primärkanal 1 abgetrennt. Der Primärkanal 1 führt, wie der ständig mit ihm kommunizierende Verteiler-Versorgungskanal 22, ein unter dem Primärdruck stehendes Druckmedium.

[0052] Von Vorteil ist es, wenn der Sekundärkanal 2 in der Grundstellung mit einem Entlastungskanal 4 des Hauptventils 33 verbunden ist. Wird als Druckmedium Druckluft eingesetzt, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist, bildet der Entlastungskanal 4 einen zu einer Außenfläche des Ventilgehäuses 28 ausmündenden Entlüftungskanal, an den ein Schalldämpfer 45 angeschlossen sein kann.

[0053] Es ist zweckmäßig, wenn der Entlastungskanal 4 in koaxialer Verlängerung der Ventilgliedaufnahme 32 an einer Stirnseite des Ventilgehäuses 28 ausmündet. Alternativ oder zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, den Entlastungskanal 4 so zu der Installationsfläche 37 zu führen, dass er mit einem der Verteiler-Entlastungskanäle 13 oder 14 kommuniziert und eine zusätzliche oder ausschließliche Druckentlastung über den Fluidverteiler 7 stattfinden kann.

[0054] Der Primärkanal 1 ist in der Grundstellung auch von dem Softstartkanal 3 abgetrennt.

[0055] In der Softstartstellung steht der Sekundärkanal 2 ausschließlich über den Softstartkanal 3, und somit über die Drosselmittel 38 hinweg, mit dem Primärkanal 1 in Verbindung. Die Verbindung wird zwischen dem ersten und dritten Abschnitt 36a, 36c freigeschaltet. Eine direkte Verbindung zwischen Primärkanal 1 und Sekundärkanal 2, unter Umgehung des Softstartkanals 3, liegt nicht vor. Der Sekundärkanal 2 ist außerdem auch vom Entlastungskanal 4 abgetrennt.

[0056] In der aus Figur 4 ersichtlichen Arbeitsstellung schließlich liegt über die beiden direkt miteinander verbundenen ersten und zweiten Abschnitte 36a, 36b der Ventilgliedaufnahme 32 eine direkte Verbindung zwischen Primärkanal 1 und Sekundärkanal 2 vor, unter Umgehung der Drosselmittel 38 und mithin des Softstartkanals 3. Es ist jedoch möglich, die Verbindung über den Softstartkanal 3 als parallele Verbindung zusätzlich beizubehalten, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist. Über die direkte Verbindung ist ein höherer Fluiddurchfluss zwischen Primärkanal 1 und Sekundärkanal 2 möglich als über den Softstartkanal 3.

[0057] Der Entlastungskanal 4 ist in der Arbeitsstellung weiterhin von allen anderen Ventilkanälen abgetrennt.

[0058] Zu dem Hauptventil 24 gehören eine erste (46) und eine zweite (47) Betätigungsfläche, die jeweils antriebsmäßig mit dem Hauptventilglied 33 zusammenwirken.

[0059] Die erste Betätigungsfläche 46 befindet sich an einem bezüglich des Hauptventilgliedes 33 eigenständigen Betätigungselement 48, das exemplarisch nach Art eines Betätigungskolbens ausgebildet ist und das axial im Anschluss an den Antriebsabschnitt 43 des Hauptventilgliedes 33 in der Ventilgliedaufnahme 32 aufgenommen ist. Die erste Betätigungsfläche 46 weist axial vom Hauptventilglied 33 weg, in der Zeichnung nach links.

[0060] Das Betätigungselement 48 ist in Richtung der Längsachse 31 des Hauptventilgliedes 33 gleitverschieblich in einer vom Endabschnitt der Ventilgliedaufnahme 32 gebildeten Aufnahmekammer 52 untergebracht. Mit deren Umfangswandung steht es in Dichtkontakt. Die Stirnflächen der Aufnahmekammer 52 bilden eine dem Hauptventilglied 33 zugewandte erste Anschlagfläche 53 und eine entgegengesetzt orientierte zweite Anschlagfläche 54 für das Betätigungselement 48, die dessen Verstellweg begrenzen.

[0061] Anstelle als Betätigungskolben könnte das Betätigungselement 48 beispielsweise auch als Betätigungsmembran ausgeführt sein.

[0062] Die zweite Betätigungsfläche 47 ist axial fest am Hauptventilglied 33 angeordnet. Sie macht daher jede Linearbewegung des Hauptventilgliedes 33 mit. Sie weist in die gleiche Richtung wie die erste Betätigungsfläche 46, vorliegend also weg vom Steuerabschnitt 42.

[0063] Bevorzugt befindet sich die zweite Betätigungsfläche 47 an der dem Betätigungselement 48 zugewandten Stirnfläche des Hauptventilgliedes 33. Beim Ausführungsbeispiel ist dies der Fall.

[0064] Wenn das Hauptventilglied 33 linear verlagert wird, kann es mit seinem die zweite Betätigungsfläche 47 aufweisenden Endabschnitt in die Aufnahmekammer 42 eintauchen (Figur 2). Darüber hinaus kann das Hauptventilglied 33 die aus Figuren 3 und 4 hervorgehenden Stellungen einnehmen, bei denen es komplett aus der Aufnahmekammer 52 herausgefahren ist und sich sein die zweite Betätigungsfläche 47 aufweisender Endabschnitt in einem sich an die Aufnahmekammer 52 anschließenden Längenabschnitt 55 der Ventilgliedaufnahme 32 befindet, deren Querschnitt geringer ist als derjenige der Aufnahmekammer 52. Dementsprechend ist die zweite Betätigungsfläche 47 zweckmäßigerweise kleiner als die erste Betätigungsfläche 46.

[0065] Solange das Hauptventilglied 33 in die Aufnahmekammer 52 hineinragt, ist eine in Richtung der Umschaltbewegung 34 orientierte Kraftübertragung zwischen Hauptventilglied 33 und Betätigungselement 48 möglich. Diese beiden Teile liegen jedoch nur lose aneinander an, sodass lediglich drückende Stellkräfte übertragbar sind. Dies schafft andererseits für das Hauptventilglied 33 die Möglichkeit, von dem Betätigungselement 48 abzuheben und sich von diesem zu entfernen, wobei sich dann gleichzeitig der Abstand zwischen den beiden Betätigungsflächen 46, 47 verändert.

[0066] Jedenfalls verfügt das Hauptventilglied 33 über eine dem Betätigungselement 48 zugewandte und insbesondere von der Stirnfläche des Hauptventilgliedes 33 gebildete Beaufschlagungsfläche 56, die durch das Betätigungselement 48 mechanisch beaufschlagbar ist.

[0067] Die oben erwähnte Rückstellfedereinrichtung 44 ist örtlich zwischen einerseits den beiden Betätigungsflächen 46, 47 und andererseits dem Steuerabschnitt 42 auf dem Antriebsabschnitt 43 des Hauptventilgliedes 33 untergebracht.

[0068] Zur Vereinfachung der Montage der Rückstellfedereinrichtung 44 kann das Hauptventilglied 33 mehrteilig ausgeführt sein. Bevorzugt verfügt es an seinem dem Betätigungselement 48 zugewandten Endabschnitt über ein aufgestecktes und insbesondere aufgepresstes, bevorzugt hülsenförmiges Kopfstück 57, an dem sich die Rückstellfedereinrichtung 44 abstützen kann und das unter Vermittlung einer von ihm getragenen ringförmigen Dichtung 58 in dem Längenabschnitt 55 der Ventilgliedaufnahme 32 gleitverschieblich gelagert ist. Das Kopfstück 57 kann zumindest einen Abschnitt der zweiten Betätigungsfläche 47 aufweisen.

[0069] Das Betätigungselement 48 unterteilt die Aufnahmekammer 52 in eine auf der dem Hauptventilglied 33 entgegengesetzten Seite liegende erste Betätigungskammer 62 und eine auf der dem Hauptventilglied 33 zugewandten Seite liegende zweite Betätigungskammer 63. Die erste Betätigungskammer 62 ist gegenüberliegend dem Betätigungselement 48 durch die erste Anschlagfläche 53 begrenzt. Die zweite Betätigungskammer 63 verfügt axial gegenüberliegend des Betätigungselementes 48 über eine von der zweiten Anschlagfläche 54 gebildete starre Begrenzungswand und außerdem über eine axial bewegliche Begrenzungswand, die von dem Hauptventilglied 33 beziehungsweise dessen zweiter Betätigungsfläche 47 gebildet ist. Bei entsprechender Stellung des Hauptventilgliedes 33 kann sich somit die zweite Betätigungskammer 63 ein Stückweit in den Längenabschnitt 55 hinein erstrecken, wie dies aus Figur 4 ersichtlich ist.

[0070] Ein von dem mit dem Primärkanal 1 verbundenen zweiten Abschnitt 36b der Ventilgliedaufnahme 32 abzweigender fluidischer Vorsteuerkanal 64 mündet andernends in die erste Betätigungskammer 62. In den Verlauf dieses Vorsteuerkanals 64 ist das Vorsteuerventil 65 eingeschaltet, sodass der Vorsteuerkanal 64 in einen mit dem Primärkanal 1 kommunizierenden Vorsteuer-Speisekanal 64a und einen mit der ersten Betätigungskammer 62 kommunizierenden Vorsteuer-Arbeitskanal 64b unterteilt ist.

[0071] Bei dem Vorsteuerventil 25 handelt es sich insbesondere um ein 3/2-Wegeventil, das in der Lage ist, den Vorsteuer-Arbeitskanal 64b entweder mit dem Vorsteuer-Speisekanal 64a oder mit einem zur druckmäßigen Entlastung dienenden Vorsteuer-Entlüftungskanal 65 zu verbinden. Letzterer kann über das Gehäuse des Vorsteuerventils 25 unmittelbar zur Atmosphäre ausmünden, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist. Möglich ist allerdings auch eine Entlüftung über einen im Fluidverteiler 7 verlaufenden Verteiler-Entlüftungskanal.

[0072] Das Umschaltventil 26 enthält ein bevorzugt linear, gemäß Doppelpfeil 66 bewegliches Umschaltventilglied 67. Eine bevorzugt mechanische Federeinrichtung 68 erzeugt eine Federkraft, durch die das Umschaltventilglied 67 in Richtung einer in Figuren 2 und 3 vorliegenden Ausgangsstellung vorgespannt ist. Die Ausgangsstellung ist durch die Anlage des Umschaltventilgliedes 67 an einer gehäusefesten Anschlagfläche 72 vorgegeben. Anstelle der mechanischen Federeinrichtung 68 könnte auch eine Gasfedereinrichtung, insbesondere eine Luftfedereinrichtung, eingesetzt werden.

[0073] Gemeinsam mit dem es umschließenden Gehäuseabschnitt begrenzt das Umschaltventilglied 67 axial eine Steuerkammer 73, die über einen das Softstartventil 21 durchsetzenden Abgriffskanal 74 ständig mit dem Sekundärkanal 2 verbunden ist. Diese Verbindung kann direkt erfolgen oder durch einen Anschluss des Abgriffskanals 74 an den zwischen den Drosselmitteln 38 und dem Sekundärkanal 2 verlaufenden Kanalast des Softstartkanals 3.

[0074] Somit herrscht in der Steuerkammer 73 ständig der aktuelle Sekundärdruck. Dieser übt auf das Umschaltventilglied 67 eine der Federkraft der Federeinrichtung 68 entgegengesetzte Umschaltkraft F_u aus.

[0075] Das Umschaltventil 26 ist in der Lage, den Fluiddurchgang durch einen Umschaltkanal 75 zu steuern, über den der Vorsteuer-Arbeitskanal 64b mit der zweiten Betätigungskammer 63 verbunden ist. In der Ausgangsstellung des Umschaltventilgliedes 67 ist die Verbindung unterbrochen. Ist das Umschaltventilglied 67 durch eine ausreichend hohe Umschaltkraft F_U in die aus Figur 4 ersichtliche Umschaltstellung verlagert, ist der Fluiddurchgang durch den Umschaltkanal 75 freigegeben.

[0076] Eine typische Betriebsweise der Ventileinrichtung 6 stellt sich wie folgt dar.

[0077] Es sei angenommen, dass das Vorsteuerventil 25 deaktiviert ist und sich das Hauptventilglied 33 in der Grundstellung befindet. Dadurch ist der Sekundärkanal 2 und mithin der mit diesem verbundene Verteiler-Speisekanal 12 drucklos. Über die Einspeiseöffnung 23 wird unter einem Primärdruck stehendes Druckmedium eingespeist, das auch in dem Vorsteuer-Speisekanal 64a anliegt. Die beiden Betätigungskammern 62, 63 sind über das Vorsteuerventil 25 entlüftet. Dieser Grundzustand geht aus Figur 2 hervor.

[0078] Zum Einschalten der Ventileinrichtung 6 wird das Vorsteuerventil 25 über ein zugeführtes elektrisches Steuersignal betätigt. Das Vorsteuerventil 25 öffnet den Durchgang durch den Vorsteuerkanal 64, sodass ein dem Primärdruck entsprechendes fluidisches Vorsteuersignal in die erste Betätigungskammer 62 eingespeist wird und die erste Betätigungsfläche 46 beaufschlagt. Durch die hieraus resultierende Stellkraft wird das Betätigungselement 48 bis zur Anlage an der zweiten Anschlagfläche 54 verlagert, wobei es das Hauptventilglied 33 unter Überwindung der Federkraft der Rückstellfedereinrichtung 44 mitnimmt. Hat das Betätigungselement 48 die zweite Anschlagfläche 54 erreicht, befindet sich das Hauptventilglied 33 in der aus Figur 3 ersichtlichen Softstartstellung.

[0079] Das bisher noch die Ausgangsstellung einnehmende Umschaltventilglied 67 hält hierbei die zweite Betätigungskammer 63 von dem Vorsteuerkanal 64 abgetrennt.

[0080] Beginnend mit dem Umschalten in die Softstartstellung beginnt eine eine gewisse Zeit andauernde Softstartphase. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass über den freigeschalteten Softstartkanal 3 mit gedrosseltem Durchfluss Druckmedium in den Sekundärkanal 2 einströmt, sodass der darin herrschende Sekundärdruck allmählich ansteigt. Der Gradient des Druckanstieges lässt sich über die Einstellung der Drosselmittel 38 variieren.

[0081] Über den Abgriffskanal 74 steht der aktuelle Sekundärdruck auch in der Steuerkammer 73 des Umschaltventils 26 an. Mit zunehmendem Anstieg des Sekundärdruckes steigt dementsprechend die Umschaltkraft F_U, was so lange keine Auswirkung zeitigt, solange ein durch die Federeinrichtung 68 definierter Schwellwert nicht erreicht ist.

[0082] Ist dieser Schwellwert erreicht, endet die Softstartphase. Die Umschaltkraft Fu ist nun ausreichend groß, um das Umschaltventilglied 67 in die aus Figur 4 ersichtliche Umschaltstellung zu verlagern, was zur Folge hat, dass das fluidische Vorsteuersignal über den nun geöffneten Umschaltkanal 75 hindurch auch in der zweiten Betätigungskammer 63 und mithin in der zweiten Betätigungsfläche 47 ansteht. Als Folge hiervon verlagert sich das Hauptventilglied 33 weiter bis in die aus Figur 4 ersichtliche Arbeitsstellung, wobei das Betätigungselement 48 an Ort und Stelle verharrt. Da der Querschnitt des Längenabschnittes 55 kleiner ist als derjenige der ersten Betätigungskammer 62, wirkt an dem Betätigungselement 48 eine Differenzkraft, die es in Anlage an der zweiten Anschlagfläche 54 hält.

[0083] Durch das Umschalten in die Arbeitsstellung wird der Sekundärkanal 2 über den durch das Hauptventilglied 63 freigeschalteten großen Strömungsquerschnitt mit Druckmedium versorgt, sodass der Sekundärdruck in kürzester Zeit die Höhe des Primärdruckes erreicht.

[0084] Beim Ausführungsbeispiel wird der im Sekundärkanal 2 herrschende Druck dem Umschaltventil 26 unmittelbar als die Umschaltkraft liefernder Steuerdruck aufgeschaltet. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Umschaltventil 26 elektrisch betätigbar auszubilden, wobei das elektrische Umschaltsignal unter Mitwirkung eines Drucksensors oder Druckschalters erzeugt wird, der den Sekundärdruck erfasst.

[0085] Um in die Grundstellung zurückzukehren, ist lediglich das Vorsteuerventil 25 abzuschalten, sodass der Vorsteuer-Arbeitskanal 64b entlüftet wird. Die Rückstellfedereinrichtung 44 verlagert dann das Hauptventilglied 33 in die Grundstellung zurück.

[0086] Die Federeinrichtung 68 ist zweckmäßigerweise hinsichtlich ihrer Federkraft einstellbar ausgebildet. Hierzu kann ein Drehknopf 76 oder eine andere geeignete Handhabe vorhanden sein.

[0087] Ein Vorteil des geschilderten Ventilaufbaus liegt in der Unempfindlichkeit des Softstartventils gegenüber Druckschwankungen im Primärkanal 1 oder Sekundärkanal 2. Sollte wegen eines Druckabfalls die Umschaltkraft F_U so weit absinken, dass das Umschaltventil 26 in die Ausgangsstellung umschaltet, wirkt sich dies auf die Arbeitsstellung des Hauptventilgliedes 33 nicht aus, weil das in der zweiten Betätigungskammer 63 befindliche Vorsteuerfluid eingesperrt bleibt und nicht entweichen kann.

[0088] Die Ventileinrichtung 6 lässt sich sowohl mit gasförmigen als auch mit flüssigen Medien betreiben. Bevorzugt kommt Druckluft zur Anwendung.

Ansprüche

1. Ventileinrichtung mit Softstartfunktion, mit einem Softstartventil (21), das Folgendes aufweist:

- ein zwischen einer Grundstellung, einer Softstartstellung und einer Arbeitsstellung umschaltbares Hauptventil (24), das in der Grundstellung einen Sekundärkanal (2) von einem ein unter einem Primärdruck stehendes Druckmedium führenden Primärkanal (1) abtrennt, das in der Softstartstellung den Sekundärkanal (2) über einen Drosselmittel (38) enthaltenden Softstartkanal (3) hinweg mit dem Primärkanal (1) verbindet, und das in der Arbeitsstellung unter Umgehung der Drosselmittel (38) eine Verbindung zwischen Sekundärkanal (2) und Primärkanal (1) freischaltet,

- ein zur Beeinflussung der Schaltstellung des Hauptventils (24) vorgesehenes Vorsteuerventil (25), bei dessen Betätigung ein fluidisches Vorsteuersignal erzeugt wird, das eine erste Betätigungsfläche (46) des Hauptventils (24) beaufschlagt, um das Hauptventil (24) aus der Grundstellung in die Softstartstellung umzuschalten, und

- ein durch den im Sekundärkanal (2) herrschenden Sekundärdruck betätigbares Umschaltventil (26), das bei einer vorbestimmten Höhe des Sekundärdruckes das vom Vorsteuerventil (25) erzeugte fluidische Vorsteuersignal einer zweiten Betätigungsfläche (47) des Hauptventils (24) aufschaltet, um das Hauptventil (24) aus der Softstartstellung in die Arbeitsstellung umzuschalten.

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärkanal (2) in der Grundstellung des Hauptventils (24) mit einem Entlastungskanal (4) verbunden ist.

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselmittel (38) in ihrer Drosselungsintensität einstellbar ausgebildet sind.

4. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventil (24), das Vorsteuerventil (25) und das Umschaltventil (26) zu einer Baugruppe zusammengefasst sind.

5. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (25) ein Magnetventil ist.

6. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Betätigungsflächen (46, 47) in die gleiche Richtung weisen.

7. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Schaltstellungen des Hauptventils (24) durch entsprechende Schaltstellungen eines beweglichen Hauptventilgliedes (33) vorgegeben sind, wobei die erste und die zweite Betätigungsfläche (46, 47) jeweils ausgebildet ist, um antriebsmäßig mit dem Hauptventilglied (33) zusammenzuwirken.

8. Ventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betätigungsfläche (46) an einem bezüglich des Hauptventilgliedes (33) separaten Betätigungselement (48) ausgebildet ist, das bei Beaufschlagung durch das fluidische Vorsteuersignal unter Mitnahme des Hauptventilgliedes (33) bis zur Anlage an einer die Softstartstellung vorgebenden Anschlagfläche (54) verlagerbar ist, wobei sich das Hauptventilglied (33) von dem Betätigungselement (48) entfernt, wenn es anschließend durch die Fluidbeaufschlagung der zweiten Betätigungsfläche (47) bis in die Arbeitsstellung weiterbewegt wird, wobei das Betätigungselement (48) zweckmäßigerweise axial im Anschluss an das linear verschiebbare Hauptventilglied (33) angeordnet ist und in einer lediglich die Übertragung drückender Stellkräfte erlaubenden Weise lose am Hauptventilglied (33) anliegt.

9. Ventileinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (48) kolbenartig ausgebildet ist.

10. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Betätigungsfläche (47) fest am Hauptventilglied (33) angeordnet ist.

11. Ventileinrichtung nach Anspruch 10 in Verbindung mit einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite Betätigungsfläche (47) von der ersten Betätigungsfläche (46) entfernt, wenn das Hauptventil (24) aus der Softstartstellung in die Arbeitsstellung umgeschaltet wird.

12. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch eine das Hauptventilglied (33) in die Grundstellung vorspannende Rückstellfedereinrichtung (44), die zweckmäßigerweise axial zwischen einerseits den beiden Betätigungsflächen (46, 47) und andererseits dem die Schaltstellungen vorgebenden Steuerabschnitt (42) des Hauptventilgliedes (33) koaxial auf dem Hauptventilglied (33) angeordnet ist.

13. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betätigungsfläche (46) eine erste Betätigungskammer (62) begrenzt, die mit einem das fluidische Vorsteuersignal liefernden, von dem Vorsteuerventil (25) gesteuerten Vorsteuerkanal (64) kommuniziert.

14. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Betätigungsfläche (47) eine zweite Betätigungskammer (63) begrenzt, die mit einem Umschaltkanal (75) kommuniziert, der mit einem das fluidische Vorsteuersignal liefernden, von dem Vorsteuerventil (25) gesteuerten Vorsteuerkanal (64) kommuniziert und in dessen Verlauf das Umschaltventil (26) eingeschaltet ist.

15. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (26) ein durch eine Federkraft in eine Ausgangsstellung vorgespanntes Umschaltventilglied (67) aufweist, das entgegengesetzt zu der Federkraft von einer von dem im Sekundärkanal (2) herrschenden Sekundärdruck abhängigen Umschaltkraft beaufschlagt ist, und das zweckmäßigerweise den Fluiddurchgang durch einen Umschaltkanal (75) steuert, der einenends mit dem fluidischen Vorsteuersignal des Vorsteuerventils beaufschlagt ist und andernends zu der zweiten Betätigungsfläche (47) führt, derart, dass der Fluiddurchgang in der Ausgangsstellung des Umschaltventilgliedes (67) abgesperrt und bei aufgrund Erreichens eines Sekundärdruckes vorbestimmter Höhe in eine Umschaltstellung ausgelenktem Umschaltventilglied (67) freigegeben ist.

16. Ventileinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft von einer mechanischen, in ihrer Federkraft insbesondere einstellbaren Federeinrichtung (68) geliefert wird.

17. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der im Sekundärkanal (2) herrschende Sekundärdruck dem Umschaltventil (26) unmittelbar selbst als zum Hervorrufen der Umschaltkraft dienender Steuerdruck aufgeschaltet ist.

18. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch einen mit mehreren Steuerventilen (8) ausgestatteten Fluidverteiler (7), der einen Verteiler-Speisekanal (12) und mindestens einen Verteiler-Entlastungskanal (13, 14) enthält, die jeweils mit den Steuerventilen (8) in Fluidverbindung stehen, und der mit dem Softstartventil (21) bestückt ist, wobei der Sekundärkanal (2) mit dem Verteiler-Speisekanal (12) und der Primärkanal (1) mit einem zur Außenfläche des Fluidverteilers (7) ausmündenden Verteiler-Versorgungskanal (22) verbunden sind.

19. Ventileinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidverteiler (7) über eine Mehrzahl von Bestückungsflächen verfügt, von denen jeweils zwei den Fluidverteiler (7) durchsetzende Verteiler-Arbeitskanäle (15, 16) ausgehen und die zweckmäßigerweise zumindest teilweise wahlweise mit einem Steuerventil (8) oder mit einem Softstartventil (21) bestückbar sind, wobei mindestens ein Verteiler-Arbeitskanal (15), im Falle der Bestückung der zugeordneten Bestückungsfläche mit einem Softstartventil (21), als Verteiler-Versorgungskanal (22) nutzbar ist.

Claims

1. Valve unit with soft start function, with a soft-start valve (21) which has the following:

- a main valve (24) switchable between an initial position, a soft start position and an operating position and which in the initial position separates a secondary passage (2) from a primary passage (1) conducting a pressure medium under primary pressure, in the soft start position connects the secondary passage (2) with the primary passage (1) via a soft start passage (3) containing restrictor means (38), and in the operating position bypasses the restrictor means (38) to isolate a connection between the secondary passage (2) and the primary passage (1),

- a pilot valve (25) provided to influence the control position of the main valve (24) and which on actuation generates a fluidic pilot signal which pressurises a first actuating face (46) of the main valve (24) in order to switch the main valve (24) from the initial position into the soft start position, and

- a switching valve (26) which may be actuated by the secondary pressure prevailing in the secondary passage (2) and which, at a predetermined level of the secondary pressure, impresses the fluidic pilot signal generated by the pilot valve (25) on to a second actuating face (47) of the main valve (24), in order to switch the main valve (24) from the soft start position into the operating position.

2. Valve unit according to claim 1 characterised in that, in the initial position of the main valve (24), the secondary passage (2) is connected to a relief passage (4).

3. Valve unit according to claim 1 or 2, characterised in that the restrictor means (38) are designed with an adjustable restriction intensity.

4. Valve unit according to any of claims 1 to 3, characterised in that the main valve (24), the pilot valve (25) and the switching valve (26) are combined in one assembly.

5. Valve unit according to any of claims 1 to 4, characterised in that the pilot valve (25) is a solenoid valve.

6. Valve unit according to any of claims 1 to 5, characterised in that the two actuating faces (46, 47) face in the same direction.

7. Valve unit according to any of claims 1 to 6, characterised in that the three control positions of the main valve (24) are preset by corresponding control positions of a movable main valve member (33), wherein the first and second actuating face (46, 47) are each designed for driving interaction with the main valve member (33).

8. Valve unit according to claim 7, characterised in that the first actuating face (46) is provided on an actuating element (48) separate from the main valve member (33) and which when acted on by the fluidic pilot signal may be shifted, accompanied by the main valve member (33), until it makes contact with a stop face (54) which presets the soft start position, wherein the main valve member (33) is removed from the actuating element (48) when it is then moved on into the operating position through fluidic pressurisation by the second actuating face (47), wherein the actuating element (48) is expediently located axially following the linearly movable main valve member (33) and fits up loosely against the main valve member (33) in a manner which only allows the transfer of pressing control forces.

9. Valve unit according to claim 8, characterised in that the actuating element (48) is in a piston-like form.

10. Valve unit according to any of claims 7 to 9, characterised in that the second actuating face (47) is fixed rigidly to the main valve member (33).

11. Valve unit according to claim 10 in combination with any of claims 8 or 9, characterised in that the second actuating face (47) is removed from the first actuating face (46) when the main valve (24) is switched from the soft start position into the operating position.

12. Valve unit according to any of claims 7 to 11, characterised by a resetting spring device (44) which expediently biases the main valve member (33) into the initial position and which is expediently located coaxially on the main valve member (33), axially between on the one hand the two actuating faces (46, 47) and on the other hand the control section (42) of the main valve member (33) which presets the control positions.

13. Valve unit according to any of claims 7 to 12, characterised in that the first actuating face (46) bounds a first actuating chamber (62) which communicates with a pilot passage (64) supplying the pilot signal and controlled by the pilot valve (25).

14. Valve unit according to any of claims 7 to 13, characterised in that the second actuating face (47) bounds a second actuating chamber (63) which communicates with a switching passage (75) which communicates with a pilot passage (64) supplying the pilot signal and controlled by the pilot valve (25), and in the course of which the switching valve (26) is inserted.

15. Valve unit according to any of claims 1 to 14, characterised in that the switching valve (26) has a switching valve member (67) biased by a spring force into an initial position and, opposite to the spring force, is acted on by a switching force dependent on the secondary pressure prevailing in the secondary passage (2), and expediently controls the passage of fluid through a switching passage (75) which at one end is acted upon by the fluidic pilot signal of the pilot valve, and at the other end leads to the second actuating face (47) in such a way that the passage of fluid is blocked in the initial position of the switching valve member (67), and is allowed with the reaching of a predetermined level of secondary pressure which deflects the switching valve member (67) into a switching position.

16. Valve unit according to claim 15, characterised in that the spring force is supplied by a mechanical spring device (68) with in particular adjustable spring force.

17. Valve unit according to any of claims 1 to 16,characterised in that the secondary pressure prevailing in the secondary passage (2) is itself directly applied to the switching valve (26) as the control pressure used to generate the switching force.

18. Valve unit according to any of claims 1 to 17 characterised by a fluid distributor (7), equipped with several control valves (8) and containing a distributor feed passage (12) and one or more distributor relief passages (13, 14), each in fluidic connection with the control valves (8), and also equipped with the soft-start valve (21), wherein the secondary passage (2) is connected to the distributor feed passage (12), and the primary passage (1) to a distributor supply passage (22) leading to the outer surface of the fluid distributor (7).

19. Valve unit according to claim 18, characterised in that the fluid distributor (7) has a multiplicity of mounting faces, from which originate in each case two distributor operating passages (15, 16) passing through the fluid distributor (7) and expediently capable of being equipped in part either with a control valve (8) or a soft-start valve (21) wherein, in the case in which the assigned mounting face is equipped with a soft-start valve (21), at least one distributor operating passage (15) may be used as the distributor supply passage (22).

Revendications

1. Ensemble distributeur à fonction de démarrage progressif avec une soupape de démarrage progressif (21), qui présente les éléments suivants :

- une soupape principale (24) commutable entre une position de base, une position de démarrage progressif et une position de travail, qui sépare dans la position de base un canal secondaire (2) d'un canal primaire (1) conduisant un agent de pression mis sous une pression primaire, qui relie dans la position de démarrage progressif le canal secondaire (2) au canal primaire (1) par le biais d'un canal de démarrage progressif (3) contenant des moyens d'étranglement (38) et qui libère dans la position de travail une liaison entre le canal secondaire (2) et le canal primaire (1) en contournant les moyens d'étranglement (38),

- une soupape pilote (25) prévue pour influencer la position de commutation de la soupape principale (24), lors de l'actionnement de laquelle un signal pilote fluidique est généré, qui sollicite une première surface d'actionnement (46) de la soupape principale (24) pour commuter la soupape principale (24) de la position de base à la position de démarrage progressif, et

- une soupape de commutation (26) actionnable par la pression secondaire régnant dans le canal secondaire (2), qui, lorsque la pression secondaire est à une valeur prédéfinie, relie le signal pilote fluidique généré par la soupape pilote (25) à une deuxième surface d'actionnement (47) de la soupape principale (24) pour commuter la soupape principale (24) de la position de démarrage progressif à la position de travail.

2. Ensemble distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal secondaire (2) est relié à un canal de décharge (4) lorsque la soupape principale (24) est dans la position de base.

3. Ensemble distributeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'étranglement (38) sont réalisés de sorte à pouvoir régler leur intensité d'étranglement.

4. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape principale (24), la soupape pilote (25) et la soupape de commutation (26) sont regroupées en un bloc.

5. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la soupape pilote (25) est une électrovanne.

6. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux surfaces d'actionnement (46, 47) sont dirigées dans le même sens.

7. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les trois positions de commutation de la soupape principale (24) sont prédéterminées par des positions de commutation correspondantes d'un organe de soupape principale mobile (33), la première et la deuxième surface d'actionnement (46, 47) étant réalisées respectivement pour coopérer par entraînement avec l'organe de soupape principale (33).

8. Ensemble distributeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première surface d'actionnement (46) est réalisée au niveau d'un élément d'actionnement (48) séparé par rapport à l'organe de soupape principale (33), qui peut être déplacé en cas de sollicitation par le signal pilote fluidique en entraînant l'organe de soupape principale (33) jusqu'à ce qu'il s'applique contre une surface de butée (54) prédéfinissant la position de démarrage progressif, dans lequel l'organe de soupape principale (33) s'éloigne de l'élément d'actionnement (48), lorsqu'il continue ensuite à être déplacé par la sollicitation fluidique de la deuxième surface d'actionnement (47) jusqu'à la position de travail, dans lequel l'élément d'actionnement (48) est agencé de manière appropriée axialement à la suite de l'organe de soupape principale (33) déplaçable de manière linéaire et s'appuie de manière lâche contre l'organe de soupape principale (33) d'une manière permettant simplement la transmission d'efforts de commande de poussée.

9. Ensemble distributeur selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément d'actionnement (48) est réalisé en forme de piston.

10. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la deuxième surface d'actionnement (47) est disposée fixement au niveau de l'organe de la soupape principale (33).

11. Ensemble distributeur selon la revendication 10 en relation avec l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la deuxième surface d'actionnement (47) s'éloigne de la première surface d'actionnement (46) lorsque la soupape principale (24) est commutée de la position de démarrage progressif à la position de travail.

12. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé par un dispositif à ressort de rappel (44) qui précontraint l'organe de la soupape principale (33) dans la position de base et est disposé de manière avantageuse axialement entre d'une part les deux surfaces d'actionnement (46, 47) et d'autre part la section de commande (42), prédéfinissant les positions de commutation, de l'organe de la soupape principale (33) coaxialement sur l'organe de la soupape principale (33).

13. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que la première surface d'actionnement (46) délimite une première chambre d'actionnement (62), qui communique avec un canal pilote (64) commandé par la soupape pilote (25) et fournissant le signal pilote fluidique.

14. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que la deuxième surface d'actionnement (47) délimite une deuxième chambre d'actionnement (63), qui communique avec un canal de commutation (75), lequel communique avec un canal pilote (64) commandé par la soupape pilote (25) et fournissant le signal pilote fluidique et dans le cheminement duquel est insérée la soupape de commutation (26).

15. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la soupape de commutation (26) présente un organe de soupape de commutation (67) précontraint dans une position de initiale par un effort de ressort, qui est sollicité de manière opposée à la force de ressort par une force de commutation dépendant de la pression secondaire régnant dans le canal secondaire (2) et qui commande de manière avantageuse le passage de fluide par un canal de commutation (75), qui est sollicité d'un côté avec le signal pilote fluidique de la soupape pilote et conduit de l'autre côté à la deuxième surface d'actionnement (47) de telle sorte que le passage de fluide est bloqué dans la position initiale de l'organe de soupape de commutation (67) et est libéré lorsque l'organe de soupape de commutation (67) est déplacé dans une position de commutation du fait qu'une pression secondaire de valeur prédéterminée est atteinte.

16. Ensemble distributeur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la force de ressort est fournie par un dispositif à ressort (68) mécanique dont la force de ressort est en particulier réglable.

17. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la pression secondaire régnant dans le canal secondaire (2) est reliée directement à la soupape de commutation (26) sous forme de pression de commande servant à générer la force de commutation.

18. Ensemble distributeur selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par un distributeur de fluide (7) doté de plusieurs soupapes de commande (8), qui contient un canal d'alimentation du distributeur (12) et au moins un canal de décharge du distributeur (13, 14), qui sont respectivement en relation fluidique avec les soupapes de commande (8), le distributeur étant équipé de la soupape de démarrage progressif (21), le canal secondaire (2) étant relié au canal d'alimentation du distributeur (12) et le canal primaire (1) étant relié à un canal d'approvisionnement du distributeur (22) débouchant sur la surface extérieure du distributeur de fluide (7).

19. Ensemble distributeur selon la revendication 18, caractérisé en ce que le distributeur de fluide (7) dispose d'une pluralité de surfaces à équiper desquelles partent respectivement deux canaux de travail du distributeur (15, 16) traversant le distributeur de fluide (7) et qui peuvent être équipées de manière avantageuse au moins en partie au choix d'une soupape de commande (8) ou d'une soupape de démarrage progressif (21), au moins un canal de travail du distributeur (15), dans le cas où la surface à équiper associée est équipée d'une soupape de démarrage progressif (21), pouvant être utilisé comme canal d'alimentation du distributeur (22).

Zeichnung