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Steuerventil für eine Formmaschine Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Steuerventil für eine Formmaschine mit pneumatischer Betätigung, die einen Rüttelkolben,
einen Preßkolben und eine Abhebevorrichtung aufweist, wobei mit dem Rüttelzylinder,
dem Preßzylinder und der Abhebevorrichtung je eine Leitung in Verbindung steht,
derart gestaltet, daß durch absatzweise Teildrehungen des Steuerorgans aufeinanderfolgende
Betätigungen des Rüttelkolbens, des Preßkolbens und der Abhebevorrichtung erfolgen.
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Bei bekannten Formmaschinen bestehen die Steuerorgane aus Mehrweghahnen
oder Schieberventilen, und die meisten dieser Betätigungsorgane sind starkem Verschleiß
an den Gleitflächen unterworfen, und die Bedienung erfordert oft einen beträchtlichen
Kraftaufwand. Das Steuerventil gemäß vorliegender Erfindung unterscheidet sich von
bekannten Ausführungen dadurch, daß die Ventilscheibe des Steuerorgans vom Anpreßdruck
entlastet wird, indem auf der der Druckkammer der Ventilscheibe gegenüberliegenden
Seite eine Gegendruckkammer angeordnet ist und durch eine Verbindungsleitung zwischen
den beiden Druckkammern der Luftdruck in beiden Richtungen auf die Ventilscheibe
wirken kann.
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Die Zeichnungen zeigen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
nämlich Fig. i einen Längsschnitt durch das Steuerventil, Fig. a einen Schnitt durch
die Linie II-11 der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt durch die Linie 111-III der Fig.
i und
Fig. 4 eine beispielsweise Ausführungsform der Formmaschine
im Vertikalschnitt mit schematischer Anordnung des Steuerventils und der PreBluftleitungen.
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In den Fig. 1, 2 und 3 zeigen i und 2 die Wandungen eines Formmaschinenständers.
In der Wandung 2 ist der Ventilkörper 3 eingebaut, in dem die Achse 4 drehbar gelagert
ist. Am einen Ende der Achse 4 sitzen drehbar gelagert der Deckel 5 mit dem Handhebel
6 und der durch Verbindungsorgan 7 mit dem Deckel 5 verbundene Klinkenhebel B. Durch
die Unterlagscheibe 9 und die Schraube io werden die Teile 5, 8 und 14 axial festgehalten.
Die Torsionsfeder i i ist einerseits im Deckel 5 und andererseits in einem Steg
38, der mit zwei Schrauben 43 im Ventilkörper 3 befestigt ist, gehalten. Sie dient
dazu, nach jeder ausgeführten Schaltung den Handhebel 6 wieder in seine Ausgangsstellung
zurückzuführen.
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Im Klinkenhebel 8 ist auf dem Drehbolzen 12 die Klinke 13 drehbar
gelagert, die durch die Torsionsfeder 42 gegen das Klinkenrad 14, das zwölf Zähne
besitzt, gepreßt wird. Das Klinkenrad 14 wird durch den Keil 15 am Drehen auf der
Achse 4 verhindert. Am Klinkenhebel 8 sind zwei Anschläge 40 vorhanden, und im Ventilkörper
3 sitzt, zwischen die Anschläge 4o passend, eine Anschlagschraube 41. Das Klinkenrad
14 besitzt an der Unterseite zwölf Rasten i9, in die in jeder Schaltstellung die
Kugel 17 durch die Druckfeder 18 hineingepreßt wird.
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In den Ventilkörper mündet die Speiseleitung 2o; die Kugel 22 des
Lufteintrittsventils wird durch die Druckfeder 23 gegen den Ventilsitz 21 gepreBt.
Mit der Achse 4 ist ein Sechskant 24 verbunden, das die Kugel 22 des Lufteintrittsventils
von ihrem Sitz 21 abheben kann. Beim Verdrehen der Achse 4 wird die Ventilscheibe
26 durch die Kupplung 25 mitverdreht. In der Ventilplatte 27 befinden sich Preßluftleitungsanschlüsse,
die für die Programmschaltungen dieser Formmaschine .notwendig sind. In Fig. 4 sind
dies die Leitungen 61, 62, 63 und 64.
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An der Ständerwandung i sind der Ring 30 mit der Führung 31
sowie der Deckel 32 mit der Membran 33 befestigt. In der Führung 31 wird ein pilzförmiges
Stück gehalten, das aus der Stange 35 und der Entlastungsscheibe 36 besteht. Die
Stange 35 liegt auf der Ventilscheibe 26 lose auf. In der vorliegenden Ausführungsform
des Steuerventils ist die Druckkammer 65 der Ventilscheibe 26 im Ventilkörper 3
getrennt angeordnet von der Gegendruckkammer 66 der Entlastungsscheibe 36, die durch
den Deckel 32 und die Membran 33 gebildet wird. Die beiden Druckkammern 65 und 66
sind durch die Leitung 34 miteinander verbunden.
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Die Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform
einer Formmaschine mit schematischer Darstellung des Steuerventils und der Rohrleitungen.
Im PreBzylinder 5o ist der PreB-kolben 51 dichtend gleitend geführt, und in der
zylindrischen Bohrung des PreBkolbens ist der Rüttelkolben 52 dichtend gleitend
geführt. Auf dem Rüttelkolben 52 sitzt der Formmaschinentisch 53 mit der Formplatte
54, dem Modell 55 und dem Formkasten 56.
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Auf dem fest stehenden Abhebekolben 57 ist der Abhebezylinder 58 mit
dem daran befestigten gegabelten Abhebearm 59 und den daran befestigten nach oben
gerichteten Abhebestiften 6o dichtend gleitend geführt. Durch eine Leitung 61 ist
das untere Ende des PreBzylinders 5o mit der Ventilplatte 27 des Steuerventilkörpers
3 verbunden. Eine zweite Leitung 62 führt von der Ventilplatte 27 des Steuerventilkörpers
3 nach dem inneren Hohlraum des Rüttelkolbens 52. Eine dritte Leitung 63 führt von
der Ventilplatte 27 des Steuerventilkörpers 3 nach dem oberen Ende des mit Öl gefüllten
Abhebezylinders 58. Mit dem Steuerventilkörper 3 sind ferner die PreBluftspeiseleitung
20 und die Auslaßleitung 64 verbunden.
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Bei Programmschaltungen an Formmaschinen sind die nachstehenden Steuerimpulse
in der aufgeführten Reihenfolge erforderlich, die jeweils durch eine Teildrehung
des Steuerventilhebels 6 um 30°' zustande kommen. i. Inbetriebsetzen des Rüttelkolbens
52 durch Verbinden der Leitung 62 mit der Speiseleitung 20. 2. Stillsetzen des Rüttelkolbens
52 durch Verbinden der Leitung 62 mit der AuslaBleitung 64. 3. Inbetriebsetzen des
PreB-kolbens 51 durch Verbinden der Leitung 61 mit der Speiseleitung 20. 4. Absenken
des PreBkolbens 51 durch Verbinden der Leitung 61 mit der AuslaB-leitung 64. 5.
Inbetriebsetzen des Abhebegylinders 58 durch Verbinden der Leitung 63 mit der Speiseleitung
20. 6. Absenken des Abhebezylinders 58 durch Verbinden der Leitung 63 mit der AuslaB-leitunE
64.
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Die Wirkungsweise des dargestellten Steuerventils ist die folgende:
Durch die PreBluftspeiseleitung 2o gelangt PreBluft auf die Kugel 22 des Lufteintrittsventils,
die in der in Fig. i dargestellten Lage durch die Druckfeder 23 auf ihren Ventilsitz
21 gepreBt wird, so daß der Lufteintritt von der Leitung 2o her verhindert wird.
Das Steuerventil befindet sich in einer der Ruhestellungen, die den Steuerimpulsen
2, 4, 6 entsprechen. Diese Ruhestellungen liegen jeweils zwischen den Arbeitsstellungen,
die den Steuerimpulsen 1, 3, 5 entsprechen. In den Ruhestellungen des Steuerventils
kann die Luft aus einer der Leitungen 61, 62 oder 63 durch den Kana139 unter der
Ventilscheibe 26 hindurch und durch die AuslaBleitung 64 ins Freie entweichen.
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Wird der Handhebel 6 um 30° verdreht, was dem Weg zwischen den beiden
Anschlägen 40 gegenüber der Anschlagschraube 41 entspricht, so kommt dadurch eine
der Schaltungen in der Operationsprogrammfolge zustande. Es werden dabei der Deckel
s, der Klinkenhebel 8 mit der Klinke 13, das Klinkenrad 14, die Achse 4 mit dem
Sechskant 24 und durch die Kupplung 25 auch die Ventilscheibe 26 um den gleichen
Winkel verdreht, der einer Zahnteilung auf dem Klinkenrad 14 (zwölf Zähne) entspricht.
Der Klinkenhebel 8 steht dann in der in Fig. a mit unterbrochenen Linien gezeichneten
Lage.
Beim Loslassen des Handhebels 6 bleibt die Achse 4 mit dem
Sechskant 24 und der Ventilscheibe 26 stehen, weil die neue Stellung durch die Raste
i9 mit der Kugel 17 und der Druckfeder 18 blockiert wird. Der Handhebel 6 mit dem
Deckel 5 und dem Klinkenhebel 8 mit der Klinke 13 wird durch die Wirkung der Torsionsfeder
i i in seine Ausgangslage zurückgeführt, wobei die Klinke 13 auf dem fest stehenden
Klinkenrad 14 um einen Zahn weitergreift und durch die Torsionsfeder 42 festgehalten
wird.
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Die Achse 4 mit dem Sechskant 24 nimmt jetzt die in Fig. 3 dargestellte
Lage ein, wobei die LufteintrittsventilkUgel 22 gegen den Druck der Feder 23 vom
Ventilsitz 21 abgehoben wird. Es gelangt somit erst Preßluft in die Druckkammer
65 und auf die Ventilscheibe 26, wenn dies die auszuführende Operation verlangt.
Von der Druckkammer 65 über der Ventilscheibe 26 tritt Luft durch die jetzt frei
gewordene Öffnung 37 in den Kanal 39 der Ventilplatte 27. Von dieser Ventilplatte
27 aus erfolgt die Verteilung der Preßluft gemäß der Operationsprogrammfolge; beispielsweise
Leitung 62 zum Rüttelkolben, Leitung 61 zum Preßkolben und Leitung 63 zur Abhebevorrichtung.
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Gleichzeitig gelangt jedoch auch Preßluft aus der Druckkammer 65 über
der Ventilscheibe 26 durch die Leitung 34 in die Gegendruckkammer 66, gebildet aus
dem Deckel 32 und der Membran 33, wodurch die Entlastungsscheibe 36 mit der Stange
35 des Pilzes gegen die Ventilscheibe 26 gepreßt wird. Es führt dies zu einer Entlastung
der Ventilscheibe 26 vom Druck der Preßluft; d. h. die Betätigung des Steuerventils
wird wesentlich erleichtert und (ler Verschleiß an den aufeinandergleitenden Flächen
stark vermindert.
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Durch ein weiteres Verdrehen des Handhebels 6 um 30° kommt eine neue
Schaltung in der Operationsprogrammfolge der Formmaschine zustande. Es ist dies
wiederum eine der Ruhestellungen (Steuerimpulse 2, 4, 6), wobei das Sechskant 24
die in der Fig. i dargestellte Lage einnimmt; d. h. die Preßluftzufuhr aus der Speiseleitung
2o ist durch das Preßlufteintrittsventil 22 versperrt. Die Luft aus einer der Leitungen
61, 62 oder 63 kann durch einen der Kanäle 39 in der Ventilplatte 27 und durch die
Leitung 64 ins Freie entweichen.
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Die Betätigung des Steuerventils gemäß vorliegender Erfindung erfordert
nur einen Bruchteil der Kraft, die bei früheren Ausführungsformen notwendig war,
und bei der Bedienung einer Formmaschine können die Schaltungen demzufolge rascher
ausgeführt werden. Ferner führt die geringere Reibung zu einer größeren Lebensdauer
der auf Verschleiß beanspruchten Teile des Steuerventils. Da infolge von unvermeidlichen
Undichtheiten Preßluftverluste in den Leitungen, im Steuerventil und in der Formmaschine
auftreten, ergibt die ,Kombination des mit der Achse 4 des Steuerventils verbundenen
Sechskantes 24 mit dem Lufteintrittsventil22 eine wesentliche Einsparung im Luftverbrauch,
weil Preßluft nur in den Ventilkörper 3 eintritt, wenn die gerade vorzunehmende
Operation dies verlangt.