DE9307125U1 - Fluid ejection device - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausstoßen von Fluid durch eine vordere, stimseitige Öffnung aus einem Hohlzylinder mit einem im Hohlzylinder verschieblichen Kolben und einem hinter dem Kolben angeordneten, mit einem Druckmedium von einer Druckquelle mit einem Vordruck p0 über ein Betätigungsventil und ein Druckminderventil beaufschlagbaren Expansionsraum, wobei das Druckminderventil öffnet, wenn ein einstellbarer Nachdruck P1 hinter dem Druckminderventil unterschritten wird.The present invention relates to a device for expelling fluid through a front, end-face opening from a hollow cylinder with a piston that can be moved in the hollow cylinder and an expansion chamber arranged behind the piston that can be pressurized with a pressure medium from a pressure source with a pre-pressure p 0 via an actuating valve and a pressure reducing valve, wherein the pressure reducing valve opens when an adjustable downstream pressure P 1 behind the pressure reducing valve is undershot.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift 36 07 176 bekannt. Vorrichtungen der vorstehend beschriebenen Gattung werden beispielsweise zum Extrudieren oder Auspressen von Fluiden oder zum Ausgeben von Dichtungsmassen benutzt. Die Form des aus der stiraseitigen Öffnung austretenden Fluides hängt von der Ausbildung dieser Öffnung, dem Druck im Hohlzylinder, unter dem das Fluid ausgegeben wird, und von den Eigenschaften des jeweiligen Fluides ab. Die Kraft für den Kolben kann bei einfachen Vorrichtungen von Hand über einen Schaft oder bei aufwendigeren Vorrichtungen mittels eines Druckmediums aufgebracht werden, das von einer Druckquelle zur Verfügung gestellt wird und über ein Betätigungsventil und einSuch a device is known from German patent application 36 07 176. Devices of the type described above are used, for example, for extruding or pressing out fluids or for dispensing sealing compounds. The shape of the fluid emerging from the front opening depends on the formation of this opening, the pressure in the hollow cylinder under which the fluid is dispensed, and the properties of the respective fluid. The force for the piston can be applied manually via a shaft in simple devices or by means of a pressure medium in more complex devices, which is provided by a pressure source and via an actuating valve and a
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Druckminderventil in einen Expansionsraum gelangt, der bei seiner Expansion den Kolben im Hohlzylinder nach vorne schiebt.Pressure reducing valve enters an expansion chamber, which, when expanded, pushes the piston in the hollow cylinder forward.
Als Druckquelle wird in der Regel ein Druckluftnetz dienen, dessen Vordruck p0 mehr oder weniger konstant ist. Üblicherweise schwankt der Vordruck p0 eines Druckluftnetzes in einem Bereich zwischen 6 und 8 bar. Alternativ kann aber auch als Druckquelle eine Gasdruckflasche dienen.The pressure source is usually a compressed air network whose pre-pressure p 0 is more or less constant. The pre-pressure p 0 of a compressed air network usually fluctuates in a range between 6 and 8 bar. Alternatively, a gas pressure bottle can also serve as a pressure source.
Bei einem Druckminderventil wirkt der Nachdruck P1, d.h. der Druck, der auf der Abstromseite des Druckminderventiles vorliegt, auf ein Dichtelement derart ein, daß das Dichtelement von seinem Sitz abgehoben wird, daß also das Druckminderventil öffnet, wenn ein vorgegebener, normalerweise einstellbarer Wert für den Nachdruck pt unterschritten wird, so daß das Druckmedium durch das Druckminderventil nachströmen kann, wenn ein vorgegebener Nachdruck P1 unterschritten wird.In a pressure reducing valve, the downstream pressure P 1 , ie the pressure that is present on the downstream side of the pressure reducing valve, acts on a sealing element in such a way that the sealing element is lifted from its seat, i.e. that the pressure reducing valve opens when a predetermined, normally adjustable value for the downstream pressure p t is undershot, so that the pressure medium can flow through the pressure reducing valve when a predetermined downstream pressure P 1 is undershot.
Es gibt Druckminderventile, bei denen zugleich der Vordruck p0 auf das Dichtelement einwirkt. Üblicherweise ist allerdings die Fläche auf die der Vordruck p0 wirkt und damit die Kraft, die er erzeugt, wesentlich geringer als die Fläche, auf die der Nachdruck P1 wirkt und damit geringer als die vom Nachdruck P1 erzeugte Kraft. Somit ist das Öffnen eines Druckminderventiles primär abhängig von der Höhe des Nachdruckes P1 und nur in sekundärer Weise abhängig von der Höhe des Vordruckes p0. Wenn sich der Vordruck P0 ändert, so ändert sich der Nachdruck P1, bei dem das Druckminderventil öffnet, in nur geringem Ausmaß, um zu erreichen, daß die Höhe des Nachdruckes P1 im wesentlichen unabhängig von der Höhe des Vordruckes p0 ist.There are pressure reducing valves in which the pre-pressure p 0 also acts on the sealing element. Usually, however, the area on which the pre-pressure p 0 acts, and thus the force it generates, is much smaller than the area on which the post-pressure P 1 acts and thus smaller than the force generated by the post-pressure P 1. Thus, the opening of a pressure reducing valve is primarily dependent on the level of the post-pressure P 1 and only secondarily dependent on the level of the pre-pressure p 0 . If the pre-pressure P 0 changes, the post-pressure P 1 at which the pressure reducing valve opens changes only slightly, in order to ensure that the level of the post-pressure P 1 is essentially independent of the level of the pre-pressure p 0 .
Druckminderventile für Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekanntermaßen in einer Leitung angeordnet, die die Vorrichtung mit der Druckquelle verbindet. Die verwendeten Druckminderventile sind vergleichsweise groß und schwer, so daß sie nicht mit der Vorrichtung verbunden sind, die möglichst leicht ausgeführt sein soll, um von einer Person leicht gehalten werden zu können.Pressure reducing valves for devices of the type mentioned above are known to be arranged in a line that connects the device to the pressure source. The pressure reducing valves used are comparatively large and heavy, so that they are not connected to the device, which should be as light as possible so that it can be easily held by a person.
Insbesondere gibt es keine Druckminderventile für Vorrichtungen der eingangs genannten Art, die so klein und leicht sind, daß sie im Handgriff der VorrichtungIn particular, there are no pressure reducing valves for devices of the type mentioned above that are so small and light that they can be placed in the handle of the device.
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integrierbar und trotzdem leicht und präzise so einstellbar sind, daß der Nachdruck pt entsprechend den Anforderungen an das ausgebrachte Fluid genau einstellbar ist.can be integrated and yet are easily and precisely adjustable so that the holding pressure p t can be precisely adjusted according to the requirements of the fluid being dispensed.
Wenn ein genau einstellbares, aber großes Druckminderventil in der Leitung zwischen der Vorrichtung und der Druckquelle angeordnet ist, so wird die Arbeit mit der Vorrichtung erschwert, weil eine Veränderung des Vordruckes P1, die während der Arbeit durchaus erforderlich sein kann, nicht an der Vorrichtung selbst, sondern nur am mehr oder weniger weit entfernt in der Leitung angeordneten Druckminderventil vorgenommen werden kann.If a precisely adjustable but large pressure reducing valve is arranged in the line between the device and the pressure source, the operation of the device is made more difficult because a change in the pre-pressure P 1 , which may well be necessary during operation, cannot be carried out on the device itself but only on the pressure reducing valve arranged more or less far away in the line.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Druckminderventil für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das einfach aufgebaut ist, kleine Abmessungen und ein geringes Gewicht hat und das trotzdem genau auf einen vorgegebenen Wert für den Nachdruck P1, der abhängig' sein kann vom Vordruck p0, einstellbar ist, so daß es in der Vorrichtung selbst, vorzugsweise in deren Handgriff einbaubar ist. Die Vorrichtung soll möglichst leicht und kompakt sein.The object of the present invention is to provide a pressure reducing valve for a device of the type mentioned at the beginning, which is of simple construction, has small dimensions and a low weight and which can nevertheless be set precisely to a predetermined value for the downstream pressure P 1 , which can be dependent on the upstream pressure p 0 , so that it can be installed in the device itself, preferably in its handle. The device should be as light and compact as possible.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Dichtelement im Druckminderventil über ein Federelement und ein Einstellelement mit einem Gehäuse des Druckminderventils beweglich verbunden ist, wobei das Federelement durch eine Drehung des Einstellelements um eine Drehachse derart in Spannung versetzbar ist, daß der einstellbare Nachdruck P1 durch Drehen des Einstellelementes über einen Winkelbereich von zumindest 45° linear oder im wesentlichen linear zu einem Winkel verstellbar ist.According to the present invention, the object is achieved in that a sealing element in the pressure reducing valve is movably connected to a housing of the pressure reducing valve via a spring element and an adjusting element, wherein the spring element can be tensioned by rotating the adjusting element about an axis of rotation in such a way that the adjustable back pressure P 1 can be adjusted linearly or essentially linearly to an angle by rotating the adjusting element over an angular range of at least 45°.
Erfindungsgemäß ist ein Federelement zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuse angeordnet, dessen Spannung das Öffnen des Druckminderventils unterstützt. Auf eine mit dem Dichtelement in Verbindung stehende Druckfläche wirkt der Nachdruck P1 derart, daß bei steigendem Nachdruck P1 das Dichtelement stärker gegen die Dichtfläche gedrückt wird. Bei einem hohen Nachdruck pv dessen Wert über einem vorgegebenen Sollwert liegt, ist die Summe der Kräfte, die auf das Dichtelement ausgeübt wird und die in Richtung Schließstellung gerichtet ist, größer als die von dem Federelement ausgeübte Kraft, die in Öffnungsrichtung auf das Dichtelement wirkt. Demzufolge ist dasAccording to the invention, a spring element is arranged between the sealing element and the housing, the tension of which supports the opening of the pressure reducing valve. The post-pressure P 1 acts on a pressure surface connected to the sealing element in such a way that as the post-pressure P 1 increases, the sealing element is pressed more strongly against the sealing surface. With a high post-pressure p v whose value is above a predetermined target value, the sum of the forces exerted on the sealing element and directed towards the closed position is greater than the force exerted by the spring element, which acts on the sealing element in the opening direction. Consequently, the
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Druckminderventil geschlossen. Wenn der vorgegebene Sollwert unterschritten wird, so ist es umgekehrt. Das Federelement ist über das Einsteüelement mit dem Gehäuse verbunden. Durch eine Drehung des Einstellelementes um eine Drehachse wird das Federelement mehr oder weniger stark in Vorspannung versetzt, indem ein vom Dichtelement abgewandtes Ende des Federelementes vom Einstellelement relativ zum Dichtelement bewegt wird. Das Ausmaß dieser Bewegung ist dabei abhängig von dem Winkel, um den das Einstellelement um seine Drehachse gedreht ist, und derart abgestimmt, daß der einstellbare Nachdruck P1 zumindest bereichsweise linear oder ungefähr linear zu dem Drehwinkel veränderbar ist.Pressure reducing valve closed. If the pressure falls below the specified target value, the opposite is true. The spring element is connected to the housing via the adjusting element. By rotating the adjusting element about a rotation axis, the spring element is pre-tensioned to a greater or lesser extent by moving an end of the spring element facing away from the sealing element from the adjusting element relative to the sealing element. The extent of this movement depends on the angle by which the adjusting element is rotated about its rotation axis and is adjusted in such a way that the adjustable back pressure P 1 can be changed linearly or approximately linearly to the angle of rotation, at least in some areas.
Wenn das Federelement eine lineare Kennlinie hat, so hat die Bewegung des Endes des Federelementes entsprechend linear zu dem Drehwinkel zu erfolgen. Bei einer nicht linearen Federkennlinie wird die Nichtlinearität des Federelementes dadurch ausgegleichen, daß auch die Bewegung des Endes des Federelementes nicht linear zu dem Winkel der Drehung des Einstellelementes erfolgt, daß durch Kombination der beiden nicht linearen Beziehungen eine Linearisierung der Beziehung zwischen dem eingestellten Nachdruck P1 und dem Drehwinkel des Einstellelementes erfolgt. Insbesondere ist eine Linearität zwischen der Federspannung des Federelementes und dem Drehwinkel des Einstellelementes gegeben.If the spring element has a linear characteristic, the movement of the end of the spring element must be linear to the angle of rotation. With a non-linear spring characteristic, the non-linearity of the spring element is compensated by the fact that the movement of the end of the spring element is also not linear to the angle of rotation of the adjustment element, and by combining the two non-linear relationships, the relationship between the set post-pressure P 1 and the angle of rotation of the adjustment element is linearized. In particular, there is a linearity between the spring tension of the spring element and the angle of rotation of the adjustment element.
Das erfindungsgemäße Druckminderventil ist sehr einfach aufgebaut und enthält nur wenige Komponenten, es kann bei Verwendung eines starken Federelementes mit einer steilen Kennlinie sehr klein gebaut sein, so daß es problemlos in der Vorrichtung integriert werden kann. Insbesondere ist es möglich, ein Federelement mit nicht linearer Kennlinie zu verwenden, weil diese Nichtlinearität durch eine dazu komplementäre Nichtlinearität über die Form des Einstellelementes kompensiert werden kann. Insbesondere starke Federn mit einer steilen Kennlinie, die klein sein sollen, weisen in der Regel eine nicht lineare Federcharakteristik auf.The pressure reducing valve according to the invention is very simply constructed and contains only a few components; it can be built very small when using a strong spring element with a steep characteristic curve, so that it can be easily integrated into the device. In particular, it is possible to use a spring element with a non-linear characteristic curve because this non-linearity can be compensated for by a complementary non-linearity via the shape of the adjustment element. In particular, strong springs with a steep characteristic curve, which are intended to be small, generally have a non-linear spring characteristic.
In Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Einstellelement einen Schneckenkörper mit einer um die Drehachse herum angeordneten Oberfläche, an der das Federelement mittelbar oder unmittelbar an einem Ort anliegend ist, dessen Abstand von der Drehachse durch die Drehung des Einstellelementes derart mit dem Winkel der DrehungIn an embodiment of the invention, the adjusting element comprises a worm body with a surface arranged around the axis of rotation, on which the spring element is directly or indirectly in contact at a location whose distance from the axis of rotation is adjusted by the rotation of the adjusting element in such a way as to correspond to the angle of rotation
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veränderbar ist, daß die Spannung des Federelementes zumindest bereichsweise linear oder ungefähr linear vom Winkel abhängig ist.is variable so that the tension of the spring element is at least partially linearly or approximately linearly dependent on the angle.
Erfindungsgemäß liegt ein Ende des Federelementes direkt oder unter Zwischenschaltung eines weiteren Körpers an der Oberfläche des Schneckenkörpers des Einstellelementes an. Die Form der Oberfläche des Schneckenkörpers ist derart, daß der Abstand des Federendes von der Drehachse bei einer Drehung des Einstellelementes um die Drehachse herum veränderbar ist.According to the invention, one end of the spring element rests directly or with the interposition of another body on the surface of the screw body of the adjustment element. The shape of the surface of the screw body is such that the distance of the spring end from the axis of rotation can be changed when the adjustment element rotates around the axis of rotation.
Vorzugsweise ist die Richtung der Federspannung senkrecht zur Drehachse. Bei Verwendung eines Federelementes mit linearer Kennlinie ist der Abstand des Ortes, an dem das Federende an dem Schneckenkörper anliegt, von der Drehachse des Einstellelementes linear mit dem Drehwinkel veränderbar. Somit wird bei Drehung des Einstellelementes um einen Winkel &agr;, die Länge des Fefderelementes um einen Betrag &Dgr;1 verkürzt, wobei diese Verkürzung proportional ist zu einer Erhöhung der Federspannung um einen Betrag AF. Bei konstantem Vordruck p0 entspricht eine Vergrößerung der Federspannung um den Betrag AF einer Verminderung des eingestellten Nachdruckes P1 um einen Betrag Ap1 = AF/A, wobei A die Wirkfläche für den Nachdruck P1 ist.The direction of the spring tension is preferably perpendicular to the axis of rotation. When using a spring element with a linear characteristic curve, the distance of the location at which the spring end rests on the screw body from the axis of rotation of the adjustment element can be changed linearly with the angle of rotation. Thus, when the adjustment element is rotated by an angle α, the length of the spring element is shortened by an amount Δ1, whereby this shortening is proportional to an increase in the spring tension by an amount AF. With a constant pre-pressure p 0 , an increase in the spring tension by the amount AF corresponds to a reduction in the set post-pressure P 1 by an amount Ap 1 = AF/A, whereby A is the effective area for the post-pressure P 1 .
In Weiterbildung der Erfindung ist der eingestellte Nachdruck P1 bei der Drehung des Einstellelementes um einen Winkel von zumindest 90° vorzugsweise von zumindest 180° linear oder ungefähr linear veränderbar. Somit wird das Einstelielement um zumindestens 90° bzw. 180° gedreht, um den Nachdruck P1 von einem Minimalwert auf einen Maximalwert zu verstellen, wobei der Winkel erkennen läßt, wie hoch der eingestellte Druck ist. Je größer der Winkelbereich ist, um so genauer ist der Nachdruck P1 einstellbar. Andererseits sollte er möglichst nicht über eine volle Drehung von 360° hinausgehen, damit eine eindeutige Zuordnung von Winkel und Nachdruck P1 möglich ist.In a further development of the invention, the set holding pressure P 1 can be changed linearly or approximately linearly when the setting element is rotated by an angle of at least 90°, preferably by at least 180°. The setting element is thus rotated by at least 90° or 180° in order to adjust the holding pressure P 1 from a minimum value to a maximum value, whereby the angle shows how high the set pressure is. The larger the angle range, the more precisely the holding pressure P 1 can be adjusted. On the other hand, it should not go beyond a full rotation of 360°, so that a clear assignment of angle and holding pressure P 1 is possible.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Federelement eine zumindest abschnittsweise lineare oder ungefähr lineare Federcharakteristik auf. Die Verwendung eines Federelementes mit linearer Federcharakteristik hat den Vorteil, daß die Form desIn a further embodiment of the invention, the spring element has a spring characteristic that is at least linear or approximately linear in sections. The use of a spring element with a linear spring characteristic has the advantage that the shape of the
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Schneckenkörpers geometrisch einfach ist, weil der Abstand seiner Oberfläche von der Drehachse dann ebenfalls linear mit dem Drehwinkel zunehmend ist.screw body is geometrically simple because the distance of its surface from the axis of rotation also increases linearly with the angle of rotation.
Vorzugsweise besteht das Federelement aus einem gummielastischen Material. Insbesondere ist das Federelement durch zumindest einen O-Ring gebildet und parallel zur Rotationssymmetrieachse des O-Ringes zusammenpreßbar. Es können auch mehrere aufeinandergelegte O-Ringe verwendet werden. Mit zunehmender Anzahl aufeinandergelegter O-Ringe wird die Federcharakteristik flacher. Allerdings verläuft die Federcharakteristik eines zusammengepreßten O-Ringes nur in einem sehr engen Bereich linear. Federelemente aus gummielastischem Material haben den Vorteil, daß sie sehr klein sein und trotzdem sehr große Spannungen übertragen können.The spring element is preferably made of a rubber-elastic material. In particular, the spring element is formed by at least one O-ring and can be compressed parallel to the rotational symmetry axis of the O-ring. Several O-rings placed on top of each other can also be used. The spring characteristic becomes flatter as the number of O-rings placed on top of each other increases. However, the spring characteristic of a compressed O-ring is only linear in a very narrow range. Spring elements made of rubber-elastic material have the advantage that they can be very small and yet still transmit very high tensions.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Einstellelement einen Einstellhebel, der um die Drehachse herum verschwenkbar ist und aus dessen Lage der eingestellte Nachdruck P1 erkennbar ist. Insbesondere kann um die Drehachse herum eine Skala angebracht sein, auf der Werte für den Nachdruck P1 markiert sind.In a further embodiment of the invention, the adjustment element comprises an adjustment lever which can be pivoted about the axis of rotation and from whose position the set holding pressure P 1 can be recognized. In particular, a scale can be attached around the axis of rotation on which values for the holding pressure P 1 are marked.
Nach einer besondere vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse des Druckminderventils ein Handgriff zum Festhalten der Vorrichtung. Die Unterbringung des Druckminderventils im Handgriff hat dabei nicht nur den Vorteil, daß die Person, die die Vorrichtung benutzt, leicht und schnell den Nachdruck P1 verändern kann, sondern hat zusätzlich den weiteren Vorteil, daß der Griffkörper selbst das Gehäuse für das Druckminderventil sein kann, so daß ein separates Gehäuse entfallen kann. Dadurch wird das Gewicht und Volumen des Druckminderventils gering gehalten.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the housing of the pressure reducing valve is a handle for holding the device. The accommodation of the pressure reducing valve in the handle not only has the advantage that the person using the device can easily and quickly change the pressure P 1 , but also has the additional advantage that the handle body itself can be the housing for the pressure reducing valve, so that a separate housing can be omitted. This keeps the weight and volume of the pressure reducing valve low.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist sowohl das Bestätigungsventil als auch das Druckminderventil in einem mit der Vorrichtung verbundenen Handgriff integriert. Dadurch wird die Bedienung der Vorrichtung wesentlich erleichtert.According to a particularly preferred embodiment of the invention, both the confirmation valve and the pressure reducing valve are integrated into a handle connected to the device. This makes the operation of the device significantly easier.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Dichtelement im Druckminderventil über ein Federelement und ein Einstellelement mit einem Gehäuse des Druckminderventiles beweglich verbunden, wobei das Federelement durch eineAccording to a further embodiment of the invention, a sealing element in the pressure reducing valve is movably connected to a housing of the pressure reducing valve via a spring element and an adjusting element, wherein the spring element is
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Drehung des Einstellelementes um eine Drehachse derart in Spannung versetzbar ist, daß der einstellbare Nenndruck P1 in Abhängigkeit von einem Winkel zumindest bereichsweise linear oder im wesentlichen linear zunehmend ist, um den das Einstellelement gedreht ist, und daß das Einstellelement einen Schneckenkörper umfaßt mit einer um die Drehachse herum angeordneten Oberfläche, an der das Federelement mittelbar oder unmittelbar an einem Ort anliegend ist, dessen Abstand von der Drehachse durch die Drehung des Einstellelementes mit dem Winkel der Drehung zunehmend ist.Rotation of the adjusting element about an axis of rotation can be put into tension in such a way that the adjustable nominal pressure P 1 increases linearly or essentially linearly at least in some regions as a function of an angle by which the adjusting element is rotated, and that the adjusting element comprises a worm body with a surface arranged around the axis of rotation, against which the spring element is directly or indirectly in contact at a location whose distance from the axis of rotation increases with the angle of rotation due to the rotation of the adjusting element.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in einer hinteren Endkappe der Vorrichtung ein Entlüftungsventil für den Expansionsraum angeordnet, das über eine Öffnung mit dem Expansionsraum, über eine Bohrung mit der Umgebung und über eine Verbindungsleitung mit dem Druckminderventil verbunden ist und das ein Dichtelement enthält, wobei bei einem positiven Differenzdruck zwischen der Verbindungsleitung und dem Expansionsraum das Druckmedium von der Verbindungsleitung in den Expansionsraum strömt und das Dichtelement an der Bohrung diese abdichtend anliegt und bei einem negativen Differenzdruck das Dichtelement von der Bohrung abgehoben ist, so daß ein Druckausgleich zwischen dem Expansionsraum und der Umgebung erfolgt.In a further embodiment of the invention, a vent valve for the expansion chamber is arranged in a rear end cap of the device, which is connected to the expansion chamber via an opening, to the environment via a bore and to the pressure reducing valve via a connecting line and which contains a sealing element, whereby in the case of a positive differential pressure between the connecting line and the expansion chamber, the pressure medium flows from the connecting line into the expansion chamber and the sealing element rests against the bore to seal it, and in the case of a negative differential pressure, the sealing element is lifted off the bore so that pressure is equalized between the expansion chamber and the environment.
Durch die Integration des Entlüftungsventüs in der hinteren Endkappe der Vorrichtung wird erreicht, daß eine Schnellentlüftung auf kürzestem Weg möglich ist, daß insbesondere das Druckmedium nicht durch die Verbindungsleitung zum Druckminderventil und zum Betätigungsventil zurückströmen muß, bevor es durch eine im Betätigungsventil angeordnete Entlüftungsbohrung in die Umgebung strömen kann. Somit ist ein mehr oder weniger schlagartiges und automatisches Entlüften möglich, wenn der Arbeitsvorgang beendet ist.By integrating the vent valve in the rear end cap of the device, it is possible to quickly vent the system using the shortest route, and in particular the pressure medium does not have to flow back through the connecting line to the pressure reducing valve and the actuating valve before it can flow into the environment through a vent hole arranged in the actuating valve. This means that more or less sudden and automatic venting is possible when the work process is finished.
Beim Schließen des Betätigungsventils wird nicht nur die Verbindung zur Druckquelle unterbrochen, sondern eine Bohrung, die zur Umgebung führt, freigegeben. Durch diese hindurch wird der Druck in der Verbindungsleitung zwischen dem Druckminderventil und dem Expansionsraum abgebaut. Somit kehrt sich die am Dichtelement des Entlüftungsventüs anstehende Druckdifferenz vorzeichenmäßig um, so daß das Dichtelement des Entlüftungsventüs von der Bohrung, die den Expansionsraum mit derWhen the actuating valve is closed, not only is the connection to the pressure source interrupted, but a hole that leads to the environment is also opened. Through this, the pressure in the connecting line between the pressure reducing valve and the expansion chamber is reduced. The pressure difference at the sealing element of the vent valve is thus reversed in sign, so that the sealing element of the vent valve is separated from the hole that connects the expansion chamber with the
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Umgebung verbindet, entfernt wird. Somit kann das im Expansionsraum vorhandene Druckmedium schlagartig in die Umgebung entspannt werden. Ein Öffnen der Vorrichtung ist danach möglich, um neues Fluid in den Hohlzylinder einzufüllen. Wenn das Betätigungsventil erneut geöffnet wird, strömt Druckmedium durch das Betätigungsventil und das Druckminderventil in die Verbindungsleitung zwischen dem Druckminderventil und dem Expansionsraum, so daß in der Verbindungsleitung ein Druck aufgebaut wird, der höher ist als der Druck im Expansionsraum, so daß das Dichtelement des Entlüftungsventils erneut vor die Bohrung des Schnellentlüftungsventils gepreßt wird und diese abdichtet. Danach kann sich im Expansionsraum erneut der Nachdruck P1 aufbauen, der so eingestellt ist, wie es zum Arbeiten mit der Vorrichtung erforderlich ist.The pressure medium in the expansion chamber can thus be suddenly released into the environment. The device can then be opened to fill the hollow cylinder with new fluid. When the actuating valve is opened again, pressure medium flows through the actuating valve and the pressure reducing valve into the connecting line between the pressure reducing valve and the expansion chamber, so that a pressure is built up in the connecting line that is higher than the pressure in the expansion chamber, so that the sealing element of the vent valve is again pressed in front of the bore of the quick vent valve and seals it. The afterpressure P 1 can then build up again in the expansion chamber, which is set as required for the device to work.
Vorzugsweise ist als Dichtelement ein gummielastischer Rotationskörper mit einer umfänglichen Lippendichtung und zwei Stirnflächen in einem rotationssymmetrischen Hohlraum in der Endkappe angeordnet, wobei eine Stirnfläche des Dichtelementes der Bohrung in einer Wand und die andere Stirnfläche einer gegenüberliegenden Wand des Hohlraumes zugewandt ist, wobei der Abstand der voneinander abgewandten Stirnflächen des Dichtelementes geringfügig kleiner ist als der Abstand der einander zugewandten Wände des Hohlraumes.Preferably, a rubber-elastic rotary body with a circumferential lip seal and two end faces is arranged as the sealing element in a rotationally symmetrical cavity in the end cap, with one end face of the sealing element facing the bore in a wall and the other end face facing an opposite wall of the cavity, with the distance between the end faces of the sealing element facing away from one another being slightly smaller than the distance between the walls of the cavity facing one another.
Die Lippendichtung ist dabei derart ausgebildet, daß sie zwar Druckmedium von der Verbindungsleitung in den Expansionsraum hindurch läßt, wenn der Differenzdruck positiv ist, daß sie aber abdichtet, wenn der Differzdruck negativ ist. Der gummielastische Rotationskörper ist zwischen den Wandflächen des Hohlraums beweglich. Dabei liegt er entweder mit einer Stirnseite an der Bohrung in der einen Wand an oder ist von dieser beabstandet. Der Weg, den der Rotationskörper axial zurücklegen kann, soll nur sehr gering sein, um ein Kippen des Rotationskörpers im Hohlraum zu verhindern. Der Rotationskörper ist allein durch die elastische Lippendichtung führbar. Somit sind weitere Führungselemente nicht erforderlich. Die Wände des Hohlraumes in der Endkappe stellen zugleich ein Gehäuse für das Entlüftungsventil dar. Somit ist auf einfachste Weise ein Schnellentlüftungsventil in der Endkappe mit sehr wenigen Bauelementen und sehr geringem Gewicht herstellbar.The lip seal is designed in such a way that it allows pressure medium from the connecting line to pass into the expansion chamber when the differential pressure is positive, but that it seals when the differential pressure is negative. The rubber-elastic rotating body is movable between the wall surfaces of the cavity. It either rests with one end face against the hole in one wall or is spaced from it. The path that the rotating body can travel axially should only be very small in order to prevent the rotating body from tipping over in the cavity. The rotating body can be guided by the elastic lip seal alone. This means that additional guide elements are not required. The walls of the cavity in the end cap also form a housing for the vent valve. This makes it very easy to produce a quick vent valve in the end cap with very few components and very low weight.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich nicht nur aus
den Ansprüchen und den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention emerge not only from the claims and the features derived therefrom - individually and/or in combination - but also from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawings.
Show it:
Fig. 1 einen Seitenschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,Fig. 1 is a side section through a device according to the invention,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1,Fig. 2 shows an enlarged section of Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht eines Einstellelementes,Fig. 3 a view of an adjustment element,
Fig. 4 einen Schnitt durch ein in einer Endkappe der Vorrichtung integriertesFig. 4 shows a section through a device integrated in an end cap of the
Entlüftungsventil,vent valve,
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung (10) zum Ausstoßen von Fluid durch eine vordere, stimseitige Öffnung (12) aus einem Hohlzylinder (14) mit einem im Hohlzylinder (14) verschieblichen Kolben (16) und einem hinter dem Kolben (16) an geordneten Expansionsraum (18). Über einen Anschluß (20) ist die Vorrichtung (10) mit einer nicht dargestellten Druckquelle verbindbar. Bei Betätigung eines Betätigungshebels (22) und Öffnen eines Betätigungsventils (24) steht Druckmedium mit einem Vordruck p0 an einem Druckminderventil (26) an. Das Druckminderventil (26) ist nachdruckseitig über eine Verbindungsleitung (28) und über eine Bohmng (30) in einer Endkappe (32) der Vorrichtung (10) mit einem Expansionsraum (18) verbunden.Fig. 1 shows a device (10) for expelling fluid through a front, end opening (12) from a hollow cylinder (14) with a piston (16) that can be moved in the hollow cylinder (14) and an expansion chamber (18) arranged behind the piston (16). The device (10) can be connected to a pressure source (not shown) via a connection (20). When an actuating lever (22) is actuated and an actuating valve (24) is opened, pressure medium with an upstream pressure p 0 is present at a pressure reducing valve (26). The pressure reducing valve (26) is connected to an expansion chamber (18) on the downstream side via a connecting line (28) and via a bore (30) in an end cap (32) of the device (10).
Ein Dichtelement (50) im Druckminderventil (26) wird durch eine Feder (54) gegen eine Dichtfläche (52) gedrückt. Der in einem Hohlraum (56) vordem Druckminderventil (26) wirkende Vordruck p0 unterstützt die Feder (54), indem er stimseitig gegen einen Bolzen (57) drückt, der wiederum über eine Schulter (58) das Dichtelement (50) gegen die Dichtfläche (52) drückt.A sealing element (50) in the pressure reducing valve (26) is pressed against a sealing surface (52) by a spring (54). The pre-pressure p 0 acting in a cavity (56) in front of the pressure reducing valve (26) supports the spring (54) by pressing against a bolt (57) on the front side, which in turn presses the sealing element (50) against the sealing surface (52) via a shoulder (58).
Der in der Verbindungsleitung (28) wirkende Nachdruck P1 wirkt auch in einem Hohlraum (60). Der Hohlraum (60) äst durch einen verschieblichen Kolben (62)The pressure P 1 acting in the connecting line (28) also acts in a cavity (60). The cavity (60) is filled by a movable piston (62)
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gegenüber der Umgebung abgedichtet, der mit dem Bolzen (57) verbunden ist. Der Nachdruck P1 im Hohlraum (60) wirkt auf eine Stirnfläche (64) des Kolbens (62), der wiederum den Bolzen (57) über seine Schulter (58) gegen das Dichtelement (50) preßt.sealed against the environment, which is connected to the bolt (57). The pressure P 1 in the cavity (60) acts on an end face (64) of the piston (62), which in turn presses the bolt (57) via its shoulder (58) against the sealing element (50).
Der mit dem Bolzen (57) verbundene Kolben (62) ist über ein Federelement (66), über eine Scheibe (68) und über ein Einstellelement (70) mit einem Gehäuse (72) verbunden. Das Gehäuse (72) ist zugleich ein Handgriff für die Vorrichtung (10). Das Einstellelement (70) ist um eine Achse (74) drehbar, die senkrecht steht zur Bolzenachse (76).The piston (62) connected to the bolt (57) is connected to a housing (72) via a spring element (66), via a disk (68) and via an adjusting element (70). The housing (72) is also a handle for the device (10). The adjusting element (70) can be rotated about an axis (74) which is perpendicular to the bolt axis (76).
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist das Einstellelement (70) einen Schneckenkörper (78) auf, dessen Oberfläche (80) um die Achse (74) herum derart angeordnet ist, daß die Oberfläche (80) einen Abstand von der Achse (74) hat, der abhängig ist von der Richtung einer Verbindungslinie zwischen der Achse (74) und der Oberfläche (80). Durch das Federelement (66) ist die in Fig. 3 gestrichelt ,dargestellte Scheibe (68) gegen die Oberfläche (80) des Schneckenkörpers (78) gepreßt.As can be seen from Fig. 3, the adjusting element (70) has a screw body (78) the surface (80) of which is arranged around the axis (74) in such a way that the surface (80) is at a distance from the axis (74) which depends on the direction of a connecting line between the axis (74) and the surface (80). The disc (68) shown in dashed lines in Fig. 3 is pressed against the surface (80) of the screw body (78) by the spring element (66).
Wenn das Einstellelement (70) relativ zur Scheibe (68) um die Achse (74) mit einem Winkel &agr; gedreht wird, so verändert sich der Abstand der Scheibe (68) von der Achse (74). Somit wird durch Drehung des Einstellelementes (70) über einen Hebel (82) die Scheibe (68) relativ zum Gehäuse (72) entlang der Bolzenachse (76) verschoben und dadurch das Federelement (66) zusammengedrückt.If the adjusting element (70) is rotated relative to the disk (68) about the axis (74) at an angle α, the distance of the disk (68) from the axis (74) changes. Thus, by rotating the adjusting element (70) via a lever (82), the disk (68) is displaced relative to the housing (72) along the bolt axis (76) and the spring element (66) is thereby compressed.
Das Federelement (66) wirkt über den Bolzen (57) öffnend für das Druckminderventil (26). Das Druckminderventil (26) wird dann geöffnet, wenn die Spannung des Federelementes (66) größer ist als die Summe der Schließkräfte, die von der Feder (54) sowie vom Vordruck p0 und vom Nachdruck P1 ausgeübt werden. Je weiter das Einstellelement (70) gedreht ist, d. h. je größer der Drehwinkel &agr; ist, desto stärker ist das Federelement (66) gespannt, desto höher ist demnach bei konstantem Vordruck p0 der Nachdruck P1, bei dem das Druckminderventil geöffnet wird. Somit kann durch Drehen des Einsteilelementes (70) der Nachdruck pt eingestellt werden, bei dem das Druckminderventil (26) schließt bzw. öffnet.The spring element (66) acts via the bolt (57) to open the pressure reducing valve (26). The pressure reducing valve (26) is opened when the tension of the spring element (66) is greater than the sum of the closing forces exerted by the spring (54) and by the pre-pressure p 0 and the post-pressure P 1 . The further the adjusting element (70) is turned, i.e. the larger the angle of rotation α, the more the spring element (66) is tensioned, and therefore the higher the post-pressure P 1 is at a constant pre-pressure p 0 , at which the pressure reducing valve is opened. Thus, by turning the adjusting element (70), the post-pressure p t at which the pressure reducing valve (26) closes or opens can be set.
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Wenn das Federelement (66), das im Ausführungsbeispiel aus einer O-Ring-Packung besteht, eine lineare Kennlinie hat, wenn also eine lineare Abhängigkeit der Federspannung von der Längsausdehung des Federelementes (66) besteht, so ist die Form des Schneckenkörpers (78) derart, daß der Abstand der Scheibe (68) von der Achse (74) linear mit dem Drehwinkel &agr; zunimmt. Dann ist die Spannung des Federelementes (66) proportional zum Winkel &agr;. Der Nachdruck px, bei dem das Druckminderventil (26) schließt bzw. öffnet, ist wiederum linear abhängig von der Spannung des Federelementes (66), sofern der Vordruck p0 konstant ist.If the spring element (66), which in the embodiment consists of an O-ring packing, has a linear characteristic curve, i.e. if there is a linear dependence of the spring tension on the longitudinal extension of the spring element (66), the shape of the screw body (78) is such that the distance of the disk (68) from the axis (74) increases linearly with the angle of rotation α . The tension of the spring element (66) is then proportional to the angle α. The after-pressure p x , at which the pressure reducing valve (26) closes or opens, is in turn linearly dependent on the tension of the spring element (66), provided that the pre-pressure p 0 is constant.
Fig. 4 zeigt ein Schnellentlüftungsventil (100), das in der Endkappe (32) der Vorrichtung (10) untergebracht ist. Das Schnellentlüftungsventil (100) weist Hohlräume (102), (104) auf, die durch ein Dichtelement (106) voneinander getrennt sind. Der eine Hohlraum (102) ist über die Verbindungsleitung (30) mit dem Druckminderventil (26) verbunden. Somit wirkt im Hohlraum (102) der Nachdruck px. Der zweite Hohlraum (104) ist über eine Öffnung (108) mit dem Expansionsraum (118) verbunden. Der Hohlraum (104) weist eine Stirnwand (110) auf, in der eine Bohrung (112) endet, die den Hohlraum (104) mit der Umgebung verbindet.Fig. 4 shows a quick-vent valve (100) which is housed in the end cap (32) of the device (10). The quick-vent valve (100) has cavities (102), (104) which are separated from one another by a sealing element (106). One cavity (102) is connected to the pressure reducing valve (26) via the connecting line (30). The afterpressure p x thus acts in the cavity (102). The second cavity (104) is connected to the expansion chamber (118) via an opening (108). The cavity (104) has an end wall (110) in which a bore (112) ends, which connects the cavity (104) to the environment.
Das Dichtelement (106) weist zwei Stirnflächen (114), (116) auf. Die Stirnfläche (114) weist zur Hohlraumwand (110) hin und ist gegen die Bohrung (112) dichtend anlegbar. Die Stirnfläche (116) weist hin zu einer Stirnwand (118) des Hohlraums (102). Das Dichtelement (106) weist eine umfänglich angeordnete Lippendichtung (120) auf, die die Hohlräume (102) und (104) voneinander trennt. Die Lippendichtung (120) liegt an einer umlaufenden Wand (122) der Hohlräume (102), (104) an.The sealing element (106) has two end faces (114), (116). The end face (114) faces the cavity wall (110) and can be placed against the bore (112) to form a seal. The end face (116) faces an end wall (118) of the cavity (102). The sealing element (106) has a circumferentially arranged lip seal (120) which separates the cavities (102) and (104) from one another. The lip seal (120) rests against a perimeter wall (122) of the cavities (102), (104).
Wenn der Druck im Hohlraum (102) größer ist als der Druck im Hohlraum (104), so strömt Druckmedium am Dichtelement (106) vorbei vom Hohlraum (102) in den Hohlraum (104), indem die Lippendichtung (120) von der Wand (122) abgehoben wird. Wenn der Druck im Hohlraum (104) größer ist als der Druck im Hohlraum (102), so kann kein Druckmedium zurückströmen, weil die Lippendichtung (120) gegen die Wand (122) dichtend angepreßt ist. Dann ist aber die Stirnfläche (114) des Dichtelementes (106) von der Stirnwand (110) und der Bohrung (112) abgehoben und die Stirnfläche (116) ist gegen die Stirnwand (118) gedruckt. Jetzt kann Druckmedium vom Expansions-If the pressure in the cavity (102) is greater than the pressure in the cavity (104), pressure medium flows past the sealing element (106) from the cavity (102) into the cavity (104) by lifting the lip seal (120) from the wall (122). If the pressure in the cavity (104) is greater than the pressure in the cavity (102), no pressure medium can flow back because the lip seal (120) is pressed against the wall (122) to form a seal. Then the front surface (114) of the sealing element (106) is lifted from the front wall (110) and the bore (112) and the front surface (116) is pressed against the front wall (118). Now pressure medium can flow from the expansion
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raum (18) über die Öffnung (108), den Hohlraum (104) und die Bohrung (112) in die Umgebung auströmen. Wenn der Druck im Hohlraum (102) wieder ansteigt über den Druck im Expansionsraum (18), so wird das Dichtelement (106) vor die Bohrung (112) gedrückt und Druckmedium gelangt aus der Verbindungsleitung (30) über den Hohlraum (102) an der Lippendichtung (120) vorbei zum Hohlraum (104) und durch die Öffnung (108) zum Expansionsraum (18).chamber (18) through the opening (108), the cavity (104) and the bore (112) into the environment. When the pressure in the cavity (102) rises again above the pressure in the expansion chamber (18), the sealing element (106) is pressed in front of the bore (112) and pressure medium flows from the connecting line (30) through the cavity (102) past the lip seal (120) to the cavity (104) and through the opening (108) to the expansion chamber (18).
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Claims (12)
dadurch gekennzeichnet,3. Device according to at least one of the preceding claims,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,·4. Device according to at least one of the preceding claims,
characterized,·
dadurch gekennzeichnet,5. Device according to at least one of the preceding claims,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,6. Device according to claim 5,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,7. Device according to at least one of the preceding claims,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,8. Device according to at least one of the preceding claims,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,9. Device for ejecting fluid through a front, end opening (12) from a hollow cylinder (14) with a piston (16) displaceable in the hollow cylinder (14) and an expansion chamber (18) arranged behind the piston (16) which can be pressurized with a pressure medium from a pressure source with a pre-pressure p 0 via an actuating valve (24) and a pressure reducing valve (26), wherein the pressure reducing valve (26) opens when an adjustable downstream pressure P 1 behind the pressure reducing valve (26) is undershot,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,10. Device for expelling fluid through a front, end opening (12) from a hollow cylinder (14) with a piston (16) displaceable in the hollow cylinder (14) and an expansion chamber (18) arranged behind the piston (16) which can be pressurized with a pressure medium from a pressure source with a pre-pressure p 0 via an actuating valve (24) and a pressure reducing valve (26), wherein the pressure reducing valve (26) opens when an adjustable downstream pressure P 1 behind the pressure reducing valve (26) is undershot,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,11. Device for ejecting fluid through a front opening (12) from a hollow cylinder (14) with a piston (16) displaceable in the hollow cylinder (14) and an expansion chamber (18) arranged behind the piston (16) which can be pressurized with a pressure medium from a pressure source via an actuating valve (24) and a pressure reducing valve (26),
characterized,
dadurch gekennzeichnet,12. Device according to claim 11,
characterized,
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9307125U DE9307125U1 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Fluid ejection device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE9307125U DE9307125U1 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Fluid ejection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9307125U1 true DE9307125U1 (en) | 1994-01-13 |
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ID=6893125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9307125U Expired - Lifetime DE9307125U1 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Fluid ejection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9307125U1 (en) |
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