[其他]三位五通换向阀单元

说明书

本发明涉及一种双作用式气动汽缸定位用三位五通换向阀单元，该换向阀带有一个可在与归位力方向相反的控制压力作用下在一个有可控介质接头的外壳中移动的控制元件，在控制压力低于为克服归位力所需要的压力水平时，这个控制元件处于关闭所有介质接头的零位。

为了气动汽缸的调节定位，要求阀门在零和最大之间的通道截面在每个中间位置必须是准确的和容易调节的。对此至今多半使用叫作非密封活塞式滑阀，由于其压力平衡的结构形式，用很微小的调节力就可以操作这种非密封活塞式滑阀并且由于空气润滑也仅有很小的摩擦。

为了使一种双作用气动汽缸定位，要求活塞两侧的加压介质进口和出口具有不同的可控制性，这通常是通过4个二位二通、2个三位三通或者1个三位五通换向阀（带有关闭的中间位置）来实现的。在使用二位二通换向阀时，这些换向阀也可以由座阀构成，虽然获得具有灵活和各种控制可能性的结构，但是也有成本极其昂贵的缺点。当使用两个三位三通换向阀时，其中一个作为盖侧而另一个作为底侧，在简化控制时就产生缺点，即当汽缸中的加压介质应该保持预压时（这多半对一个快速动作是必要的），在活塞到达所希望的位置之后，也不允许中断调节。在带有前述类型的5/3换向阀单元的方案中，有这种缺点，即在断开位置调节时中间位置也是关闭的;但同时也具有一种与三位三通换向阀有关的控制空气余隙空间较大的缺点。之所以会出现这个缺点，是因为控制元件的中间位置受功能限制位于控制行程的中间，并且这个缺点很不利地降低比例控制阀的动作速度。

本发明的任务是改进开关所述类型的一种换向阀，避免已有技术的上述缺点并且尤其在围绕关闭所有介质接头的零位区域可形成一个最小的控制空气余隙空间以及在没有高结构费用和有较高运行可靠性的情况下，在这个区域，在控制压力变化时，形成一个短的动作时间。

在一任务按照本发明通过下述措施来解决，即控制元件由两个在外壳中分开放置的控制阀芯构成，控制阀芯各与2个介质接头配合动作，可轴向移动的控制棱边并且是分别可用控制压力推动的，其中第一控制阀芯的控制棱边控制汽缸第一个端部的进气和汽缸第二个端部的排气，而第二个控制阀芯的控制棱边控制汽缸第二个端部的进气和汽缸第一个端部的排气。借助控制元件的这种分配，用很简单的方法以及在保留5/3换向阀的上述有益特点的情况下，可以达到在控制元件的零位只存在很微小的控制空气余隙空间。实际上这种控制空气余隙空间仅来源于控制压力输入管道。从这个零位起，两个控制阀芯是分别可用控制压力推动的，并且两个控制阀芯中的每一个控制气动汽缸或这个气动气缸的工作活塞的一个运动方向。

作为按照本发明方案的另一个优点是，最终还能有一个很紧凑的结构形式，因为这两个分开的控制阀芯比一个普通三位五通换向阀更容易紧凑地安置在外壳中。

根据本发明的一个进一步发展方案可知，两个分开的控制阀芯能被放入外壳里的嵌入套筒中，该套筒具有与介质接头相连的控制孔，不仅控制阀芯而且套筒是成套配制成的。因此至少能成本较低地制造出所需要的高精度比例控制阀控制部件;壳体中连接介质接头和控制孔的管道没有特殊的精度要求，因此例如可在制造外壳时一起浇铸或共同成形。

按照本发明的进一步的布置方式，两个控制阀芯是通过外壳上分开的压力弹簧用归位力推动的，这就保证两个控制阀芯的运动彼此完全独立并允许一个对于两个控制阀芯相对称的阀单元结。

按照本发明的一个优选实施例的结构，两个控制阀芯在外壳中平行并列布置，控制压力接头总是位于外壳的同一侧。因此，除简化制造之外也简化了连接和安装条件，这就尤其在将本发明的阀单元直接设在待控制汽缸附近时带来很大的优点。

按照本发明的另一个进一步发展方案，总是从控制压力接头那侧起，第一个控制阀芯的第一个控制棱边控制汽缸第二个端部的排气，第一个控制阀芯的第二个控制棱边控制汽缸第一个端部的进气，第二个控制阀芯的第一个控制棱边控制汽缸第一个端部的排气以及第二个控制阀芯的第二个控制棱边控制汽缸第二个端部的进气。例用这种方式，可使阀单元外壳中用于控制两个汽缸端部进气和排气的各个控制孔到设有控制压力接头的位置的距离大体上相等。这就大大简化了在两个分开的控制阀芯之间所必需的连接管道的设置。

为了用控制压力分别推动两个控制阀芯，按照本发明的一个特别优选的结构，将辅助阀直接安装到外壳上的控制压力接头上。利用这种方式可以保证充分利用本发明结构能够获得的微小控制空气余隙空间以及不能通向辅助阀的较长连接管道减少该余隙空间。