專利名稱：空氣控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的閥。
背景技術(shù)：
對于制造塑泮+弁瓦、特別是PP弁瓦和PET瓶來"i兌，坯泮牛或預(yù)力口工 料在空心體吹氣機的吹氣缸中通常在兩個步驟中^皮充氣制成其最 終的形狀。為此，坯料已經(jīng)基本上具有完成的瓶頭部，其保持在空 心體吹氣機的風(fēng)嘴中并且與壓縮空氣系統(tǒng)連接。通過吹入壓縮空氣 經(jīng)過并瓦頭部，坯^H皮充氣并最后變?yōu)槠渥罱K的形^1犬。
這種充氣過禾呈通常在一種分為兩個階l殳的方法中實施，其中予貞 吹氣作為第一階段以在2至20bar之間的壓力值通過預(yù)吹氣閥來進 行，并且隨后在第二階段里，最終吹氣，也就是說〗吏塑料瓶成形為 其最終形狀，以在15至40bar之間的壓力值通過主吹氣閥來進行。 這兩個閥分別與 一個具有與相應(yīng)的方法階段相對應(yīng)的壓力勢的壓 力源連4妄。
為了確保經(jīng)濟的生產(chǎn)，這種過程必須盡可能快速地進4于。為此， 通常應(yīng)用一種由兩個閥(一個預(yù)吹氣閥和一個吹氣閥)所組成的閥 i殳置，其例如i殳置在一個共同的組件上。
5緊才妄著在這兩個充氣階l殳之后，必須在可以將塑料瓶^人與吹氣 缸連接的風(fēng)嘴移開之前，斷開與壓力源的連接并將壓力/人塑料瓶和 從輸送通道里排出。這個過程步驟也稱為排氣。
這種排氣通常通過排氣閥來實現(xiàn)，該排氣閥與吹氣缸連接并在 開啟狀態(tài)下將壓縮空氣排到周圍環(huán)境中。
由于用于吹氣過程的壓力水平和空氣量必須4昔助于壓力產(chǎn)生 裝置形成，因此，將該空氣量排出到周圍環(huán)境意P未著相應(yīng)的大的能 量損失。為此，7>開了一些裝置和方法，用于重新回收至少一部分 的這種排出的空氣并將其作為過程空氣來使用。
例如已知了閥門裝置，其中壓縮空氣的部分回J]史通過一個單獨
的閥、 一個所謂的節(jié)氣閥來實現(xiàn)，該閥i殳置在吹氣釭與排氣閥之間。
所有這些閥都必須為了流程而受到控制，為此采用了各種不同 的系統(tǒng)。例如磁性地操縱這些閥或者也借助于單獨的控制閥氣動地 操縱這些閥。由于空心體吹氣機無論如何都要利用壓縮空氣來實現(xiàn) 運轉(zhuǎn)，這種工作介質(zhì)基本上也適合于作為用于閥的控制介質(zhì)。
在這種傳統(tǒng)的空氣控制的閥中的一個問題在于，即一方面這種 閥的動作時間取決于控制閥的壓力的水平，而且另 一方面閥的功能 耳又決于需要控制的流量。也就是說，這種閥實際上不能空轉(zhuǎn)地，也 就是說在沒有這種工作壓力的情況下^皮控制。
由DE 1 142 938例如已知了 一種氣動的快速開關(guān)閥，其可以斷 開高壓管路的輸送，并且在關(guān)閉的狀態(tài)下同時提供了斷開的排氣管 路的排氣。該閥門裝置的一個缺點在于，即存在著比較大的死區(qū)， 其在對閥進行操縱時充滿了壓縮空氣并最終又排放到周圍環(huán)境中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種空氣控制閥，該閥具有盡可能短的 動作時間以用于實際上任意的壓力水平，該閥具有盡可能小的死區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種具有才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的特征
的閥得以實現(xiàn)。其它的根據(jù)本發(fā)明的實施例由其它的權(quán)利要求2至 12的特4i得出。
因此，根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)計為，具有殼體；活塞，該活塞在 兩個終端位置之間可纟從向移動地/i殳置在殼體中，其中活塞的第一端 面通入第 一閥室并且活塞的第二端面通入第二閥室，其中第 一和第 二閥室可以通過i殳置在殼體中的連接通道與外部的壓力管路或者 i兌壓力源連4妾；其中活塞具有連4妄兩個端面的通道并具有在外部在 活塞上徑向向外凸出的、-沒置在活塞的兩個端面之間的活塞環(huán)，該 活塞環(huán)通入殼體的腔，并且該腔分成第一控制腔和第二控制腔。才艮 據(jù)本發(fā)明，在兩個端面中的一個上i殳置有環(huán)形軸向i也指向的閥密封 件，該閥密封件的端面形成了活塞的封閉面并在活塞的關(guān)閉狀態(tài)下 4氐靠于相應(yīng)的閥室的座面。此夕卜，通道在活塞以及閥密去H牛的內(nèi)部 中這樣來確定尺寸和設(shè)置，即在閥密封件的區(qū)域中形成了逆向于關(guān) 閉方向起作用的作用面，該作用面小于活塞的處于乂寸面的端面的作 用面；以及活塞環(huán)在第 一控制腔中的第 一作用面小于活塞環(huán)在第二 控制腔中的第二作用面，其中第 一控制腔通過第 一控制壓力管路與 控制壓力存儲容器連接以及第二控制腔通過控制閥可控制地或者 與周圍環(huán)境或者與控制壓力存儲容器連接。通過這種結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn) 一種通過活塞環(huán)的兩個控制腔來對活塞的簡單的控制，其中控制力 可以相對較小地:取消并因此可以采用傳統(tǒng)的、簡單的控制閥。由于 相應(yīng)的控制面徑向從活塞向外凸出地設(shè)置，因此，其一方面在盡管 是大的作用面的情況下仍具有緊湊的尺寸。通過確定活塞的作用面的尺寸，在開啟的情況下，該活塞由工作壓力自身來支撐，這促成了非常快速的開啟和關(guān)閉時間。
作用面之間的比例有利地這樣來選4奪，即在閥開啟的情況下，也就是說當(dāng)活塞的閥密封件已經(jīng)從閥座上離開時，該比例幾乎是平衡的以及幾乎是同樣大的。因此實際上沒有力在縱向方向上作用到活塞上并且活塞為了其移動僅需要比較小的控制力。在閥的關(guān)閉狀態(tài)下，也就是說當(dāng)活塞的閥密封件抵靠于閥座時，作用面之間的比
例達(dá)到大約80%，也就是i兌，作用面在閥密封件的區(qū)域里〗又為活塞的其它端面的〗乍用面的大約80%。
閥密封件例如具有作為封閉邊緣的圓形的法蘭，該法蘭具有基本上直的封閉面，其中封閉面優(yōu)選垂直于活塞的關(guān)閉方向指向。因此實現(xiàn)了在大的開啟橫截面的情況下的良好的密封效果。在此，封閉面有利地為活塞的相應(yīng)的端面的作用面的5%-25%之間。在閥開啟的情況下，也就是i兌在將活塞和岡密封件/人其座上抬起的情況下，閥實際上立刻取得完全的壓力平4耔，這是因為活塞的兩個端面的兩個作用面現(xiàn)在實際上是同沖羊大的，由此，用于活塞的移動力降低并且因此獲得了高的活塞速度，也就是說閥的開啟速度。
閥密封件的法蘭的的外側(cè)面例如i殳計成相對于封閉面徑向向內(nèi)傾斜。這意味著，法蘭在封閉面的方向上卡緊。因此創(chuàng)造出一個作用面，該作用面可以通過在相應(yīng)的閥室里起控制作用的壓力而將指向開啟方向的力施加到活塞上。因此可以例如實現(xiàn)超壓-緊急開口 ，當(dāng)壓力水平和壓差相對于在活塞的其它閥室和通道里的壓力而超過規(guī)定的值時，則該超壓-緊急開口使得活塞抬起。
活塞和閥密封件例如設(shè)計為 一體地由 一種材料、優(yōu)選由塑料制成。因此，活塞可以簡單地制成為單獨的部件，并且對于比較小的直^圣來i兌也可以這才羊i殳i十?？蛇x地，活塞和閥密封件設(shè)計為兩部分地由不同的材料制成，其中閥密封件優(yōu)選地由塑料制成。因此，活塞可以例如由金屬以比較小的壁厚制成，以及閥密封件可以簡單地插在活塞的相應(yīng)的端面上并且與之連4妄。
通道例如設(shè)計成在活塞的兩個端面之間是直的并具有不變的橫截面。因此獲得在流動^支術(shù)更加有利的通道，該通道僅具有最小的壓力損失。
通道的橫截面例如與到第 一 閥室中的進入通道的橫截面相符。因此，在該區(qū)域中沒有發(fā)生流動速度的變化，這就同樣也使得流動損失和壓力損失最小化。
活塞的外直徑例如在其端面的區(qū)域中同樣大。因此獲得了就幾<可形狀而言明確和清楚;也限定的作用面，這些作用面已經(jīng)可以在兩個閥室之間的壓差很小的情況下將力施加到活塞上。
閥座例如設(shè)置在輔助活塞的上方的端面上，該輔助活塞優(yōu)選地
與活塞同軸地在第二閥室中可移動地:沒置在殼體中并且在活塞的上方的終端位置上可移動地4氐靠于閥密封件。該輔助活塞可以因此用作為止回^f呆險和止回閥。也就是i兌，通過輔助活塞的移動，閥在活塞的開啟的位置上也可^皮關(guān)閉。在此獲得了 一種簡單和節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以簡單地集成到閥的殼體里。
輔助活塞的下方的端面例如通入閥室，該閥室與第二閥室的連4妄通道連接。因此獲得自動地通過在第二閥室中起控制作用的壓力而起作用的止回閥。通過在車甫助活塞的該閥室與4立于其上方的第二閥室之間的也4又是4艮小的壓差，引起了，通過通向第二閥室的輸入管， 一旦當(dāng)在該側(cè)面上產(chǎn)生了比在第一閥室的和活塞的通道的區(qū)域中更高的壓力并且因此使得止回保險激活，則就已經(jīng)獲得了充足的 關(guān)閉力，該力將輔助活塞向上沖齊壓，也就是說4吏閥自動關(guān)閉。
在輔助活塞的下方的端面上的作用面在該輔助活塞的下方的 終端位置上與上方的端面的作用面相比是同樣大的或更小。因此， 輔助活塞在壓力比例平4軒的情況下安全地停留在其下方的終端位 置上，并因此允許了該閥被開啟并保持住。直到當(dāng)存在比與這兩個 面的比例相符的情況更高的壓差時，輔助活塞才向上移動并關(guān)閉該 閥。
例如在輔助活塞的下方的端面的閥室中設(shè)置有彈簧件，該彈簧 件彈性地抵靠于輔助活塞的下方的端面。為了支持輔助活塞的關(guān)閉 作用，也就是i兌在活塞方向上的移動，可以附加;也安裝有彈簧，該 彈簧特別在無壓的狀態(tài)下4吏閥可靠地/f呆持為關(guān)閉，而不耳又決于活塞
的位置。
例如在通向第 一閥室的輸入管中設(shè)置有止回閥，優(yōu)選為純粹控
制壓力的止回閥。在第 一 閥室的區(qū)域中也可以i殳置有止回閥。
根據(jù)本發(fā)明，閥作為空心體吹氣機的預(yù)吹氣閥、主吹氣閥、節(jié) 氣閥或排氣閥來應(yīng)用。在此可以使用相同的閥原理以用于各種不同 的閥功能，這簡化了吹氣模具的、也就是說組合成一個組件的閥裝 置的結(jié)構(gòu)。有利地，這種閥可以配有;f皮此平行走向的、優(yōu)選地指向 相同的方向的輸入管和輸出管。


下面參照附圖更詳細(xì)地i兌明本發(fā)明的實施例。圖中示出
10圖1示意性地示出穿過根據(jù)本發(fā)明的、用作高壓閥的處于關(guān)閉
4立置上的閥的纟從剖面；
圖2示意性地示出隨空心體吹氣機的吹氣過程的時間變化的壓 力曲線；
圖3示意性地示出用于根據(jù)圖2的過程的、處于關(guān)閉位置上的 預(yù)吹氣閥的簡化的縱剖面；
圖4示出具有關(guān)閉的止回閥的、處于開啟4立置上的#4居圖3的
纟從剖面；
圖5示出具有開啟的止回閥的、處于開啟位置上的才艮據(jù)圖3的 纟從剖面；
圖6示意性地示出穿過根據(jù)本發(fā)明的、用作高壓閥的處于關(guān)閉 位置上的閥的簡化的縱剖面；
圖7示出處于開啟位置上的才艮據(jù)圖6的縱剖面；
圖8示意性地示出穿過才艮據(jù)本發(fā)明的、用作具有額外的止回閥 的節(jié)氣閥的處于關(guān)閉4立置上的閥的簡的纟從剖面；
圖9示出具有開啟的止回閥的、處于開啟位置上的4艮據(jù)圖8的 纟從剖面；
圖10示出具有關(guān)閉的止回閥的、處于開啟4立置上的才艮據(jù)圖9 的纟從剖面；
圖11示意性地示出穿過根據(jù)本發(fā)明的、作為排氣閥的處于關(guān) 位置上的閥的簡化的縱剖面；圖12示出處于開啟位置上的根據(jù)圖11的縱剖面；
圖13示意性地示出穿過根據(jù)本發(fā)明的、處于關(guān)閉位置上的閥 的 一個可替換的實施例的簡化的縱剖面；
圖14示出處于開啟位置上的才艮據(jù)圖13的縱剖面；和
圖15示意性地示出穿過在一個特殊的實施例中才艮據(jù)圖1的閥 密封件的下方的區(qū)域的縱剖面。
具體實施例方式
在圖1中純粹示意性地示出穿過根據(jù)本發(fā)明的閥的縱剖面。在 殼體1中可縱向移動地i殳計有活塞2，其作為環(huán)形活塞并具有在中 間設(shè)置的、在活塞2的兩個端面4和5之間貫通的通道3。
活塞2的上方的端面4通入第一閥室6，該第一閥室同樣也設(shè) 計在殼體1中并且例如通過壓力管^各7與外部的壓力源8連4妄。
活塞2的下方的端面5通入第二閥室7,該第二閥室例如通過 同樣也設(shè)置在殼體1中的連接通道8與壓縮空氣控制的裝置、例如 空心體吹氣才幾的吹氣缸(未示出)連接。
此外，活塞2在其中間的區(qū)i或中具有徑向向外凸出的活塞環(huán)9, 該活塞環(huán)通入殼體的環(huán)形力空10并JM尋該環(huán)形力空10分為兩個4空制 腔在圖1中位于上方的第一控制腔11和在圖1中位于下方的第 二控制腔12。
在活塞2的外部上和在殼體1的相應(yīng)的活塞開口的內(nèi)壁上"i殳置 有多個密封環(huán)或者密封包，以侵 使閥室6和74皮此密封并且相對于 控制腔11和12密封?；钊?有利地以環(huán)形活塞的形式這樣來i殳計通道3具有盡可 能大的直徑；以及通道3的4黃截面在兩個端面4和5之間《呆持不變 并且直線地、有利地與活塞2的縱向軸同軸地走向。
在圖1所示出的實施例中，在活塞2的下方的端面5上i殳置有 閥密去:H牛13。該閥密去:H牛13在其端面上具有去于閉面14，該去于閉面 在活塞2的關(guān)閉狀態(tài)下密封地4氏靠于在下方的閥室7的底部上的相 應(yīng)地i殳計的座面15。因此，在下方的閥室7進而連4妄通道8以及上 方的閥室6和壓力管i 各7之間的連4妄^皮中斷并且閥^皮關(guān)閉。
閥密封件13現(xiàn)在還具有作用面16,也就是說在封閉面14的內(nèi) 壁與通道3的內(nèi)壁之間i殳置的面，該作用面小于活塞2的上方的端 面4的作用面17。因此，活塞2通過在這兩個作用面16與17之間 的差異，由在第一閥室6中以及因而也在通道3中起控制作用的壓 的壓力被向下壓緊并且獨立地保持在關(guān)閉位置上。
這對于4支術(shù)人員是明確的，即這種靜止位置例如可以通過i殳置 在關(guān)閉方向上起作用的彈簧而獲得支持，從而使閥門即使在無壓狀 態(tài)下也可靠地停留在關(guān)閉位置上。
閥密封件13有利地由耐磨損的、盡可能堅硬的材料制成并且 作為單獨的部件i殳置在活塞2上。
例如高堅固性的和盡可能耐熱的塑料可以考慮作為材料，作為 另外的優(yōu)點，該塑料在活塞2進行快速關(guān)閉運動的情況下具有減震 的優(yōu)點，并因此一方面允許很高的關(guān)閉速度和另 一方面具有很高的
耐磨強度。
可選地，閥密封件13也可以設(shè)計為直接在活塞2的下方的端 面5上的集成的構(gòu)件。
13為了在開啟的情況下限制活塞2的運動，有利地在活塞2的外 部上i殳計有例如作為環(huán)形面的止擋邊纟彖18,該止擋邊纟彖可以在^皮4非 氣的室中，也就是說在與周圍環(huán)境連4妄并因此是無壓的室中逆向于 止擋面20運動。
這對于技術(shù)人員是明確的，即殼體1可以與活塞2的形狀和結(jié) 構(gòu)相對應(yīng)地i殳計成一體構(gòu)成的或由多部分構(gòu)成的，^U又出于簡明的 原因，殼體l在附圖中示為一體構(gòu)成的。
為了對活塞2進4于控制，兩個控制腔11和12與控制壓力源21 連接。因此，例如上方的控制腔11直接與控制壓力源21連接并且 下方的控制腔12通過控制閥22與控制壓力源21連接?？刂崎y22 在閥門的關(guān)閉位置上被關(guān)閉并且這樣設(shè)計，即在該關(guān)閉位置上，下 方的控制腔12與周圍環(huán)境相連通地連4妄，也就是i兌排氣。因此， 上方的控制腔11處于壓力下并且下方的控制腔12纟皮排氣，這4吏活 塞2通過第一作用面23保持在其關(guān)閉位置上。
在此，第一作用面23在幾何尺寸上小于在下方的控制腔12中 的活塞環(huán)9的第二作用面24。
如果現(xiàn)在開啟控制閥22，則下方的控制腔12同沖羊也與控制壓 力源21連接，由此，在控制腔12與11之間的力差受到作用而向
上調(diào)整。
如果該力差現(xiàn)在通過活塞2的端面4和5的作用面16和17的 差異的擠壓力而克服了活塞的保持力，則活塞2和封閉面14從座 面15脫開，并且活塞2向上運動。通過活塞2的端面4和5的幾 何設(shè)計以及相應(yīng)的作用面的幾何設(shè)計，現(xiàn)在在抬起閥密封件13之 后實際上立刻形成了同才羊大的作用面。因此^f又需要一個較小的力消庫毛以用于閥的快速的、完全的開啟，也就是i兌用于活塞2在其上方 的終端位置上的完全的運動。
通過活塞環(huán)9的作用面23和24的外置的布置以及活塞2的通 道3的盡可能大的橫截面的外置的布置，可以由此以相對較小的控 制壓力水平對活塞2進行控制。這又允許使用很小的進而在價廉的 控制閥22上的用于控制的快速關(guān)閉的閥，該閥具有帶有高的壓力 水平的壓力源8。
這種閥裝置的另一個優(yōu)點還在于，為了閥的可靠的功能，也就 是i兌為了活塞2的開啟和關(guān)閉，不需要乂人外部的壓力源8方面的工 作壓力，也就是說閥自身以非常小的控制壓力水平來工作。由于在 第一閥室6與第二閥室7之間不需要壓差，因此當(dāng)兩個閥室6和7 實際上沒有壓力或具有相同的壓力水平時，也可以只于閥進4于4空制。
這種性能使得該應(yīng)用恰好特別適合于空心體吹氣機，如同在下 面的實施例中還要詳細(xì)說明的那樣。在圖2中示出了用于吹氣過程， 例如用于制造PET (聚對苯二酸乙二醇酯)瓶的典型的隨時間而變 4匕的壓力曲線。
在第 一 時間段Tl期間，通過預(yù)吹氣閥將預(yù)吹氣壓力(2至20bar 之間的典型范圍)以直至水平Pl而吹入到吹氣缸里并短時間地/f呆 持。隨后，在時間段T2期間，通過主吹氣閥將主吹氣壓力(典型 i也直至40bar; ^旦一直高于子貞吹氣壓力Pl )以直至水平P2吹入并 同樣也保持一個短的時間段。壓力的排出同樣也分兩階段進行，也 就是在第一階段中在時間段T3期間作為所謂的節(jié)省或剩余利用， 在那里壓力4皮吹出到預(yù)吹氣壓力系統(tǒng)或另 一個具有更^f氐的作為P2 的壓力水平的壓力系統(tǒng)中并且剩余壓力緊接著直接在時間段T4中 被吹出到周圍環(huán)境中，以便使吹氣缸和瓶處于無壓狀態(tài)。
15控制，這些閥組合在所謂的吹氣模塊里并盡可能靠近于吹氣缸設(shè) 置。根據(jù)本發(fā)明的閥可以普遍地僅利用輕微的變型而應(yīng)用于所有四 個階段，如同按照在下面的描述中還要說明的那樣。由于閥具有非 常#豆的關(guān)閉-和開啟時間并也可以在沒有在IIT入端和IIT出端之間的 壓差的情況下4妄通，因此可以例如在直至4妄近于予貞吹氣壓力Pl的 情況下進行節(jié)省過程，并通過大的開口橫截面和快速的接通時間可 以對全部的持續(xù)過程產(chǎn)生正面的影響，也就是"i兌縮短該持續(xù)過程。
此外，可以利用簡單的控制閥22來4吏該閥運轉(zhuǎn)，為該4空制閥 或者供給預(yù)吹氣壓力Pl或者供給與之無關(guān)的控制壓力PP,該控制 壓力可以具有^f氐于預(yù)吹氣壓力P2的水平。這種閥可以由大批量生 產(chǎn)的產(chǎn)品而購買到并且因此具有對于吹氣才莫具的總體費用的正面
的影響。
另 一 個4艮大的優(yōu)點在于，即該閥也明顯地具有確定的緊急情況
反應(yīng)性能，也就是i兌活塞2的一個確定的開啟或關(guān)閉位置即〗吏在控
制壓力pp中斷的情況下也4呆持#:調(diào)節(jié)或者在工作壓力系統(tǒng)里的壓 力升高的情況下獨立地j皮調(diào)節(jié)，乂人而可以實3見不會產(chǎn)生危險性的超 壓-情況。由于控制壓力pp通常在這種裝置中借助于壓力調(diào)節(jié)器從
主吹氣壓力P2中取出，因此即使是在主吹氣壓力P2發(fā)生完全中斷
的情況下，相應(yīng)的閥的位置也保持為預(yù)定的和確定的。這可能例如 是在裝置被緊急切斷的情況下或者是在主吹氣壓力的供給管路中 的管路發(fā)生斷裂的情況下。
圖3純粹示意性地示出了才艮據(jù)本發(fā)明的閥的一個實施變體的縱 剖面圖，該實施變體適合于作為在根據(jù)圖2的時間段T1期間的預(yù) 吹氣閥。與才艮據(jù)圖1的實施例不同的是，該閥在殼體l的下部區(qū)域 中具有與活塞2同軸的、可移動的輔助活塞30。該輔助活塞30在其上方的端面31上具有用于閥密封件13的 閥座15。下方的端面32通入閥室33并且例如貼靠于壓力彈簧34 支撐。閥室33從它那方面通過通道33'與下方的閥室7連接。
在控制閥22關(guān)閉的情況下，活塞2在其下方的、關(guān)閉的終端 位置上定位并且閥密封件13 4氐靠于閥座15。因此，施加在閥輸入 側(cè)上的預(yù)吹氣壓力Pl相對于閥室7密封。
如果現(xiàn)在開啟控制閥22,如圖4所示，活塞2在其上方的、開 啟的位置上移動，這是因為通過控制壓力PP形成了在兩個控制腔 11與12之間的力差。因it匕，子貞p大氣壓力Pl ^L在可以穿過活塞2 向閥室7流動并且最終到達(dá)吹氣釭(未示出)。輔助活塞30停留在 其下方的位置上，這是因為上方的端面31具有比下方的端面32更 大的面積，因jt匕通過在閥室7中和在閥室33中的相同的4空制的壓 力而產(chǎn)生了向下作用的力。壓力彈簧34這樣地設(shè)計，即其壓力小 于該所述的、在輔助活塞30上所產(chǎn)生的壓力。
現(xiàn)在如果在預(yù)吹氣時間Tl結(jié)束之后開始主吹氣過程T2，則因 此在輸入管中到吹氣缸的壓力進而在輸入管中到預(yù)吹氣閥的閥室7 的壓力也都升高，如同在圖5中所示的那^^羊。當(dāng)然不會馬上形成完 全的主吹氣壓力P2， ^f旦是該壓力升高而超過壓力Pl。
由于閥室33的通道33，首先被加載該升高的壓力，因此在閥室 33里相對于閥室7而產(chǎn)生了很小的超壓，該超壓在所示出的設(shè)置中 與彈簧34 —起將輔助活塞30 /人其下方的位置抬起并且向上移動。 因此if見在也增大了下方的端面32的作用面，例如增大到與上方的 端面31成相同大小，由此4肅助活塞30單獨i也基于壓力彈簧34的 彈簧力而向上4氐靠于活塞2移動，并因此關(guān)閉閥門。該關(guān)閉運動無需激活，也就是說無需關(guān)閉控制閥22就可自動 地基于根據(jù)圖2的壓力曲線進行。
如果現(xiàn)在操縱、也就是說關(guān)閉控制閥22并且下方的控制室12 因此是無壓的，則該閥不耳又決于活塞2的情況和^立置而〗呆持關(guān)閉， 至少當(dāng)下方的閥室7和閥室33不是完全無壓時以及當(dāng)在此有一個 超壓相對于Pl起控制作用時。此外， 一旦在控制室11中起控制作 用的控制壓力PP克服了閥室33的壓力，額外還由在閥室6中的預(yù) 吹氣壓力Pl支撐，則活塞2與輔助活塞30 —起, 一如既往地在關(guān) 閉位置上，向下移動到根據(jù)圖3的起始位置上。
因此，輔助活塞30作為自動的止回閥相對于通至閥室7的輸
入管工作。
圖6示意性地示出了對于作為主吹氣閥的應(yīng)用的類似圖1的根 據(jù)本發(fā)明的閥的簡化的縱剖面圖。該主吹氣閥控制了將主吹氣壓力 P2例如輸送到空心體吹氣機的吹氣缸，相應(yīng)于根據(jù)圖2的時間段 T2。
如同已經(jīng)參照圖1所描述的那樣，將主吹氣壓力P2輸送到閥 室7中的過程由關(guān)閉的活塞2而中斷，這是在控制閥22關(guān)閉的情況下。
圖7示出了才艮據(jù)圖6的在開啟狀態(tài)下的閥。通過開啟控制閥22, 如同已經(jīng)在圖4的描述中所顯示的那才羊，活塞2向上移動到其上方 的、開啟的位置上并且主吹氣壓力P2可以穿過閥門流入到閥室7 中并且因此流入到由此連接上的吹氣缸(未示出)里。通過活塞的 快速的開啟-和關(guān)閉時間，可以獲得非常陡哨的吹氣曲線(根據(jù)圖2) 并因此縮短了吹氣時間T2。在圖8中還簡化地示意性地示出了對于作為節(jié)氣閥的應(yīng)用的類 似圖1的才艮據(jù)本發(fā)明的閥的》從剖面圖。這種閥用于4吏在空心體吹氣 才幾的吹氣釭和弁瓦里的壓力乂人主吹氣壓力P2的水平降j氐到預(yù)吹氣壓 力Pl的水平的范圍中，并且或者是用于供給單獨的節(jié)氣儲罐和節(jié) 氣系統(tǒng)PS或者是用于直接引回到預(yù)吹氣系統(tǒng)中。由于這種閥在預(yù)吹氣-和主吹氣過程期間必須保持為關(guān)閉的，因 此在這里重新釆用了如同已經(jīng)在圖1中所示出的那才羊的相同的i殳 置，也就是i兌在控制閥22關(guān)閉的情況下的關(guān)閉的活塞2。在此，活 塞2即使是在下方的閥室7里的主吹氣壓力P2很高的情況下也保 持為關(guān)閉。在上方的閥室6的上方，現(xiàn)在設(shè)置有止回閥、例如以在閥室41 里所:沒置的輔助活塞4 0的形式，該止回閥例如與節(jié)氣系統(tǒng)P S連4妾。 輔助活塞40在此純津卒示意性地/[乍為在關(guān)閉4立置上的、與活塞2同 軸的、可移動地i殳置的關(guān)閉活塞而示出。輔助活塞40通過節(jié)氣系 統(tǒng)的起控制作用的壓力PS而保持在該關(guān)閉位置上。該關(guān)閉位置當(dāng) 然也可以通過彈簧(未示出)來支撐。在主吹氣過程的終點，現(xiàn)在在根據(jù)圖2的時間段T3中，該節(jié) 氣閥通過控制閥22的開啟而^皮開啟，如同這在圖9中所示出的那樣。在此，該開啟過程與已經(jīng)描述過的才艮l居本發(fā)明的閥的開啟過程 相同。因此現(xiàn)在主吹氣壓力P2到達(dá)上方的閥室6中并且因此將輔 助活塞40向上壓，從而使得到節(jié)氣系統(tǒng)PS的連接凈皮開啟。因此壓 力P2現(xiàn)在可以流入到節(jié)氣系統(tǒng)PS里，直至輔助活塞4(M皮重新關(guān)閉。在圖10中示出了根據(jù)重新關(guān)閉輔助活塞40的這種狀態(tài)，當(dāng)輔 助活塞40的關(guān)閉力超過在上方的閥室里的由于從吹氣缸和瓶容積 里流出而降^f氐的壓力的開啟力時，則隨后就達(dá)到這種狀態(tài)。有利地 這樣來設(shè)計輔助活塞40，即這是在降低的主吹氣壓力與節(jié)氣壓力 PS之間的壓差為大約lbar的情況下。在此，輔助活塞40的移動也 自動地和并不耳又決于控制閥22來進4亍。在圖11中還示意性地示出了對于作為排氣閥的應(yīng)用的才艮據(jù)本 發(fā)明的閥的簡化的縱剖面圖。與迄今為止所示出的閥功能相區(qū)別 地，該閥在控制閥22關(guān)閉的情況下應(yīng)該是開啟的。因此，例如在 控制壓力供給PP的壓力損失的情況下實現(xiàn)了排氣閥的緊急開啟。為了實現(xiàn)該目的，控制腔11和12的i殳置與活塞2的閥密封件 13相比是相反的，也就是說控制腔12的更大的作用面在圖11中設(shè) 置在控制腔ll的上方，從而在控制閥22開啟的情況下，也就是說 在同時為兩個控制腔11和12供給控制壓力PP的情況下，活塞2 保持在下方的、關(guān)閉的位置上。因此，在閥室7里起控制作用的壓 力，例如是預(yù)吹氣壓力Pl或主p欠氣壓力P2，可以不經(jīng)過活塞2和 上方的閥室6，而是例如通過消聲器45到達(dá)周圍環(huán)境里。一旦現(xiàn)在關(guān)閉控制閥22，通常在根據(jù)圖2的排氣過程期間，閥 就被開啟，如同圖12中所示的那樣。通過在控制腔11里起控制作 用的控制壓力PP，活塞2 (在大多^t情況下由在閥室7里在閥密封 件13的外側(cè)上的向內(nèi)傾斜走向的面上的壓力來支撐)向上移動到 其開啟的^立置上，并且在閥室7里的壓力可以通過在活塞2里的通 道3被輸出到周圍環(huán)境。^f旦是這種開啟也在一種緊急情況下進^f亍，即當(dāng)例如控制閥22 的控制發(fā)生故障時。20如對于技術(shù)人員來說清楚地由這兩個附圖11和12中所得知 地，該閥可以由此實現(xiàn)，即閥密封件13才艮據(jù)圖1 i殳置在活塞2的 上方的端面4上并且這兩個控制腔11和12在控制閥22上的接口 互換。因此，所有所示出的閥的變體基本上都可以利用殼體1和活 塞2的相同的結(jié)構(gòu)來設(shè)計，這使得其在閥門組上的設(shè)置，例如對于 在空心體吹氣機上的應(yīng)用，變得特別有利，這是因為僅需要少量的 不同的部4牛。在圖13中再次示意性地示出了才艮據(jù)本發(fā)明的閥的另一個實施 變體的簡化的縱剖面圖?；钊?和其控制月空11及12重新i殳計成與 根據(jù)圖l的實施例相同。其區(qū)別在于，在此，上方的閥室6設(shè)計為 關(guān)閉的室，為此， 一個附加的閥室6'位于活塞2下方，面對于下方 的端面5，該閥室與外告卩的壓力源8連4妄。閥室6通過活塞2的通道3與閥室6'和因此與壓力源8連接。 在活塞2的上方的端面4和下方的端面5處的幾何比例重新成為與 才艮據(jù)圖1的實施例相同。因此，活塞2相應(yīng)地在控制閥22的關(guān)閉 狀態(tài)的情況下保持在關(guān)閉的位置上。在開啟控制閥22的情況下，使活塞2重新類似地在其上方的、 開啟的4立置上移動，如同在圖14中所示出的那沖羊。因此，乂人閥室 6'直接通向閥室7的路徑被開啟。在此，上方的閥室6也沒有被完 全關(guān)閉，從而類似的壓力比例在活塞2上起控制作用，如同已經(jīng)在 根據(jù)圖1的實施例中描述過的那樣。該實施例的優(yōu)點在于，即活塞2的通道3的尺寸可以比在根據(jù) 圖1的變體的情況下設(shè)計得更小，這是因為該通道不用作流道，而 是僅用作通向閥室6的壓力平衡通道。因此，活塞2的直徑也可以 變小，這整體上促成了閥結(jié)構(gòu)的更小的尺寸。最后，圖15還示出了在實施例中閥密封件13的關(guān)閉區(qū)域的剖 面圖，該實施例具有法蘭13'的在封閉面14的方向上的徑向向內(nèi)傾4+的夕卜傷'J面。
權(quán)利要求
1.一種閥，具有殼體(1)；活塞(2)，所述活塞在兩個終端位置之間可縱向移動地設(shè)置在所述殼體(1)中，其中所述活塞(2)的第一端面(4)通入第一閥室(6)并且所述活塞(2)的第二端面(5)通入第二閥室(7)，其中所述第一和第二閥室(6；7)可以通過設(shè)置在所述殼體(1)中的連接通道與外部的壓力管路或者說壓力源(8)連接；其中所述活塞(2)具有連接所述兩個端面(4；5)的通道(3)并具有在外部在所述活塞(2)上徑向向外凸出的、設(shè)置在所述活塞(2)的所述兩個端面(4；5)之間的活塞環(huán)(9)，所述活塞環(huán)自身通入所述殼體(1)的腔(10)中，并且將所述腔(10)分成第一控制腔(11)和第二控制腔(12)，其特征在于，在所述兩個端面中的一個(5)上設(shè)置有環(huán)形軸向地指向的閥密封件(13)，所述閥密封件的端面(14)形成了所述活塞(2)的封閉面并在所述活塞(2)的關(guān)閉狀態(tài)下抵靠于相應(yīng)的所述閥室(7)的座面(15)；以及所述通道(3)在所述活塞(2)以及所述閥密封件(13)的內(nèi)部中這樣來確定尺寸和設(shè)置，即在所述閥密封件(13)的區(qū)域中形成了逆向于關(guān)閉方向起作用的作用面(16)，所述作用面小于所述活塞(2)的處于對面的所述端面(4)的作用面(17)；以及所述活塞環(huán)(9)在所述第一控制腔(11)中的第一作用面(23)小于所述活塞環(huán)(9)在所述第二控制腔(12)中的第二作用面(24)，其中所述第一控制腔(11)通過第一控制壓力管路與控制壓力存儲容器(21)連接以及所述第二控制腔(12)通過控制閥(22)可控制地或者與周圍環(huán)境或者與所述控制壓力存儲容器(21)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的閥，其特征在于，所述閥密封件(13) 具有作為封閉邊緣的圓形的法蘭(13')，所述法蘭具有基本上 直的封閉面(14)，其中所述封閉面(14)伊C選垂直于所述活 塞(2)的所述關(guān)閉方向指向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥，其特征在于，所述法蘭(13，)的 外側(cè)面一皮設(shè)計成相對于所述封閉面(14)徑向向內(nèi)傾斜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的閥，其特征在于，所述活 塞(2)和所述閥密封件(13)設(shè)計為一體地由一種材料、優(yōu) 選由塑料制成；或者所述活塞(2)和所述閥密封件(13)設(shè) 計為兩部分地由不同的材料制成，其中所述閥密封件(13 )優(yōu) 選;也由塑#+制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的閥，其特征在于，在所述 活塞(2)的所述兩個端面(4; 5)之間的所述通道(3) i殳i十 成直的并具有不變的4黃截面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥，其特征在于，所述通道(3)的沖黃 截面與到所述第一閥室(6)中的進入通道的橫截面相符。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的閥，其特征在于，所述活 塞(2)的外直徑在所述活塞的端面(4; 5)的區(qū)域中同樣大。
8. 才艮據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的閥，其特4正在于，閥座(15 ) 設(shè)置在輔助活塞(30)的上方的端面(31 )上，所述輔助活塞 優(yōu)選地與所述活塞(2)同軸地在所述第二閥室(7)中可移動 地i殳置在所述殼體(1 )中并且在所述活塞(2)的上方的所述 終端位置上可移動地4氐靠于所述閥密封件(13 )。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥，其特征在于，所述輔助活塞(30) 的下方的端面(32)通入閥室(33)，所述閥室與所述第二閥 室(7)的所述連接通道(33')連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的閥，其特征在于，在所述輔助活塞(30) 的所述下方的端面(32 )上的作用面在所述4t助活塞的下方的 終端位置上與所述上方的端面(31 )的作用面相比是同樣大的 或更小。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的閥，其特征在于，在所述輔助活 塞(30)的所述下方的端面(32)的所述閥室(33)中設(shè)置有 彈簧件(34)，所述彈簧件彈性地抵靠于所述輔助活塞(30) 的所述下方的端面(32)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的閥，其特征在于，在通 向所述第一閥室(6)的llT入管中i殳置有止回閥(40)，優(yōu)選為 純粹控制壓力的止回閥(40 )。
13. —種根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的閥作為空心體吹氣 才幾的吹氣缸的預(yù)吹氣閥、主吹氣閥、節(jié)氣閥或排氣閥的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種閥，具有殼體(1)和活塞(2)，其中活塞(2)具有連接兩個端面(4；5)的通道(3)并具有在外部在活塞(2)上徑向向外凸出的、設(shè)置在活塞(2)的兩個端面之間的活塞環(huán)(9)，在該閥中，在兩個端面中的一個(5)上設(shè)置有環(huán)形軸向地指向的閥密封件(13)，該閥密封件的端面(14)形成了活塞(15)的封閉面并在活塞(2)的關(guān)閉狀態(tài)下抵靠于相應(yīng)的閥室(7)的座面(15)。此外，活塞(2)以及閥密封件(13)這樣來確定尺寸和設(shè)置，即它們的作用面(16；17)在活塞(2)的開啟狀態(tài)下實際上得到平衡，以及在關(guān)閉的狀態(tài)下，端面(5)的作用面(16)在閥密封件(13)的區(qū)域中小于處于對面的端面(4)的那個作用面。
文檔編號F16K31/122GK101663524SQ200780052511
公開日2010年3月3日 申請日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月5日
發(fā)明者奧斯馬爾·賴曼 申請人:歐根賽馳股份公司