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Ölpneumatischer Zylinder
Die wirtschaftlichen Vorteile der ölpneumatischen Zylinder sind bekannt. Mit solchen Zylindern können bei alleiniger Anwendung von Druckluft Betriebsbedingungen realisiert werden, die normalerweise nur mit öldynamischen oder hydraulischen Zylindern erreicht werden könnten, wie z. B. die Möglichkeit der Geschwindigkeitsregelung oder der Wegregelung.
Im allgemeinen werden die ölpneumatischen Zylinder erhalten, indem man dem pneumatischen Zylinder axial in Serie, oder parallel und seitlich, einen hydraulischen Zylinder in geschlossenem Kreislauf zuordnet, welcher hydraulische Zylinder Regel- und Sperrvorrichtungen für die Flüssigkeit aufweist.
Die Erfindung betrifft einen ölpneumatischen Zylinder der oben erwähnten Art, welcher jedoch gegen- über den bekanntenAusführungen denVorteil besitzt, dass die durch den Druck der abgesperrten Flüssigkeit hervorgerufenen Wirkungen vollkommen ausgeglichen sind und keine Längsreaktionen verursachen. Hiezu verlaufen die Schliess- und Wiederöffnungsbewegungen, die dazu dienen, aufeinanderfolgende Wegabschnitte des pneumatischen Kolbens in einer Richtung oder in entgegengesetzter Richtung zu ermöglichen, äusserst leicht und unempfindlich gegen die vorhandenen pneumatischen und hydraulischen Kräfte.
Diese Vorteile werden erfindungsgemäss mit einem ölpneumatischen Zylinder der oben erwähnten Art erzielt, bei welchem jedoch der hydraulische Zylinder abgedichtet in einem Verschlussrohr läuft, das axial beweglich in einem öldichtenBehälter geführt ist und gegen jedes seiner Enden hin Öffnungen aufweist, über welche die beiden Kammern, in die der Hohlraum durch den Kolben unterteilt wird, mit dem Behälter in Verbindung gesetzt werden können und welche Öffnungen durch zwei Zylinderkörper von gleichem Durchmesser gesteuert werden, die im Bereich der Öffnungen vorgesehen und mit dem Behälter verbunden sind, wobei wenigstens ein Ende des Verschlussrohres einen blinden Boden aufweist und Organe zur Steuerung der Bewegung des Verschlussrohres vorgesehen sind.
Die Erfindung wird an Hand der Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsform des erfindungsgemässen ölpneumatischen Zylinders näher erläutert, der in der Zeichnung dargestellt ist, die den Zylinder im axialen Längsschnitt zeigt.
Die Zeichnung zeigt einen pneumatischen Zylinder 1, in welchem luftdicht ein Kolben 10 läuft, der den Zylinderhohlraum in zwei Kammern unterteilt. Auf dem Boden der unteren Kammer und auf der Decke der oberen Kammer sind zwei Bohrungen 18 und 19 vorgesehen, durch die in an sich bekannter Weise die Druckluft aus-und eintreten kann. Der Kolben 10 ist mit einer hohlen Kolbenstange 20 versehen, deren Hohlraum unten offen und oben mit einem Deckel 3 abgeschlossen ist, an welch letzterem eine Stange 21 befestigt ist. Der Deckel 3 weist Luftablässe 22 auf. Der Kolben 10 läuft abgedichtet auf einem Rohrfortsatz 14, welcher zentral vom Boden des Zylinders aus absteht und im zylindrischen Hohlraum relativ zur Kolbenstange 20 frei verschiebbar ist.
Das Ende des Rohrfortsatzes 14 ist geschlossen und der Boden ist mit einem Zylinderfortsatz 8 versehen, der koaxial zum Fortsatz 14 liegt und in das Innere des Hohlraumes weist. Der Boden und der Fortsatz sind in der Mitte durchbohrt, so dass die Stange 21 öldicht durchschiebbar ist. Der Hohlraum des unten offenenRohrfortsatzes 14 mündet in die Zylinderkammer 5, die mit Öl gefüllt wird und folglich öldicht ausgebildet ist und deren obere Wand den unteren Boden des pneumatischen Zylinders 1 bildet, wogegen ihre untere Wand durch den Boden 23 gebildet wird, von dem in das Innere der Kammer 5 ein mit dem
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pneumatischen Zylinder koaxialer zylindrischerRohrfortsatz 12 absteht, wodurch eine Art zylindrischer Stumpf gebildet wird, dessen Boden ein Teil des Bodens 23 ist und eine Verbindung 7 zu einer Druckluftquelle aufweist.
Mit Bezug auf den Stumpf erhebt sich zentral vom Boden 23, in einem einzigen Stück mit diesem ausgebildet, ein zylindrischer pilzförmiger Körper oder Fuss, der ineinenzylindrischenKopf 9 von gleichem Durchmesser wie der Fortsatz 8 endet. In dem zylindrischen Stumpf 12 läuft luftdicht ein Kolben 11, der in gleicher Weise luftdicht auf dem Fuss des Zylinderkopfes 9 verschiebbar ist. Der Kolben 11 bildet den Boden eines mit ihm fest verbundenen langgestreckten Rohrteiles 6 von geringerem Durchmesser als der erwähnte Kolben. Dieser Rohrteil ist oben offen, wobei seine obere Öffnung 17 bei der unteren, in der Zeichnung dargestellten Wegstellung des Kolbens 11 in einer Höhe knapp unterhalb der unteren Stirnfläche des Fortsatzes 8 mündet.
Die Stange 21 endet mit ihrem unteren Ende in einem koaxialen Kolben 4 von ebensolchem Durchmesser wie der Fortsatz 8, wobei die Stange eine solche Länge hat, dass, wenn sich der pneuma- tische Kolben 10 in seiner unteren Totpunktlage befindet (nicht in bezug auf die Zeichnung). der Kolben 4 gegen den Kopf 9 anstösst und, wenn sich der pneumatische Kolben in seiner oberen Totpunktlage befindet, der Kolben 4 gegen die untere Stirnfläche des Fortsatzes 8 anstösst.
Der Abschnitt des Verschlussrohres 6, entlang welchem der Kolben 4 läuft, muss derart ausgebildet sein, dass eine öldichte Verschiebung des letzteren gewährleistet ist. Dieser im Inneren des Verschlussrohres (gemäss der Zeichnung) liegende Abschnitt ist an seinem unteren Ende durch einen Abschnitt mit
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grössere Länge als die axiale Höhe des Kopfessodann wieder bis zum Boden den Durchmesser des Kopfes 9 an, damit dieser Kopf darinnen öldicht geführt werden kann, sobald sich mit dem Kolben 11 auch das Verschlussrohr 6 nach oben bewegt.
Zwischen der oberen Stirnfläche des Kolbens 11 und der Abdeckung der Kammer 5 ist eine Spiralfeder 15, um den unteren Teil des Verschlussrohres 6 gelegt, vorgesehen. Das Verschlussrohr 6 weist in der Nähe seines Bodens durchgehende radiale Bohrungen 16 auf, welche das Innere des Rohres mit der Kammer 5 verbinden.
In der Folge wird die Arbeitsweise der Vorrichtung näher erläutert.
Gemäss der Zeichnung werden, wenn man Druckluft in die Kammern 1 oder 2 des Zylinders einführt, der pneumatische Kolben 10, die Kolbenstange 20 und der mit der Kolbenstange verbundene hydraulische Kolben 4 verschoben. Das im Behälter 5 befindliche Öl füllt ausser dem Behälter alle mit den zwei Stirnflächen des Kolbens 4 in Verbindung stehende Räume aus.
Bei seiner Verstellbewegung bewirkt der gegen das Verschlussrohr 6 vollkommen abgedichtete Kolben 4 die Zirkulation des Öles und befördert dieses von einer Kammer nach der andern entlang der Aussenfläche des Verschlussrohres 6.
Wird durch die Bohrung 7 Druckluft eingeführt, so wird das Verschlussrohr nach vorne auf die zylindrischen, abdichtend ausgebildeten Flächen 8 und 9 geschoben, wodurch die Schliessung der Ölauslässe und die Blockierung des Kolbens 4 und folglich der Stange 3 in der gewünschten Stellung bewirkt wird. Trotz der hohen Drücke, die vom Öl auf Grund des begrenzten Querschnittes des Kolbens 4 mit Bezug auf jenen des Kolbens 10 erreicht werden können, ermöglicht die Vorrichtung eine äusserst einfache Steuerung der Bewegung des Verschlussrohres 6. Da die beiden Dichtungsdämpfer 8 und 9 gleichen Durchmesser haben und beide an festen Punkten, an welchen sich die Rückwirkungen entladen, verankert sind, treten am Verschlussrohr keinerlei Längsreaktionen auf Grund des Öldruckes ein.
Daher erfolgen die Schliess- und Öffnungsbewegungen für die Ermöglichung aufeinanderfolgender Wegbahnen für die Kolbenstange 20 in einer oder in der ändern Richtung mit äusserster Leichtigkeit und unempfindlich gegen vorhandene pneumatische und hydraulische Beanspruchungen im Zylinder. Als Beispiel wurde die pneumatische Betätigung über die Bohrung 7 des Verschlussrohres 6 angeführt, da diese Massnahme die zweckmässigste Form der Fernsteuerung darstellt. Die Steuerung kann jedoch auf verschiedene andere Arten erfolgen, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
Es ist insbesondere zu beachten, dass es bei einer mechanischen Steuerung (z. B. durch Hebel) des Verschlussrohres 6 zweckmässig ist, auch die Geschwindigkeit der Kolbenstange 20 kontinuierlich zu regeln, indem wahlweise die Öldurchtrittsöffnungen gedrosselt werden.
Die Rückholfeder 15 des Verschlussrohres 6 kann durchAufrechterhaltung eines im Ölbehälter 5 angewendeten konstanten Luftdruckes ersetzt werden, wobei beachtet werden muss, dass dieser Druck geringer als der durch die Einlassöffnung 7 für die Steuerung der Schliessung des Verschlussrohres angelegte Druck sein muss.
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Das Verschlussrohr muss nicht zwangsläufig, wie in der Zeichnung dargestellt, mit dem Rohr des hydraulischen Zylinders gebildet werden, sondern kann beispielsweise auch unabhängig und ausserhalb von diesem ausgebildet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ölpneumatischer Zylinder mit Regelung und Absperrung des Öls, welcher aus einem dem pneuma- tischen Kolben zugeordneten hydraulischen Kolben besteht und in einen geschlossen hydraulischen Kreis-
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ist, dadurch gekennzeich-net, dass der hydraulische Kolben (4) abgedichtet in einem Verschlussrohr (6) läuft, welches axial beweglich in einem öldichten Behälter (5) geführt ist und gegen jedes seiner Enden hin Öffnungen (16,17) aufweist, über welche die beiden Kammern, in welche der Hohlraum durch den Kolben (4) unterteilt wird, mit dem Behälter (5) verbindbar sind und welche Öffnungen (16, 17) durch zwei Zylinderkörper (8 bzw.
9) von gleichem Durchmesser gesteuert werden, die im Bereich der Öffnungen vorgesehen und mit dem Be-
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Organe zur Steuerung der Bewegung des Verschlussrohres vorgesehen sind.
2. Zylinder nachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, dassderBehälter (5) mitdempneu- matischen Zylinder (13) fest verbunden ist und einen sich im Inneren des Zylinders (13) erstreckenden und mit diesem koaxialen zylindrischen Fortsatz (14) aufweist, auf welchem der pneumatische Kolben (10) abgedichtet läuft.
3. ZylindernachAnspruchloderZ, dadurch gekennzeichnet, dassdieOrganefürdie Steue- rung der Bewegung des Verschlussrohres (6) durch eine Erweiterung des blinden Endes des Verschlussrohres gebildet sind, welche Erweiterung als Kolben (11) ausgebildet ist, der luftdicht in einem weiteren pneumatischen Zylinder läuft.