CH616721A5 - Switching device for a pneumatically actuated double-acting cylinder, especially for the drive of doors - Google Patents

Switching device for a pneumatically actuated double-acting cylinder, especially for the drive of doors Download PDF

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für einen pneumatisch betätigten, doppeltwirkenden Zylinder, insbesondere zum Antrieb von Türen, mit zwei Zylinderanschlüssen, in deren Verbindungen zu einer Druckmittelquelle und zu einem Druckmittelablauf Ventilmittel geschaltet sind.
Bei einer bekannten Schalteinrichtung dieser Art für einen Pneumatikzylinder zum Betätigen einer Pendeltür werden die dem Zylinder zugeordneten Ventile elektromagnetisch betätigt. Zu diesem Zweck sind elektrische Endschalter vorgesehen, die abhängig von der Lage der aus dem Zylinder ausfahrenden Kolbenstange betätigt werden. Diese Schalteinrichtung hat den Nachteil, dass sie neben pneumatischen Einrichtungen elektrische Geräte verwendet und daher umständlich und teuer baut. Ferner kann sie nicht in explosionsgefährdeten Räumen verwendet werden. Ein zusätzlicher Nachteil der bekannten Schalteinrichtung ist, dass sie bei Stellungen der Pendeltür zwischen zwei Endschaltern keinen neuen Startvorgang einleiten kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine rein pneumatische Schalteinrichtung zu schaffen, welche die gewünschte Steuerung selbsttätig und zuverlässig mit geringsten Mitteln durchführt.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Ventilmittel eine Ausgangsstellung aufweisen, in welcher der erste Zylinderanschluss entlüftet und der zweite Zylinderanschluss durch ein den Ventilmitteln nachgeschaltetes Rückschlagventil abgesperrt ist, und sie eine Arbeitsstellung aufweisen, in welcher der erste Zylinderanschluss mit der Druckmittelquelle und der zweite Zylinderanschluss mit dem Druckmittelablauf verbunden ist, und dass der zweite Zylinderanschluss mit einem Steueranschluss der Ventilmittel Verbindung hat, dessen Druck ein Schliessglied gegen die Kraft einer Feder in Richtung Arbeitsstellung belastet.
Auf diese Weise arbeitet die Schalteinrichtung rein pneumatisch. Sie baut ferner einfach und benötigt nur an sich bekannte, serienmässig hergestellte Elemente; Endschalter entfallen vollständig. Vor allem kann die Schalteinrichtung aus jeder Stellung der Kolbenstange heraus erneut gestartet werden.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes gibt die Zeichnung wieder. Diese zeigt in
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Schalteinrichtung und in
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Schalteinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Schalteinrichtung 10 mit einem doppeltwirkenden Zylinder 11 und einem 5Wege-2Stellungs-Ventil 12. Der Zylinder 11 hat einen Kolben 13 und eine Kolbenstange 14, die über ein nicht näher dargestelltes Gestänge eine Pendeltüre betätigt, die aus einer Ruhestellung nach beiden Seiten ausschwenkbar ist und die von Türscharnierbändern mit Federn in ihrer Ruhestellung zentriert ist. Der Kolben 13 trennt einen Zylinderraum 15 mit zugeordnetem ersten Zylinderanschluss 16 von einem Ringraum 17 mit zugeordnetem zweiten Zylinderanschluss 18. Der Zylinder 11 weist eine Endlagendämpfung 19 auf, die bei eingefahrener Kolbenstange 14 wirksam wird.
Das 5/2-Wegeventil 12 ist vorgesteuert und weist in üblicher Weise einen ersten (21) und zweiten Verbraucher-Anschluss 22, einen Zulauf-Anschluss 23, einen Rücklauf-Anschluss 24 sowie einen fünften Ablauf-Anschluss 25 auf. Ein Schliessglied 26 des Wegeventils 12 wird von einer Feder 27 in einer Ausgangsstellung 28 zentriert, in der der Zulauf-Anschluss 23 mit dem ersten Verbraucher-Anschluss 21, der Rücklauf-Anschluss 24 mit dem zweiten Verbraucher-Anschluss 22 und der Ablauf-Anschluss 25 blockiert sind. Das Schliessglied 26 kann ferner eine Arbeitsstellung 29 einnehmen, in der der erste Verbraucher-Anschluss 21 mit dem Ablauf-Anschluss 25, der zweite Verbraucher-Anschluss 22 mit dem Zulauf-Anschluss 23 und der Rücklauf-Anschluss 24 blockiert sind.
Beim 5/2-Wegeventil 12 sind der Ablauf-Anschluss 25 über eine erste Leitung 31 mit einer Druckmittelquelle 32, der Zulauf-Anschluss 23 über eine zweite Leitung 33 mit verstellbarer Drosselstelle 34 zu einem Druckmittelablauf 35 und der
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Rücklauf-Anschluss 24 über eine dritte Leitung 36 mit einem den Anschluss 24 absichernden Rückschlagventil 37 zum Druckmittelablauf 35 verbunden. Eine vierte Leitung 38 verbindet den ersten Verbraucher-Anschluss 21 mit dem ersten Zylinderanschluss 16 und eine fünfte Leitung 39 den zweiten Verbraucher-Anschluss 22 mit dem zweiten Zylinderanschluss 18. Vom zweiten Zylinderanschluss 18 führt eine Steuerleitung
41 zu einem Steueranschluss 42 des 5/2-Wegeventils 12; ferner ist er über eine sechste Leitung 43 mit einem den Druckmittelablauf 35 absichernden zweiten Rückschlagventil 44 mit dem Druckmittelablauf 35 verbunden.
Die Wirkungsweise der Schalteinrichtung 10 ist wie folgt:
Eine nicht näher gezeichnete Pendeltür steht mit der Kolbenstange 14 so in Wirkverbindung, dass bei einem Schwenken der Pendeltüre im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn aus der federzentrierten Ruhestellung heraus die Kolbenstange 14 aus dem Zylinder 11 herausgezogen wird.
Befindet sich die Pendeltüre in der Ruhestellung, so ist die Kolbenstange 14 ganz eingefahren. Das Schliessglied 26 ist durch die Feder 27 in Ausgangsstellung 28 zentriert. Dadurch ist die Druckmittelquelle 32 blockiert, der erste Zylinderanschluss 16 über die vierte Leitung 48, das Wegeventil 12 und die zweite Leitung 33 entlüftet und der zweite Zylinderanschluss 18 durch die sechste Leitung 43 mit zweitem Rückschlagventil 44 abgesperrt.
Wird durch kurzes manuelles oder mechanisches Bewegen der Pendeltür z.B. im Uhrzeigersinn die Kolbenstange 14 herausgezogen, so baut sich in dem Ringraum 17 ein Staudruck auf, der über die Steuerleitung 41 am Steueranschluss
42 wirkt und das Schliessglied 26 gegen die Kraft der Feder 27 in Arbeitsstellung 29 auslenkt. Nun strömt Druckmittel von der Druckmittelquelle 32 über das Wegeventil 12 in den Zylinderraum 15 und drückt den Kolben 13 nach links. Aus dem Zylinderraum 17 ausgeschobene Luft entweicht über die fünfte Leitung 39, das Wegeventil 12 und die zweite Leitung 33 gedrosselt zum Druckmittelablauf 35 bzw. über die sechste Leitung 43 und das zweite Rückschlagventil 44 zum Druckmittelablauf 35. Die Kolbenstange 14 wird also bei eingeleitetem, pneumatischen Startsignal voll ausgefahren, wobei der beim Ausfahren wirksame Staudruck das Schliessglied 26 in Arbeitsstellung 29 hält. Ist die Kolbenstange 14 schliesslich voll ausgefahren, so baut sich der Staudruck im Ringraum 17 über die verstellbare Drosselstelle 34 vollständig ab, wodurch die Feder 27 das Schliessglied in Ausgangsstellung 28 drückt. Die Federn in den Türscharnierbändern der Pendeltüre ziehen die ausgeschwenkte Pendeltüre nun in ihre Ruhestellung zurück, wobei die Kolbenstange 14 wieder eingefahren wird. Dabei kann Luft aus dem Zylinderraum 15 über das Wegeventil 12 und die Drosselstelle 34 entweichen; der Kolben 13 kann Luft über das Rückschlagventil 37, das Wegeventil 12 und die fünfte Leitung 39 in den Ringraum 17 nachsaugen. Um zu vermeiden, dass die sich schliessende Pendeltüre über ihre Ruhelage hinausschwingt und ein Startsignal in der Gegenrichtung bewirkt, weist der Zylinder 11 eine Endlagendämpfung 19 auf.
Ist die Pendeltüre beim Schliessvorgang gerade halb geschlossen und wird durch ein erneutes manuelles oder mechanisches Bewegen der Pendeltüre ein neues Startsignal gegeben, so wird die Kolbenstange 14 aus der jeweiligen Lage heraus wieder voll ausgefahren. Die Pendeltüre kann also aus jeder beliebigen Stellung zwischen Ruhestellung und voll geöffneter Endstellung heraus ohne weiteres gestartet werden.
Diese vorteilhafte Wirkungsweise ist sowohl beim Schwenken der Pendeltüre von ihrer Ruhestellung aus gesehen im Uhrzeigersinn als auch beim Schwenken entgegen dem Uhrzeigersinn möglich.
Die Fig. 2 zeigt eine zweite Schalteinrichtung 50, sie sich von derjenigen nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Das 5/2-Wegeventil 12 dient nun als Vorsteuerventil für ein Hauptsteuerventil 51, das in eine Arbeitsleitung 52 zwischen Druckmittelquelle 32 und ersten Zylinderanschluss 16 geschaltet ist.
Das Hauptsteuerventil 51 hat einen Zulauf anschluss 53, einen Rücklaufanschluss 54 und einen Verbraucheranschluss 55. Sein Schliessglied 56 wird von einer Feder 57 in einer Ausgangsstellung 58 gehalten, in der es den Zulaufanschluss 53 blockiert und die beiden anderen Anschlüsse 54, 55 miteinander verbindet. Vom Druck in einem Steueranschluss 59 kann es in eine Arbeitsstellung 61 gebracht werden, in der die beiden Teile der Arbeitsleitung 52 miteinander verbunden sind. Vom Steueranschluss 59 führt eine zweite Steuerleitung 62 über ein Zeitglied 63 und ein letzterem nachgeschaltetes Drosselrückschlagventil 64 zum ersten Verbraucheranschluss 21 des Vorsteuerventils 12. Das Rückschlagventil 64 sichert das Zeitglied 63 ab.
Die Drosselstelle 34 in der zweiten Leitung 33 sowie die sechste Leitung 43 mit zweitem Rückschlagventil 44 nach Fig. 1 entfallen in Fig. 2.
Die Wirkungsweise der Schalteinrichtung 50 ist im Prinzip weitgehend gleich wie diejenige der Schalteinrichtung 10 nach Fig. 1, mit der Ausnahme, dass die ausgefahrene Kolbenstange 14 eine einstellbare Zeit in ihrer Lage verbleiben kann, bevor sie von der Pendeltüre wieder eingefahren wird.
Bei in Ruhestellung befindlicher Pendeltüre sind die Schliessglieder 26 und 56 in ihrer Ausgangsstellung 28 bzw. 58 federzentriert. Der Zylinderraum 15 und die zweite Steuerleitung 62 mit Zeitglied 63 sind entlüftet und die Druckmittelquelle 32 abgesperrt.
Wird durch Bewegen der Pendeltüre im Ringraum 17 ein Staudruck aufgebaut und damit ein Startsignal gegeben, so wandert das Schliessglied 26 des Vorsteuerventils 12 in Arbeitsstellung 29. Von der Druckmittelquelle 32 gelangt nun Druckluft über das Vorsteuerventil 12, das Drosselrückschlagventil 64 und das Zeitglied 63 in den Steueranschluss 59 und drückt das Schliessglied 56 des Hauptsteuerventils 51 in Arbeitsstellung 61. Nun kann Druckmittel in den Zylinderraum 15 strömen und die Kolbenstange 14 voll ausfahren. Der im Ringraum 17 auftretende Staudruck - der Rücklauf -Anschluss 24 ist in Ausgangsstellung 28 nicht entlüftet - hält das Vorsteuerventil 12 in Arbeitsstellung und steuert somit das Hauptsteuerventil 51 vor. Bei voll ausgefahrener Kolbenstange 14 baut sich der Staudruck in dem Ringraum 17 ab, das Vorsteuerventil 12 schaltet in Ausgangsstellung 28 und das Hauptsteuerventil 51 schaltet erst wieder in Ausgangsstellung 58 zurück, wenn der Druck aus dem Zeitglied 63 über das Drosselrückschlagventil 64 soweit abgebaut ist, dass die Feder 57 das Schliessglied 56 zurückstellen kann. Über das Drosselrückschlagventil 64 mit verstellbarer Drossel kann somit die Zeitdauer gewählt werden, während derer die Pendeltüre in ihrer voll geöffneten Endlage bleiben soll, bevor sie von den Federn in den Türscharnieren in ihre Ruhestellung zurückgeholt wird.
Bei der Schalteinrichtung 50 kann die Pendeltüre ebenfalls aus jeder beliebigen Zwischenstellung erneut gestartet werden ; dabei ist es unerheblich, ob die Pendeltüre im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeschwenkt worden war.
Somit ist mit den gezeigten Schalteinrichtungen eine besonders einfach bauende und rein pneumatisch arbeitende Bauart möglich. Selbstverständlich sind Änderungen möglich, ohne von Gedanken der Erfindung abzuweichen.
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Claims (5)

616721 PATENTANSPRÜCHE
1. Schalteinrichtung für einen pneumatisch betätigten, doppeltwirkenden Zylinder, insbesondere zum Antrieb von Türen, mit zwei Zylinderanschlüssen, in deren Verbindungen zu einer Druckmittelquelle und zu einem Druckmittelablauf Ventilmittel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilmittel (12; 51) eine Ausgangsstellung (28; 58) aufweisen, in welcher der erste Zylinderanschluss (16) entlüftet und der zweite Zylinderanschluss (18) durch ein den Ventilmitteln (12) nachgeschaltetes Rückschlagventil (37) abgesperrt ist, und sie eine Arbeitsstellung (29; 61) aufweisen, in welcher der erste Zylinderanschluss (16) mit der Druckmittelquelle (32) und der zweite Zylinderanschluss (18) mit dem Druckmittelablauf (35) verbunden ist, und dass der zweite Zylinderanschluss (18) mit einem Steueranschluss (42) der Ventilmittel (12; 51) Verbindung hat, dessen Druck ein Schliessglied (26) gegen die Kraft einer Feder (27) in Richtung Arbeitsstellung (29) belastet.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilmittel als 5 Wege-2Stellungs-Ventil (12) ausgebildet sind, dessen Schliessglied (26) von der Feder (27) in Richtung Ausgangsstellung (28) belastet ist, dass der zweite Zylinderanschluss (18) über ein zweites, zum Ventil (12) parallel geschaltetes Rückschlagventil (44) entlastbar ist und dass in die Verbindung von einem Zulaufanschluss (23) des Ventils (12) zum Ablauf (35) eine Drossel (34) geschaltet ist.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilmittel als ein in die Verbindungen zwischen zweitem Zylinderanschluss (18) einerseits und Druckmittelquelle (32) und Rückschlagventil (37) andererseits geschaltetes Vorsteuerventil (12) und als ein zwischen ersten Zylinderanschluss (16) und Druckmittelquelle (32) geschaltetes und vom Vorsteuerventil (12) beeinflusstes Hauptsteuerventil (51) ausgebildet sind.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptsteuerventil ein 3Wege-2Stellungs-Ventil (51) ist, dessen von einer Feder (57) belastetes Schliessglied (56) eine Ausgangsstellung (58) aufweist, in der es die Druckmittelquelle (32) blockiert und den ersten Zylinderanschluss (16) entlüftet, während es durch den Druck einer zweiten Steuerleitung (62) in eine Arbeitsstellung (61) bringbar ist, in der die Druckmittelquelle (32) mit dem ersten Zylinderanschluss (16) verbunden ist, dass das Vorsteuerventil ein 5Wege-2Stellungs-Ventil (12) ist, dessen Schliessglied (26) in einer federzentrierten Ausgangsstellung (28) die zweite Steuerleitung (62) entlüftet und in Arbeitsstellung (29) mit der Druckmittelquelle (32) verbindet und dass in die zweite Steuerleitung (62) ein Drosselrückschlagventil (64) und ein Zeitglied (63) in Serie geschaltet sind.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselrückschlagventil (64) zwischen das Zeitglied (63) und das Vorsteuerventil (12) geschaltet ist und dessen Rückschlagventil (64) das Zeitglied (63) absichert.
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