DD205965A1 - Pneumatische schaltungsanordnung fuer handhabetechnik - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF EINE SCHALTUNGSANORDNUNG FUER MANUELL BEDIENBARE, DOPPELT WIRKENDE ARBEITSZYLINDER. DAS ZIEL DER ERFINDUNG BESTEHT IN EINER VERRINGERUNG DES BAUGRUPPENAUFWANDES UNTER GLEICHZEITIGER VERBESSERUNG DER ANFAHRBEWEGUNG DES ARBEITSZYLINDERS. AUFGABE DER ERFINDUNG IST DIE SCHAFFUNG EINER SCHALTUNGSANORDNUNG, DIE DURCH DIE VERAENDERUNG DER SCHALTUNGSTECHNISCHEN VERKNUEPFUNG ZWISCHEN DEN WEGEVENTILEN UND DEM ARBEITSZYLINDER EIN OPTIMALES REAGIEREN DES ARBEITSZYLINDERS ERMOEGLICHT. DIE IN DER FIG.1 DARGESTELLTE ERFINDUNGSGEMAESSE LOESUNG SIEHT EINE PNEUMATISCHE SCHALTUNGSANORDNUNG VOR, BEI DER DAS SICHERHEITSVENTIL EINE VOM STEUERKREIS SCHALTUNGSMAESSIG UNABHAENGIGE, SEPARATE STEUERLEITUNG AUFWEIST, DIE DIREKT AN DAS MIT DEM BETAETIGUNGSHEBEL GEKOPPELTE UND MIT EINER SCHNELLENTLUEFTUNG VERSEHENE MEHRFACHWEGEVENTIL FUER DIE SICHERHEITSSCHALTUNG ANGESCHLOSSEN IST UND DAS MEHRFACHWEGEVENTIL FUER DIE DRUCKBEAUFSCHLAGUNG DES ARBEITSZYLINDERS IN DIE VON DEN ZWEI ANSCHLUESSEN DES ARBEITSZYLINDERS ABGEHENDEN, SICH ZUM STEUERKREIS SCHLIESSENDEN VERBINDUNGSLEITUNGEN EINGEBUNDEN IST.

Description

Titel der Erfindung

Pneumatische Schaltungsanordnung für Handhabetechnik

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Schaltungsanordnung für Handhabetechnik, insbesondere für manuell bedienbare, doppelt wirkende Arbeitszylinder·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ss ist bekannt, Arbeitszylinder auf pneumatischen! Wege anzusteuern .

In einem Manipulatoren-Prospekt des Jahres 1977 wird in dem dazu aufgeführten Schaltplan vorgeschlagen, über 4 in Reihe geschaltete Wegeventile unterschiedlicher Bauart einen Arbeits-" zylinder in einer Bewegungsrichtung anzusteuern, wobei die Schaltung des zum ArbeitsZ7linder gehörenden Sicherheitsventils durch die Druckluft des Gesamtsteuerkreises erfolgt. Die zur Durchflußmengenreduzierung erforderlichen 4 Drosse!rückschlagventil sind im Gesaiatsteuerkreis den Wegeventilen nachgeschaltet· Zur Steuerung werden weiterhin 4 ein—'

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stellbare in die Wegeventile integrierte Abluftdrosseln benötigt. Diese 8 Drosselventile sollen die Arbeitsweise des Arbeitszylinders optimal gestalten, wobei die 4 Drosselrückschlagventile ein Rückströmen der Luft verhindern, In der DE-PS 1 922 073 wird ein Verfahren zur Verhinderung des Anfahrsprunges bei hydraulisch betätigten Antrieben und die dazu erforderliche. Schaltungsanordnung vorgeschlagen. In einem Gesamtsteuerkreis. sind neben einem 4/3 Wegeventil und einem Stromregelventil, wobei das Stromregelventil aus einer einstellbaren Drossel, einem Druckregler und einem Rückschlagventil besteht, noch zusätzliche Bauelemente wie ein 2/2 Wegeventil, eine Drossel, ein Druckminderventil und ein Rückschlagventil eingebunden.

Auf Seite. 4 der genannten Patentschrift wird ausgeführt, daß durch eine zusätzliche parallel umgekehrte Schaltung der Steuerelemente sich ein Anfahrsprung auch im Rücklauf.vermeiden ließe.

Hinsichtlich der vorgeschlagenen Lösungen sind folgende Nachteile feststellbar:

Bei Einsatz der vorgeschlagenen Schaltungsanordnung für den .Manipulator ist die Verhinderung des Anfahrsprunges durch die Anordnung von 'Drosselrückschlagventilen im Gesamtsteuerkreis nur unvollständig möglich. Die in Reihe geschalteten Wegeventile müssen durch nachgeschaltete pneumatische Bauelemente ausgesteuert werden , was einen hohen Anteil an Baugruppen erforderlich macht, wodurch sich die Störanfälligkeit des Steuerkreises erhöht

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Die in^er DE-PS 1 922 073 vorgeschlagene Lösung ermöglicht zwar eine ruhige An fahr bewegung des Arbeitszylinder, was jedoch durch einen sehr hohen Baugruppenanteil realisiert wird, der wiederum auf die Störanfälligkeit des Steuerkreises einwirkt. .

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Die in den Fig. 2 a und 2 b offenbarten Schaltungen sind außerdem nur für die Verhinderung des Anfahrsprunges in einer Bewegungsrichtung geeignet· Sine beidseitige Verhinderung des Anfahrsprunges ist nur durch eine zusätζIieheparalIeI umkehrbare Schaltung der Steuerelemente möglich, was einen«noch höheren Baugruppenaufwand erforderlich macht»

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einer Verringerung des Baugruppenaufwandes unter gleichzeitiger Verbesserung der Anfahrbewegung des Arbeitszylinder mittels einer einfachen, kostengünstigen und störunanfälligeren Lösung.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine pneumatische Schaltungsanordnung zu schaffen, die durch die Veränderung der schaltungstechnischen Verknüpfung zwischen den Wegeventilen und dem Arbeitszylinder ein optimales Reagieren des Arbeitszylinders mit einem Minimum an Bauelementen ermöglicht,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine pneumatische Schaltungsanordnung für Handhabegeräte gelöst, die aus einem Steuerkreis mit doppelt wirkendem Arbeitszylinder, der einen einseitigen Kolben aufweist, sowie einem.Mehrfachwegeventil für die Druckbeaufschlagung des Arbeitsz7linders und einem Sicherheitsventil, denen ein Rückschlagventil vorgeschaltet ist, besteht und die ein Mehrfachwegeventil für die Sicherheitsschaltung aufweist, wobei beide Mehrfachwegeventile durch einen Betätigungshebel schaltbar sind, welche dadurch charakterisiert ist, da3 das Sicherheitsventil eine vom Steuerkreis

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schaltungsmäßig unabhängige, separate Steuerleitung aufweist, die direkt an das mit dem Betätigungshebel gekoppelte und mit einer Sehnellentlüftung versehene Mehrfachwegeventil für die Sicherheitsschaltung angeschlossen .ist und das Mehrfachwegeventil für die Druckbeaufschlagung des Arbeitszijlinders in die von den zwei Anschlüssen des Arbeit s37linders abgehenden, sich zum Steuerkreis schließenden Yerbindungsleitungen eingebunden ist.

Überraschend wurde gefunden, daß der Arbeitszylinder bei Einsatz einer verringerten Druckluftmenge über den gesamten Geschwindigkeitsbereich von 0 bis 0,6 m/sec eine stufenlos gleichmäßige Bewegung ausführt und daß bei Abschaltung der Druckluftzufuhr zum Arbeitszylinder sein sicheres Terharren , in der jeweilig erreichten Position gewährleistet ist.

Zweckmäßig ist es, das Mehrfachwegeventil für die Sicherheitsschaltung an die Drucklufteinspeisung des Mehrfachwegeventils für die Druckbeaufschlagung des Arbeits27linders anzuschließen.

Vorteilhaft ist es, beide Mehrfachwegeventile über eine Kolbenstange anzusteuern, die sich durch eine Hebelanordnung mit geringem Kraftaufwand bewegen läßt, Das Sicherheitsventil ist direkt mit dem Ziylinderraum des Arbeitszylinder, in dem die Angriffskraft über die gesamte Solbenfläche wirkt, zu verbinden, um die Leckagesteilen su minimieren. Um zu verhindern, daß der Arbeitszylinder bei großen Geschwindigkeiten des Solbens ungebremst in seine Endlagen gerät, sind Arbeitszylinder mit beidseitigen Endlagenbremsungen einzusetzen*

Nach Druckluftzuschaltung liegt am Steuerkreis des Arbeitsz^linders und an der Druckluftleitung zum Mehrfachwegeventil für die Sicherheitsschaltung ein Druck von 600 kPa an, während die Steuer leitung zum Sicherheitsventil drucklos ist=,

Über den Betätigungshebel wird durch das Verschieben der Kolbenstange das Mehrfachwegeventil für die Sicherheitsschaltung ruckartig geöffnet, wodurch die separate Steuerleitung zum Sicherheitsventil mit einem Druck von 600 kPa gespeist, das Sicherheitsventil geschaltet und der bisher vom Steuerkreis getrennte unter Druck stehende Zylinderrauni mit dem Steuerkreis erneut verbunden wirde Past gleichzeitig öffnet ebenfalls das Mehrfachwegeventil für die Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinder, und der Solben des Arbeitszylinders bewegt sich in der entsprechenden Richtung mit der gewählten Geschwindigkeit« Da die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung keine zusätzlichen Bauelemente, wie beispielsweise Drosseln, Rückschlagventile oder Logikelemente aufweist, und zwischen dem Mehrfachwegeventil für die Druckbeaufschlagung des ArbeitsZ7linders und dem durch den Kolben verkleinerten Z^linderraum des Arbeitsz^linders nur eine direkte Druckluftverbindung besteht, bleibt ein Anfahrsprung vollständig aus und die resultierende Bewegung des Kolbens im Arbeitszylinder verläuft stufenlos mit hoher Gleichmäßigkeit.

Nach. Irreichen der gewünschten Stellung des Kolbens wird über den Betätigungshebel das Mehrfachwegeventil für die Druckbeaufschlagung des ArbeitsZylinders geschlossen. Damit liegt an den Angriffsflächen des Arbeitszylinder beidseitig die für die Einstellung des Gleichgewichtes erforderliche Kraft an. Fast gleichzeitig wird durch die Hebe!funktion das Mehrfachwegeventil für die Sicherheitsschaltung geschlossen. Über die Schnellentlüftung wird die separate Steuerleitung in den drucklosen Zustand versetzt, nach dessen Vorliegen das Sicherheitsventil den druckbeaufschlagten Z^linderraum des Aroeitsztylinders vom Steuerkreis trennt. Auf diese Weise erfolgt ein sicheres Verharren des Kolbens in der erreichten Position, wobei sein Vibrieren von vornherein ausgeschlossen ist·

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Bei erneuter Wirkung des Betätigungshebels auf die Kolbenstange in gleicher oder entgegengesetzter Richtung erfolgt eineerneute Positionsänderung des Kolbens im Arbeitszylinder nach dem bereits beschriebenen Schaltungsablauf.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ermöglicht außerdem einen um 50 % geringeren Druckluftverbrauch, bezogen auf die bekannten Schaltungsanordnungen« Das wird durch die schaltungsmäßiga Einbindung des Mehrfachwegeventils für die Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinder in Verbindung mit der unterschiedlichen Bewegungsrichtung des Kolbens im Arbeitszylinder möglich, wodurch eine durch die Druckluftumleitung im geschlossenen Steuerkreis und die stets von außen wirkende Lastbeaufschlagung des Kolbens im Arbeitszylinder bewirkte partielle Druckerhöhung genutzt wird*

Die. erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist in der aufgezeigten ]?orm hervorragend geeignet zum manuellen Heben und Senken von Lasten und für Einsatzgebiete vorzusehen, in denen eine genaue, schnelle und sichere Positionierung erforderlich ist.

Gegenüber den bekannten Schaltungsanordnungen weist die erfindungsgemäße Lösung folgende Vorteile auf: Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist, da sie nur ein Minimum von Bauelementen benötigt, kostengünstig und zugleich in hohem Maße störunanfällig.

Infolge eines sehr geringen Druckluftverbrauches ist ihr Einsatz äußerst ökonomisch.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ermöglicht auf Grund ihrer Schaltungscharakteristik ein genaues Positionieren von Lasten in den geforderten Höhen«

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert werden.

Beispiel 1: -

In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1: die erfindungsgemäße pneumatische Schaltungsanordnung.

In der Fig. 1 ist der doppelt wirkende Arbeitszylinder 1 und das ihm schaltungsseitig direkt zugeordnete Mehrfachwegeventil für die Druckbeaufschlagung des ArbeiteZylinders 2 mit den Druckluftanschliissen D und Z sowie dem Abluftabgang A dargestellt· Direkt mit dem Z^linderraum 2 des Arbeitsamlinders 1 ist das Sicherheitsventil 4· verbunden. Dem Arbeitszylinder 1, dem Mehrfachwegeventil für die Druckbeaufschlagung des Ar-• beitsz;?linders 2 und'dem Sicherheitsventil 4, die den Steuerkreis bilden, ist das Rückschlagventil 5 vorgeschaltet. In die separate Steuerleitung 6 ist das Mehrfachwegeventil für die Sicherheitsschaltung 7 mit eingebauter Schnellentlüftung 8., das durch den Betätigungshebel 9 in Funktion gesetzt wird, eingebunden .

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch.

   1. Pneumatische Schaltungsanordnung für Handhabegeräte, bestehend aus einem Steuerkreis mit doppelt wirkendem Arbeitszylinder, der einen einseitigen Kolben aufweist,
   sowie einem Mehrfachwegeventil für die Druckbeaufschlagung des Arbeitsz^linders und einem Sicherheitsventil, denen ein Rückschlagventil vorgeschaltet ist, und einem Mehrfachwegeventil für die Sicherheitsschaltung, wobei beide Mehrfachwegeventile durch einen Betätigungshebel schaltbar sind, gekennzeichnet, dadurch, daß das Sicherheitsventil (4) eine vom Steuerkreis schaltungsmäBig unabhängige, separate Steuerleitung (6) aufweist, die direkt an das mit dem Betätigungshebel (9) gekoppelte und mit einer. Schnellentlüftung (8) versehene Mehrfachwegeventil für die Sicherheitsschaltung (7) angeschlossen
   ist und das Mehrfachwegeventil für die Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders (2) in die von den zwei Anschlüssen des Arbeitsz^rlinders (1) abgehenden, sich zum Steuerkreis schließenden Yerbindungsleitungen eingebunden ist*

   - Hierzu 1 Blatt Zeichnung -