DE1006214B

DE1006214B - Device on pneumatic piston machines

Info

Publication number: DE1006214B
Application number: DEH22230A
Authority: DE
Inventors: Hans Feser Holm; Nils Ferdinand Hoppe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-11-27
Filing date: 1954-11-27
Publication date: 1957-04-11

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei pneumatischen Kolbenmaschinen ist es oft erwünscht, den durch die Zylinderwand ein- und ausgeschobenen Teil der Kolbenstange an der Außenseite des Zylinders vor Verunreinigungen, beispielsweise Staub und Stoffteilchen in der umgebenden Luft, zu schützen, da solche Verunreinigungen eine Abnutzung der Kolbenstange bei deren Hindurchtreten durch die Stopfbuchse verursachen, als deren Folge sich Undichtigkeiten einstellen. Um diesem Mangel zu begegnen, hat man zuweilen die Kolbenstange außerhalb des Zylinders mit einem Balg umgeben, dessen beide Enden an der Zylinderwand bzw. der Kolbenstange abdichtend befestigt waren. Wenn der Balg aber hermetisch abgeschlossen war, wurde er auf Grund des Unterdruckes beim Ausschieben der Kolbenstange gegen dieselbe gedrückt und dabei durch die Reibung ziemlich bald verschlissen. Man hat auch versucht, den Balg mit einer Öffnung zu versehen, in die ein Filter eingesetzt wurde, um den Innenraum des Balges mit der Außenluft zu verbinden. Um eine ausreichende Sicherheit gegen das Eindringen von Staub zu schaffen, muß aber das Filter ziemlich dicht sein; dies führt wiederum zu einem hohen Durchgangswiderstand des Filters und damit zu einer Behinderung der Bewegungen der Kolbenstange. Der Durchgangswiderstand nimmt überdies mit zunehmender Verunreinigung des Filters zu, und nach verhältnismäßig kurzer Zeit treten ungefähr gleiche Verhältnisse ein, als wenn der Balg gasdicht wäre.In the case of pneumatic piston machines, it is often desirable to have the cylinder wall pushed in and out Part of the piston rod on the outside of the cylinder from contamination, for example Dust and particulate matter in the surrounding air, protect them as such contaminants wear out cause the piston rod as it passes through the stuffing box, as a result of which there are leaks to adjust. To counter this deficiency, the piston rod is sometimes outside of the cylinder surrounded by a bellows, both ends of which on the cylinder wall or the piston rod were sealingly attached. If the bellows was hermetically sealed, however, it was due to the Negative pressure when pushing out the piston rod is pressed against the same and thereby by the friction worn out pretty soon. Attempts have also been made to provide the bellows with an opening into which a Filter was used to connect the interior of the bellows with the outside air. To be adequate To create security against the ingress of dust, however, the filter must be fairly tight; this in turn leads to a high volume resistance of the filter and thus to an obstruction the movements of the piston rod. The volume resistance also increases with increasing Soiling of the filter increases, and after a relatively short time approximately the same conditions occur as if the bellows were gas-tight.

Nach der Erfindung ist nun dieses Problem so gelöst worden, daß ein bei der Auswärtsbewegung der Kolbenstange automatisch sich öffnendes Ventil den Innenraum des Balges mit dem unmittelbar an ihn angrenzenden Zylinderraum verbindet und daß ein an den Balg angeschlossenes Rückschlagventil vorgesehen ist, das bei einem gewissen Überdruck den Innenraum des Balges mit der Außenluft verbindet.According to the invention, this problem has now been solved so that when the outward movement of Piston rod automatically opens the interior of the bellows with the valve directly to it connects adjacent cylinder space and that a check valve connected to the bellows is provided is, which connects the interior of the bellows with the outside air at a certain overpressure.

Durch diese Vorrichtung wird also in einer sehr wirkungsvollen Weise sichergestellt, daß der durch die Zylinderwand ein- und ausgeschobene Teil der Kolbenstange vor Verunreinigungen völlig geschützt wird, indem er immer von reiner Luft von einer Druckluftquelle umspült wird, wobei gleichzeitig der die Kolbenstange umgebende Balg keinen Beanspruchungen ausgesetzt wird, die einen anormalen Verschleiß verursachen könnten. Ein anderer besonderer Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist der, daß die Kolbenstange außerhalb des Zylinders eine wünschenswerte Schmierung erhalten kann, da die aus dem angrenzenden Zylinderraum kommende, von einer Druckluftquelle herrührende Luft gewöhnlich einen ölnebel enthält.This device ensures in a very effective way that the through the cylinder wall pushed in and out of the piston rod is completely protected from contamination by always being surrounded by pure air from a compressed air source, while at the same time the the bellows surrounding the piston rod is not subjected to any stresses that would cause abnormal Cause wear. Another particular advantage of the device according to the invention is that the piston rod outside of the cylinder can receive a desirable lubrication, since the air coming from the adjacent cylinder space and coming from a compressed air source usually occurs contains an oil mist.

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung in Vorrichtung an pneumatischen
KolbenmaschinenIn the drawing, FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the device according to the invention in a pneumatic device
Piston engines

Anmelder:Applicant:

Hans Feser Holm, Bromma,
und Nils Ferdinand Hoppe,Hans Feser Holm, Bromma,
and Nils Ferdinand Hoppe,

Hagersten (Schweden)Hagersten (Sweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,
Schwelm (Westf.), Drosselstr. 31Representative: Dipl.-Ing. H. Marsch, patent attorney,
Schwelm (Westphalia), Drosselstr. 31

Hans Feser Holm, Bromma,Hans Feser Holm, Bromma,

und Nils Ferdinand Hoppe, Hagersten (Schweden),
sind als Erfinder genannt wordenand Nils Ferdinand Hoppe, Hagersten (Sweden),
have been named as inventors

Verbindung mit einem Druckluftzylinder, dessen Kolbenstange sich in ihrer inneren bzw. äußeren Endlage befindet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt.Connection with a compressed air cylinder, the piston rod of which is in its inner or outer end position is located. However, the invention is not restricted to this embodiment.

Mit 3 ist ein Zylinder mit einem durch Druckluft angetriebenen, doppelt wirkenden Kolben 4 bezeichnet, dessen Kolbenstange 5 durch eine in einer Endwand des Zylinders eingesetzte Stopfbuchse 6 hinausragt. Ein Balg 7 umgibt die Kolbenstange außerhalb des Zylinders und ist an seinen beiden Enden abdichtend an der Kolbenstange bzw. an der Außenseite der Stopfbuchse 6 befestigt. Der Balg ist selbstverständlich so angeordnet und bemessen, daß er die Verschiebung des Kolbens 4 und der Kolbenstange 5 zwischen ihren beiden Endlagen zuläßt.3 with a cylinder with a compressed air driven, double-acting piston 4 is referred to, the piston rod 5 of which protrudes through a stuffing box 6 inserted in an end wall of the cylinder. A bellows 7 surrounds the piston rod outside the cylinder and is sealing at both ends attached to the piston rod or to the outside of the stuffing box 6. The bellows is a matter of course arranged and dimensioned so that the displacement of the piston 4 and the piston rod 5 between its two end positions.

Die Druckluft kann durch die Leitungen 8 und 9 an die Enden des Zylinders 3 zugeführt werden. Zu diesem Zweck wird ein sogenanntes Manövrierventil verwendet, das aus einem zylindrischen, einen Kolbenschieber 11 enthaltenden Ventilgehäuse 10 besteht. Der Kolbenschieber wird auf bekannte Weise zwischen seinen beiden Endlagen verschoben, indem die Druckluft durch die Leitungen 12, 13 den Kammern des Ventilgehäuses außerhalb der Enden des Kolbenschiebers abwechselnd zugeführt wird. In Fig. 1, wo der Kolbenschieber nach rechts verschoben ist, ist also eine Leitung 14 von einer Druckluftquelle mit einer Leitung 15 in Verbindung, die über eine nachstehend beschriebene Ventilvorrichtung mit derThe compressed air can be supplied to the ends of the cylinder 3 through the lines 8 and 9. to For this purpose, a so-called maneuvering valve is used, which consists of a cylindrical, a piston valve 11 containing valve housing 10 is made. The piston valve is operated in a known manner Moved between its two end positions by the compressed air through the lines 12, 13 the Chambers of the valve housing outside the ends of the spool is alternately supplied. In Fig. 1, where the piston slide is shifted to the right, is a line 14 from a compressed air source with a line 15 in connection, which via a valve device described below with the

609 868/51609 868/51

Leitung 9 zum rechten Ende des Arbeitszylinders 3 verbunden ist. Gleichzeitig ist die Leitung 8 vom entgegengesetzten Ende des Arbeitszylinders in Verbindung mit der Außenluft durch einen Auslaß 16 am Manövrierventil. In Fig. 2 dagegen, wo der Kolbenschieber 11 nach links verschoben ist, steht die Leitung 14 von der Druckluftquelle statt dessen mit der Leitung 8 zum linken Ende des Arbeitszylinders in Verbindung, während die Leitung 15 mit der Außenluft durch einen anderen Auslaß 17
Manövrierventil verbunden ist.Line 9 is connected to the right end of the working cylinder 3. At the same time, the line 8 from the opposite end of the working cylinder is in communication with the outside air through an outlet 16 on the maneuvering valve. In Fig. 2, however, where the piston valve 11 is shifted to the left, the line 14 from the compressed air source is instead in connection with the line 8 to the left end of the working cylinder, while the line 15 with the outside air through another outlet 17
Maneuvering valve is connected.

Wenn der Kolben 4 in dem Arbeitszylinder nach rechts zu verschieben ist, wird das Manövrierventil in seine linke Endlage verstellt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die Leitung 8 an dem linken Ende des Zylinders 3 5 wird dabei an die Druckluftleitung 14 angeschlossen und die Leitung 15 mit dem Auslaß 17 verbunden, so daß der Wechselventilkolben 19 auf der linken Seite entlastet wird. Die Druckluft im Zylinderraum auf der rechten Seite des Kolbens 4 sowie in den am ίο Leitungen 9 und 20 verschiebt dabei den Kolben 19 des Wechselventils nach links, so daß die VerbindungWhen the piston 4 is to be shifted to the right in the working cylinder, the maneuvering valve is in adjusted its left end position, as shown in FIG. The line 8 at the left end of the cylinder 3 5 is connected to the compressed air line 14 and the line 15 is connected to the outlet 17, see above that the shuttle valve piston 19 is relieved on the left side. The compressed air in the cylinder chamber the right side of the piston 4 and in the lines 9 and 20 on the ίο moves the piston 19 of the shuttle valve to the left so that the connection

Die obenerwähnte Leitung 15 des Manövrierventils zwischen den Leitungen 20 und 24 geöffnet wird. Von ist an das eine Ende eines sogenannten Wechselventils der Leitung 24 strömt ein Teil der Luft durch die 18 angeschlossen. Ein Kolben 19 ist in dem zylindrischen Leitung 23 zum Balg, der beim Ausschieben der Ventilgehäuse 18 frei beweglich, um in je einer seiner 15 Kolbenstange verlängert wird und ein Nachfüllen von Endlagen eine der beiden vom Ventilgehäuse 18 radial Luft erfordert. Die Luft kann auch durch das Rückausgehenden Leitungen zu sperren. Die Leitung 9 vom schlagventil 26 in der Leitung 25 zur Außenluft entrechten Ende des Arbeitszylinders 3 ist in zwei Zweige weichen, und zwar durch die Leitung 15 und den Ausgeteilt, von denen der eine, 20, zum entgegengesetzten laß 17. Nur ein geringer Teil der vom Arbeitszylinder Ende des Wechselventils 18 führt, während der andere, 20 entweichenden Luft ist natürlich erforderlich, um den 21, durch die zylindrische Wand des Wechselventils ausgezogenen Balg bis auf Atmosphärendruck oder in der Nähe des an die Leitung 15 anschließenden etwas darüber zu füllen; eine erwünschte Vertei-Endes des Ventils in dieses einmündet. In der Ab- lung der Luftmengen kann bewirkt werden, indem Zweigleitung 21 ist ein Rückschlagventil 22 an- man den Leitungen 23 und 25 entsprechende Durchgebracht, das bei Überdruck seitens des Wechsel- 25 trittsquerschnitte gibt. Das Rückschlagventil 26 ist ventils öffnet. zwar als federbelastet in der Richtung zur Sperrlage VomBalg7 geht eine Leitung 23 aus, die wenigstens hin dargestellt, jedoch kann der Federdruck ziemlich teilweise aus einem biegsamen Schlauch besteht. Die gering sein, so daß er keinen nennenswerten WiderLeitung 23 teilt sich in zwei Zweige, von denen der stand bietet. Der Sicherheit halber soll die Leitung 23 eine, 24, durch die zylindrische Wand des Wechsel- 30 zweckmäßig so dimensioniert sein, daß ein geringer ventils in der Nähe des an die Leitung 20 an- Überdruck im Balg entsteht. Dieser Überdruck wird schließenden Endes des Ventilgehäuses in dieses ein- übrigens mittels des am Balg angebrachten Rückmündet. Die andere Abzweigleitung 25 ist an die Lei- schlagventils 27 auf einem niedrigen Wert gehalten, tung 15 des Manövrierventils angeschlossen und ent- Letztgenanntes Rückschlagventil kann natürlich, falls hält ein Rückschlagventil 26, das bei Überdruck in 35 erwünscht, statt dessen in der Leitung 23 angebracht den Leitungen 23 und 24 öffnet. In der Wand des sein.The aforementioned line 15 of the maneuvering valve between lines 20 and 24 is opened. from is at one end of a so-called shuttle valve of the line 24, some of the air flows through the 18 connected. A piston 19 is in the cylindrical line 23 to the bellows, which is pushed out when the Valve housing 18 is freely movable to each one of its 15 piston rod is extended and a refilling of One of the two end positions of the valve housing 18 requires radial air. The air can also go through the outgoing To block lines. The line 9 from the check valve 26 in line 25 to the outside air The end of the working cylinder 3 is soft in two branches, namely through the line 15 and the distributed, of which one, 20, to the opposite let 17. Only a small part of that of the working cylinder End of the shuttle valve 18 leads, while the other, 20 escaping air is of course required to the 21, the bellows pulled through the cylindrical wall of the shuttle valve down to atmospheric pressure or to fill in the vicinity of the line 15 adjoining something above; a desired distribution end of the valve opens into this. In the evacuation of the air quantities can be effected by Branch line 21 is a check valve 22 through which lines 23 and 25 are brought through, which gives cross-sections when there is excess pressure on the part of the interchangeable 25. The check valve 26 is valve opens. although as spring-loaded in the direction of the blocking position A line 23 extends from the bellows 7, which is at least shown, but the spring pressure can be quite high partly consists of a flexible hose. Which should be small, so that there is no significant redirection 23 divides into two branches, one of which the stand offers. For the sake of security, line 23 one, 24, through the cylindrical wall of the interchangeable 30 expediently be dimensioned so that a small valve in the vicinity of the line 20 on excess pressure in the bellows. This overpressure will The closing end of the valve housing opens into this, by the way, by means of the back attached to the bellows. The other branch line 25 is kept at a low value on the lash valve 27, Device 15 of the maneuvering valve connected and ent- the latter check valve can of course, if holds a check valve 26, which is desired in the case of excess pressure in 35, mounted in line 23 instead the lines 23 and 24 opens. To be in the wall of

Balges 7 ist ferner ein federbelastetes Rückschlag- Durch die beschriebene Vorrichtung nutzt man also ventil 27 angebracht, das bei einem gewissen Über- zum Füllen des Balges die Luft aus, die andernfalls zu druck in dem Balg öffnet. keinem Nutzen aus dem Druckluftzylinder entweichen Die zuvor beschriebene Vorrichtung funktioniert 40 würde. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, folgendermaßen: In Fig. 1 ist der Kolbenschieber 11 jede andere Druckluftquelle zum angegebenen Zweck des Manövrierventils, wie erwähnt, nach rechts ver- zu verwenden, und die Druckluftzufuhr zum Balg schoben, wodurch die Leitung 15 mit der Leitung 14 braucht nicht unbedingt durch ein Ventilsystem der der Druckluftquelle in Verbindung steht. Bei Über- beschriebenen Art reguliert zu werden. Beispielsweise druck in der Leitung 15 wird das Rückschlagventil 26 45 ist es leicht, diese so zu regeln, daß die Kolbenstange in der Leitung 25 geschlossen gehalten; der Kolben 19 bei ihrer Verschiebung automatisch ein Ventil zum des Wechselventils ist in seine rechte Endlage ver- Zuführen von Druckluft zum Balg umstellt, oder mögschoben, so daß die Leitung 15 mit der Leitung 21 licherweise kann eine enge, ein Reduzierventil entverbunden ist. Das Rückschlagventil 22 in der Leitung haltende Leitung direkt von der Leitung 8 zum Balg 21 ist geöffnet, und die Druckluft wird durch die 50 führen. Bei einigen Zylindern ragt die Kolbenstange Leitung 9 dem rechten Ende des Arbeitszylinders 3 durch beide Endwände hinaus, in welchem Fall Vorzugeführt, wodurch der Kolben 4 nach links ver- richtungen nach der Erfindung an den beiden Endschoben worden ist. Bei der Einwärtsbewegung der wänden angebracht werden können. In einem solchen Kolbenstange 5 wird der Balg 7 zusammengepreßt, Fall kann es ausreichend sein, wenn der eine Balg an wobei die in ihm befindliche Luft durch das Rück- 55 eine Druckluftquelle angeschlossen ist, während der schlagventil 27 entweicht. Die vom Balg ausgehende andere durch eine Leitung mit dem ersten Balg ver-Leitung 23 bleibt erstens durch den auf der entgegen- bunden ist. gesetzten Seite des Rückschlagventils 26 wirkenden,
bedeutend höheren Druck und zweitens deshalb versperrt, weil der Kolben 19 des Wechselventils den 60
Auslaß der Leitung 24 abschließt. Der Druck in der
Leitung 15 pflanzt sich durch die Leitung 20 auch an
die rechte Seite des Kolbens 19 fort; dieses geschieht
jedoch natürlich erst, nachdem der Kolben 19 bereits
in seine rechte Endlage gelangt ist. Da der Druck in 65
der Leitung 20 unter keinen Verhältnissen den Druck
in der Leitung 15 übersteigt, kann der Druck an den
beiden Seiten des Kolbens 19 höchstens ausgeglichen
werden, weshalb der Kolben 19 in der jeweiligen Lage
verbleibt. 70The bellows 7 is also a spring-loaded non-return valve. The device described uses a valve 27 which, when there is a certain overflow, uses the air to fill the bellows, which otherwise opens to pressure in the bellows. no benefit escapes from the compressed air cylinder. The device described above would function 40. However, it is within the scope of the invention as follows: In FIG. 1, the piston valve 11 is any other compressed air source for the stated purpose of the maneuvering valve, as mentioned, to use to the right, and the compressed air supply to the bellows is shifted, whereby the line 15 with the Line 14 does not necessarily need to be connected to the compressed air source through a valve system. To be regulated at over-described type. For example, pressure in the line 15 is the check valve 26 45, it is easy to regulate this so that the piston rod in the line 25 is kept closed; the piston 19 when it is moved automatically a valve to the shuttle valve is switched to its right end position. Supply of compressed air to the bellows, or possibly pushed so that the line 15 with the line 21 can licherweise a narrow, a reducing valve is disconnected. The check valve 22 in the line holding line directly from the line 8 to the bellows 21 is open and the compressed air will pass through the 50. In some cylinders, the piston rod line 9 protrudes from the right end of the working cylinder 3 through both end walls, in which case it has been brought forward, whereby the piston 4 has been pushed to the left at the two end slides according to the invention. When moving inwards the walls can be attached. In such a piston rod 5, the bellows 7 is compressed. In this case, it may be sufficient if one of the bellows is connected to a compressed air source through the return 55, while the impact valve 27 escapes. The other line emanating from the bellows through a line with the first bellows ver line 23 remains first of all through the one on which it is connected. set side of the check valve 26 acting,
Significantly higher pressure and, secondly, blocked because the piston 19 of the shuttle valve is the 60th
The outlet of the line 24 closes. The pressure in the
Line 15 also grows through line 20
the right side of the piston 19 away; this happens
but of course only after the piston 19 has already
has reached its right end position. Since the pressure in 65
the line 20 under no circumstances the pressure
exceeds in line 15, the pressure can increase to the
both sides of the piston 19 balanced at most
are, which is why the piston 19 in the respective position
remains. 70

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device on pneumatic piston machines to protect one through the face
of the cylinder protruding piston rod
double-acting piston, which by alternately supplying compressed air to the cylinder chambers on the opposite sides of the
Piston is moved, consisting of a
Bellows, which protrudes from the cylinder
Part of the piston rod surrounds and both of them
Ends on the cylinder or on the piston rod gas

are tightly attached, characterized in that a during the outward movement of the piston rod (5) automatically opening valve (18) the interior of the bellows (7) with the immediately connects to it adjoining cylinder space and that a check valve connected to the bellows (27) is provided that with a certain overpressure the interior of the bellows with the outside air connects.

2. Apparatus according to claim 1, characterized ge ίο indicates that the interior of the bellows (7) with the adjacent cylinder space connecting valve (18) into a connection by the compressed air supplied to this cylinder space shut-off position and, if the space on the opposite side of the piston with the compressed air source is connected, through the air escaping from the first-mentioned cylinder space in a connection opening position is provided.

Considered publications:
German Patent Nos. 670 218, 914 804;
British Patent No. 273,237;
Dutch patent specification No. 39 446.

1 sheet of drawings