DE10161703A1 - Entlüftungseinrichtung für einen Pneumatikantrieb - Google Patents

Abstract

Es wird eine Entlüftungseinrichtung vorgeschlagen, die eine gesteuerte Entlüftung eines Pneumatikantriebes (2) ermöglicht. Es ist ein Wechselventil (42) vorgesehen, dessen beiden Eingänge (43, 44) mit jeweils einem Beaufschlagungskanal (8, 9) verbunden sind, die mit jeweils einer Arbeitskammer (6, 7) des Pneumatikantriebes (2) kommunizieren, welche durch einen Antriebskolben (5) voneinander getrennt sind. Der Ausgang (48) des Wechselventils (42) steht mit einem Entlüftungsventil (54) in Verbindung, das wahlweise abgesperrt oder geöffnet werden kann. Die Arbeitskammern (6, 7) können über das Wechselventil (42) und das Entlüftungsventil (54) gleichmäßig entlüftet werden, so dass der Antriebskolben (5) keine unerwünschten Bewegungen ausführt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung zur gesteuerten Entlüftung eines Pneumatikantriebes.
• Pneumatikantriebe, beispielsweise Linearantriebe, verfügen regelmäßig über zwei Arbeitskammern, die durch einen Antriebskolben voneinander abgeteilt sind und die über zwei Beaufschlagungskanäle wahlweise mit Druckluft versorgt oder entlüftet werden können, um eine Antriebsbewegung des Antriebskolbens hervorzurufen. Die Bewegung des Antriebskolbens kann zur Betätigung beliebiger Bauteile oder Einrichtungen abgegriffen werden. Dies ist der Normalbetrieb des Pneumatikantriebes.
• In vielen Fällen finden Pneumatikantriebe als Komponenten von Anlagen oder Maschinen Anwendung, wobei sie für die verschiedensten Betriebsabläufe verantwortlich sind. Kommt es zu Störungen im Betriebsablauf kann die Anlage bzw. Maschine durch Betätigung eines Not-Aus-Schalters abgeschaltet werden. Meist ist es erwünscht, dass in einem solchen Not-Aus-Betriebszustand die Arbeitskammern des Pneumatikantriebes gleichzeitig entlüftet werden, um eine weitere Bewegung des Antriebskolbens zu unterbinden und Beschädigungen an der Anlage bzw. Maschine zu verhindern. Wie sich jedoch gezeigt hat, lassen sich bei bestimmten Positionen des Antriebskolbens durch die unterschiedlichen Volumina der Arbeitskammern auch im entlüfteten Zustand derselben gewisse Bewegungen nicht komplett ausschließen. Der Antriebskolben läuft quasi weg. Fällt die Bewegungsrichtung mit der Richtung der gefahrbringenden Bewegung zusammen, deretwegen der Not-Aus-Betriebszustand hergestellt wurde, sind schwerwiegende Konsequenzen nicht auszuschließen.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen zu treffen, die die Problematik eines sich auch bei Entlüftung der beiden Arbeitskammern bewegenden Antriebskolbens beheben.
• Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Entlüftungseinrichtung zur gesteuerten Entlüftung eines Pneumatikantriebes, der einen zwei Arbeitskammern voneinander abteilenden Antriebskolben aufweist und über zwei mit jeweils einer der Arbeitskammern kommunizierende Beaufschlagungskanäle verfügt, über die im Normalbetrieb die Zufuhr und Abfuhr der für die Betätigung des Antriebskolbens erforderlichen Druckluft erfolgt, wobei ein Wechselventil vorgesehen ist, dessen beide Eingänge mit jeweils einem der beiden Beaufschlagungskanäle verbunden sind und dessen Ausgang mit einem ein wahlweises Absperren oder Freigeben des Ausgangs ermöglichenden Entlüftungsventil verbunden ist.
• Das zwischen die beiden Arbeitskammern eingeschaltete Wechselventil steuert in besonderer Weise den Luftabfluß aus den beiden Arbeitskammern. Die momentane Schaltstellung des Wechselventils hängt von der an den beiden Eingängen anstehenden Druckdifferenz ab, die im wesentlichen derjenigen in den beiden Arbeitskammern entspricht, wobei das Wechselventil immer denjenigen Eingang verschließt, dessen zugeordnete Arbeitskammer dem momentan schnellsten Druckabfall ausgesetzt ist. Der in der "langsamer" entlüfteten Arbeitskammer herrschende Druck regelt so den Entlüftungsdurchfluß der anderen Arbeitskammer. Das Wechselventil ist in der Lage, entsprechend den anstehenden Druckverhältnissen hin und her zu schalten und dadurch eine gleichmäßige Entlüftung beider Arbeitskammern zu bewirken, so dass die darin herrschenden Drücke stets in etwa gleich hohe Druckkräfte auf den Antriebskolben ausüben und dieser folglich im Stillstand bleibt. Während dieses Entlüftungsvorganges ist das an den Ausgang des Wechselventils angeschlossene Entlüftungsventil offen. Während des Normabetriebes des Pneumatikantriebes nimmt das Entlüftungsventil die Absperrstellung ein.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
• Zweckmäßigerweise wird das Wechselventil so ausgelegt, dass die an den beiden Eingängen vorgesehenen, vom Ventilglied des Wechselventils steuerbaren Eingangsöffnungen ein Querschnittsverhältnis zueinander aufweisen, das dem Flächenverhältnis der den beiden Arbeitskammern zugewandten Beaufschlagungsflächen des Antriebskolbens entspricht. Handelt es sich bei dem Pneumatikantrieb um einen kolbenstangenlosen Antrieb, bei dem die Beaufschlagungsflächen des Antriebskolbens gleich groß sind, werden demzufolge auch die Querschnitte der Eingangsöffnungen des Wechselventils untereinander gleich groß ausgebildet. Handelt es sich bei dem Pneumatikantrieb jedoch beispielsweise um einen mit einer Kolbenstange versehenen Pneumatikzylinder, dessen Antriebskolben über unterschiedlich große Beaufschlagungsflächen verfügt, kann man die zu steuernden Eingangsöffnungen des Wechselventils mit dem gleichen Flächenverhältnis auslegen, so dass auch hier die in entgegengesetzten Richtungen auf den Antriebskolben einwirkenden Betätigungskräfte ausgeglichen sind.
• Das Entlüftungsventil ist vorzugsweise so angesteuert, dass es im Normalbetrieb des Pneumatikantriebes die Absperrstellung und im Not-Aus-Betriebszustand die Freigabestellung einnimmt. Geeignete Ansteuermaßnahmen können dafür sorgen, dass die momentane Schaltstellung des Entlüftungsventils sich automatisch am Betriebszustand des Pneumatikantriebes orientiert.
• Es ist ferner von Vorteil, wenn ein zur Zufuhr der für den Betrieb des Pneumatikantriebes erforderlichen Druckluft dienender Versorgungskanal vorhanden ist, dem ein zum wahlweisen Druckbeaufschlagen oder Entlüften dienendes Hauptventil vorgeschaltet ist, wobei das Entlüftungsventil derart angesteuert wird, dass es im druckbeaufschlagten Zustand des Versorgungskanals die Absperrstellung und im entlüfteten Zustand des Versorgungskanals die Entlüftungsstellung einnimmt. Man kann dem Entlüftungsventil als Betätigungssignal zur Vorgabe der jeweiligen Schaltstellung ein vom Druck im Versorgungskanal abgeleitetes Drucksignal aufschalten. Hierbei kann es sich um ein direkt vom Versorgungskanal abgenommenes fluidisches Drucksignal handeln. Möglich ist aber auch eine Druckerfassung durch einen geeigneten Drucksensor und eine darauf aufbauende elektrische Ansteuerung des Entlüftungsventils.
• Zwischen das Hauptventil und den Pneumatikantrieb ist zweckmäßigerweise eine Steuerventileinrichtung zwischengeschaltet, die im Normalbetrieb die Druckluftbeaufschlagung des Pneumatikantriebes steuert. Dabei kann in den Versorgungskanal ein eine Druckluftströmung von der Steuerventileinrichtung in Richtung zum Hauptventil verhinderndes Rückschlagventil eingeschaltet sein, das unerwünschte Druckluftrückströmungen verhindert, gleichzeitig aber stets eine uneingeschränkte Druckluftversorgung des Pneumatikantriebes gewährleistet.
• Zweckmäßigerweise kann die Steuerventileinrichtung in eine Neutralstellung verbracht werden, in der sie die beiden Beaufschlagungskanäle miteinander verbindet. Ist in den Versorgungskanal ein Rückschlagventil eingeschaltet, kann gleichzeitig auch die Verbindung zum Versorgungskanal aufrechterhalten bleiben. Es ist auf diese Weise im Normalbetrieb des Pneumatikantriebes ein Betriebszustand erhältlich, bei dem die beiden Arbeitskammern gleichzeitig mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden, so dass der Antriebskolben zwischen einem Druckluftpolster eingespannt wird.
• Das Wechselventil kann prinzipiell an beliebiger Stelle angeordnet werden, auch getrennt vom Pneumatikantrieb, beispielsweise an einer geeigneten Stelle eine Anlage oder Maschine. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, das Wechselventil unmittelbar am Pneumatikantrieb anzuordnen, insbesondere in oder an einem Abschlußdeckel des Gehäuses des Pneumatikantriebes. Der Pneumatikantrieb verfügt auf diese Weise über eine integrierte Sicherheitsfunktion, die keiner gesonderten Installation bedarf.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
• Fig. 1 in einer Schaltbilddarstellung einen Pneumatikantrieb, der mit einer erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung bevorzugter Ausgestaltung ausgestattet ist,
• Fig. 2 in einer Einzeldarstellung und im Längsschnitt den bei der Anordnung gemäß Fig. 1 vorhandenen Pneumatikantrieb in einer bevorzugten Ausgestaltung als kolbenstangenloser Linearantrieb,
• Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung eines mit der Entlüftungseinrichtung ausgestatteten Pneumatikantriebes, hier in Gestalt eines mit einer Kolbenstange ausgestatteten Pneumatikzylinders, im Längsschnitt gemäß Schnittlinie III-III aus Fig. 4, und
• Fig. 4 die Anordnung aus Fig. 3 in einer Draufsicht und teilweise im Längsschnitt gemäß Schnittlinie IV-IV aus Fig. 3.
• Die Fig. 1 zeigt schematisch eine in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Steuereinrichtung 1, die einen Pneumatikantrieb 2 und eine eine besonders vorteilhafte Entlüftung des Pneumatikantriebes 2 ermöglichende Entlüftungseinrichtung 3 enthält.
• Der Pneumatikantrieb 2 könnte prinzipiell ein Drehantrieb sein, ist beim Ausführungsbeispiel jedoch von einem Linearantrieb gebildet. Im konkreten Fall der Fig. 1 handelt es sich um einen kolbenstangenlosen Linearantrieb 2', von dem eine bevorzugte Bauform detaillierter aus Fig. 2 hervorgeht. Alternativ wäre auch eine Ausgestaltung als mit einer Kolbenstange ausgestatteter pneumatischer Arbeitszylinder 2" denkbar, wie er exemplarisch in Fig. 3 und 4 gezeigt ist.
• Bei allen Ausführungsbeispielen verfügt der Pneumatikantrieb 2 über ein Antriebsgehäuse 4, das einen langgestreckten Innenraum aufweist, in dem ein Antriebskolben 5 linear verschiebbar angeordnet ist. Der Antriebskolben 5 unterteilt den Innenraum axial aufeinanderfolgend in zwei Arbeitskammern 6, 7. Im folgenden werden die Arbeitskammern zur besseren Unterscheidung als erste Arbeitskammer 6 und zweite Arbeitskammer 7 bezeichnet.
• Die erste Arbeitskammer 6 ist mit einem ersten Beaufschlagungskanal 8 verbunden. Vergleichbar kommuniziert mit der zweiten Arbeitskammer 7 ein zweiter Beaufschlagungskanal 9. Über diese Beaufschlagungskanäle 8, 9 kann Druckluft in die Arbeitskammern 6, 7 zugeführt oder aus den Arbeitskammern 6, 7 abgeführt, das heißt entlüftet werden. Die Luft in der jeweiligen Arbeitskammer 6, 7 steht unter einem bestimmten Druck und beaufschlagt demzufolge die der betreffenden Arbeitskammer 6, 7 zugewandte Stirnfläche des Antriebskolbens 5, die nachfolgend als erste bzw. zweite Beaufschlagungsfläche 12, 13 bezeichnet sei. In Abhängigkeit von der Größe der jeweiligen Beaufschlagungsfläche 12, 13 und dem in der zugeordneten Arbeitskammer 6, 7 herrschenden Fluiddruck ergibt sich eine am Antriebskolben 5 angreifende resultierende Stellkraft, die die gewünschte Verlagerung des Antriebskolbens 5 hervorruft.
• Die für den Betrieb des Pneumatikantriebes 2 erforderliche Druckluft wird von einer Druckluftquelle 14 bereitgestellt. Von dieser gelangt die unter einem bestimmten Betriebsdruck stehende Druckluft in einen Versorgungskanal 16, der zu einer Steuerventileinrichtung 17 führt. Der Anschluß des Versorgungskanals 16 an der Steuerventileinrichtung 17 erfolgt an einem Steuerventileingang 18.
• An die Steuerventileinrichtung 17 sind des Weiteren die beiden Beaufschlagungskanäle 8, 9 angeschlossen. Hierzu verfügt die Steuerventileinrichtung 17 über einen ersten und einen zweiten Steuerventil-Arbeitsausgang 22, 23. Von einem jeden dieser beiden Steuerventil-Arbeitsausgänge 22, 23 geht eine erste bzw. zweite Fluidleitung 24, 25 aus, die an eine erste bzw. zweite Anschlußöffnung 26, 27 am Antriebsgehäuse 4 angeschlossen ist, die mit jeweils einem der beiden Beaufschlagungskanäle 8, 9 kommunizieren.
• Alternativ wäre es auch möglich, die Steuerventileinrichtung 17 unmittelbar am Pneumatikantrieb 2 anzuordnen und mit diesem in Baueinheit auszuführen.
• Die Steuerventileinrichtung 17 enthält ein Mehrwegeventil mit mehreren Schaltstellungen. Beim Ausführungsbeispiel sind drei Schaltstellungen vorgesehen. Bevorzugt handelt es sich um ein 5/3-Wegeventil. In diesem Zusammenhang sind an der Steuerventileinrichtung 17 noch zwei Steuerventil-Entlüftungsausgänge 28, 29 vorgesehen.
• Dem Versorgungskanal 16 zur Druckluftquelle 14 hin vorgeschaltet ist ein Hauptventil 15. Es repräsentiert quasi einen Not-Aus-Schalter. Bei ihm handelt es sich um ein Absperrventil, bevorzugt in Gestalt eines 3/2-Wegeventils, mit dem wahlweise eine Druckbeaufschlagung oder eine Entlüftung des Versorgungskanals 16 hervorgerufen werden kann. In der in Fig. 1 abgebildeten ersten Schaltstellung ist die Druckluftquelle 14 vom Versorgungskanal 16 abgetrennt und letzterer gleichzeitig entlüftet. In der nicht gezeigten zweiten Schaltstellung schaltet das Hauptventil 15 die Druckluftquelle 14 zum Versorgungskanal 16 durch, so dass dieser mit der Druckluft gespeist wird. Diese zweite Schaltstellung liegt während des Normalbetriebes des Pneumatikantriebes 2 ständig vor.
• Bei diesem Normalbetrieb kann dann durch entsprechende Betätigung der Steuerventileinrichtung 17 die oben erläuterte Fluidbeaufschlagung der Arbeitskammern 6, 7 gesteuert werden, um den Antriebskolben 5 zu bewegen.
• Bei der beispielsgemäßen Steuerventileinrichtung 17 sind zwei Schaltstellungen vorgesehen, bei denen die jeweils eine Arbeitskammer mit Druckluft beaufschlagt und die jeweils andere Arbeitskammer gleichzeitig entlüftet wird. Darüberhinaus ist die aus Fig. 1 ersichtliche Neutralstellung möglich, bei der die beiden Arbeitskammern 6, 7 gleichzeitig an den Versorgungskanal 16 angeschlossen sind. Im Normalbetrieb herrscht dann in beiden Arbeitskammern 6, 7 der gleiche Betriebsdruck - vorbehaltlich eventuell zusätzlich vorhandener Druckreguliereinrichtungen -, um beispielsweise zu erreichen, dass der Antriebskolben 5 in einer bestimmten Position zwischen zwei Luftpolstern gehalten wird.
• Es ist zweckmäßig, wenn in den Versorgungskanal 16 ein Rückschlagventil 32 eingeschaltet ist, das ein Zurückströmen von Druckluft aus der Steuerventileinrichtung 17 in Richtung zum Hauptventil 15 verhindert und in Gegenrichtung zuläßt.
• Bei dem kolbenstangenlosen Linearantrieb 2' gemäß Fig. 1 und 2 sind die beiden Beaufschlagungsflächen 12, 13 am Antriebskolben 5 gleich groß. Die Übertragung der Antriebskraft nach außen erfolgt hier durch einen am Antriebskolben 5 angreifenden Mitnehmer 33, der einen Längsschlitz 34 des Antriebsgehäuses 4 nach außen durchsetzt und mit einem außen am Antriebsgehäuse 4 angeordneten Abtriebsteil 35 bewegungsgekoppelt ist. Der Längsschlitz 34 ist in an sich bekannter Weise durch ein nicht näher dargestelltes Dichtband von innen her abgedichtet, so dass axial beidseits des Antriebskolbens 5 ein Austritt von Druckluft verhindert wird. Derartige Bauformen von sogenannten Schlitzzylindern sind als solches bekannt, so dass sich an dieser Stelle weitere Details erübrigen.
• Bei dem kolbenstangenlosen Linearantrieb könnte die Bewegungskopplung zwischen Antriebskolben 5 und Abtriebsteil 35 auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise durch ein die endseitigen Abschlußdeckel 36, 37 des Antriebsgehäuses 4 durchsetzendes Antriebsband oder durch eine Magnetkupplung. In all diesen Fällen erübrigt sich der Längsschlitz 34.
• Bei dem Pneumatikzylinder 2" der Fig. 3 und 4 erfolgt der Kraftabgriff außerhalb des Antriebsgehäuses 4 an einer den ersten Abschlußdeckel 36 durchsetzenden Kolbenstange 38, die mit dem Antriebskolben 5 verbunden ist. Bedingt durch diese Kolbenstange 38 ist die der Kolbenstange 38 zugeordnete erste Beaufschlagungsfläche 12 des Antriebskolbens 5 kleiner als die entgegengesetzt orientierte zweite Beaufschlagungsfläche 13.
• Tritt während des Normalbetriebes des Pneumatikantriebes 2 ein Problem auf, kann die gesamte Steuereineinrichtung 1 durch Betätigung des Hauptventils 15 stillgelegt werden. Hierzu wird das Hauptventil 15 aus der bis dahin eingenommenen zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung zurückgeschaltet. Das Hauptventil 15 ist zweckmäßigerweise elektrisch, insbesondere elektromagnetisch, betätigt.
• Es ist zweckmäßig, die Steuereinrichtung 1 so auszubilden, dass die Steuerventileinrichtung 17 automatisch in die Neutralstellung umschaltet, wenn das Hauptventil 15 die erste Schaltstellung einnimmt, die der Not-Aus-Schaltstellung entspricht.
• Die Not-Aus-Funktion soll vor allem verhindern, dass sich der Antriebskolben 5 des Pneumatikantriebes 2 weiterbewegt. Auf diese Weise sollen Schäden an Mensch oder Maschine verhindert werden. In diesem Zusammenhang wird angestrebt, die beiden Arbeitskammern 6, 7 so schnell wie möglich zu entlüften.
• Eine solche gleichzeitige Entlüftung könnte beispielsweise direkt durch die Steuerventileinrichtung 17 bewirkt werden, wenn diese über eine entsprechende Schaltstellung verfügt. Problematisch ist jedoch, dass die Arbeitskammern 6, 7 in Abhängigkeit von der momentanen Stellung des Antriebskolbens 5 nicht gleich schnell entlüftet werden. Dies hängt insbesondere mit den unterschiedlichen momentanen Volumina der Arbeitskammern 6, 7 zusammen. Das Resultat ist ein unterschiedlich schneller Druckabbau in den Arbeitskammern 6, 7 was zwangsläufig zu unerwünschten Bewegungen des Antriebskolbens 5 führt. Erfindungsgemäß wird diese Problematik durch die in der Steuereinrichtung 1 enthaltene Entlüftungseinrichtung 3 behoben.
• Zu der Entlüftungseinrichtung 3 gehört ein sogenanntes Wechselventil 42, wie es auf dem Sektor der Pneumatik als solches bekannt ist. Das Wechselventil hat einen ersten und einen zweiten Eingang 43, 44, von denen der erste Eingang 43 mit dem ersten Beaufschlagungskanal 8 und der zweite Eingang 44 mit dem zweiten Beaufschlagungskanal 9 in Fluidverbindung steht.
• Innerhalb des Wechselventils 42 befindet sich eine erste und eine zweite Eingangsöffnung 45, 46, die dem ersten bzw. zweiten Eingang 43, 44 zugeordnet ist und von einem Ventilsitz umgrenzt wird. Zwischen den beiden Eingangsöffnung 45, 46 befindet sich das bewegliche Ventilglied 47 des Wechselventils 42, das in Abhängigkeit von der an den beiden Eingängen 43, 44 anstehenden Druckdifferenz die jeweils eine oder andere Eingangsöffnung 45, 46 verschließt. Die Fig. 2 und 4 zeigen insofern eine in der Regel nicht stationäre Zwischenstellung beim Übergang des Ventilgliedes 47 von einer zu anderen Schaltstellung.
• Das Wechselventil 42 enthält ferner einen Ausgang 48, der zwischen den beiden Eingangsöffnungen 45, 46 in die das Ventilglied 47 enthaltende Ventilkammer 52 einmündet. Er kommuniziert stets mit demjenigen Eingang 43 bzw. 44, dessen Eingangsöffnung 45 bzw. 46 vom Ventilglied 47 freigegeben ist.
• Über eine Fluidleitung 53, die an eine mit dem Ausgang 48 verbundene dritte Anschlußöffnung 49 angeschlossen ist, ist der Ausgang 48 ständig mit einem Entlüftungsventil 54 der Entlüftungseinrichtung 3 verbunden. Dieses ist zweckmäßigerweise als Zweiwegeventil ausgebildet und kann zwei Schaltstellungen einnehmen. In der in Fig. 1 gezeigten ersten Schaltstellung wird der Fluidkanal 53 und mithin der Ausgang 48 an die Umgebung geschaltet und folglich entlüftet. Der Ausgang 48 ist also freigegeben. In der zweiten Schaltstellung hingegen ist der Ausgang 48 abgesperrt und von der Umgebung abgetrennt.
• Zweckmäßigerweise sind geeignete Steuermittel 55 vorgesehen, die dafür sorgen, dass das Entlüftungsventil 54 stets die Absperrstellung einnimmt, wenn sich der Pneumatikantrieb 2 im Normalbetrieb befindet, wobei das Hauptventil 15 die den Versorgungskanal 16 mit Druckluft versorgende zweite Schaltstellung einnimmt. In diesem Falle ist die Entlüftungsfunktion des Wechselventils 42 wirkungslos. Wird hingegen das Hauptventil 15 in die erste Schaltstellung umgeschaltet und wird dadurch der Not-Aus-Betriebszustand hervorgerufen, führt dies insbesondere automatisch zu einem Umschalten des Entlüftungsventils 54 in die den Ausgang 48 freigebende erste Schaltstellung, die auch als Entlüftungsstellung bezeichnet werden kann. Dieses automatische Umschalten wird durch die Steuermittel 55 hervorgerufen.
• Die Steuermittel 55 sind insbesondere so ausgebildet, dass sie dem Entlüftungsventil 54 als Betätigungssignal ein vom momentan im Versorgungskanal 16 herrschenden Druck abgeleitetes Drucksignal aufschalten. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass an den Versorgungskanal 16 ein Drucksensor angeschlossen wird, der ein elektrisches Signal erzeugt, welches das Umschalten des Entlüftungsventils 54 hervorruft. Hiervon abweichend ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ein Umschalten des Entlüftungsventils 54 durch ein fluidisches Drucksignal vorgesehen, wobei die Steuermittel 55 von einer Fluidleitung gebildet sind, die ausgehend vom Versorgungskanal 16 zu einem Steuereingang 56 des Entlüftungsventils 54 verläuft.
• Bevorzugt ist die Anordnung so getroffen, dass das Entlüftungsventil 54 durch Federbeaufschlagung in die erste Schaltstellung bzw. Entlüftungsstellung vorgespannt ist. Während des Normalbetriebes wird die Federvorspannung durch das anstehende fluidische Drucksignal oder eine von einem Drucksignal abgeleitete Stellkraft überwunden und das Entlüftungsventil 54 in der zweiten Schaltstellung gehalten. Wird nun der Versorgungskanal 16 durch Betätigen des Not-Aus-Schalters (Hauptventil 15) entlüftet, fällt das fluidische Steuersignal ab und das Entlüftungsventil 54 schaltet durch die Federbeaufschlagung in die Entlüftungsstellung um.
• Die Funktionsweise der Entlüftungseinrichtung 3 ist im wesentlichen folgende:
  Im Normalbetrieb des Pneumatikantriebes 2 nimmt das Entlüftungsventil 54 die den Ausgang 48 verschließende Sperrstellung ein. Dadurch ist die Entlüftungsfunktion dss Wechselventils 42 außer Funktion gesetzt. Es ist jetzt eine Ansteuerung des Pneumatikantriebes 2 durch die Steuerventileinrichtung 17 möglich, wobei das in Abhängigkeit von der an den Eingängen 43, 44 anliegenden Druckdifferenz positionierte Ventilglied 47 die jeweils eine oder andere Eingangsöffnung verschließt und somit ein Überströmen von Druckluft zwischen den beiden Beaufschlagungskanälen 8, 9 verhindert.
• Wird jedoch das Hauptventil 15 so geschaltet, dass der Versorgungskanal 16 entlüftet wird, findet ein Umschalten des Entlüftungsventils 54 in die Entlüftungsstellung statt. Dadurch ist der Ausgang 48 des Wechselventils 42 freigegeben. Die in den Arbeitskammern 6, 7 eingeschlossene Druckluft kann nun durch das Wechselventil 42 hindurch und über das Entlüftungsventil 54 abströmen. Dieses Abströmen geschieht jedoch bei den beiden Arbeitskammern 6, 7 in der Regel nicht gleichzeitig, sondern abwechselnd. Es wird stets diejenige Arbeitskammer momentan entlüftet, in der aktuell der höhere Druck herrscht. Dies wird dadurch erreicht, dass die in den Arbeitskammern 6, 7 herrschende Druckdifferenz den beiden Eingängen 43, 44 des Wechselventils 42 aufgeschaltet ist und dadurch das Ventilglied 47 momentan diejenige Eingangsöffnung verschließt, die zu derjenigen Arbeitskammer führt, in der ein geringerer Druck herrscht.
• Auf diese Weise wird erreicht, dass in den beiden Arbeitskammern 6, 7 ein gleichmäßiger Druckabbau stattfindet und keine Druckdifferenzen auftreten, die zu Stellbewegungen des Antriebskolbens 5 führen.
• In diesem Zusammenhang ist angestrebt, die beiden Eingangsöffnungen 45, 46 mit Bezug zueinander mit einem Querschnittsverhältnis auszustatten, das dem Flächenverhältnis der beiden einander entgegengesetzt orientierten Beaufschlagungsflächen 12, 13 des Antriebskolbens 5 entspricht. So sind die Querschnittsflächen der beiden Eingangsöffnungen 45, 46 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und gleich groß gewählt, da dort auch die Beaufschlagungsflächen 12, 13 am Antriebskolben 5 gleich sind.
• Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 hingegen verfügt die mit der kolbenstangenseitigen Arbeitskammer 6 verbundene erste Eingangsöffnung 45 über einen kleineren Querschnitt als die andere, zweite Eingangsöffnung 46. Das gewählte Querschnittsverhältnis entspricht dem Verhältnis zwischen den beiden Beaufschlagungsflächen 12, 13 beim Antriebskolben 5, bei denen es sich im einen Falle um eine Ringfläche und im anderen Falle und eine Kreisfläche handelt. Auf diese Weise wird dem Umstand Rechnung getragen, dass der Antriebskolben 5 nur dann im Stillstand bleibt, wenn in den beiden Arbeitskammern 6, 7 unterschiedliche Drücke herrschen. Maßgeblich ist stets, dass die Druckdifferenzen bzw. Druckverhältnisse durch das Wechselventil 42 derart beeinflußt werden, dass die entgegengesetzt auf den Antriebskolben 5 einwirkenden fluidischen Stellkräfte gleich groß sind.
• Das Rückschlagventil 32 hat bei der geschilderten Funktionsweise den Vorteil, dass das Entlüftungsventil 54 keine fehlerhaften Schaltfunktionen ausführt. Das Rückschlagventil 32 verhindert ein unerwünschtes Rückströmen von Druckluft aus den Beaufschlagungskanälen 8, 9 in den Versorgungskanal 16, so dass dort keine Druckerhöhungen auftreten können, die eventuell ein unerwünschtes Umschalten des Entlüftungsventils 54 in die Absperrstellung hervorrufen.
• Das Wechselventil 42 ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen unmittelbar am zu steuernden Pneumatikantrieb 2 angeordnet. In beiden Fällen ist es an das Antriebsgehäuse 4 angebaut, insbesondere an einen der Abschlußdeckel 37. Möglich ist allerdings auch eine komplette Integration in das Bauvolumen des Antriebsgehäuses 4, sofern dessen Abmessungen es gestatten. Prinzipiell kann das Wechselventil 42 jedoch auch getrennt vom Pneumatikantrieb 2 angeordnet und mittels geeigneten Fluidleitungen mit diesem verbunden werden.
• Auch das Entlüftungsventil 54 kann selbstverständlich, entgegen der in Fig. 1 gezeigten separaten Anordnung, als Baueinheit mit dem Pneumatikantrieb 2 ausgebildet werden.

Claims (12)

1. Entlüftungseinrichtung zur gesteuerten Entlüftung eines Pneumatikantriebes (2), der einen zwei Arbeitskammern (6, 7) voneinander abteilenden Antriebskolben (5) aufweist und über zwei mit jeweils einer der Arbeitskammern (6, 7) kommunizierende Beaufschlagungskanäle (8, 9) verfügt, über die im Normalbetrieb die Zufuhr und Abfuhr der für die Betätigung des Antriebskolbens (5) erforderlichen Druckluft erfolgt, wobei ein Wechselventil (42) vorgesehen ist, dessen beide Eingänge (43, 44) mit jeweils einem der beiden Beaufschlagungskanäle (8, 9) verbunden sind und dessen Ausgang (48) mit einem ein wahlweises Absperren oder Freigeben des Ausgangs (48) ermöglichenden Entlüftungsventil (54) verbunden ist.

2. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den beiden Eingängen (43, 44) des Wechselventils (42) vorgesehenen, vom Ventilglied (47) des Wechselventils (42) steuerbaren Eingangsöffnungen (45, 46) ein Querschnittsverhältnis zueinander aufweisen, das dem Flächenverhältnis der den beiden Arbeitskammern (6, 7) zugewandten Beaufschlagungsflächen (12, 13) des Antriebskolbens (5) entspricht.

3. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsventil (54) derart angesteuert ist, dass es im Normalbetrieb des Pneumatikantriebes (2) die Absperrstellung und im Not-Aus-Betriebszustand die Freigabestellung bzw. Entlüftungsstellung einnimmt.

4. Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gekennzeichnet durch einen zur Zufuhr der für den Betrieb des Pneumatikantriebes erforderlichen Druckluft dienenden Versorgungskanal (16), dem ein zum wahlweisen Druckbeaufschlagen oder Entlüften dienendes Hauptventil (15) vorgeschaltet ist, wobei das Entlüftungsventil (54) derart angesteuert ist, dass es im druckbeaufschlagten Zustand des Versorgungskanals (16) die Absperrstellung und im entlüfteten Zustand des Versorgungskanals (16) die Entlüftungsstellung einnimmt.

5. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Entlüftungsventil (54) als Betätigungssignal ein vom Druck im Versorgungskanal (16) abgeleitetes Drucksignal aufgeschaltet ist.

6. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine sowohl an den Versorgungskanal (16) als auch an die beiden Beaufschlagungskanäle (8, 9) angeschlossene Steuerventileinrichtung (17), die im Normalbetrieb des Pneumatikantriebes (2) dessen Druckluftbeaufschlagung steuert.

7. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Versorgungskanal (16) ein eine Druckluftströmung von der Steuerventileinrichtung (17) in Richtung zum Hauptventil (15) verhinderndes Rückschlagventil (32) eingeschaltet ist.

8. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (17) eine Neutralstellung besitzt, in der sie die beiden Beaufschlagungskanäle (8, 9), vorzugsweise unter gleichzeitiger Verbindung mit dem Versorgungskanal (16), miteinander verbindet.

9. Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Wechselventil (42) und/oder das Entlüftungsventil (54) unmittelbar am Pneumatikantrieb (2) vorgesehen ist bzw. sind.

10. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselventil (42) und/oder das Entlüftungsventil (54) in oder an einem Abschlußdeckel (37) des Gehäuses (4) des Pneumatikantriebes (2) angeordnet ist bzw. sind.

11. Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Pneumatikantrieb (2) ein Linearantrieb ist.

12. Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Pneumatikantrieb (2) ein kolbenstangenloser Linearantrieb (2') oder ein mit einer Kolbenstange ausgestattetet Pneumatikzylinder (2") ist.