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Die
Erfindung betrifft eine mit Druckluft betriebene Arbeitsvorrichtung,
die einen Pneumatikantrieb mit einem oszillierend zu einander entgegengesetzten
Hubbewegungen antreibbaren Arbeitskolben aufweist und die mit Dämpfungsmitteln
ausgestattet ist, die ein kontrolliertes Abbremsen des sich bewegenden
Arbeitskolbens ermöglichen.
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Die
WO 01/68490 A1 beschreibt eine als Handhabungsgerät zum Umpositionieren
von Teilen ausgeführte,
pneumatisch betätigbare
Arbeitsvorrichtung. Für
den Antrieb ist ein fluidbetätigter
Drehantrieb vorgesehen, dessen Arbeitskolben oszillierend zu einander
entgegengesetzten schwenkenden Hubbewegungen antreibbar ist, wobei
die Hubbewegungen die Verlagerung eines Greifers bewirken, mit dem
sich umzupositionierende Teile erfassen lassen. In den Endlagen
der Bewegung trifft ein die Bewegung mitmachendes Teil auf einen
fluidischen Stoßdämpfer und
wird dadurch zur Verminderung des Endlagenaufpralls abgebremst.
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Auch
Arbeitsvorrichtungen, die einen als Linearantrieb ausgebildeten
Pneumatikantrieb enthalten, können
zum Abbremsen des Arbeitskolbens über Dämpfungsmittel verfügen, die
mit dem Arbeitskolben oder einem von dem Arbeitskolben angetriebenen
Teil zusammenwirken, insbesondere wenn der Arbeitskolben sich einer
Endlage annähert.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer mit
einem Pneumatikantrieb ausgestatteten Arbeitsvorrichtung effektive
und zugleich kostengünstige
Dämpfungsmaßnahmen
zu realisieren.
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Diese
Aufgabe wird durch eine mit Druckluft betriebene Arbeitsvorrichtung
gelöst,
die einen Pneumatikantrieb aufweist, dessen Arbeitskolben durch von
Steuermitteln gesteuerte Druckluftbeaufschlagung wenigstens einer
der von ihm begrenzten Arbeitskammern über eine an die betreffende
Arbeitskammer angeschlossene, eine Drossel enthaltende Steuerleitung
hinweg oszillierend zu einander entgegengesetzten Hubbewegungen
angetrieben wird, und die mindestens einen pneumatischen Dämpfungszylinder
enthält,
der ein eine Dämpfungskammer
begrenzendes bewegliches Dämpfungsglied aufweist,
das eine das Volumen der Dämpfungskammer
verringernde Dämpfungsbewegung
und einer dieser entgegengesetzte Ausfahrbewegung ausführen kann,
wobei es während
einer Dämpfungsphase zur
Durchführung
der Dämpfungsbewegung
antriebsmäßig direkt
oder indirekt durch den Arbeitskolben beaufschlagt ist, wobei der
Pneumatikantrieb und der mindestens eine Dämpfungszylinder derart fluidtechnisch
miteinander verschaltet sind, dass die Dämpfungskammer während der
Dämpfungsbewegung
des Dämpfungsgliedes
auf der den Steuermitteln entgegengesetzten Stromaufseite der Drossel mit
der auf Entlüftung
geschalteten Arbeitskammer verbunden ist und außerhalb der Dämpfungsphase mit
entweder ebenfalls einer auf Entlüftung geschalteten Arbeitskammer
oder einer auf Beaufschlagung geschalteten Arbeitskammer des Pneumatikantriebes
in Verbindung steht.
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Auf
diese Weise findet während
der Dämpfungsphase
eine Verdrängung
der in der Dämpfungskammer
des Dämpfungszylinders
befindlichen Luft statt, die gemeinsam mit der aus der angeschlossenen,
entlüfteten
Arbeitskammer verdrängten
Luft über
die in die Steuerleitung eingeschaltete Drossel abströmt. Durch
die gedrosselte Abströmung
baut sich in der Dämpfungskammer
ein Widerstand auf, der zu einem Abbremsen der Geschwindigkeit der zugeordneten
Hubbewegung beiträgt.
Außerhalb
der Dämpfungsphase
steht die Dämpfungskammer
entweder ebenfalls mit einer entlüfteten Arbeitskammer oder mit
einer momentan beaufschlagten Arbeitskammer des Pneumatikantriebes
in Verbindung und wird somit von unter einem mehr oder weniger hohen Druck
stehender Druckluft beaufschlagt. Dieser Druck unterstützt oder
bewirkt die Ausfahrbewegung des Dämpfungsgliedes als Vorbereitung
für die
als nächstes
anstehende Dämpfungsphase.
Durch derartige Dämpfungsmaßnahmen
können
bei optimiertem Schwingungsverhalten relativ hohe Massen wirksam
abgebremst werden, was die Einsatzmöglichkeiten der Arbeitsvorrichtung
erweitert, bei verhältnismäßig kostengünstiger
Realisierung.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Zweckmäßigerweise
ist der in die Steuerleitung eingeschalteten Drossel ein Rückschlagventil parallelgeschaltet,
das eine freie Strömung
hin zur angeschlossenen Arbeitskammer zulässt und folglich eine hohe
Hubgeschwindigkeit in der entsprechenden Hubrichtung zulässt.
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In
die Verbindung zwischen der Dämpfungskammer
und der zugeordneten Arbeitskammer kann eine weitere Drossel eingeschaltet
sein. Dies ermöglicht
eine Einstellung der Dämpfungsrate
des Dämpfungszylinders
unabhängig
von einer Beeinflussung der Hubgeschwindigkeit des Arbeitskolbens
außerhalb
der Dämpfungsphase.
Man kann mithin die Dämpfungsintensität relativ
unabhängig
von der Hubgeschwindigkeit des Arbeitskolbens vorgeben.
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Bei
einer besonders kostengünstigen
Bauform ist eine dahingehende Verschaltung vorgesehen, dass die
Dämpfungskammer
des mindestens einen Dämpfungszylinders
unabhängig
von der momentanen Hubbewegung des Arbeitskolbens mit ein und derselben
Arbeitskammer in Fluidverbindung steht. Wird die Arbeitskammer über die
in der Steuerleitung sitzende Drossel hinweg mit Druckluft beaufschlagt,
erfolgt eine entsprechende Beaufschlagung der Dämpfungskammer und folglich
eine Beaufschlagung des Dämpfungsgliedes
im Ausfahrsinne. Wird die Arbeitskammer hingegen entlüftet, erfolgt
folglich eine gleichzeitige Entlüftung
der angeschlossenen Dämpfungskammer,
wobei durch die in der Steuerleitung eingeschaltete Drossel die
Ausströmgeschwindigkeit
verringert wird, was zu einem Rückstau
führt, der
für eine
gedämpfte,
abgebremste Bewegung sorgt.
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Eine
solche Bauform eignet sich insbesondere zur Anwendung bei konventionellen
pneumatischen Linear- oder Drehantrieben, wobei für die Dämpfung in
den beiden Hubrichtungen des Arbeitskolbens jeweils ein eigenständiger Dämpfungszylinder
vorgesehen sein kann, der an eine der beiden Arbeitskammern angeschlossen
ist. Ein einziger Dämpfungszylinder
reicht aus, wenn eine Dämpfung
in nur einer Hubrichtung gewünscht
ist.
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Bei
anderen Bauformen der Arbeitsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass
ein mit dem Arbeitkolben verbundenes Arbeitsteil auf Grund einer
bestimmten kinematischen Kopplung pro Hubbewegung des Arbeitskolbens
eine Oszillationsbewegung mit zwei einander entgegengesetzten Hubphasen ausführt. Ist
hierbei lediglich zum Ende einer der Hubphasen eine Dämpfungsphase
gewünscht,
kann auf einen einzigen Dämpfungszylinder
zurückgegriffen
werden, der bei beiden zweiphasigen Hubbewegungen wirksam ist. Insbesondere
in einem solchen Fall ist es von Vorteil, wenn Umschaltmittel vorhanden
sind, die bei einer Druckbeaufschlagung der jeweils einen Arbeitskammer
eine Verbindung der Dämpfungskammer
des Dämpfungszylinders
mit der momentan entlüfteten
anderen Arbeitskammer hervorrufen. Bei jeder Hubrichtung des Arbeitskolbens wird
folglich die Dämpfungskammer
durch den der jeweils einen Arbeitskammer aufgeschalteten Druck über die
zwischengeschalteten Umschaltmittel mit der momentan entlüfteten Arbeitskammer
in Verbindung gesetzt, so dass sie gemeinsam mit dieser über die
anschließende
Drossel entlüftet
wird. Die Ausfahrbewegung des Dämpfungsgliedes
wird hierbei jeweils durch die Abluft der entlüfteten Arbeitskammer hervorgerufen,
die sich an der in die Steuerleitung eingeschalteten Drossel staut
und dadurch auch die angeschlossene Dämpfungskammer beaufschlagt.
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Bei
dem Pneumatikantrieb kann es sich um einen Linearantrieb handeln,
sowohl mit als auch ohne Kolbenstange. Eine Ausgestaltung als Drehantrieb
ist ebenfalls möglich,
beispielsweise vergleichbar der in der
DE 39 41 255 C2 beschriebenen
Art, bei der der Arbeitskolben im Betrieb eine Schwenkbewegung ausführt.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
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1 eine
mit den erfindungsgemäßen Dämpfungsmaßnahmen
ausgestattete Arbeitsvorrichtung in Gestalt eines zur Umpositionierung
von Teilen verwendbaren Handhabungsgerätes in perspektivischer Darstellung,
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2 die
Arbeitsvorrichtung aus 1 in einer Darstellung als vereinfachtes
Schaltbild unter zusätzlicher
Abbildung der fluidtechnischen Verschaltungsmaßnahmen,
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3 in
schematischer Darstellung eine weitere Bauform der erfindungsgemäßen Arbeitsvorrichtung,
wobei als Pneumatikantrieb im Gegensatz zu dem bei der Bauform gemäß 1 und 2 eingesetzten
Drehantrieb ein Linearantrieb vorhanden ist, und
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4 eine
bezüglich
der Bauform gemäß 3 modifizierte
weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Arbeitsvorrichtung.
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Allen
Ausführungsbeispielen
der mit Druckluft betriebenen Arbeitsvorrichtung ist gemeinsam das
Vorhandensein eines Pneumatikantriebes 1, der ein Antriebsgehäuse 2 aufweist,
in dem sich ein oszillierend hin und her bewegbarer Arbeitskolben 3 befindet.
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Der
Arbeitskolben 3 unterteilt den Innenraum des Antriebsgehäuses 2 in
eine erste und eine zweite Arbeitskammer 4, 5.
Die erste Arbeitskammer 4 steht mit einer ersten fluidischen
Steuerleitung 6 und die zweite Arbeitskammer 5 mit
einer zweiten fluidischen Steuerleitung 7 in Verbindung.
Beide Steuerleitungen 6, 7 sind andererseits an
Steuermittel in Gestalt eines elektrisch betätigbaren Steuerventils 8 angeschlossen,
die eine gesteuerte Druckluftbeaufschlagung der beiden Arbeitskammern 4, 5 ermöglichen.
Das Steuerventil 8 ist beim Ausführungsbeispiel ein 5/2-Wegeventil.
Alternativ könnten
die Steuermittel auch beispielsweise zwei aufeinander abgestimmt betätigbare
3/2-Wegeventile beinhalten.
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Das
Steuerventil 8 ist in an sich bekannter Weise an eine Druckluftquelle 12 angeschlossen
und besitzt mit der Atmo sphäre
kommunizierende Ausgänge 13.
Durch mindestens einen elektrischen Ventilantrieb 14, der
an eine nicht näher
dargestellte elektronische Steuereinrichtung der Steuermittel angeschlossen
ist, kann die Schaltstellung des Steuerventils 8 vorgegeben
werden.
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Je
nach Schaltstellung des Steuerventils 8 wird die jeweils
eine Arbeitskammer auf Beaufschlagung geschaltet, steht also mit
der Druckluftquelle 12 in Verbindung, während gleichzeitig die jeweils
andere Arbeitskammer auf Entlüftung
geschaltet wird und mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Durch
das dadurch in den beiden Arbeitskammern 4, 5 herrschende
Druckgefälle
wird der Arbeitskolben 3 zu alternativ einer von zwei einander
entgegengesetzt gerichteten Hubbewegungen 15, 16 angetrieben.
Letztere sind in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet. Es ist also
eine hin und her gehende, oszillierende Bewegung des Arbeitskolbens 3 erhältlich.
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Bei
der Arbeitsvorrichtung der
1 und
2 ist
der Pneumatikantrieb
1 als Drehantrieb
1a ausgebildet.
Sein Arbeitskolben
3 ist flügelartig ausgebildet und verschwenkbar
gelagert, so dass es sich bei den beiden Hubbewegungen
15,
16 um
einander entgegengesetzt gerichtete Schwenkbewegungen handelt. Der
Arbeitskolben
3 ist drehfest mit einer Abtriebswelle
17 verbunden,
die durch die Schwenkbewegung des Arbeits kolbens
3 zu einer
Drehbewegung um ihre eigene Achse in der einen oder anderen Richtung
antreibbar ist. Der Drehantrieb
1a kann beispielsweise
in der in der
DE 39
41 255 C2 beschriebenen Weise ausgebildet sein.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
der
3 und
4 ist der Pneumatikantrieb
1 ein
Linearantrieb
1b, so dass die Hubbewegungen
15,
16 des
Arbeitskolbens
3 Linearbewegungen sind. Beispielhaft ist
der Linearantrieb
1b ein kolbenstangenloser Linearantrieb,
dessen Antriebsgehäuse
2 einen
Längsschlitz
aufweist, der von einem mit dem Arbeitskolben
3 bewegungsgekoppelten
Mitnehmer
18 durchsetzt ist, von dem extern die Hubbewegungen
15,
16 abgegriffen
werden können.
Der grundsätzliche
Aufbau des Linearantriebes
1b kann beispielweise dem in
der
EP 1 426 623 A beschriebenen
entsprechen.
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Bei
einem mit einer Kolbenstange ausgestatteten Linearantrieb würde der
Bewegungsabgriff an einer mit dem Arbeitskolben 3 verbundenen
Kolbenstange stattfinden.
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Bei
allen Ausführungsbeispielen
ist das Abtriebsteil 17, 18 des Pneumatikantriebes 1 mit
einem Arbeitsteil 22 antriebsmäßig verbunden und treibt dieses
bei Durchführung
seiner Hubbewegungen 15, 16 zu einer durch einen
Doppelpfeil angedeuteten, hin und her gehenden Arbeitsbewegung 23 an.
Diese Ar beitsbewegung 23 ist bei allen Ausführungsbeispielen
eine Linearbewegung, könnte
aber ebenso eine Schwenk- bzw. Drehbewegung sein.
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Im
Falle der 1 und 2 bildet
die Arbeitsvorrichtung ein zur Umpositionierung von Teilen 24 dienendes
Handhabungsgerät.
Dieses besitzt eine bevorzugt plattenartige Basis 25, an
die der pneumatisch antreibbare Drehantrieb 1a rückseitig angebaut
ist, wobei seine Abtriebswelle 17 die Basis 25 durchgreift
und im Bereich der Vorderseite der Basis 25 einen radial
abstehenden Schwenkarm 26 trägt, der durch die Drehbewegung
der Abtriebswelle 17 zu einer hin und her gehenden Schwenkbewegung
(Pfeil 27) antreibbar ist.
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Der
Schwenkarm 26 steht mit einem beim Ausführungsbeispiel stangenartigen
Handhabungsteil 28 in antriebsmäßiger Verbindung, das an einem Schlitten 32 in
Richtung einer ersten Bewegungsachse 33 verschiebbar geführt ist,
so dass es relativ zu dem Schlitten 32 eine durch einen
Doppelpfeil angedeutete erste Linearbewegung 35 ausführen kann. Der
Schlitten 32 seinerseits ist an einer bezüglich der Basis 25 ortsfesten
Linearführungseinrichtung 37 in Richtung
einer zu der ersten Bewegungsachse 33 rechtwinkeligen zweiten
Bewegungsachse 34 verstellbar geführt, so dass er eine zu der
ersten Linearbewegung 35 rechtwinkelige zweite Linearbewegung 36 entlang
der zweiten Bewegungsachse 34 ausführen kann. Somit liegt insgesamt
eine Kreuzschlittenführung
vor, die es ermöglicht,
das Handhabungsteil 28 einschließlich eines daran angeordneten,
gesteuert betätigbaren
Greifers 38 in einem zweidimensionalen Koordinatensystem
zu verfahren und zu positionieren.
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Die
hierbei von dem Handhabungsteil 28 bzw. dem Greifer 38 ausgeführte Bewegungsbahn 42 wird
durch eine bezüglich
der Basis 25 ortsfeste Bahnvorgabekurve 43 definiert.
Mit dieser steht das Handhabungsteil 28 durch einen Kurvenfolger 44 in Eingriff.
Die Bahnvorgabekurve 43 erstreckt sich ein Stück weit
um die von der Abriebswelle 17 definierte Schwenkachse 45 des
Schwenkarmes 26 herum.
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Der
Schwenkarm 26 greift derart an dem Handhabungsteil 28 an,
dass er bei seiner Schwenkbewegung 27 eine Verlagerung
des Kurvenfolgers 44 entlang der Bahnvorgabekurve 43 veranlasst,
woraus die schon erwähnte
Bewegungsbahn 42 entsteht, die beim Ausführungsbeispiel
eine U-förmige Gestalt
hat. Die Bahnvorgabekurve 43 ist entsprechend der gewünschten
Bewegungsbahn 42 beim Ausführungsbeispiel ebenfalls U-förmig gestaltet,
so dass der Kurvenfolger 44 bei seiner der Bewegungsbahn 42 folgenden
Bewegung gleichzeitig seinen Abstand bezüglich der Schwenkachse 45 variiert.
Damit diese überlagerte
Bewegung möglich
ist, erfolgt die antriebsmäßige Bewegungskopplung kopplung
zwischen dem Schwenkarm 26 und dem Handhabungsteil 28 über einen
im Schwenkarm 26 ausgebildeten Längsschlitz 46. Dessen
Schlitzflanken übertragen die
Antriebskraft, bei gleichzeitiger Gestattung einer Relativbewegung
entlang des Längsschlitzes 46 zur Nachvollziehung
der erwähnten
Radialbewegung.
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Pro
Hubbewegung des Arbeitskolbens 3 findet ein Handhabungszyklus
statt, bei dem der Greifer 38 die Handhabungsbahn 42 einmal
durchläuft,
einschließlich
zweier von den U-Schenkeln definierter linearer Endabschnitte 42a, 42b.
Beim Durchlaufen dieser linearen Endabschnitte 42a, 42b führt der Schlitten 32 seine
Arbeitsbewegung 23 aus, bei der es sich zunächst um
eine Hinbewegung und anschließend
um eine entgegengesetzt orientierte Herbewegung handelt.
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Der
gleiche Bewegungsablauf findet mit umgekehrten Vorzeichen statt,
wenn der Arbeitskolben 3 anschließend zu seiner entgegengesetzten
Hubbewegung angetrieben wird, so dass er wieder in die Ausgangsstellung
zurückkehrt.
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Der
Schlitten 32 bildet das durch den Pneumatikantrieb 1 zu
einer Arbeitsbewegung 23 antreibbare Arbeitsteil 22.
Aus dem zuvor Geschilderten ist ersichtlich, dass die kinematische
Kopplung so ausgeführt
ist, dass das Arbeitsteil 22 pro in einer Richtung verlaufender
Hubbewegung 15 bzw. 16 des Arbeitskolbens 3 eine
linear sowohl hin als auch her gehende Hubphase der Arbeitsbewegung 23 ausführt. Das
Arbeitsteil 22 wird also pro Hubbewegung des Arbeitskolbens 3 zunächst ausgelenkt
und dann wieder in seine Grundstellung zurückgebracht.
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Anders
ist dies bei der Ausführungsform
der 3 und 4. Hier ist das schlittenartige
Arbeitsteil 22 derart direkt mit dem Arbeitskolben 3 bewegungsgekoppelt,
dass die Arbeitsbewegung 23 synchron mit den Hubbewegungen 15, 16 verläuft und sich
das Arbeitsteil 22 pro Hubbewegung des Arbeitskolbens 3 ebenfalls
in nur einer Richtung verlagert.
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Bei
allen Ausführungsbeispielen
ist der Pneumatikantrieb 1 für jede Hubbewegung mit Mitteln 47 zur
Abluftdrosselung ausgestattet. Diese beinhalten eine in eine jeweilige
Steuerleitung 6, 7 eingeschaltete, hinsichtlich
ihrer Drosselungsintensität bevorzugt
einstellbare Drossel 48 und ein dieser parallelgeschaltetes
Rückschlagventil 52.
Das Rückschlagventil 52 ist
so ausgeführt,
dass es eine Druckluftströmung
hin zur angeschlossenen Arbeitskammer 4, 5 zulässt und
in der Gegenrichtung sperrt. Die aus einer jeweiligen Arbeitskammer 4, 5 verdrängte Druckluft
kann mithin stets nur über
eine Drossel 48 abströmen,
also mit einer wunschgemäß verringerten
Strö mungsrate,
so dass über
die gewählte
Drosselungseinstellung die Hubgeschwindigkeit des Arbeitskolbens
beeinflusst werden kann.
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Jede
Arbeitsvorrichtung ist zusätzlich
mit pneumatischen Dämpfungsmitteln 53 ausgestattet, die
zu einer Verlangsamung des Arbeitskolbens 3 beitragen,
wenn sich dieser einer Endlage annähert. Die Dämpfungsmittel 53 beeinflussen
die Kolbengeschwindigkeit hierbei jedoch zweckmäßigerweise nur indirekt, indem
sie nicht direkt mit dem Arbeitskolben 3, sondern mit dem
von diesem angetriebenen Arbeitsteil 22 zusammenwirken.
Dadurch wird die Mitnahmeverbindung zwischen dem Arbeitskolben 3 und
dem in der Regel eine größere Masse
aufweisenden Arbeitsteil 22 vor Überbeanspruchung geschützt. Allerdings
wäre auch
ein direktes Zusammenwirken mit dem Arbeitskolben möglich.
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Die
Dämpfungsmittel 53 enthalten
beim Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 einen und beim Ausführungsbeispiel
der 3 und 4 zwei pneumatische Dämpfungszylinder 54.
Diese Dämpfungszylinder 54 sind
konventionell nach Art sogenannter einfachwirkender Pneumatikzylinder
ausgebildet und besitzen ein Zylindergehäuse 55 mit einem darin
unter Abdichtung verschiebbar geführten Kolben 56, der
mit einer einseitig aus dem Zylindergehäuse 55 herausgeführten Kolbenstange 57 ver bunden
ist. Kolben 56 und Kolbenstange 57 bilden gemeinsam
das bewegliche Dämpfungsglied 58 des Dämpfungszylinders 54,
wobei die auf der der Kolbenstange 57 entgegengesetzten
Seite des Kolbens 56 liegende Zylinderkammer eine Dämpfungskammer 62 noch
zu beschreibender Funktion bildet. Die entgegengesetzte Zylinderkammer
steht über
einen Entlüftungsanschluss 63 in
ständiger
ungedrosselter Verbindung mit der Atmosphäre.
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Bei
ausgefahrenem Dämpfungsglied 58 besitzt
das Volumen der Dämpfungskammer 62 ein
Maximum. Die das Volumen der Dämpfungskammer 62 vergrößernde Bewegung
des Dämpfungsgliedes 58 sei
als Ausfahrbewegung 64 bezeichnet. Die entgegengesetzte
Bewegung des Dämpfungsgliedes 58, im
Rahmen derer sich das Volumen der Dämpfungskammer 62 verringert,
sei als Dämpfungsbewegung 65 bezeichnet.
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Die
Dämpfungswirkung
eines jeweiligen Dämpfungszylinders 54 basiert
darauf, dass das ausgefahrene Dämpfungsglied 58 zumindest
während einer
gewünschten
Dämpfungsphase
direkt oder indirekt durch den Arbeitskolben 3 beaufschlagt
und dadurch zur Ausführung
der Dämpfungsbewegung 65 veranlasst
wird. Beim Ausführungsbeispiel
ist jeweils eine indirekte Beaufschlagung durch das vom Arbeitskolben 3 angetriebene
Arbeitsteil 22 vorgesehen.
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Bei
dieser Dämpfungsbewegung 65 wird durch
das Dämpfungsglied 58 die
in der Dämpfungskammer 62 befindliche
Druckluft ausgestoßen.
Dieser Druckluftausstoß geschieht
gemeinsam mit dem Ausstoß der
Druckluft aus der momentan auf Entlüftung geschalteten Arbeitkammer
des Pneumatikantriebes 1 über die in die zugeordnete
Steuerleitung 6 bzw. 7 eingeschaltete Drossel 48 hinweg.
Daraus resultiert ein Luftrückstau
mit der Folge einer abgebremsten Dämpfungsbewegung 65 und
einer daraus resultierenden Verringerung der Geschwindigkeit der Arbeitsbewegung 23 bzw.
Hubbewegung 15, 16. Zumindest während dieser
Dämpfungsphase
sind der Pneumatikantrieb 1 und der mindestens eine Dämpfungszylinder 54 derart
fluidtechnisch miteinander verschaltet, dass die Dämpfungskammer
des zugehörigen
Dämpfungszylinders 54 auf
der den Steuermitteln 8 entgegengesetzten Stromaufseite
der Drossel 48 mit der auf Entlüftung geschalteten Arbeitskammer 4 bzw. 5 verbunden
ist.
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Befindet
sich ein Dämpfungszylinder 54 außerhalb
der Dämpfungsphase,
führt also
momentan keine Dämpfungsbewegung
aus, wird durch die fluidtechnische Verschaltung erreicht, dass
die Dämpfungskammer 62 entweder – wie beim
Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 – ebenfalls mit der momentan
auf Entlüftung
geschalteten Arbeitskammer verbunden ist oder – wie beim Ausführungsbeispiel der 3 und 4 – mit einer
auf Beaufschlagung geschalteten Arbeitskammer des Pneumatik antriebes 1 in
Verbindung steht. Dadurch wird dam Dämpfungsglied 58 außerhalb
der Dämpfungsphase
mit einer in der Ausfahrrichtung wirksamen pneumatischen Druckkraft
beaufschlagt, die das Ausfahren des Dämpfungsgliedes 58 zur
Folge hat oder zumindest unterstützt.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
der 3 und 4 sind zwei Dämpfungszylinder 54 vorhanden,
die jeweils für
eine Dämpfungsphase
bei einer der beiden Hubbewegungen 15, 16 zuständig sind. Die
Dämpfungskammer 62 eines
jeweiligen Dämpfungszylinders 54 ist
stromauf der Drossel 48 ständig mit derjenigen Arbeitskammer 4, 5 fluidisch
verbunden, die bei der zu dämpfenden
Hubbewegung 15, 16 auf Entlüftung geschaltet ist.
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In 3 und 4 ist
eine Zwischenstellung des Arbeitskolbens 3 und des Arbeitsteils 22 gezeigt, wie
sie bei der einen oder anderen Hubbewegung 15, 16 auftreten
kann. Das Arbeitsteil 22 ist dabei noch nicht mit einem
Dämpfungsglied 58 bewegungsgekoppelt
und führt
eine allein von der Einstellung der Drossel 48 beeinflusste
ungedämpfte
Hubbewegung aus. Die Dämpfungsphase
beginnt, wenn das Arbeitsteil 22 im Rahmen der Hubbewegung
auf die ihm entgegenragende Kolbenstange 57 des einen oder anderen
Dämpfungsgliedes 58 aufprallt,
wie dies strichpunktiert bei 66 angedeutet ist. Ab diesem
Moment wird das Dämpfungsglied 58 vom
Abtriebsteil 22 bzw. vom Arbeits kolben 3 mitgenommen
und es wird die bis dahin in der Dämpfungskammer 62 eingeschlossene
Druckluft unter Hervorrufung der Dämpfungsbewegung verdrängt.
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Gleichzeitig
wird aber über
die jeweils andere, durch das Steuerventil 8 auf Beaufschlagung
geschaltete Steuerleitung hinweg Druckluft nicht nur in die eine
Arbeitskammer, sondern auch in die an diese angeschlossene Dämpfungskammer 62 des
zugeordneten Dämpfungszylinders 54 eingespeist.
Dies führt
dazu, dass das Dämpfungsglied 58 des
momentan in Dämpfungshinsicht
nicht aktiven Dämpfungszylinders 54 in
die Bereitschaftsposition ausgefahren wird, so dass sie für eine Dämpfungsbewegung
bei der umgekehrten Hubbewegung des Arbeitskolbens 3 zur
Verfügung
steht.
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Das
zuvor geschilderte Funktionsprinzip gilt sowohl für die Ausführungsform
der 3 als auch diejenige der 4. Letztere
zeichnet sich darüber hinaus
allerdings noch dadurch aus, dass eine weitere Drossel 66 in
die Verbindung zwischen die Dämpfungskammer 62 eines
jeweiligen Dämpfungszylinders 54 und
die damit verbundene Arbeitskammer 4, 5 eingeschaltet
ist, und zwar so, dass diese weitere Drossel 66 außerhalb
der Verbindung zwischen der betreffenden Arbeitskammer und der vorgeschalteten
Drossel 48 liegt. Auf diese Weise wird erreicht, dass in
der unmittelbaren Verbindung zwischen dem Steuerventil 8 und
einer Arbeitskammer 4, 5 nur die für die Abluftdrosselung
zuständige
Drossel 48 angeordnet ist, während in der Verbindung zwischen
dem Steuerventil 8 und einer jeweiligen Dämpfungskammer 62 zusätzlich zu
der Drossel 48 auch noch die in Reihe geschaltete weitere
Drossel 66 liegt.
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Die
weitere Drossel 66 beeinflusst nicht die Hubgeschwindigkeit
des Arbeitskolbens 3, sondern wirkt sich lediglich auf
die Dämpfungsintensität des angeschlossenen
Dämpfungszylinders 54 aus.
Somit können
die Dämpfungsintensität der Dämpfungszylinder 54 und
die Hubgeschwindigkeit des Arbeitskolbens 3 weitgehend
unabhängig
voneinander eingestellt werden. Eine verstärkte Dämpfung wirkt sich nicht auf
die Hubgeschwindigkeit des Arbeitskolbens 3 außerhalb
der Dämpfungsphase
aus.
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Der
weiteren Drossel 66 ist zweckmäßigerweise ein weiteres Rückschlagventil 67 parallel
geschaltet, das eine Druckluftströmung hin zur angeschlossenen
Dämpfungskammer 62 zulässt und
in der Gegenrichtung unterbindet. Auf diese Weise wird bei auf Beaufschlagung
geschalteter Steuerleitung 6, 7 eine rasche Befüllung der
Dämpfungskammer 62 mit
Druckluft erreicht, weil die weitere Drossel 66 hierbei
umgangen wird.
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Während also
bei den Ausführungsbeispielen
der 3 und 4 die Dämpfungskammer 62 eines
jeweiligen Dämpfungszylinders 54 bei
jeder Hubbewegung 15, 16 des Arbeitskolbens 3 mit
ein und derselben Arbeitskammer 4 bzw. 5 in Fluidverbindung
steht, so dass sie bei Beaufschlagung der angeschlossenen Arbeitskammer
ebenfalls beaufschlagt und bei Entlüftung der angeschlossenen Arbeitskammer
ebenfalls gedrosselt entlüftet
wird, ist beim Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 eine dahingehende Verschaltung
vorgesehen, dass bei Druckbeaufschlagung der jeweils einen Arbeitskammer 4, 5 eine
Verbindung der Dämpfungskammer 62 des
hier einzigen Dämpfungszylinders 54 mit
der momentan entlüfteten
anderen Arbeitskammer 5, 4 hervorgerufen wird.
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Wie
schon erläutert,
führt beim
Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 das Arbeitsteil 32 pro Hubbewegung
des Arbeitskolbens 3 eine Oszillationsbewegung mit zwei
einander entgegengesetzten Hubphasen aus, die dem Durchlaufen der
beiden linearen Endabschnitte 42a, 42b der Bewegungsbahn 42 entsprechen.
Der einzige Dämpfungszylinder 54 ist
so angeordnet, dass lediglich zum Ende der jeweiligen zweiten Hubphase
des Arbeitsteils 22 eine Dämpfungsphase zugeordnet ist.
Bei der jeweiligen ersten Hubphase fährt das Dämpfungsglied 58 aus, um
während
der sich anschließenden
zweiten Hubphase unter Ausführung
der Dämpfungsbewegung 65 wieder
einzufahren.
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Die
einzige Dämpfungskammer 62 ist
nun durch Umschaltmittel 68 stromauf der in die beiden Steuerleitungen 6, 7 eingeschalteten
Drosseln 48 an beide Steuerleitungen derart angeschlossen,
dass die geschilderte Umschaltcharakteristik auftritt. Die Umschaltmittel 68 beinhalten
vorzugsweise ein sogenanntes Zweidruckventil mit einem an die Dämpfungskammer 62 angeschlossenen
Arbeitsanschluss 69 und zwei an je eine der beiden Steuerleitungen 6, 7 angeschlossenen
Steueranschlüssen 73, 74. Durch
den an den beiden Steueranschlüssen 73, 74 anliegenden
Differenzdruck wird das Ventilglied 76 der Umschaltmittel 68 in
jeweils eine von zwei möglichen
Schaltstellungen geschaltet, wobei dann der den niedrigeren Druck
aufweisende Steueranschluss mit dem Arbeitsanschluss 69 verbunden
ist und der den höheren
Druck aufweisende Steueranschluss abgesperrt ist.
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Somit
wird das als Umschaltventil fungierende Zweidruckventil über die
durch das Steuerventil 8 momentan auf Beaufschlagung geschaltete
Steuerleitung so umgeschaltet, dass die momentan auf Entlüftung geschaltete
andere Steuerleitung mit der Dämpfungskammer 62 verbunden
ist. Die einmal eingestellte Verbindung liegt während einer jeweiligen gesamten
Hubbewegung 15 bzw. 16 des Arbeitskolbens 3 vor,
also bei beiden hierbei stattfindenden Hubphasen des Arbeitsteils 22.
Somit wird die Dämpfungskammer 62 pro
Hubbewegung zunächst
bei ausfahrendem Dämpfungsglied 58 mit
Druckluft aus der momentan entlüfteten
Steuerleitung gefüllt
und wird bei der anschließenden
Dämpfungsphase
die in der Dämpfungskammer 62 befindliche
Druckluft in die gleiche Steuerleitung zurück ausgestoßen, so dass sie über die
zugeordnete Drossel 48 hinweg gedrosselt abströmt, bei
gleichzeitiger Dämpfungswirkung.
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Während bei
dem Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 eine ständige Mitnahmeverbindung zwischen
dem Dämpfungsglied 58 und
dem Arbeitsteil 22 und somit dem Arbeitskolben 3 vorliegt,
kann hier auch eine nur lose Verbindung vorhanden sein, derart,
dass das Arbeitsteil 22 nur in der Richtung der Dämpfungsbewegung 65 eine
Antriebskraft auf das Dämpfungsglied 58 ausüben kann
und nicht auch bei der entgegengesetzten Ausfahrbewegung. Die feste Verbindung
hat allerdings den Vorteil, dass die Ausfahrbewegung des Dämpfungsgliedes 58 mit
der entsprechend gerichteten Bewegung des Arbeitsteils 22 synchronisiert
ist und auch bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit während der anschließenden Dämpfungsphase
der gesamte Dämpfungshub
zur Verfügung
steht. Insbesondere bei geringen Arbeitsgeschwindigkeiten kann jedoch
der in der an die momentan entlüftete
Steuerleitung angeschlossenen Dämpfungskammer
herrschende Rückstaudruck gleichwohl
ausreichen, um die volle Ausfahrbewegung zu gewährleisten.
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Das
beschriebene Zusammenschalten einer Dämpfungskammer 62 und
einer Arbeitskammer 4, 5 geschieht insbesondere
dadurch, dass eine von der Dämpfungskammer 62 wegführende Zweigleitung 75 stromauf
der Drossel 48 an die zugeordnete erste bzw. zweite Steuerleitung 6, 7 angeschlossen
ist (Anschlussstelle 76). Es wäre allerdings auch möglich, die
Zweigleitung 75 direkt in die zugeordnete Arbeitskammer 4, 5 einmünden zu
lassen. Auf jeden Fall befindet sich bei der Ausführungsform
der 4 die weitere Drossel 66 im Verlauf der
Zweigleitung 75.