DE102006020104B4

DE102006020104B4 - Stellelement

Info

Publication number: DE102006020104B4
Application number: DE200610020104
Authority: DE
Inventors: Gerd Mülhöfer
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 2006-04-29
Filing date: 2006-04-29
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2026-04-30
Also published as: DE102006020104A1

Abstract

Stellelement mit einem zylinderförmigen Gehäuse, einem Kolben, der das zylinderförmige Gehäuse in zwei Kammern unterteilt, mit einer an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die mit ihrem freien Ende das zylinderförmige Gehäuse an einem Ende durchdringt, wobei wechselweise in jede der beiden Kammern Druckmittel einführbar und der Kolben in seine eine oder in seine andere Endlage bewegbar beaufschlagbar ist, wobei das Stellelement ein Umschaltventil mit einem Stellglied aufweist, durch das das Druckmittel entweder der einen Kammer oder der anderen Kammer zuführbar ist, wobei bei Erreichen einer Endlage des Kolbens das Umschaltventil durch Verstellen des Stellglieds selbständig umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (15) des Umschaltventils (14) der Kolben (2) ist, welcher zwischen zwei an der Kolbenstange (6) angeordneten Anschlägen (16, 17) axial verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stellelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Stellelement kann Verwendung zum Verstellen von Klappen oder Türen finden.
Aus der DE 198 20 102 B4 ist ein derartiges Stellelement in Form eines Oszillier-Antriebs bekannt. Das Stellelement weist einen Zulauf und einen Ablauf für eine Hydraulik-Flüssigkeit sowie eine in dem Kolben integrierte Steuereinheit auf. Der Zulauf erfolgt über einen Pumpenanschluss in den Kolbenstangenraum und der Ablauf über einen Tankanschluss durch eine Bohrung entlang der Längsachse der Kolbenstange. Erreicht die Kolbenstange beim Einfahren die Endlage oder erfährt die Kolbenstange beim Ausfahren einen Bewegungstopp, erfährt der Kolben eine Richtungsumsteuerung.
Aus der DE-OS 19 17 500 ist ein Stellelement mit einem zylinderförmigen Gehäuse aus Kunststoff bekannt, das zwei Anschlüsse für die Druckmittelzufuhr, die an der Wandung des zylinderförmigen Gehäuses angeformt sind besitzt. Jeder der beiden Anschlüsse für die Druckmittelzufuhr ist mit einer Kammer verbunden. Über die Anschlüsse für die Druckmittelzufuhr läßt sich jeweils eine Kammer mit Druckluft beaufschlagen, um so den Kolben in die gewünschte Richtung zu verstellen. Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist die Anordnung der Anschlüsse für die Druckmittelzufuhr an der Zylinderwandung.
Aufgrund der mit den Anschlüssen für die Druckmittelzufuhr verbundenen Anschlußleitungen benötigen beide Stellelemente in radialer Erstreckung einen erheblichen Bauraum. Zudem läßt sich das zylinderförmige Gehäuse in der DE-OS 19 17 500 bei einer der einteiligen Ausbildung mit den Anschlüssen für die Druckmittelzufuhr lediglich als Kunststoffteil herstellen, was den Einsatzbereich des Stellelements aufgrund der geringeren Festigkeit gegenüber Metall begrenzt. Die Verwendung von Metall als Werkstoff für das zylinderförmige Gehäuse würde dagegen eine mehrteilige Ausbildung des Gehäuses und der Anschlüsse für die Druckmittelzufuhr erfordern, wodurch sich der Aufwand für das Stellelement wesentlich vergrößert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stellelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das konstruktiv einfach aufgebaut ist. Dabei soll sich insbesondere das zylinderförmige Gehäuse durch einen einfachen Aufbau auszeichnen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stellglied des Umschaltventils der Kolben ist, welcher zwischen zwei an der Kolbenstange angeordneten Anschlägen axial verschiebbar ist.
Die Anordnung eines Umschaltventils schafft die Möglichkeit, das Druckmittel wahlweise jeweils einer der beiden Kammern zuzuführen. Damit ist nur noch ein Anschluß für die Druckmittelzufuhr notwendig, was zu einer wesentlichen Vereinfachung im Aufbau des zylinderförmigen Gehäuses führt. Dies ermöglicht das zylinderförmige Gehäuse als Tiefziehteil aus Metall herzustellen. Darüber hinaus ist es aber auch denkbar, daß zylinderförmige Gehäuse aus Kunststoff, vorzugsweise mittels Spritzgießen, herzustellen.
Mit dem selbständigen Umschalten des Umschaltventils bei Erreichen der Endlage infolge des Verstellens des Stellglieds benötigt das Umschaltventil keine separaten, von außen angesteuerten Betätigungselemente für das Stellglied. Der dadurch bedingte einfache Aufbau hat zur Folge, daß das Umschaltventil nicht an bestimmte Einbauorte gebunden ist. Damit läßt sich das Stellelement relativ problemlos an die unterschiedlichen Einsatzbedingungen optimal anpassen.
Indem der Kolben als Stellglied für das Umschaltventil benutzt wird, ist kein separat anzuordnendes Stellglied erforderlich. Neben dem einfacheren Aufbau des Stellelements führt dies zu einer Gewichtsersparnis.
Das Umschaltventil benötigt in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung keinen zusätzlichen Bauraum, wenn das Umschaltventil im Bereich des Kolbens angeordnet ist. In dieser Anordnung läßt sich das Umschaltventil bereits außerhalb des zylinderförmigen Gehäuses mit dem Kolben und der Kolbenstange vormontieren und als Baueinheit in das zylinderförmige Gehäuse einsetzen. Ein zusätzlicher Montageschritt für die Montage des Umschaltventils im zylinderförmigen Gehäuse ist daher nicht notwendig.
Zur genauen Definition der Endlagen des Kolbens sind in dem zylinderförmigen Gehäuse zwei Anschläge angeordnet, gegen die der Kolben verfährt. Dadurch sind die Endlagen nicht vom zylinderförmigen Gehäuse bestimmt. Diese Ausgestaltung erlaubt das Stellelement mit einem Gehäuse für verschiedene Einsatzbedingungen herzustellen, indem allein durch eine gezielte Auswahl und Anordnung der Anschläge innerhalb des zylinderförmigen Gehäuses die Endlagen festgelegt werden.
In einer einfachen Ausgestaltung sind die Anschläge als von dem Kolben zusammendrückbare Federvorrichtungen ausgebildet. Hierbei haben sich Schraubenfedern als vorteilhaft herausgebildet, da sie aufgrund ihrer Kennlinie beim Auftreffen des Kolbens aufgrund des Drucks in der mit dem Druckmittel beaufschlagten Kammer vom Kolben zuerst zusammengedrückt werden. Mit fortschreitendem Federweg steigt jedoch die notwendige Kraft zur Bewegung des Kolbens an, bis der auf den Kolben wirkende Druck nicht mehr ausreicht, den Kolben weiter zu verfahren. Infolge einer kurzen Unterbrechung der Druckmittelzufuhr, bzw. eines kurzfristig drucklosen Zuführanschlusses sinkt der Druck in der bis dahin mit dem Druckmittel beaufschlagten Kammer. Die nunmehr größere Federkraft der Schraubenfeder bewirkt, daß der auf der Kolbenstange axial beweglich angeordnete Kolben gegen den anderen auf der Kolbenstange angeordneten Anschlag bewegt wird, und so das Umschalten des Umschaltventils durch Betätigen des Stellglieds erfolgt.
Das Umschaltventil besitzt zwei Anschlüsse, wobei ein Anschluß für die Druckmittelzufuhr und ein Anschluß für die mit dem Druckmittel zu beaufschlagende Kammer vorgesehen sind.
Ein Anschluß für die Druckmittelzufuhr, welcher das zylinderförmige Gehäuse durchdringt und damit zu einem wesentlich komplizierteren Aufbau des Gehäuses führt, wird in einfacher Weise dadurch vermieden, daß der Anschluß für die Druckmittelzufuhr ein in der Kolbenstange angeordneter Speisekanal ist, der an dem freien Ende der Kolbenstange aus der Kolbenstange austritt. Der Speisekanal läßt sich in einfacher Weise in Form einer koaxial angeordneten Bohrung ausbilden.
Der Anschluß für die mit dem Druckmittel zu beaufschlagende Kammer ist konstruktiv einfach gestaltet, wenn der Anschluß zwei Kanäle aufweist, wobei der Kolben jeweils einen Kanal absperrt und der andere Kanal in die mit dem Druckmittel zu beaufschlagende Kammer mündet.
Die Abdichtung der Kanäle gegenüber den Kammern durch den Kolben wird verbessert, wenn in axialer Erstreckung zu beiden Seiten der Kanäle je ein Dichtring an der Kolbenstange angeordnet ist.
Eine gleich gute Abdichtung der Kanäle gegenüber den Kammern mit jeweils einem auf jeder Seite der beiden Kanäle angeordneten Dichtring wird bereits mit drei an der Kolbenstange angeordneten Dichtringen erreicht, wenn die Kanäle derart zueinander angeordnet sind, daß ein zwischen den Kanäle angeordneter Dichtring als Dichtung für beide Kanäle dient. Damit wirkt der eine zwischen den Kanälen angeordnete Dichtring abwechselnd für jeden der beiden Kanäle als Dichtung.
Eine weitere Reduzierung der Anzahl der Dichtringe wird mit einer Ausgestaltung erreicht, in der zwei Dichtringe an der radial inneren Mantelfläche des Kolbens angeordnet sind. Der Abstand der beiden Dichtringe ist dabei so gewählt, daß er größer als der Querschnitt des jeweiligen Kanals ist.
Der Anschluß für die mit dem Druckmittel zu beaufschlagende Kammer läßt sich weiter verringern, wenn der Anschluß als ein Kanal ausgebildet ist, der in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens zwischen den beiden Anschlägen an der Kolbenstange in jeweils eine der beiden Kammern mündet. Indem der Kanal in etwa mittig zwischen den Anschlägen in die Kammern mündet und der Kolben immer an einem der beiden Anschläge zur Anlage kommt, befindet sich der Kanal entweder auf der der Kolbenstange zugewandten Seite des Kolbens oder auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens. Da der Kolben weiterhin die Trennung der beiden Kammern im Innern des zylinderförmigen Gehäuses bewirkt, ist der Kanal zwangsläufig in Abhängigkeit von der Lage des Kolbens mit einer der beiden Kammern verbunden. Der Kolben weist mit dieser Ausgestaltung des Anschlusses einen kurzen Verstellweg auf, wodurch die Zeiten für das Umschalten des Umschaltventils kurz sind.
Bei einer Anordnung der Dichtringe an der Kolbenstange sind zwei Dichtringe erforderlich, welche in axialer Erstreckung zu beiden Seiten des Kanals angeordnet sind.
Ein zweiter Dichtring ist gemäß einer anderen Ausgestaltung nicht notwendig, wenn ein Dichtring an der radial inneren Mantelfläche des Kolbens angeordnet ist. Dieser eine Dichtring bewirkt zwischen Kolben und Kolbenstange die Trennung des zylinderförmigen Gehäuses in die beiden Kammern. Es ist daher ausreichend, den als Stellglied wirkenden Kolben nur soweit zu verstellen, daß der Dichtring, bezogen auf die axiale Erstreckung, jeweils kurz neben dem Kanal zur Anlage kommt. Dadurch lassen sich sehr kurze Verstellwege des Stellglieds realisieren.
Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung mit kurzen Kanälen wird dadurch erreicht, daß die Kanäle senkrecht zur axialen Erstreckung der Kolbenstange angeordnet sind.
Eine Schwächung der Kolbenstange infolge eines großen Kanalquerschnitts wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch vermieden, daß jeder Kanal von mindestens zwei in der Ebene seiner Längserstreckung angeordneten Teilkanälen gebildet wird.
Die Belastungen für die Kolbenstange und den Kolben werden gering gehalten, wenn die Teilkanäle symmetrisch im Querschnitt der Kolbenstange angeordnet sind.
Als Druckmittel können alle bekannten Druckmittel, insbesondere hydraulische Flüssigkeiten oder Gase, vorzugsweise Druckluft, eingesetzt werden.
Das zylinderförmige Gehäuse besitzt gemäß einer weiteren Ausgestaltung zwei Abströmventile besitzt, wobei jeweils ein Abströmventil einer Kammer zugeordnet ist und das der jeweils mit Druckmittel beaufschlagten Kammer zugeordnete Abströmventil von dem Druckmitteldruck schließbar und das der nicht mit Druckmittel beaufschlagten Kammer zugeordnete Abströmventil geöffnet ist. Dadurch kann das Druckmittel beim Verstellen des Kolbens aus der nicht mit Druckmittel beaufschlagten Kammer in einfacher Weise abgeführt werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 ein erfindungsgemäßes Stellelement im Schnitt,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Umschaltventils in vergrößerter Darstellung.
Das Stellelement in 1 besteht aus einem zylinderförmigen Gehäuse 1 aus Metall, das am oberen Ende eine Öffnung 8 besitzt. Im zylinderförmigen Gehäuse 1 ist ein Kolben 2 angeordnet, mit einem an dessen Mantelfläche radial umlaufenden Dichtring 3. Der Kolben 2 unterteilt das zylinderförmige Gehäuse 1 in zwei Kammern 4, 5. Der Kolben 2 ist mit einer Kolbenstange 6 verbunden. Die Kolbenstange 6 durchdringt mit ihrem freien Ende 7 das zylinderförmige Gehäuse 1 über eine Öffnung 8 in der Gehäusewandung. An dem freien Ende 7 der Kolbenstange 6 ist ein Anschlußstück 9 angeordnet, welches einen Verbindungsbereich 10 aufweist, mit dem sich die Kolbenstange 6 mit einer nicht dargestellten Klappe verbinden läßt.
Ein Dicht- und Führungssystem 11 dichtet das Innere des zylinderförmigen Gehäuses 1 gegen die Atmosphäre ab. Gleichzeitig dient das Dicht- und Führungssystem 11 zur Führung der Kolbenstange 6. Als Anschläge für die Endlage des Kolbens 2 dienen Federvorrichtungen, welche als Schraubenfedern 12, 13 ausgebildet sind.
Die Schraubenfeder 12 ist dabei an einer in einem axialen Abstand zum Dicht- und Führungssystem 11 angeordneten, die Kammer 4 begrenzenden ersten Abschlußwand 32 abgestützt.
Von einer zwischen dem Dicht- und Führungssystem 11 und der ersten Abschlußwand 32 gebildeten ersten Zwischenkammer 37 führt ein radialer erster Auslaß 38 im zylinderförmigen Gehäuse 1 nach außen.
Die Kammer 5 wird von einer zweiten Abschlußwand 33 begrenzt, an der die Schraubenfeder 13 abgestützt ist und auf deren der Kammer 5 abgewandten Seite in einem axialen Abstand ein zweites Dicht- und Führungssystem 34 in dem zylinderförmigen Gehäuse 1 angeordnet ist, durch das eine axial verschiebbare zweite Kolbenstange 35 dicht hindurchgeführt ist.
Von einer zwischen dem zweiten Dicht- und Führungssystem 34 und der zweiten Abschlußwand 33 gebildeten zweiten Zwischenkammer 39 führt ein radialer zweiter Auslaß 40 im zylinderförmigen Gehäuse 1 nach außen.
Von dem in die Kammer 5 ragenden Ende der zweiten Kolbenstange 35 ist die Kolbenstange 6 in Ausfahrrichtung beaufschlagbar, während das andere Ende der zweiten Kolbenstange 35 in eine Druckkammer 36 ragt, die mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt ist und von diesem Gas in Ausfahrrichtung in die Kammer 5 beaufschlagt ist.
Die erste Abschlußwand 32 und die zweite Abschlußwand 33 sind topfartig ausgebildet, wobei die Öffnungen der Topfausnehmungen 41 und 42 zur Kammer 4 bzw. zur Kammer 5 gerichtet sind.
In den Böden der Topfausnehmungen 41 und 42 sind zentrische Durchgangsöffnungen ausgebildet, durch die die geringeren Durchmesser aufweisende Kolbenstange 6 bzw. die zweite Kolbenstange 35 hindurchgeführt sind, wobei die Durchgangsöffnungen ringförmige Ventildurchlässe 24 zweier Abströmventile 25 bilden. Durch die Abströmventile 25 sind die Kammer 4 bzw. die Kammer 5 mit außen verbindbar.
Die Abströmventile 25 besitzen ringförmige Schließkörper 26, die auf der Kolbenstange 6 bzw. der zweiten Kolbenstange 35 verschiebbar angeordnet sind und zwischen ihrem äußeren radial umlaufenden Rand und der zylindrischen Wand der Topfausnehmung 41 bzw. 42 einen Drosseldurchgang bilden.
Von an den Böden der Topfausnehmungen 41 bzw. 42 abgestützten, die Kolbenstange 6 bzw. die zweite Kolbenstange umschließenden Federn 27 sind die Schließkörper 26 in Öffnungsrichtung beaufschlagt.
Wird eine der Kammern 4 oder 5 über die koaxiale Bohrung 19 und den Teilkanal 20 oder 21 druckbeaufschlagt, so wird der entsprechende Schließkörper 26 entgegen der Kraft der Feder 27 auf den einen Dichtsitz 28 des Abströmventils 25 bildenden Boden der Topfausnehmung 41 bzw. 42 gepreßt und das Abströmventil 25 geschlossen.
Über das andere Abströmventil 25, das der sich dabei durch den verschiebenden Kolben 2 verringernden Kammer 4 bzw. 5 zugeordnet ist, kann aus dieser sich im Volumen verringernden Kammer 4 bzw. 5 Druckmittel nach außen abgeführt werden.
Das Stellelement besitzt ein Umschaltventil 14, mit einem Stellglied 15, das vom Kolben 2 gebildet wird. Der Kolben 2 ist axial beweglich an dem im zylinderförmigen Gehäuse 1 befindlichen Ende der Kolbenstange 6 angeordnet. Die axiale Bewegung des Kolbens 2 wird durch zwei Anschläge 16, 17 begrenzt. Die Anschläge 16, 17 sind als Ringe ausgebildet, die in radial umlaufenden Nuten der Kolbenstange 6 angeordnet sind.
Die Zuführung des Druckmittels zum Umschaltventil 14 erfolgt über einen Zuführanschluß 18 im Anschlußstück 9, der bis zu einem als koaxial angeordnete Bohrung 19 ausgebildeten Speisekanal in der Kolbenstange 6 verläuft. Die koaxiale Bohrung 19 erstreckt sich vom freien Ende 7 bis in den Bereich des Umschaltventils 14.
Im Bereich des Umschaltventils 14 mündet die koaxiale Bohrung 19 in einen Anschluß des Umschaltventils 14, welcher aus zwei Teilkanälen 20, 21 besteht. Die Teilkanäle 20, 21 sind senkrecht zur koaxialen Bohrung 19 ausgerichtet und münden zwischen den Anschlägen 16, 17 in das zylinderförmige Gehäuse 1. Der Abstand zwischen der Einmündung des jeweiligen Teilkanals 20, 21 ist dabei kleiner als die Breite des Kolbens 2, so daß der Kolben 2 bei Anlage an den Anschlägen 16, 17 den jeweiligen Teilkanal 20, 21 vollständig verschließt. Zur verbesserten Abdichtung des jeweiligen Teilkanals 20, 21 besitzt der Kolben 2 an seiner radial innen liegenden Mantelfläche zwei radial umlaufende Dichtringe 22, 23, die sich bei Anlage des Kolbens 2 an einem der Anschläge 16, 17 zu beiden Seiten des jeweiligen Teilkanals 20, 21 befinden.
In der gezeigten Darstellung liegt der Kolben 2 am Anschlag 16 an. Damit verschließt der Kolben 2 den Kanal 20, der zusätzlich durch die Dichtringe 22, 23 im Kolben 2 abgedichtet wird. Sobald Druckluft als Druckmittel über den Zuführanschluß 18 und die koaxiale Bohrung 19 dem Stellelement zugeführt wird, gelangt diese über den Kanal 21 in die Kammer 5. Aufgrund des sich dadurch aufbauenden Drucks wird der Kolben 2, und über den Anschlag 16 die Kolbenstange 6, ausgeschoben. In der weiteren Ausschubbewegung trifft der Kolben 2 auf die Schraubenfeder 12. Aufgrund des Drucks in der Kammer 5 wird die Schraubenfeder 12 vom Kolben 2 zuerst zusammengedrückt. Mit fortschreitendem Federweg steigt die notwendige Kraft zur Bewegung des Kolbens 2 an, bis der auf den Kolben 2 wirkende Druck nicht mehr ausreicht, den Kolben 2 in Ausschubrichtung weiter zu verfahren. Zum Umschalten des Umschaltventils 14 wird die Druckluftzufuhr kurzfristig unterbrochen. Damit ist die der Schraubenfeder 12 innewohnende Federkraft größer als der Druck in der Kammer 5, so daß die Schraubenfeder den auf der Kolbenstange 6 axial beweglich angeordneten Kolben 2 gegen den anderen auf der Kolbenstange 6 angeordneten Anschlag 17 bewegt, und dadurch ein Umschalten des Umschaltventils 14 durch Betätigen des Stellglieds 15 bewirkt. In dieser Stellung verschließt der Kolben 2 den Teilkanal 21, während der Teilkanal 20 frei ist und in die Kammer 4 mündet.
Sobald Druckluft über den Zuführanschluß 18 und die koaxiale Bohrung 19 dem Umschaltventil 14 zugeführt wird, gelangt diese über den Teilkanal 20 in die Kammer 4. Infolge des Druckaufbaus in der Kammer 4 wird der Kolben 2, und über den Anschlag 17 die Kolbenstange 6, in Einschubrichtung in das zylinderförmige Gehäuse 1 hinein bewegt.
2 zeigt das zylinderförmige Gehäuse 1 eines Stellelements, wobei das Stellelement, bis auf das Umschaltventil 14, im Aufbau dem Stellelement nach 1 entspricht. Das Stellglied 15 des Umschaltventils 14 wird vom Kolben 2 gebildet. Der Kolben 2 ist axial beweglich an dem im zylinderförmigen Gehäuse 1 befindlichen Ende der Kolbenstange 6 angeordnet. Die axiale Bewegung des Kolbens 2 wird durch zwei Anschläge 16, 17 begrenzt. Die Anschläge 16, 17 sind als Ringe ausgebildet, die in radial umlaufenden Nuten der Kolbenstange 6 angeordnet sind. Eine als Speisekanal ausgebildete koaxial angeordnete Bohrung 19 verläuft in der Kolbenstange 6 und mündet im Bereich des Umschaltventils 14 in einen Anschluß des Umschaltventils 14, welcher aus dem Teilkanal 29 besteht, der senkrecht zur koaxialen Bohrung 19 ausgerichtet ist. Der Teilkanal 29 wird von zwei Kanälen 29a, 29b gebildet. Die Kanäle 29a, 29b sind in der Ebene des Teilkanals 29 und zueinander um 180° versetzt angeordnet. Die Kanäle 29a, 29b und münden in etwa mittig zwischen den Anschlägen 16, 17 in das zylinderförmige Gehäuse 1. Bezogen auf die axiale Erstreckung sind zu beiden Seiten der Kanäle 29a, 29b je ein Dichtring 30, 31 angeordnet.
Das Umschaltventil 14 ist in zwei Schaltstellungen dargestellt. Links der Symmetrieachse ist die Stellung des Kolbens 2 in Einschubrichtung dargestellt. Der Kolben 2 liegt am Anschlag 17 an. Über die Dichtringe 30 und 3 unterteilt der Kolben 2 das zylinderförmige Gehäuse 1 in die Kammern 4, 5. In der gezeigten Stellung münden die Kanäle 29a, 29b in die Kammer 4. Bei Zufuhr von Druckluft wird infolge der Druckerhöhung in der Kammer 4 der Kolben 2 und damit die Kolbenstange 6 in Einschubrichtung bewegt. Bei Erreichen der Endlage und drucklosem Zuführanschluß, wird der Kolben 2 von der nicht dargestellten, zusammengedrückten Schraubenfeder 13 gegen den Anschlag 16 bewegt, was der Darstellung des Kolbens 2 rechts der Symmetrieachse entspricht. In dieser Stellung münden die Kanäle 29a, 29b nunmehr in die Kammer 5, da der Kolben 2 nunmehr über die Dichtringe 31 und 3 das zylinderförmige Gehäuse in die Kammern 4, 5 unterteilt. Wird nun Druckluft über die koaxiale Bohrung 19 dem Umschaltventil 14 zugeführt wird, gelangt diese über die Kanäle 29a, 29b in die Kammer 5. Infolge des Druckaufbaus wird der Kolben 2, und über den Anschlag 16 die Kolbenstange 6, in Ausschubrichtung bewegt.

1: zylinderförmiges Gehäuse
2: Kolben
3: Dichtring
4: Kammer
5: Kammer
6: Kolbenstange
7: freies Ende
8: Öffnung
9: Anschlußstück
10: Verbindungsbereich
11: Dicht- und Führungssystem
12: Schraubenfeder
13: Schraubenfeder
14: Umschaltventil
15: Stellglied
16: Anschlag
17: Anschlag
18: Zuführanschluß
19: koaxiale Bohrung
20: Teilkanal
21: Teilkanal
22: Dichtring
23: Dichtring
24: Ventildurchlässe
25: Abströmventil
26: Schließkörper
27: Feder
28: Dichtsitz
29: Teilkanal
29a: Kanal
29b: Kanal
30: Dichtring
31: Dichtring
32: erste Abschlußwand
33: zweite Abschlußwand
34: zweites Dicht- und Führungssystem
35: zweite Kolbenstange
36: Druckkammer
37: erste Zwischenkammer
38: erster Auslaß
39: zweite Zwischenkammer
40: zweiter Auslaß
41: Topfausnehmung
42: Topfausnehmung

Claims

Stellelement mit einem zylinderförmigen Gehäuse, einem Kolben, der das zylinderförmige Gehäuse in zwei Kammern unterteilt, mit einer an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die mit ihrem freien Ende das zylinderförmige Gehäuse an einem Ende durchdringt, wobei wechselweise in jede der beiden Kammern Druckmittel einführbar und der Kolben in seine eine oder in seine andere Endlage bewegbar beaufschlagbar ist, wobei das Stellelement ein Umschaltventil mit einem Stellglied aufweist, durch das das Druckmittel entweder der einen Kammer oder der anderen Kammer zuführbar ist, wobei bei Erreichen einer Endlage des Kolbens das Umschaltventil durch Verstellen des Stellglieds selbständig umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (15) des Umschaltventils (14) der Kolben (2) ist, welcher zwischen zwei an der Kolbenstange (6) angeordneten Anschlägen (16, 17) axial verschiebbar ist.
Stellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (14) im Bereich des Kolbens (2) angeordnet ist.
Stellelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zylinderförmigen Gehäuse (1) zwei Anschläge (12, 13) für die Endlagen des Kolbens (2) angeordnet sind.
Stellelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge von den Kolben zusammendrückbare Federvorrichtungen (12, 13) sind.
Stellelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (14) einen Anschluß (19) für die Druckmittelzufuhr und einen Anschluß (20, 21) für die mit dem Druckmittel zu beaufschlagende Kammer (4, 5) besitzt.
Stellelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß für die Druckmittelzufuhr ein in der Kolbenstange (6) angeordneter Kanal (19), ist, der an dem freien Ende (7) der Kolbenstange (6) aus der Kolbenstange (6) austritt.
Stellelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (19) für die mit dem Druckmittel zu beaufschlagende Kammer (4, 5) zwei Teilkanäle (20, 21) aufweist und der Kolben (2) jeweils einen Teilkanal (20, 21) absperrt und der andere Teilkanal (21, 20) in die mit dem Druckmittel zu beaufschlagende Kammer (4, 5) mündet.
Stellelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Erstreckung zu beiden Seiten der Teilkanäle (20, 21) je ein Dichtring (22, 23) an der Kolbenstange (6) angeordnet ist.
Stellelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkanäle (20, 21) derart zueinander angeordnet sind, daß ein zwischen den Teilkanälen (20, 21) angeordneter Dichtring (22, 23) als Dichtung für beide Teilkanäle (20, 21) wirkt.
Stellelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dichtringe (22, 23) an der radial inneren Mantelfläche des Kolbens (2) angeordnet sind.
Stellelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß für die mit dem Druckmittel zu beaufschlagende Kammer (4, 5) als ein Teilkanal (29) ausgebildet ist, der in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens (2) zwischen den beiden Anschlägen (16, 17) in jeweils eine der beiden Kammern (4, 5) mündet.
Stellelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kolbenstange (6) in axialer Erstreckung zwei Dichtringe (30, 31) zu beiden Seiten des Teilkanals (29) angeordnet sind.
Stellelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtring an der radial inneren Mantelfläche des Kolbens (2) angeordnet ist.
Stellelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilkanal (20, 21, 29) senkrecht zur axialen Erstreckung der Kolbenstange (6) angeordnet ist.
Stellelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teilkanal (29) von mindestens zwei in der Ebene seiner Längserstreckung angeordneten Kanälen (29a, 29b) gebildet ist.
Stellelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (29a, 29b) symmetrisch im Querschnitt der Kolbenstange (6) angeordnet sind.
Stellelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel eine hydraulische Flüssigkeit oder ein Gas, vorzugsweise Druckluft, ist.
Stellelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zylinderförmige Gehäuse (1) zwei Abströmventile (25) besitzt, wobei jeweils ein Abströmventil (25) einer Kammer (4, 5) zugeordnet ist und das der jeweils mit Druckmittel beaufschlagten Kammer (4, 5) zugeordnete Abströmventil (25) von dem Druckmitteldruck schließbar und das der nicht mit Druckmittel beaufschlagten Kammer (4, 5) zugeordnete Abströmventil (25) geöffnet ist.