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Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Antriebssystem, mit mindestens einem pneumatischen Antrieb, der mindestens eine Antriebskammer aufweist, die zur Betätigung des Antriebes gesteuert mit Druckluft beaufschlagbar ist, wobei dem pneumatischen Antrieb eine Entlüftungseinrichtung mit mindestens einem mit der mindestens einen Antriebskammer in Fluidverbindung stehenden, eine Entlüftung der Antriebskammer ermöglichenden Entlüftungsventil zugeordnet ist, das ein Verschlussglied aufweist, das im Rahmen einer Stellbewegung zwischen einer die Entlüftung verhindernden Schließstellung und mindestens einer die Entlüftung ermöglichenden Offenstellung relativ zu einem Ventilgehäuse des Entlüftungsventils hin und her bewegbar ist, wobei das Entlüftungsventil mit Signaltonerzeugungsmitteln ausgestattet ist, die mit der in der mindestens einen Offenstellung durch das Entlüftungsventil hindurch zur Atmosphäre ausströmenden Druckluft derart zusammenwirken, dass ein akustisches Signal erzeugt wird.
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Aus der
EP 1 580 476 B1 ist ein pneumatisches Antriebssystem bekannt, das eine mindestens eine Antriebskammer begrenzende fluidtechnische Komponente aufweist, an der eine zum Anschließen mindestens einer Fluidleitung ausgebildete und mit der Antriebskammer kommunizierend in Verbindung stehende Anschlussvorrichtung angeordnet ist. Die Anschlussvorrichtung verfügt über ein die Fluidleitung tragendes Funktionsbauteil und ein Befestigungselement, das das Funktionsbauteil durchsetzt und ein Anschrauben des Funktionsbauteils an der fluidtechnischen Komponente ermöglicht. Ein Fluid kann zwischen der Antriebskammer der fluidtechnischen Komponente und der an der Anschlussvorrichtung angeordneten Fluidleitung strömen, wobei es einen das Befestigungselement durchsetzenden Kanal passiert. Auf diese Weise steht die an das Funktionsbauteil angeschlossene Fluidleitung, durch das Funktionsbauteil und durch das Befestigungselement hindurch, mit der Antriebskammer der fluidtechnischen Komponente in Verbindung. In dem Funktionsbauteil befinden sich Fluidsteuerelemente, die eine Steuerung des Fluids erlauben. Möglichkeiten zur Entlüftung der Antriebskammer sind dabei nicht vorgesehen, obgleich es bei manchen Anwendungen, insbesondere aus sicherheitstechnischen Aspekten, vorteilhaft wäre, eine Entlüftungsfunktion zur Verfügung zu haben.
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Die
DE 447 357 A offenbart ein als Eisenbahn-Fahrsperre realisiertes pneumatisches Antriebssystem der eingangs genannten Art, das zur Auslösung einer Bremsung sowie der Abschaltung von Fahrströmen dient. Das Antriebssystem verfügt über ein Entlüftungsventil, das einen als Ventilglied fungierenden Ventilstößel aufweist, bei dessen Betätigung Druckluft durch eine im Entlüftungsventil angeordnete Signalpfeife zur Atmosphäre strömt. Dabei wird ein akustisches Signal erzeugt, das den Entlüftungsvorgang anzeigt.
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Die
DE 22 47 072 C3 offenbart einen Druckluftnagler mit einem Magazin für Befestigungsmittel und einer Sicherungseinrichtung zum Überwachen des Ladezustandes des Magazins, wobei der Druckluftnagler ein Entlüftungsventil aufweist, das eine zur Betätigung des Druckluftnaglers ausgebildete Betätigungseinrichtung unwirksam macht, wenn das Magazin entleert ist. Das Entlüftungsventil ist dabei als akustischer Signalgeber ausgebildet.
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Die
DE 10 2010 054 704 A1 offenbart eine Druckluftversorgungsanlage, die zum Betreiben einer Pneumatikanlage über eine Entlüftungsventilanordnung und einen Entlüftungsanschluss zum Ablassen von Luft verfügt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, um bei Bedarf eine Entlüftung der Antriebskammer zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gemäß einer im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten ersten Erfindungsvariante in Kombination mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass mindestens ein Entlüftungsventil Bestandteil einer Befestigungseinrichtung ist, mit der es an einem Ventilträger des pneumatischen Antriebssystems befestigbar oder befestigt ist und die eine in den Ventilträger eingeschraubte, von mindestens einem das Hindurchströmen von Druckluft ermöglichenden Fluidkanal durchsetzte Hohlschraube aufweist, die gleichzeitig das Ventilgehäuse des Entlüftungsventils bildet.
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Die Aufgabe wird ferner gemäß einer im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 definierten zweiten Erfindungsvariante in Kombination mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass die Signaltonerzeugungsmittel am Verschlussglied angeordnet sind.
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Durch die Erfindung wird eine Entlüftungseinrichtung für pneumatische Antriebssysteme bereitgestellt, die eine Antriebskammer eines pneumatischen Antriebs bei Bedarf entlüftet und ein akustisches Signal zur Anzeige des Entlüftungsvorgangs erzeugt. Die dem pneumatischen Antrieb des pneumatischen Antriebssystems zugeordnete Entlüftungseinrichtung umfasst mindestens ein zur Steuerung der Druckluft geeignetes Entlüftungsventil. Dieses umfasst ein Ventilgehäuse, das ein im Rahmen einer Stellbewegung zwischen einer eine Entlüftung verhindernden Schließstellung und mindestens einer die Entlüftung hin zur Atmosphäre ermöglichenden Offenstellung hin und her bewegbares Verschlussglied trägt. Am Entlüftungsventil sind Signaltonerzeugungsmittel angeordnet, die während einer Offenstellung des Verschlussgliedes, in der Druckluft durch das Entlüftungsventil hindurch zur Atmosphäre strömt, ein akustisches Signal erzeugen. Beispielsweise wird die ausströmende Druckluft in Abhängigkeit von der geometrischen Gestaltung der Signaltonerzeugungsmittel zu einer Schwingung anregt, die als ein akustischer Signalton hörbar ist. Es ist beispielsweise aber auch möglich, dass die ausströmende Druckluft zur Betätigung eines Druckluftsensors und zur Bereitstellung eines elektrisch erzeugten Signaltons genutzt wird.
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Die Entlüftungseinrichtung ermöglicht folglich eine Entlüftung mindestens einer Antriebskammer des pneumatischen Antriebs, so dass beispielsweise in einer Notfallsituation die Antriebskammer drucklos gemacht und unerwünschte Bewegungen des pneumatischen Antriebes verhindert werden können. Beim Druckluftaustritt während des Entlüftungsvorgangs wird unmittelbar durch die Entlüftungsströmung ein akustischer Signalton hervorgerufen, der den Nutzer des pneumatischen Antriebssystems über das Ausströmen der Druckluft informiert, sodass eine einfache Überwachung der Entlüftungsdauer möglich ist. Ein weiterer Sicherheitsaspekt resultiert daraus, dass bei einer Wiederinbetriebnahme des pneumatischen Antriebes bei versehentlich nicht geschlossenem Entlüftungsventil ebenfalls eine akustische Warnung erfolgt, die den Nutzer veranlasst, das Entlüftungsventil zu schließen.
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Gemäß der ersten Erfindungsvariante weist eine an einem Ventilträger befestigbare oder befestigte Befestigungseinrichtung mindestens ein Entlüftungsventil als Bestandteil auf. Die Befestigungseinrichtung verfügt über zum Befestigen geeignete Befestigungsmittel, beispielsweise ein Gewinde oder eine Schnappverbindungseinrichtung, die die Montage der das Entlüftungsventil tragenden Befestigungseinrichtung an dem Ventilträger des pneumatischen Antriebssystems ermöglicht. Der Ventilträger ist beispielsweise unmittelbar von dem pneumatischen Antrieb gebildet, insbesondere von dessen Antriebsgehäuse. Die Befestigungseinrichtung weist eine von einem Fluidkanal durchsetzte Hohlschraube auf, wobei durch den Fluidkanal hindurch Druckluft von der Antriebskammer zum Entlüftungsventil und anschließend zur den pneumatischen Antrieb umgebenden Atmosphäre hin ausströmen kann. Die Hohlschraube ist dabei in den Ventilträger eingeschraubt und bildet gleichzeitig das Ventilgehäuse des Entlüftungsventils. Durch diese Ausgestaltung sind das Entlüftungsventil und die Befestigungseinrichtung durch Verschrauben montierbar und das Ventilgehäuse des Entlüftungsventils ist unmittelbar durch die Befestigungseinrichtung gebildet. Bei der Hohlschraube kann es sich zweckmäßigerweise um eine handelsübliche Gewindeschaftschraube handeln, die eine den Schraubenschaft axial durchsetzende, den Fluidkanal bildende Ausnehmung aufweist.
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Gemäß der zweiten Erfindungsvariante sind die Signaltonerzeugungsmittel am Verschlussglied selbst angeordnet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Entlüftungsventil beabstandet zu einem pneumatischen Antrieb angeordnet, wobei es durch eine Fluidleitung hindurch mit einer Antriebskammer des pneumatischen Antriebs verbunden ist. Das Entlüftungsventil kann durch diese Ausgestaltung von dem pneumatischen Antrieb beliebig weit entfernt angeordnet sein, sodass es beispielsweise mit mehreren anderen Ventilen zu einer kompakten Ventilbaugruppe zusammengefasst werden kann. Die Ventilbaugruppe kann beispielsweise auch mehrere Entlüftungsventile enthalten, die unterschiedlichen Antriebskammern ein und desselben Antriebes oder verschiedenen pneumatischen Antrieben zugeordnet sind.
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In einer weiteren zweckmäßige Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein Entlüftungsventil direkt an dem pneumatischen Antrieb angeordnet ist. Hierdurch ist eine das Entlüftungsventil und den pneumatischen Antrieb enthaltende Baugruppe ausgebildet, die besonders kompakt und unter Umständen sogar einstückig ausgestaltet sein kann. Außerdem können zur Verbindung des Entlüftungsventils und des pneumatischen Antriebs dienende externe Fluidleitungen entfallen, sodass Material- und Montagekosten eingespart werden.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn das Ventilgehäuse mindestens eines Entlüftungsventils von einer ein Antriebsgehäuse des pneumatischen Antriebs begrenzenden Gehäusewand gebildet ist. Durch diese Ausgestaltung können ein separates Ventilgehäuse und eine zusätzliche Befestigungseinrichtung für das Entlüftungsventil entfallen. Auf diese Weise ist eine Herstellung des Entlüftungsventils kostengünstig und besonders kompakt möglich, beispielsweise indem das Verschlussglied des Entlüftungsventils direkt in eine Gehäusewand des Antriebsgehäuses eingesetzt wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das pneumatische Antriebssystem zusätzlich zu dem mindestens einen Entlüftungsventil auch eine dem pneumatischen Antrieb zugeordnete Steuerventileinrichtung aufweist. Diese ist zur Steuerung des Betriebes des pneumatischen Antriebs geeignet und steht zu diesem Zweck mit der mindestens einen Antriebskammer des pneumatischen Antriebs in Fluidverbindung. Mithin sind am pneumatischen Antrieb sowohl das Entlüftungsventil als auch die Steuerventileinrichtung angeordnet, die gemeinsam eine besonders einfache Steuerbarkeit des Fluids erlauben. Das Entlüftungsventil und/oder die Steuerventileinrichtung können auch von dem pneumatischen Antrieb distanziert angeordnet und beispielsweise durch mindestens eine Fluidleitung hindurch miteinander kommunizieren. Es versteht sich, dass eine Steuerventileinrichtung auch mit mehreren Antriebskammern kommunizierend in Verbindung stehen kann und dass auch mehrere Steuerventileinrichtungen einer einzigen Antriebskammer zugeordnet sein können.
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Zweckmäßigerweise ist es allerdings, wenn die mindestens eine Steuerventileinrichtung des pneumatischen Antriebssystems an dem pneumatischen Antrieb selbst angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine den pneumatischen Antrieb und die Steuerventileinrichtung umfassende Baugruppe ausgebildet, sodass das pneumatische Antriebssystem kompakt und günstig herzustellen ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Steuerventileinrichtung an einer Gehäusewand des pneumatischen Antriebs angeordnet ist.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn das mindestens eine Entlüftungsventil an der Steuerventileinrichtung angeordnet ist. In einer solchen Ausgestaltung weist das pneumatische Antriebssystem eine als Baugruppe ausgebildete, mindestens das Entlüftungsventil und die Steuerventileinrichtung umfassende Ventileinheit auf, die zur Steuerung und Entlüftung des pneumatischen Antriebes geeignet ist. Das pneumatische Antriebssystem ist dann kompakt herzustellen, da auf Fluidleitungen oder ähnliche Verbindungselemente weitgehend verzichtet werden kann.
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Vorzugsweise weist die Befestigungseinrichtung einen von einem durchströmbaren Kanal durchsetzten Befestigungskörper auf, sodass das von der Befestigungseinrichtung getragene Entlüftungsventil zumindest einseitig mit der Antriebskammer des pneumatischen Antriebssystems in Verbindung stehen kann. Durch diese Ausgestaltung ist das Entlüftungsventil zum einen schnell und zum anderen ohne zusätzliche Komponenten am pneumatischen Antriebssystem montierbar.
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Der Ventilträger kann auch eine abseits des pneumatischen Antriebes angeordnete, von dem pneumatischen Antrieb unabhängige Komponente sein. Er ist bevorzugt so ausgestaltet, dass er mindestens ein Entlüftungsventil aufnehmen kann. Auch mehrere Entlüftungsventile, die mit unterschiedlichen pneumatischen Antrieben in Verbindung stehen, können am Ventilträger angeordnet sein. Ferner ist es denkbar, dass der Ventilträger auch mit anderen Ventilen oder pneumatischen Komponenten bestückt sein kann.
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Ferner ist eine Ausgestaltungsform der Erfindung vorteilhaft, die das Befestigen einer Steuerventileinrichtung an dem Ventilträger mit Hilfe der Befestigungseinrichtung erlaubt. Die Steuerventileinrichtung ist dabei in einfacher Weise an dem Ventilträger angeordnet, wobei die Befestigungseinrichtung vorteilhafterweise dazu ausgebildet ist, die Steuerventileinrichtung am Ventilträger festzuspannen. Beispielsweise durchsetzt die das Entlüftungsventil tragende Befestigungseinrichtung die Steuerventileinrichtung und spannt diese an dem Ventilträger fest. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass der Ventilträger, die Steuerventileinrichtung und die Befestigungseinrichtung als eine kompakte Baugruppe ausgebildet sind und die Montage dieser Komponenten durch wenige Handgriffe zu bewerkstelligen ist.
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Der Ventilträger ist zweckmäßigerweise von dem pneumatischen Antrieb gebildet, sodass der Ventilträger nicht separat hergestellt werden muss. Die Anordnung der Steuerventileinrichtung und des Entlüftungsventils kann in diesem Fall direkt am pneumatischen Antrieb erfolgen, sodass die Herstellung und Handhabung des pneumatischen Antriebssystems erleichtert ist. Diese Ausgestaltung erlaubt auch eine besonders schnelle Entlüftung des pneumatischen Antriebes, da die Druckluft aus der Antriebskammer ohne Umweg direkt durch das Entlüftungsventil entweichen kann.
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Ferner verfügt das Verschlussglied des Entlüftungsventils zweckmäßigerweise über mindestens ein Sicherungselement, das die Stellbewegung des Verschlussgliedes zur Vorgabe einer maximalen Offenstellung begrenzt. Das im Rahmen der Stellbewegung zwischen einer maximalen Offen- und einer Schließstellung hin und her bewegbare Verschlussglied ist durch das vorteilhafterweise an ihm angeordnete Sicherungselement über die maximale Offenstellung des Verschlussgliedes hinaus nicht bewegbar und dadurch unverlierbar im Entlüftungsventil angeordnet. Es ist auch denkbar, dass das Sicherungselement nicht am Verschlussglied sondern an der Befestigungseinrichtung angebracht ist. Bei dem Sicherungselement handelt es sich bevorzugt um einen Sicherungsring oder einen elastischen O-Ring, wobei andere, gleichwirkende Elemente ebenfalls zum Einsatz kommen können.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verschlussglied des Entlüftungsventils als eine in das Ventilgehäuse des Entlüftungsventils eingeschraubte Verschlussschraube ausgebildet ist. Diese Verschlussschraube kann durch Verdrehen zwischen der Offenstellung und der Schließstellung hin und her bewegt werden, um eine Entlüftung der Antriebskammer des pneumatischen Antriebs freizugeben oder zu sperren. Die Verschlussschraube ist eine kostengünstig herstellbare Ausführungsform des Verschlussglieds, die beispielsweise von Hand zwischen den beiden Stellungen hin und her bewegbar ist, wodurch auf einen zusätzlichen Stellantrieb verzichtet werden kann. Außerdem lässt sich auf diese Weise die Ausströmrate beim Entlüftungsvorgang leicht dosieren.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn die Verschlussschraube des Entlüftungsventils einen Schraubenschaft aufweist, der über ein Außengewinde verfügt und das Sicherungselement trägt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Entlüftungsventil einen Entlüftungskanal aufweist, durch den hindurch Druckluft aus der Antriebskammer des pneumatischen Antriebs zur Atmosphäre hin ausströmen kann, wobei es als besonders vorteilhaft angesehen wird, wenn der Entlüftungskanal des Entlüftungsventils das Verschlussglied durchsetzt. In den Entlüftungskanal des Entlüftungsventils sind Signaltonerzeugungsmittel eingeschaltet, die mit der durch den Entlüftungskanal hindurch zur Atmosphäre strömenden Druckluft zusammenwirken, wobei die Druckluft an den Signaltonerzeugungsmitteln unter Erzeugung eines akustischen Signals vorbeiströmt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Signaltonerzeugungsmittel von Pfeiftonerzeugungsmitteln gebildet, die einen Pfeifton als akustisches Signal erzeugen. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da ein Pfeifton als akustisches Signal von dem das pneumatische Antriebssystem bedienenden Fachmann leicht zu identifizieren und von sonstigen Umgebungsgeräuschen gut zu unterscheiden ist und mithin erforderlichenfalls eine schnelle Reaktion auf das akustische Signal erfolgen kann. Es ist auch denkbar, dass durch das Einsetzen eines Trillerelements ein Trillerpfeifton erzeugt wird, wodurch das akustische Signal noch deutlicher wahrnehmbar wird.
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Es ist zweckmäßig, wenn die in den Entlüftungskanal eingeschalteten Pfeiftonerzeugungsmittel eine Durchlassöffnung bilden, die von der im Rahmen des Entlüftungsvorgangs ausströmenden Druckluft durchströmt wird. Auf diese Weise strömt die Druckluft von der Antriebskammer durch den Entlüftungskanal des Entlüftungsventils und durch die Durchlassöffnung zur Atmosphäre hin, wobei das den Entlüftungsvorgang anzeigende akustische Signal gebildet wird.
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Die Pfeiftonerzeugungsmittel weisen bevorzugt einen die Durchlassöffnung randseitig begrenzenden Anblaskörper auf, der der im Rahmen der Entlüftung ausströmenden Druckluft zumindest im Wesentlichen entgegengerichtet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Anblaskörper von keilförmiger Gestalt ist, wobei zwei in einer Anblaskante zusammentreffende Anblaskörperflächen, die entgegen der Strömungsrichtung der ausströmenden Druckluft gerichtet sind, die Oberfläche des Anblaskörpers bilden. Auf diese Weise wird die im Rahmen der Entlüftung ausströmende Druckluft durch Vorbeiströmen an dem keilförmigen Anblaskörper in Schwingung versetzt, sodass ein akustisches Signal erzeugt ist.
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Das Entlüftungsventil weist insbesondere einen Resonanzraum auf, der mit dem Entlüftungskanal in Fluidverbindung steht, wobei er dazu ausgebildet ist, um mit der durch den Entlüftungskanal strömenden Druckluft zusammenzuwirken. Je nach Ausgestaltung des Resonanzraums ist die resultierende Pfeiftoncharakteristik einzigartig, wobei es in diesem Zusammenhang von Vorteil ist, wenn der Resonanzraum des Entlüftungsventils im Inneren des Verschlussgliedes angeordnet ist.
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Das Entlüftungsventil verfügt zweckmäßigerweise über Stellmittel, durch deren Betätigung die Stellbewegung des Verschlussgliedes hervorrufbar ist. Zweckmäßigerweise sind die Stellmittel zur manuellen und/oder elektromotorischen und/oder elektromagnetischen Erzeugung der Stellbewegung ausgebildet.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei in dieser zeigen:
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1 eine vorteilhafte pneumatische Schaltung des erfindungsgemäßen pneumatischen Antriebssystems in schematischer Darstellung, wobei die Entlüftungseinrichtung in ihrer Schließstellung dargestellt ist,
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2 eine bevorzugte Ausführungsform des mit einer Entlüftungseinrichtung ausgestatteten pneumatischen Antriebssystems, das einen pneumatischen Antrieb umfasst, an dem zwei Steuerventileinrichtungen mit jeweils einem Entlüftungsventil an einer Gehäusewand des pneumatischen Antriebs angeordnet sind,
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3 in einem Ausschnitt die Entlüftungseinrichtung des pneumatischen Antriebssystems aus 2 in einer Seitenansicht, wobei das pneumatische Antriebssystem und die Entlüftungseinrichtung gemäß der Schnittlinie III-III geschnitten dargestellt sind und das Entlüftungsventil in seiner Schließstellung gezeigt ist,
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4 die Entlüftungseinrichtung aus 3 in einer gemäß der Schnittlinie IV-IV aus 2 geschnitten Seitenansicht, wobei das Entlüftungsventil in seiner Offenstellung gezeigt ist; und ferner gestrichelt eine optionale Bauform mit einem an einer Gehäusewand des pneumatischen Antriebes unmittelbar angeordnetem Verschlussglied, und schließlich
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5 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt der 4.
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In der 1 ist ein mit Bezugsziffer 1 bezeichnetes pneumatisches Antriebssystem gezeigt, das einen pneumatischen Antrieb 2, eine beabstandet zu diesem angeordnete Entlüftungseinrichtung 3 sowie eine Steuerventileinrichtung 4 aufweist, wobei die Entlüftungseinrichtung 3 in ihre unbetätigte Schließstellung 23 geschaltet ist. Die durch einen gestrichelten Rahmen angedeutete Steuerventileinrichtung 4 ist an eine die Entlüftungseinrichtung 3 mit dem pneumatischen Antrieb 2 in Fluidverbindung bringenden Fluidkanaleinrichtung 5 angeschlossen, sodass der pneumatische Antrieb 2, die Entlüftungseinrichtung 3 und die Steuerventileinrichtung 4 miteinander durch die Fluidkanaleinrichtung 5 hindurch kommunizieren können. Nicht dargestellt ist eine alternative Ausführungsform des pneumatischen Antriebssystems 1, die nur den pneumatische Antrieb 2 und die Entlüftungseinrichtung 3 als Bestandteile aufweist.
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Der pneumatische Antrieb 2 dieser Ausführungsform ist ein doppeltwirkender Pneumatikzylinder 10, der gesteuert mit Druckluft beaufschlagbar ist, es ist aber auch denkbar, dass ein einfachwirkender Pneumatikzylinder zum Einsatz kommt. Der doppeltwirkende Pneumatikzylinder 10 weist eine ein Antriebsgehäuse 11 bildende Gehäusewand 12 und eine durch Fluidkraft relativ zu dem Antriebsgehäuse 11 bewegbare Kolbeneinrichtung 13 auf. Die Kolbeneinrichtung 13 verfügt über eine aus dem Antriebsgehäuse 11 herausragende Kolbenstange 14 und einen in dem Antriebsgehäuse 11 zwei Antriebskammern 20 voneinander abteilenden Kolben 15. Der Pneumatikzylinder 10 weist mindestens einen mit der Fluidkanaleinrichtung 5 verbundenen ersten Fluidanschluss 21 auf und verfügt über einen zweiten Fluidanschluss 26, der beispielsweise mit einer nicht dargestellten Druckluftversorgungssteuerungseinheit oder einer weiteren Fluidkanaleinrichtung 5 kommuniziert. Beide Fluidanschlüsse 21, 26 stehen jeweils mit einer der beiden Antriebskammern 20 kommunizierend in Verbindung.
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Die mit mindestens einer Antriebskammer 20 in Verbindung stehende und eine Entlüftung dieser Antriebskammer 20 ermöglichende Entlüftungseinrichtung 3 weist ein Entlüftungsventil 22 auf, das im Rahmen einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Stellbewegung 25 zwischen einer Schließstellung 23 und einer der Offenstellungen 24 hin und her schaltbar ist. Es kann in jeder Stellung beliebig lange verbleiben. Das Entlüftungsventil 22 ist in der Zeichnung als 2/2-Wegeventil symbolisiert und verfügt über ein ein Verschlussglied 51 tragendes Ventilgehäuse 92, das über eine Fluideingangsöffnung 30, durch die ein Fluid in das Entlüftungsventil 22 hineinströmen kann, und über eine Fluidausgangsöffnung 31, durch die das in das Entlüftungsventil 22 eingetretene Fluid nach dem Hindurchströmen durch das Entlüftungsventil 22 wieder hinausströmen kann, verfügt. Von manuellen Betätigungsmitteln 32, elektromotorischen Betätigungsmitteln 33 und/oder elektromagnetischen Betätigungsmitteln 34 gebildete Stellmittel 35 ermöglichen das Hervorrufen der Stellbewegung 25. Das Entlüftungsventil 22 weist ferner Signaltonerzeugungsmittel 41 auf, die zu Erzeugung eines akustischen Signals in der Lage sind, wenn an ihnen in der Offenstellung 24 des Entlüftungsventils 22 aus der Antriebskammer 20 durch die Fluidkanaleinrichtung 5 hindurch strömende Druckluft vorbeiströmt. Bevorzugt werden die Signaltonerzeugungsmittel 41 von der ausströmenden Druckluft durchströmt.
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Die durch die Fluidkanaleinrichtung 5 hindurch mit dem Entlüftungsventil 22 und/oder mit dem pneumatischen Antrieb 2 kommunizierende, zur Steuerung des Betriebs des pneumatischen Antriebs 2 dienende Steuerventileinrichtung 4 weist einen bevorzugt als Gehäuse ausgebildeten Steuerventilkörper 42 auf, der in 1 vereinfacht als gestrichelter Rahmen beziehungsweise in der in 2 gezeigten Ausführungsform als quaderförmiger Steuerventilkörper 42 dargestellt ist. Der Steuerventilkörper 42 enthält Fluidsteuerelemente 43, die zweckmäßigerweise mindestens eine Drosselrückschlagventileinrichtung 44 und/oder ein vorgesteuertes Rückschlagventil 85 umfassen und beispielsweise das Einspeisen oder Abführen von Druckluft aus dem pneumatischen Antrieb 2 steuern können. Die Fluidsteuerelemente 43 können je nach Anwendungsfall auch über nicht dargestellte Funktionen verfügen, die die Steuerung des pneumatischen Antriebs 2 ermöglichen und die bevorzugt einen sicherheitstechnischen Aspekt haben.
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Das beispielsweise in der Automatisierungstechnik einsetzbare pneumatische Antriebssystem 1 ist zur Bereitstellung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten, vorzugsweise linearen Arbeitsbewegung 91 ausgebildet. Zu diesem Zweck ist das pneumatische Antriebssystem 1 beispielsweise als eine den pneumatische Antrieb 2, die Steuerventileinrichtung 4 und die Entlüftungseinrichtung 3 enthaltende Baugruppe ausgebildet. Die zur Beaufschlagung mindestens einer Antriebskammer 20 des pneumatische Antriebs 2 dienende Druckluft wird vorzugsweise durch die Steuerventileinrichtung 4 hindurch in eine Antriebskammer 20 entweder eingespeist oder abgeführt, sodass der pneumatische Antrieb 2 betätigt wird und die Kolbeneinrichtung 13 die lineare Arbeitsbewegung 91 entlang einer Bewegungsachse ausführt. Um die Antriebskammer 20 beispielsweise bei einer Störung des pneumatische Antriebssystems 1 entlüften zu können, steht mindestens eine Antriebskammer 20 mit der Entlüftungseinrichtung 3 in Verbindung, die es bei Bedarf ermöglicht, die Druckluft aus der Antriebskammer 20 durch die in seine Offenstellung gebrachte Entlüftungseinrichtung 3 hindurch zur Atmosphäre entweichen zu lassen. Um den das pneumatische Antriebssystem 1 bedienenden Fachmann über die Offenstellung der Entlüftungseinrichtung 3 zu informieren, ist die Entlüftungseinrichtung 3 mit Signaltonerzeugungsmitteln 41 ausgestattet, die durch die beim Entlüftungsvorgang ausströmende Druckluft zur Erzeugung eines Signaltons betätigbar sind. Auf diese Weise kann der Fachmann zum Beispiel über eine Gefahrensituation informiert und zu geeigneten Gegenmaßnahmen veranlasst werden.
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In einer möglichen Betriebsstellung des pneumatischen Antriebssystems 1 ist eine Antriebskammer 20 des pneumatischen Antriebs 2 mit Druckluft beaufschlagt und das Entlüftungsventil 22 durch Betätigung der Stellmittel 35 in eine Offenstellung 24 gebracht, sodass die Druckluft aus der Antriebskammer 20 durch das Entlüftungsventil 22 hindurch ausströmt. Die Druckluft passiert dabei die Fluideingangsöffnung 30, anschließend die Signaltonerzeugungsmittel 41 unter Bildung des akustischen Signals, und schließlich die Fluidausgangsöffnung 31, um zur Atmosphäre auszuströmen. Auf diese Weise ist die Antriebskammer 20 des pneumatischen Antriebs 2 entlüftbar, wobei ein das pneumatische Antriebssystem 1 bedienender Fachmann durch das erzeugte akustische Signal auf eine Offenstellung 24 des Entlüftungsventils 3 hingewiesen wird.
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In der 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt, in der der bevorzugt als doppeltwirkender Pneumatikzylinder 10 ausgebildete pneumatischen Antrieb 2 über die Kolbeneinrichtung 13, die Kolbenstange 14 und den nicht sichtbaren Kolben 15 verfügt. Am Antriebsgehäuse 11 des pneumatischen Antriebs 2 sind zwei Baugruppen angeordnet, die jeweils eine Steuerventileinrichtung 4 und eine Entlüftungseinrichtung 3 umfasst, wobei jede Entlüftungseinrichtung 3 über ein Entlüftungsventil 22 verfügt. Das Entlüftungsventil 22 ist Bestandteil einer Befestigungseinrichtung 45, die die Montage der Entlüftungseinrichtung 3 an einem Ventilträger 50 erlaubt. Gemäß 2 ist der Ventilträger 50 von einer Gehäusewand 12 des pneumatischen Antriebsystems 2 gebildet, sodass die Befestigungseinrichtung 45 direkt an dem pneumatischen Antrieb 2 anbringbar ist.
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Der Steuerventilkörper 42 der Steuerventileinrichtung 4 kann direkt und beispielsweise sogar einstückig an der Befestigungseinrichtung 45 angebracht sein, sodass die Steuerventileinrichtung 4 mit der Entlüftungseinrichtung 3 und den pneumatischen Antrieb 2 kommunizierend in Verbindung steht. Die Fluidkanaleinrichtung 5 wird vorzugsweise durch in die Steuerventileinrichtung 4 und die Befestigungseinrichtung 45 eingebrachte Kanäle gebildet. In diesem Fall ist die Befestigungseinrichtung 45 auch zur Befestigung der Steuerventileinrichtung 4 an dem Ventilträger 50 beziehungsweise dem pneumatischen Antrieb 2 ausgebildet.
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Die Signaltonerzeugungsmittel 41 können prinzipiell an jeder beliebigen Stelle des Entlüftungsventils 22, das beim Entlüften von der Druckluft durchströmt wird, angeordnet sein. Bevorzugt sind die Signaltonerzeugungsmittel 41 allerdings Bestandteil des Verschlussgliedes 51 des Entlüftungsventils 22. Das Verschlussglied 51 ist relativ zum Ventilgehäuse 92 zwischen einer der Offenstellungen 24 und der Schließstellung 23 hin und her bewegbar, wobei es sich in der 2 und 3 in seiner Schließstellung 23 befindet. Das Verschlussglied 51 ist bevorzugt von einer Verschlussschraube 52 gebildet, die in eine als Hohlschraube 53 ausgestaltete Befestigungseinrichtung 45 eingeschraubt ist, sodass die Stellbewegung 25 des Verschlussgliedes 51 durch eine rotatorische Drehbewegung 47, die durch einen Doppelpfeil angedeutet ist, erreicht wird. Das Verschlussglied 51 ist dabei um eine Hochachse 48 der Verschlussschraube 52 des Verschlussgliedes 51 drehbar. In einer nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der Steuerventilkörper 42 gegenüber dem Antriebsgehäuse 11 des pneumatischen Antriebs 2 um eine Steuerventilhochachse 49 herum verdrehbar ausgebildet, sodass eine an den Steuerventilkörper 42 angeschlossene Fluidleitung besonders einfach, zum Beispiel in Richtung einer Druckversorgungseinheit, ausgerichtet werden kann. In den Ausführungsbeispielen der 2 bis 5 fällt die Hochachse 48 mit der Steuerventilhochachse 49 zusammen.
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Der Steuerventilkörper 42 der Steuerventileinrichtung 4 weist eine zur Atmosphäre offene oder mit einer Fluidleitung verbundene Steuerventilausgangsöffnung 54 auf, durch die hindurch je nach Betriebszustand des pneumatischen Antriebssystems 1 Druckluft eingespeist oder entweichen kann.
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Die Entlüftungseinrichtung 3 der 3 ist gemäß der Schnittlinie III-III der 2 geschnitten dargestellt und verfügt über das als Verschlussschraube 52 ausgebildete Verschlussglied 51. Die Verschlussschraube 52 ist in die als Hohlschraube 53 ausgebildete Befestigungseinrichtung 45 eingeschraubt, die gleichzeitig das Ventilgehäuse 92 bildet. Die Hohlschraube 53 ihrerseits ist in den von der Gehäusewand 12 gebildeten Ventilträger 50 eingeschraubt, wobei sie auch den Steuerventilkörper 42 der Steuerventileinrichtung 4 durchsetzt und mit dem Ventilträger 50 verspannt, so dass die Steuerventileinrichtung 4 am Ventilträger 50 befestigt ist. Aus der Antriebskammer 20 ausströmende Druckluft kann durch einen Entlüftungskanal 55 der Hohlschraube 53 und die Fluidkanaleinrichtung 5 zur Steuerventileinrichtung 4 strömen. Während der Einspeisung strömt die Druckluft in entgegengesetzter Richtung zur Antriebskammer 20 hin. Die Strömungsrichtungen sind durch die Doppelpfeile a und b angedeutet.
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Die das Verschlussglied 51 tragende Hohlschraube 53 bildet in dieser Ausführungsform das Ventilgehäuse 92 des Entlüftungsventils 22.
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Die in die Hohlschraube 53 eingeschraubte Verschlussschraube 52 weist einen Schraubenkopf 61 und einen von dem Schraubenkopf wegragenden Schraubenschaft 60 auf, an dessen Außenumfang ein Außengewinde angeordnet ist. Der Schraubenschaft 60 verfügt über einen vom Schraubenkopf 61 axial distanziert angeordneten Sicherungsring 63, der die Stellbewegung 25 der Verschlussschraube 52 begrenzt, sodass die Verschlussschraube 52 über eine maximale Offenstellung nicht hinausgedreht werden kann. Vorteilhafterweise ist in den Schraubenschaft 60 eine Befestigungsnut eingebracht, in die das Sicherungselement 62 eingesetzt und axial unverschieblich aufgenommen ist. Ferner weist der Schraubenkopf 61 der Verschlussschraube 52 bevorzugt Stellmittel 35 auf, die als Handangriffsabschnitt 71 und/oder als Werkzeugangriffsabschnitt 72 ausgebildet sind. Sie erlauben das manuelle Einleiten der zur Hervorrufung der Stellbewegung 25 nötigen Stellkräfte.
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Das Entlüftungsventil 22 ist von einem zur Entlüftung der angeschlossenen Antriebskammer 20 durchströmbaren Entlüftungskanal 55 durchsetzt, der bevorzugt aus einem die Befestigungseinrichtung 45 durchsetzenden ersten Entlüftungskanalabschnitt 55a und einem sich daran anschließenden, das Verschlussglied 51 beziehungsweise die Verschlussschraube 52 durchsetzenden zweiten Entlüftungskanalabschnitt 55b zusammensetzt. Zweckmäßigerweise sind der erste Entlüftungskanalabschnitt 55a sowie der zweite Entlüftungskanalabschnitt 55b koaxial zueinander ausgerichtet.
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In den Entlüftungskanal 55 sind die Signaltonerzeugungsmittel 41 eingeschaltet. Bevorzugt befinden sie sich im Verlauf des zweiten Entlüftungskanalabschnittes 55b, wobei der Schraubenschaft 60 der Verschlussschraube 52 zumindest teilweise von dem zweiten Entlüftungskanalabschnitt 55b durchsetzt ist. Eine Durchlassöffnung 65 durchsetzt die Wandung des Schraubenschaftes 60, wobei die Durchlassöffnung 65 zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Hochachse 48 der als Verschlussglied 51 ausgebildeten Verschlussschraube 52 ausgerichtet ist und wobei bevorzugt in dieser Durchlassöffnung 65 die Signaltonerzeugungsmittel 41 angeordnet sind. Bei den Signaltonerzeugungsmitteln 41 handelt es sich bevorzugt um Pfeiftonerzeugungsmittel 64, die beispielsweise als ein die Durchlassöffnung 65 vollständig umrahmender Anblaskörper 70 ausgebildet sind. Die Pfeiftonerzeugungsmittel 64 sind Signaltonerzeugungsmittel 41, die einen Pfeifton als akustisches Signal erzeugen.
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Die Hohlschraube 53 weist zur Aufnahme des Verschlussgliedes 51 zumindest an einem Wandungsabschnitt des Entlüftungskanals 55 ein Innengewinde auf, das das Einschrauben des Verschlussgliedes 51 ermöglicht. An ihrer Außenseite weist die Hohlschraube 53 ein Außengewinde auf, mit dem sie in den Ventilträger 50 eingeschraubt ist, beispielsweise in die Gehäusewand 12 des pneumatischen Antriebs 2. Ferner verfügt sie über Steuerventilbefestigungsmittel 73, die das Befestigen des Steuerventilkörpers 42 der Steuerventileinrichtung 4 am Ventilträger 50 beziehungsweise an der Gehäusewand 12 des Antriebsgehäuses 11 des pneumatischen Antriebs 2 ermöglichen. Die Steuerventilbefestigungsmittel 73 der in 3 gezeigten Hohlschraube 53 enthalten eine Klemmschulter, die den Steuerventilkörper 42 mit dem Ventilträger 50 verklemmen beziehungsweise verspannen kann, wenn die Hohlschraube 53 in eine den Steuerventilkörper 42 durchsetzende Steuerventilkörperausnehmung 74 eingebracht und in eine Ventilträgerausnehmung 75 des Ventilträgers 50 eingeschraubt ist.
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Die in der in der 4 gezeigten Offenstellung befindliche Entlüftungseinrichtung 3 ermöglicht es, dass durch den ersten und zweiten Entlüftungskanalabschnitt 55a, 55b hindurch Druckluft aus der Antriebskammer 20 ausströmen kann, um die angeschlossene Antriebskammer 20 zu entlüften. Beim Durchtritt der Druckluft durch die in den zweiten Entlüftungskanalabschnitt 55b eingeschaltete Durchlassöffnung 65 der Pfeiftonerzeugungsmittel 64 wird ein gut hörbarer Pfeifton erzeugt. Die Druckluft strömt dabei im Wesentlichen gemäß Pfeil c durch den Entlüftungskanal 55, 55a, 55b hindurch.
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In einer alternativen, in 4 gestrichelt dargestellten, Ausführungsform ist das Ventilgehäuse 92 unmittelbar von einer Gehäusewand 12 des Antriebsgehäuses 11 des pneumatischen Antriebs 2 gebildet, wobei das Verschlussglied 51 direkt in den Ventilträger 50 beziehungsweise die Gehäusewand 12 einschraubbar oder eingeschraubt ist, sodass auf eine gesonderte Befestigungseinrichtung 45, beispielsweise eine Hohlschraube 53 verzichtet werden kann. In diesem Fall bildet die Gehäusewand 12 auch gleichzeitig das das Verschlussglied 51 tragende Ventilgehäuse 92.
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Das in 5 vergrößert dargestellte Verschlussglied 51 ist von dem Entlüftungskanal 55 durchsetzt, wobei die Durchlassöffnung 65 in den Schraubenschaft 60 eingebracht ist.
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Die Signaltonerzeugungsmittel 41 weisen zweckmäßigerweise ein von der ausströmenden Druckluft angeströmten Anblasabschnitt 69 auf. Bei diesem Vorgang wird der Pfeifton erzeugt. Der Anblasabschnitt 69 umrahmt die Durchlassöffnung 65 und verfügt vorzugsweise über einen keilförmigen Anblaskörper 70, der eine erste Anblaskörperfläche 83 und eine zweite Anblaskörperfläche 84 aufweist, die in einer Anblaskante 81 enden. Die Anblaskante 81 ist dabei der in Richtung der Atmosphäre strömenden Druckluft entgegengerichtet, wobei die erste Anblaskörperfläche 83 zumindest im Wesentlichen parallel zu der Hochachse 48 ausgerichtet ist. Die zweite Anblaskörperfläche 84 ist vorteilhafterweise geneigt zu der Hochachse 48 ausgerichtet, wodurch der Anblaskörper 70 eine keilartige, zum Erzeugen eines akustischen Signals geeignete Formgebung erhält.
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Der das Entlüftungsventil 22 durchsetzende Entlüftungskanal 55 steht zweckmäßigerweise mit einem Resonanzraum 90 in Verbindung, der mit der durch den Entlüftungskanal 55 strömenden Druckluft und den der Durchlassöffnung 65 zugeordneten Signaltonerzeugungsmitteln 41 zusammenwirkt, um das akustisches Signal in seiner Signalcharakteristik beeinflussen zu können. Der Resonanzraum 90 ist mit dem Entlüftungskanal 55 verbunden, sodass die durch den Entlüftungskanal 55 strömende Druckluft mit dem Resonanzraum 90 interagieren kann, wobei die Signaltoncharakteristik, beispielsweise die Signaltonhöhe des akustischen Signals durch die Ausgestaltung, insbesondere durch die Anpassung des Volumens des Resonanzraums 90, beeinflussbar ist, sodass ein besonders deutlich hörbarer Signalton hervorrufbar ist.
