-
Druckmittelbetriebebe Vorrichtung zur Erzeugung einer hin-und
hergehenden Bewegung
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetriebene
Vorrichtung
zur Erzeugung einer hin-- und hergehenden Bewegung mit
einem
Gehäuse, das zwei koaxial zueinander liegende Zylinderräume
aufweist,
die jeweils einerseits durch eine Wand und andererseits durch einen Kolben
begrenzt sind, wobei die die Zylinder-
räume begrenzenden Kolbenflächen unterschiedliche
Größe auf-
weisen und die Kolben starr miteinander verbunden sind, und
wobei
Zufluß- und Abflußleitungen vorgesehen sind, sowie ein
Umsteuerventil,
das durch federnden Anschlag in den Endlagen der Kolben abwechselnd
entweder die beiden Zylinderräume mit-
einander oder den der größeren
Kolbenfläche zugeordneten Zylin-
derraum mit der Zufluß-
oder Abflußleitung in Verbindung bringt,
während der der kleineren
Kolbenfläche zugeordnete Zylinder-
raum ständig mit der anderen Leitung Verbunden
ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln eine Ruhe- tage
der Vorrichtung in einer Lndlage der Kolben zu erreichen.
Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der
von dem Umsteuerventil
gesteuerten Leitung ein Abschaltventil angeordnet ist, das von dem Druck
in dem der größeren Kolben-
fläche zugeordneten Zylinderraum betätigbar
ist. Wenn das Ab-
schaltventil mit diesem Zylinderraum verbunden wird,
so bewegen
sich die Kolben relativ zum Gehäuse bis in eine Endlage, und
bleiben
in dieser Lege stehen und zwar unabhEngig davon, in
welcher Richtung
sich die Kolben im Moment der Verbindung des
Abschaltventils mit dem betreffenden
Zylinderraum bewegen,
In der Leitung zum Abachaltventil kann ein
REckachlagventil an-
geordnet werden, um zu vermeiden, daß sich dtr
Druck in dieser beftung verNndert, wenn duroh die Betätigung
des Umeteuor-
ven.tils in der genannten Endlage die von
diesem gesteuerte
Leitung mit .dem der größeren Kolbenfläche zugeordneten
Zylin-
derraum in Verbindung kommt,
Ferner ist es beim Betrieb
der Vorrichtung mit einem inkomw preseiblen Medium zweckmäßig,
in der Leitung zum Abschaltventil einen Druckspeicher anzuordnen,
um den zum Schließen den Ab-
schaltventils erforderlichen
Druck auf jeden Fall aufrechtzu-
erhalten.
-
In vielen Fällen ist für eine solche Vorrichtung
ein intermittierender Betrieb erwünscht, z.H. beim Antrieb
von Scheiben-
wischern. Diene Forderung kann in einfacher@Weiae
dadurch er-
füllt werden, daß die Leitung zum Absehaltventil
durch ein
Verzögerungsglied mit Null verbindbar ist'. Den VerzUgerungsglied
hebt in bestimmten Zeitinterveilen die Wirkung der Ver-
bindung
zwischen dem der größeren Kolbenfläche zugeordneten
Zylinderraum und
dem Abschaltventil auf, so daß die Vorrichtung
während dieser
Intervalle arbeitet, zwischen di.e en jedoch in
der einen Endlage
stillsteht. Den Verzögerungsglied kann ein
Zeitschalter, ein
Bimetallachalter oder dergleichen sein.
Besondere vorteilhaft ist es, als
Verzögerungsglied ein druck-
mittelgesteuertes Absperrventil in Verbindung
mit einer ein-
stellbaren Drossel zu verwenden, das zwischen der Leitung zum
Abschaltventil
und Null angeordnet ist, wenn diese Leitung an
den Zylinderraum
angeschlossen ist, so,wird das Absahaltventil betätigt und die Kolben
bleiben in der einen Endlage stehen.
Gleichzeitig strömt das Druckmittel
in dieser Leitung durch
die Drossel zu dem Absperrventil, das nach
einem bestimmten
Verschiebeweg die zum Abschaltventilführende
Leitung mit Null
verbindet, wodurch das Abschaltventil geöffnet
und die Vor-
richtung wieder in Betrieb gesetzt wirdr Dia drö
e der Arbeitspausen ist abhängig von der Größe des Drosselquerschnittes
@ und' kann somit nach Belieben verändert werden Um einen schnellen`'
Abbau
des auf das Absperrventil wirkenden Drucken zu urreichen`, kann parallel
zur Drossel ein Rückschlagventil angeordnet.
werden,
so daß die Arbeitspausen nicht von dem relativ langsam
verlaufenden
Druckabbau durch die Drossel beeinflußt werden.
Die Zuflußleitungp
die Abflußleitung und die zum Abachaltventil führende Leitung sind
vorzugsweise in der Kolbenstange ange-
ordnet, so daß alle Anschlüsse
in einem Baunil liegen, wobei
es dann zweckmäßig ist,
die Kolben mit der Kolbenstange feststehend auszubilden und des Gehäuse
die hin- und hergehende Bewegung ausführen zu lassen.
-
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im
Folgenden
anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig.
1 eine schematische Darstellung den ersten Ausführungabeispiela,
im Längsschnitt, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung
den zweiten Ausführungsbeispiels, ebenfalls im Längsschnitt.
-
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus einem
Gehäuse 1
mit einem zylindrischen Innenraum 2, der durch einen Differen-
tialkolben
3 in zwei Zylinderräume 4 und 5 geteilt ist, die
nach außen zu durch
Deckel 6 und 7 abgeschlossen sind. Der
Differentialkolben 3 ist längsverschieblieh
im Innenraum 2
angeordnet und weist eine Kolbenstange 8 auf, die
sich durch den
Deckel 6 hindurch erstreckt und mit dem zu bewegenden blaschinen#-teil,
Werkzeug oder dergleichen verbunden ist. An dem Zylinder-
ende,
den auf der Seite der kleineren Kalbenfläehe 9 liegt, ist
eine
Zuflußleitung 10 für den Druckmittel angeschlossen. In
der Kolbenstange
8 ist eine Abflugleitung 11 angeordnet, deren
Mündung 12 an einer Stelle liegt,
die sich stets außerhalb dqs Zylinderraumes 4 befindet. , Im-Differentialkolben
3 ist ein erster Kanal 15 vorgesehen,
der die Kolbenflächen g
und 13 miteinander vorbindet. Ein zwei-
ter Kanal 16 verbindet
d£-.o größere Kolbenfläche 13 mit der
Rückflußieitung 11 in der Kolbenstange
B. Die beiden Kanäle
werden durch ein Umsteuerventil 17 gesteuert,
den im Differentialkolben 3 angeordnet ist und zwei parallele
Tellerventilƒ 19
und 20 aufweist, von denen das
Tellerventil 19 mit der Kolben-
fläche 9 und das Tellerventil 20 mit der
Kolbenfläche 13@zusammenwirkt. Die Tellerventile 19 und 20 werden durdh
einen
Stift 18 in einem Abstand voneinander gehalten, der die Dicke
des
Differentialkolbens 3 im Bereich der Ventile übersteigt;
Je nach der Stellung
den Umateuerventils 17 wird also der
erste Kanal 15 durch das Tellerventil
19 abgesperrt und der
zweite Kanal 16 freigegeben oder der zweite
Kanal 16 durch
das Tellerventil 20. abgesperrt und der ernte Kanal 15 frei-
gegeben.
An den Außenflächen der Tellerventile 19 und 20 sind
Federre 21 und
22 angebracht, die in den Endstellungen des
Differentialkolbens
3 mit den Deckeln 6 und ? zusammenwirken
und das Unateuerventil
17 umschalten. Alternativ können diese
Federn auch an den Deckeln
6 und ' angebracht sein. Eine
schwache Feder 23 ist bestrebt, den
Umsteuerventil 17 in
einer Endlage zu halten, wenn kein Druckmittel zugeführt
wird,
um zu verhindern, daß beim Inbetriebsetzen der Vor-
richtung das
Druckmittel direkt von der Zuflußleitung 10 zur
Abflußleituhg
11 strömen kann. Diese Feder 23 beeinflußt die
Wirkungsweise der Vorrichtung
im Betrieb nicht.
-
Die Wirkungsweise der gezeigten Vorrichtung ist derart, daß in
der dargestellten Lage des Umsteuerventils 17 das durch
die Zuflußleitung
10 zugeführte Druckmittel nur auf die Kelben-= fläche 9 wirkt, Während
der Zylinderraum 5 mit der Abflußleitung 11 verbunden ist. Der
Differentialkolben 3 bewegt sich also in
der Zeichnung nach links.
-
Wenn sich der Differentialkolben 3 seiner linken Endstellung
nähert, kommt die Feder 22 mit dem Deckel 7 in Berührung,
wird
gespannt, und sobald die Federspannung die Gegenkraft, die durch
den
auf dem Tellerventil 19 lastenden Druck bestimmt ist, über-
windet, wird das
Umsteuerventil 17 verachobon, so däß nun der
zweite Kanal
16 durch das Tellerventil 20 abgesperrt und der
erste Kanal 15 von dem Tellerventil
19 freigegeben wird, Das ` Druckmittel wirkt nun auch auf die größere Kolbenfläche
1 3,
wodurch sich der Differentialkolben 3 in der Zeichnung
nach
rechte bewegt, bis in der rechten Endlage das Umateuerventil
17 in analoger Weise umgeschaltet wird.
-
Um zu erreichen, daß der Differentialkolben 3 seine Ruhelage
stets
in einer Endlege hat, ist in der Rückflußleitung 11 ein
Abschaltvontil
24 angeoreinet, das z.B. als Kolbenschieberventil
ausgebildet
ist und unter der Wirkung einer Feder 25 steht,
die bestrebt
ist, das Ventil 24 offen zu halten. Das Abachaltventil 24 ist durch eine
Leitung 26 mit dem der größeren Kolbenfläche 13 zugeordneten
Zylinderraum ,5 verbunden. In der Leitung
26 ist ein Umschaltventil
27 angeordnet, das- das Abschaltvontil 24 wahlweise mit Null
oder mit dem Zylinderraum 5 in Verbindung
bringt. In der dargestellten
Stellung den Umschaltventils 27
ist dass. Abschaltvontil
24 mit dem Zylinderraum 5 in Verbindung,
was sich zunächst
nicht auswirkt, da dieser Zylinderraum 5
noch mit der ltückflüßleitung
11 in Verbindung steht. In dem
Moment aber, in dem der Differentialkolben
3 in seine linke
Endlage gelangt, wird das Umateuerventil
17 umgeschaltet und
das Druckmittel strömt in den Zylinderraum
5 und durch die
Leitung 26 zum Abschaltvontil 24, das nun
entgegen der Wirkung
der Feder 25 die Rückflwßleitung 11 absperrt.
Der Differeritial.-kolben 3 wird aufgrund der Differentialwirkung nach rechts
ver-
schoben und bleibt in seiner rechten Endlage stehen, da der
Druck
trotz des nun freigegebenen Kanals 16 nicht aua dein Zy-
linderraum
5 entweichen kann, weil das Abschaltvontil durch
diesen Druck
geschlossen gehalten wird.
-
Um diesen Druck in der Leitung 26 aufrechtzuerhalten, wenn die
leere Rückflußleitung 11 durch das abgehobene Tellerventil
20
mit dem Zylinderraum 5 in Varbindung kommt, ist in der
1,eitung
26 ein Rückschlagveritil 28 angeordnet, das in Richtung
auf' das,Abschaltventil
24 öffnet. Zu dem gleichen Zweck kann
in der Leitung
26 ein Druckepaichor 29 angeordnet werden. Dies
ist jedoch
an sich nur bei inkomprecaiblen Druckmitteln erforderlich.
Wird
das Umschaltventil 27 betätigt, so daß die Leitung 26
mit Null in Verbindung
konmst. so, wird das Abachaltventil 24
durch die Feder 25 geöffnet
und die Vorrichtung tritt wieder
. in Tätigkeit.
-
Die gezeigte Vorrichtung läßt eich ohne Schwierigkeit
auch
igtermittierend betreiben, wenn die Leitung 26 durch ein Verzögerungaglied
für einen bestimmten Zeitraum abwechselnd mit Null oder mit dem
Zylinderraum S verbunden wird. Dieses Ver#-sögerungaglied kann ein
Uhrwerk oder auch ein Bimetell-Schalter sein, das bsw. der diese
Schaltungen vornimmt. Besondere vor-
teilhaft ist es jedoch,
als Verzögerungsglied ein druckmittel-, gesteuertes Absperrventil
30 in Verbindung mit einer einstell-
baren Drossel 31 zu verwenden,
den zwischen der Leitung 26 und
Null angeordnet ist. Wenn
die Leitung 26 mit dem Zylinderraum
in Verbindung steht, so Wird zunächst
in der vorher beschrie-Denen Weise das Abachaltventil 24 betätigt
und der Differential-
kolben 3 bleibt in seiner rechten Endlage stehen.
Gleichzeitig
strömt den Druckmittel aus der Leitung 26 durch
die Drossel 31
zu dem Absperrventil 30, das nach einem bestimmten Verschiebe-
weg
unter Zusatmnendrüekung der Feder 32 die Leitung 26 mit
Null
in Verbindung bringt. Dadurch wird das Abschaltventil 24
geöffnet
und die Vorrichtung beginnt wieder zu arbeiten, da
der Zylinderraum
3 druckentlastet wird. Die Feder 32 ist be-
strebt, den Abschaltventil
30 wieder in seine absperrende
Stellung zu bringen, was davon abhängt,
wie schnell sich der
-auf dem Absperrventil 30 lastende Druck durch
die Drossel 31
abbaut. Um einen schnellen Druckabbau zu erreichen, kann
parallel
zur Drossel 31 ein Rückschlagventil 33 angeordnet
werden, den in
Richtung auf das Abachaltventil 24 Die Länge der Arbeitspausen ist abhängig von
der Größe den
Drosselquerschnittes und kann somit nach Belieben variiert
werden.
Wenn die Drossel ,31 ganz geschlossen werden kann, so
kann auf
das Umschaltventil 27 verzichtet worden.
Bei der Ausführung
gemäß Fig. 2 ist die Steuerung die gleiche
-wie bei der Ausführung
nach Figo 1, Die Vorrichtung selbst
besteht hierbei aus einem Gehäuse
1', das zwei zueinander
koa2siale Zylinderräume 49 und 5'-mit unterschiedlichem
Durch-
messer aufweist, die durch eine Zwischenwand 40 von
einander
getrennt sind, In den Zylinderräumen 4' und 5' ist je ein
Kolben
41 bzw. 42 verschiebbar angeordnet. Die Kolben 41 und
42, die einendem
Durchmesser ihrer Zylinderräume 4' bzw, 5'
etatsprechenden Durchmesser
aufweisen, sind durch ein Glied
43 starr miteinander verbunden und entsprechen
somit wirkungs-. mäßig dem Differentialkolben 3 in Figo 1. Das Umschaltventil
17-'
ist bei dieser Ausführung in der ZwiaE:henwand 40 ange-
ordnet und
weist zwei Tellerventile 199 und 20' auf, die mit
den Stirnflächen 44 und
45 der Zwischenwand 40 zusammenwirken.
Die Zwischenwand 40 enthält einen ersten,
die beiden Zylinder-
räume 49 und 5' miteinander verbindenden Kanal 15' und
einen
zweiten Kanal 16'Q der den dem größeren Kolben 42 zugeordneten
Zylinderraum 5' mit der Abflußleitung 11' in Verbindung
bringt,
während die Zuflußleitung 10' mit dem anderen Zylin-
derraum 4' in
Verbindung steht. Die beiden Tellerventile 19'
und 20', von denen das
eine den ersten Kanal 15' und das
andere den zweiten Kanal 16' steuert, sind
wiederum durch
einen Stift 181i, einem Abstand voneinander gehalten,
der
größer ist als die Dicke der Zwischenwand 40, Die Tellerven-
tile
191-und 20' stehen unter der Wirkung von Federn 219 und
229e
über welche das Ummteuerventil 17' i, den Endlagen der
miteinander
verbundenen Kolben 41 und 42 in der gleichen Weise
geschaltet wird wie vorstehend
in Zusammenhang mit Figo 1 bep schrieben" Die Vorrichtung nach
Fig, 2 hat den Vorteil, daß alle An-
schlüsse für de Druckmittel
im feststehenden Gehäuse ange-
ordnet werden können.
Das gleiche kann jedoch auch bei der
Vorrichtung nach Fig.
1 dadurch erreicht werden, daß neben
der Abflußleitung auch die
Zuflußleitung sowie die Leitung 26
zum Abechaltventil in die Kolbenstange
verlegt werden, und die
z.o1.benotange mit dem Diffaren@i.alkolben
fcatotehend ala.agebil.det während das Gehäuze die hIn- ,,,z-d bergehende Bewegung
xau,s-, EiLh:rand bei. den b:es@;'hhieaeaaeri Beispielen angenommen wur`l0 F daaß
dies Vorrichtung mit Druokluf e oder mit Drin 2kfiüseäceit be-
trieben wirds
1Rßt sich die beschriebene E:-ndlggensteuerung scii:Le der intermittierende R,etrieb
sinngemäß mach bei mit lTn d;erdruck arbeitenden Vorrichtungen verve:aden o Wenn
vorstcahend von Null die Aede wer, so Lot dä#mit der Atmo:phäre.tndruck bz-w. beiru@tflssigkei(:@s.arst.a@axa
Behä1:prdru-ck gemeint.