DE1926556C - Steuereinrichtung fur eine druckmittel betriebene Vorrichtung zur Erzeugung einer hin und hergehenden Bewegung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für eine druckmittelbetriebene Vorrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung, bestehend aus einem Gehäuse, in dem ein Differentialkolben verschiebbar angeordnet ist, der mit dem Gehäuse zwei Zylinderräume bildet, wobei in den ersten, der kleineren Kolbenfläche zugeordneten Zylinderraum ungesteuert eine Druckmittelzuflußleitung mündet und eine stirnseitig aus diesem Zylinderraum austretende Abflußleitung eine Zuflußleitung für den zweiten, der größeren Kolbenfläche zugeordneten Zylinderraum bildet, von dem wiederum stirnseitig eine Abflußleitung ausgeht, und wobei die beiden Abflußleitungen von je einem in einem der Zylinderräume angeordneten Ventilkörper mit Steuerbewegung parallel zur Bewegungsrichtung des Differentialkolbens beherrscht werden, die Ventilkörper durch ein Gestänge in einem festen Abstand voneinander gehalten, vom Differentialkolben in oder nahe seinen Endlagen mittels federnder Anschläge umsteuerbar sind und durch den Druck des Druckmittels bis zum Erreichen der anderen Endlage in ihrer Lage gehalten werden, in der jeweils eine der Abflußleitungen freigegeben und die andere gesperrt ist.

Eine derartige Steuereinrichtung läßt sich der fran zösischen Patentschrift ' 534 589 entnehmen. Bei dieser bekannten Einrichtung sind die beiden Abflußleitungen und das von den beiden Ventilkörpern gebildete Umsteuerventil im Kolben angeordnet, wobei das Umschalten Jer längsbeweglichen Ventilkörper in den Endlagen des Kolbens durch federnden Anschlag an den Zylinderdeckeln erfolgt. Die Abflußleitung aus dem de^r größeren Kolbenfläche zugeordneten Zylinderraum ist dabei mit einem Abflußkanal in der Kolbenstange in Verbindung. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist es, daß auf Grund des Raumbedarfs des Umsteuerventils eine gewisse Mindestgröße für den Kolbendurchmesser nicht unterschritten werden kann, auch wenn für die auszuübenden Kräfte ein sehr geringer Kolbendurchmesser ausreichend wäre. Ferner muß für jiden Anschluß des in der Kolbenstange angeordneten Abflußkanals eine flexible Leitung vorgesehen wenden, deren Arbeitsdruck und Lebensdauer begrenzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für eine druckmittelbetriebene Vorrichiung der genannten Art zu schaffen, bei der der Kolbendurchmesser ohne Rücksicht auf das Umsteuerventil ausschließlich im Hinblick auf die aufzubringenden Kräfte gewählt und bei der der Anschluß sowohl der Zufluß- als auch der Abflußleitung im Gehäuse angeordnet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zufluß- und die Abflußleitung für den zweiten Zylinderraum im Gehäuse angeordnet sind, wobei die Zuflußleitung für den zweiten Zylinderraum von der Gehäusestirnwand des ersten Zylinderraumes und die Abflußleitung für den zweiten Zylinderraum von der Gehäusestirnwand des zweiten Zylinderraumes ausgeht und der Abstand der Dichtflächen der Ventilkörper voneinander kleiner ist als der Abstand zwischen den mit diesen zusammenwirkenden Dichtflächen am Gehäuse.

Da bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag die mit dem Ventilkörper zusammenwirkenden Dichtflächen am Gehäuse und nicht wie bei der bekannten Vorrichtung am Kolben angeordnet sind, wird der Kolbendurchmesser von dem Umschaltventil nicht beeinflußt, so daß er sehr klein gehalten werden kann, was insofern von Bedeutung ist, als in der Hydraulik das Bestreben besteht, immer höhere Drücke anzuwenden, um Aggregate möglichst geringer Abmessungen zu ermöglichen. Durch die Anordnung der Abflußlei-

tung im Gehäuse entfällt auch der Anschluß durch Zylinderteil 2 und einem Zylinderdeckel 3 besteht. In eine biegsame Leitung. dem Gehäuse 1 ist ein Differentialkc'ben 4 verschieb-

Aus der USA.-Patentschrift 2 768 611 ist zwar ein bar angeordnet, der zwei Zylinderräume 5 und 6 vondoppeltwirkender Arbeitszylinder bekannt, der mit einander trennt und von dem eine Kolbenstange 7 Einlaß- und Auslaßleitungen im Gehäuse versehen 5 ausgeht, die sich durch den Boden des topfförmigen ist, die durch ein vom Arbeitskolben mitgenommenes Zylinderteils 2 nach außen erstreckt und mit dem zu Doppelventil alternativ geöffnet und geschlossen wer- bewegenden Gerät verbunden ist. In den der kleineren den. Dieses Ventil dient jedoch lediglich dazu, die je- Kolbenfläche 8 zugeordneten Zylinderraum 6 mündet weilige Abflußleitung zu schließen, bevor der Kolben eine Druqkmittel-Zuflußleitung 9, und von der Stirnfeine Endlage erreicht hat, um ein eir.geschlossenes io fläche 10 des der größeren Kolbenfläche 11 zugeord-Luftpolster zu schaffen, das den Anschlag des KoI- neten ZyUnderraumes 5 geht ein Abflußkanal 12 aus. bens dämpft. Eine Steuerung des Zu- und Abflusses Außerdem ist in dem Zylinderteil 2 ein Kanal 13 vordes Arbeitsmediums wird durch dieses Ventil nicht gesehen, der von der Stirnfläche 14 de« Zylinderrauerreicht. mes6 ausgeht und in den Zylinderraum 5 mündet.

Ferner zeigt die deutsche Patentschrift 867 028 15 Die Zu- und Abführung des Druckmittels zu bzw. einen pneumatischen Motor mit einem Differential- von dem Zylinderraum 5 wird durch ein Umsteuerkolben, bei dem die Verbindung des der größeren ventil IS gesteuert, das zwei plattenförmige Ventil-Kolbenfläche zugeordneten Zylinderraumes mit dem körper 16 und 17, einen in jedem Zylinderraum 5. 6. Zufluß- oder mit dem Abflußanschluß mittels eines aufweist, die durch Stangen id in einem Maximalab-Kolhcnventils bewirkt wird, das seiners its über zwei 20 stand voneinander gehalten werden, der kleiner ist als Ventile, die vom Kolben betätigt werden, auf der der Abstand zwischen den Stirnflächen 10 und 14. einen oder der anderen Seite mit Druckluft beauf- von denen die Kanäle 12 und 13 ausgehe.; Die Stirnschlagt wird. Diese Ausführung ist aufwendig und sie flächen 10 und 14 bilden somit gleichzeitig Ventilhüt den weiteren Nachteil, daß"die vom Kolben betä- sitze für die Ventilplattcn 16 und 17. Zwischen dem '.igten Ventile außen liegen, so daß insbesondere bei as Kolben 4 und den Ventilplatten 16 und 17 sind Druck-Verwendung eines hydraulischen Arbeitsmediums er- federn 19 und 20 angeordnet, die bestrebt sind, die hebliche Sorgfalt auf die Abdichtung verwendet wer- Platten 16, 17 an Anschlägen 18a der Stangen 18 /u den muß. halten. Der Kolben 4 ist durch einen Dichtungsring

Das die Ventilkörper miteinander verbindende CIe- 21 und die Kolbenstange 7 ist durch einen Dichumgsstänge erstreckt sich vorzugsweise frei verschiebbar 30 ring 22 gegenüber dem Gehäuse abg .dichtet. Außerdurch den Kolben hindurch. Es kann jedoch auch dem ist jede Stange !8 gegenüber dem Kolben durch außerhalb der Zylinderräume angeordnet werden. eben Dichtungsring 23 abgedichtet, der jedoch die

Die Ventilkörper sind vorzugsweise als Platten freie Verschiebbarkeit der Stange 18 gegenüber dem ausgebildet, die mit den Stirnflächen der Zylinder- Kolben 4 nicht beeinträchtigt.

räume, von denen die zu steuernden Kanäle ausge- 35 Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folhen. zusammenwirken. Insbesondere bei der Anord- gende: Bei Zuführung von Druckmittel durch die Zunung. bei der das Gestänge durch den Kolben hin- flußleitung 9 bewegt sich der Kolben 4 in Richtung durchgeführt ist, ist es vorteilhaft, zwischen den Plat- des Pfeiles P, da der Kanal 13 durch die Ventilplatte ten und dem Kolben Federn vorzusehen, welche die 17 abgedeckt, der Abtlußkanai 12 dagegen offen ist. Platten an Anschläge am Gestänge andrücken. Die 40 Wenn sich der Kolben 4 dem Ende seines Aufwärts-Umschaltung des Umsteuerventils erfolgt dabei unter hubes nähert, drückt er die Feder 10 zusammen, und Zusammendrücken der betreffenden Feder, wodurch sobald nun die dadurch auf die Ventilplatte 16 wirein schlagartiges Umschalte-i erreicht wird. Die kende Kraft größer wird als die im Gegensinn auf die Federkraft der beiden Federn kann unterschiedlich Ventilplatte 17 wirkende, von dem Druckmittel aussein, um zu erreichen, daß im Ruhezustand, d. h. bei 45 geübte Kraft, wird die Ventilplatte 16 gegen die Stirnnicht im Betrieb befindlicher Vorrichtung, die star- wand 10 gedruckt, wodurch der Kanal 12 abgesperrt kere Feder die ihr zugeordnete Ventilplatte auf ihren wird. Durch die Anschläge 18« der Stangen 18 wird Sitz an der betreffenden Stirnwand andrückt, wo- gleichzeitig die Ventilplatte 17 von der Stirnwand 14 durch gewährleistet ist, daß bei Inbetriebnahme der abgehoben, wodurch der Kanal 13 freigegeben wird. Voriichtung, also bei Zuführung des Druckmittels, 50 Dadurch kann das durch die Zuflußleitungen 9 zugedie Vorrichtung anlaufen kann. Bei gleich starken führte Druckmittel durch den Kanal 13 in den Zylin-Federn bestünde die Möglichkeit, daß im Moment derraum 5 g?Iangen. Da die Kolb.-nflächc 11 größer der Druckmittelzuführiing beide Kanäle offen sind, in ist als die Kolbenfläche 8, bewegt sich nun der KoI-welchcm Falle das Druckmittel durch den Abflußka- ben 4 in der Zeichnung nach unten. Dabei drückt er na! abstimmen könnte, ohne den Kolben in Bewegung 55 die Feder 20 zusammen. Am Ende seines Abwärtshuzu versetzen. bes hat der Kolben 4 die Feder 20 so weit zusammen-

Zwei AusführungsbeispielQ der Erfindung werden gedruckt, daß die dadurch auf die Ventilplatte im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wirkende Kraft ausreicht, um die im Gegensinn auf beschrieben. Es zeigt die Ventilplatte 16 wirkende, von dem Druck des Ar-

F i g. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausfüh- 60 beitsmittels herrührende Kraft zu überwinden und die rungsbeispieles, bei dem das Gestänge des Umsteuer- Ventilplatte t7 wieder in die dargestellte Lage zu ventils durch den Kolben geführt ist, und drücken, in der der Kanal 13 abgesperrt und der Ab-

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das zweite Aus- flußkanal 12 wieder geöffnet ist. Dann beginnt wieder führungsbeispiel, bei dem das Gestänge des Umsteu- der Aufwärtshub des Kolbens 4. Wie ersichtlich, ererventils außerhalb der Zylinderräume angeordnet 65 folgt das Umschalten des Umsteuerventils 15 jeweils ist. schlagartig mit Hilfe der durch die Kolbenbewcgung

Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen, die bewirkten Vorspannung der Federn 19 und 20. Daein Gehäuse 1 zeigt, welches aus einem topfförmigen durch wird vermieden, daß beide Kanäle 12 und

gleichzeitig offen sind, was zu Funktionsstörungen Anlaß geben würde.

Die Fccler 20 ist etwas stärker als die Feder 19. Dadurch wird erreicht, daß bei abgeschalteter Druckmittelzufuhr und in der Mitte seines Hubes stehengebliebenem Kolben 4 die Ventilplatte 17 in ihrer Schließstellung ist, so daß bei Zuführung des Druckmittels die Vorrichtung sofort zu arbeilen beginnt. Ist der Kolben 4, bedingt durch das angeschlossene Gerät, in der Ruhestellung oberhalb seiner Mittellagc, so kann die Vorspannung der Feder 19 größer sein als die Vorspannung der Feder 20, wodurch dann die Ventilplatle 16 auf ihren Sitz gedrückt wird. In jedem !•'all wird gewährleistet, daß einer der Kanäle 12 oder 13 in der Ruhestellung des Gerätes geschlossen ist. Selbstverständlich könnte an Stelle der Feder 20 auch die Feder 19 als die stärkere Feder ausgebildet sein.

Ivs sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, in welcher gleiche oder gleichartige Teile mit gleichen Be- ao zugs/.eichen wie in Fig. 1, jedoch mit einem Strich bezeichnet sind. Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von derjenigen in Fig. I im wesentlichen nur dadurch, daß das die Ventilplattcn 16' und 17' miteinander verbindende Gestänge 18' außerhalb der Zylinderräume 5' und 6' angeordnet ist. Die Federn 19' und 20' sind hierbei direkt an den Ventilplattcn 16' und 17' befestigt. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß der Kolben 4' nicht durchbohrt zu werden braucht, um Stangen hindurchzuführen zu können, und daß keine zusätzliche Abdichtung zwischen den beiden Zylindcrräumcn 5' und 6' für das Gestänge vorgesehen werden muß. Audcrerscits ist das Gestänge 18' durch Dichtungsringe 24 dichtend durch den Zylinderteil 2' bzw. den Dekkcl 3' zu führen. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist genau dieselbe wie diejenige der Vorrichtung nach Fig. I. Unterschiedlich ist lediglich die Gewährlcistung einer definierten Schließstellung des Umschaltventils in der Ruhestellung des Gerätes; und zwar ist hierzu eine zusätzliche Feder 25 vorgesehen, die auf die Ventilplatte 16' wirkt und bei außer Betrieb befindlicher Vorrichtung dafür sorgt, daß die Vcntilplattc 16' auf ihren Ventilsitz 10' gedrückt wird und den Kanal 12' absperrt, wobei gleichzeitig die Ventilplattc 17' von ihrem Sitz 14' abgehoben wird und den Kanal 13' freigibt. Selbstverständlich könnte die Feder 25 auch auf die Ventilplatte 17' wirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für eine druckmittelbetriebene Vorrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung, bestehend aus einem Gehäuse, in dem ein Differentialkolben verschiebbar angeordnet ist, der mit dem Gehäuse zwei Zylinderräume bildet, wobei in den ersten, der kleineren Kolbenfläche zugeordneten Zylinderraum ungesteuert eine Druckmittelzuflußleitung mündet und eine stirnsehig aus diesem Zylinderraum austretende Abflußleitung eine Zuflußleitung für den zweiten, der größeren Kolbenfläche zugeordneten Zylinderraum bildet, von dem wiederum ig stirnseitig eine Abflußleitung ausgeht, und wobei die beiden Abflußleitungen von je einem der Zylindcrraun·-.· angeordneten Ventilkörper mit Steuerbewegung parallel zur Bewegungsrichtung des Differentialkolbens beherrscht werden, die Venlilkörper durch ein Gestänge in einem festen Absland voneinander gehalten, vom Differentialkolben in oder nahe seinen Endlagen mittels federnder Anschläge umsteuerbar sind und durch den Druck des Druckmittels bis zum Erreichen der anderen Endlage in ihrer Lage gehalten werden.

in der jeweils eine der AbflußleitUiigen freigegeben und die andere gesperrt ist, dadurch g ek e η η / e i ι Ί net. daß die Zufluß- und die Abflußleitung (13. 13' bzw. 12 12') für den zweiten Zylinderraum (5. 5') im Gehäuse (1, V) angeordnet sind, wobei die ZufluUlcitmg (13, 13') für den zweiten Zylinderraum (5, 5') von der Gehäusestirnwand (14. 14') des ersten Zylinderaumes (6. 6') und die Abflußleitung für den zweiten Zylinderraum (5. 5') von der Gehäusestirnwand (10. 10') des /weiten Zylinderraumes (5. 5') ausgeht und der Abstand der Dichtflächen der Ventilkörper (16. 17; 16', 17') voneinander kleiner ist als der Abstand zwischen den mit diesen zusammenwirkenden Dichtflächen am Gehäuse (1. V).

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gestänge (18) frei verschiebbar durch den Kolben (4) hindurch erstreckt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (16, 17) in an sich bekannter Weise als Platten ausgebildet sind, die durch am Kolben (4) abgestützte Federn (19. 20) an Anschläge (18 a) am Gestänge (18) angedrückt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorspannung der beiden Federn (19. 20) unterschiedlich ist.

5. Finrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (18') in an sich bekannter Weise außerhalb der Zylinderräume (5', 6') angeordnet ist.