DE2008684B2

DE2008684B2 - Steuerung fuer einen doppelt wirkenden pneumatik-kolbenmotor

Info

Publication number: DE2008684B2
Application number: DE19702008684
Authority: DE
Inventors: Samuel Raymond Lorain; Rood Alvin Arnold Westlake; Scharf Donald Ralph Amherst; Ohio Rosen (V.StA.)
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1969-03-21
Filing date: 1970-02-25
Publication date: 1973-04-05
Also published as: DE2008705B2; FR2035152A1; GB1301386A; US3635125A; JPS4838482B1; FR2035152B1; CA922593A; DE2008705A1; DE2008684A1; DE2008684C3; NL7003993A; SE388661B; BE747742A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für einen doppeltwirkenden Pneumatik-Kolbenmotor. mit einem vom Motorkolben in seinen beiden Totpunktlagen auslösbaren Steuerventil und einer mit Stufenkolben versehenen, mittels des Steuerventils pneumatisch betätigbaren Stcllventil-Einrichtung zum wechselseitigen Öffnen und Absperren der Ein- und Auslaßkanäle des Motorkolbens.

Die Erfindung läßt sich insbesondere in Verbindung mit doppelt wirkenden Hydraulikpumpen anwenden, wie man sie beispielsweise benutzt, um flüssige Farbe in eine Spritzpistole zu pumpen. Mittels derartiger Hydraulikpumpen läßt sich kalte oder heiße Farbe nach dem sogenannten »luftlosen Spritzverfahren« verarbeiten, wie es in den USA.-Patentschriften 754 228 und 2 763 575 beschrieben ist. Nach die-

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scm Verfahren wird die heiße oder kalte Farbe unter hohem Druck aus einer kleinen Düse versprüht, wohei es besonders auf konstanten, gleichmäßigen Druck ankommt, um gute Spritzergebnisse zu erzielen.

Bei Druckluftmotoren der genannten Art stellt iler DrucklulL-Ein- und Auslaß ein besonderes Problem dar. Die Luftführung sol! einen minimalen StrV niungswiderstand aufweisen und eine leckagefreie Strömungsumkehr an den beiden Kolbenhub-Endpunkten gewährleisten, damit die angeschlossene Spritzpistole unabhängig von der Hubumkehr weitgehend konstant mit Druck versorgt wird, und damit (iesehwindigkeits- und Lasterhöhungen im wescntüchen verzögerungsfrei vorgenommen werden könnon.

Ein bekannter Pneumatik-Kolbenmotor besitzt als die Endlagen des Motorkolbens abtastendes Steuerventil zwei tederbelastete Kolben, welche seitlich in ilie Kolbenlaufbahn hineinragen und über Keilflächen iibwechselnd vom Kolben aus dem Zylinderraum verdrängt werden. Dieses bekannte Steuerventil besitzt große Massen, die jedesmal vom Kolben beschleunigt werden müssen, was nicht nur zu großem Verschleiß und zur Geräuschbildung führt, sondern ferner die Arbeitsfrequenz des Motors begrenzt. Diesei" bekannte Motor ist durch seine doppelten Steuerkolben nicht nur versehleißanfällig. geräuschvoll und langsam, sondern auch aufwendig.

Ein anderer bekannter doppelt wirkender Kolbenmotor besitzt ein Steuerventil, welches in beiden Totpunktlagen des Kolbens unterschiedlichen Steuer-Verhältnissen unterworfen ist. Diese unterschiedlichen Steiierverhällnisse lassen keinen optimalen Betrieb. insbesondere bei höherer Arbeitsfrequenz, zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für einen doppelt wirkenden Pneumatik-Kolbenmotor so auszubilden, daß ihre Steuer- und Stellorgane bei extrem schneller Umschaltung mit minimalen mechanischen bzw. Druck-Signalen auskommen und dabei den Motor in seinen Totpunkten sehr schnell aus einer Bewegungsrichtung in die entgegengesetzte umschalten, und daß die Steuer- und Stellorgane robust, einfach und leicht einstellbar ausgebildet und bei guiei Eiiizel-Zugänglickkcit !eicht zu montieren, zu warten und zu reparieren sind.

Erfmdungsgcmaß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stellventil-Einrichtung zwei separate Stellventile aufweist, von denen je eines jedem Ein- und Aiislaßkanal auf jeder Seite des Motorkolbens zugeordnet ist und von denen das eine Stellventil durch ein Drucksignal des Steuerventils in jeweils eine seiner beiden Betriebsstellungen bewegbar ist. während im wesentlichen gleichzeitig das andere Stellventil mittels eines T.. 'cksignals eines durch ein zweites Drucksignal vom Steuerventil ausgelösten Hilfs-Steucrventils in seine dem ersten Stellventil entgegengcsetzlc Betriebsstellung bewegbar ist.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß jedes der beiden Stellvcntilc nur für die eine seiner beiden Arbcits-Stellungen cm Drucksignal benötigt. Sobald das Drucksignal vom Steuerventil bzw. vom Hilfs-Steucrventil abgeschaltet ist. läßt sich der normale, stets vorhandene Leitungsdruck einsetzen, um die Stell-Ventile in ihre erste Arbeitsstellung zurückzubringen. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Steuersignal für beide Totpunktlagen des Motorkolbens von einem einzigen Steuerventil ausgehen. Es ist damit atisgcschlossen, daß beispielsweise infolge eines Wartungsfehlers für beide Totpunktlagen unterschiedliche Steuerzeiten eingestellt werden.

Vorzugsweise besitzt das Steuerventil ein mittels eines die beiden Totpunkte des .Motorkolbens abtühlenden Stellorgans zwischen zwei durch eine Sehmippeinrichtung fixierten Endlagen hin- und heil· :v.cjbares Verschlußglied. Dieses Stellorgan des Steuerventil-Verschlußglieds kann verstellbar ausgebildet und im Bereich jeder Totpunktlage des Motorkolbens mit diesem über je einen Kraftspeicher gekoppelt sein.

Fine besonders vorteilhafte Motorsteuerung ergibt sieh, wenn die Stellventile je einen Ventilteller aufweisen, der alternierend mit einer Stirnfläche --einen zugeordneten Finlaßkana) und anschließend nach Umschaltung mit der gegenübciliegenden Stirnfläche einen zugeordneten Auslaßkanal abschließt h/\v. trei- «ibt. Daraus ergibt sich ι' ·: besondere Vorteil, daß bei einem extrem kurzen Ventilhub große Querschnitte freigegeben bzw. schnell geschlossen werden können.

Das Steuerventil und das Hilfs-Steuenentil knnen

..Is an eine von außen kommende Druckuni'n-itimg angeschlossene Dreiweg-Tellerventile ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, auch die Stellventile als Drei weg-Tellerv entile auszubilden.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit einer Zeichnung an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungstorm einer doppelt wirkenden Hydraulikpumpe mit einem erfindungsgemäßen, einzylindrigen, doppelt wirkenden Druckluftmotor,

F i g. 2 eine Vorderansicht der Pumpe und ties Druckluftmotors gemäß Fig. !.

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt 3-3 gemäß Fig. 1.

F i g. 4 einen Querschnitt 7-7 gemäß F i g. 3.

F i g. 5 einen Querschnitt 8-8 gemäß F i g. 3.

F i g. 6 einen fragmentarischer. Querschnitt 9-9 gemaß F i g. 3.

F i g. 7 einen fragmentarischen vergrößerten Schnitt 3-3 gemäß Fig. 1. der das Steuerventil des Druckluftmotors zeigt.

F i g. S einen fragmentarischen Schnitt 11-11 gemäß F i g. 7.

F i g. 9 einen Querschnitt 12-12 gemäß F i g. 3.

Fig. 10 einen fragmentarischen Schimt 13-13 gemaß F i g. 3,

F i g. M einen Querschnitt 14-14 gemäß F i g. 3.

Fig. 12 einen Querschnitt 15-15 gemäß Fig. 3.

F ig. 13 einen Querschnitt 16-16 gemäß F i g. 3.

F i g. 14 ein Prinzipschaltbild des pneumatischen Steuersystems des Druckluftmotors während des Abwärtshubes des Kolbens des Druckluftmotors.

Fig. 15 ein Prinzipsclialtbild des pneumatischer Steuersystems ahn ich Fig. 14. jeüoch während de; Aufwärtshubes des Kolbens des Druckluftmotors.

Fig. 1 und 2 zeigt eine Spritzvorrichtung zurr Spritzen von flüssiger Farbe nach dem sogenannter luftlosen Spritzverfahren. Die Vorrichtung besitz eine doppelt wirkende Hydraulikpumpe/(. die vot einem doppelt wirkenden Druckluftmotor B ange trieben wird. Die Pumpe A pumpt Farbe au einem Farbtopf C (im Umriß dargestellt) zu eine Spritzpistole D (ebenfalls im Umriß dargestellt). Di Farbe aus dem Farbtopf C tritt durch einen Eintritts Anschluß 10 von unten her in die Hydraulikpumpe /

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bt'f.lit't .-.·.. Ut- i-c--;ίί■·..-· 13 -··-..· .ν ^Λ ;-_;;Vv,. ;i'j-. der J-^rOt. die ;^-iJ; ';:■- Dry: -:■-;.■ '.·.'.ν;.·.:.'.·.■.■: Λ/ zu groß 'iind.

Die Färbt verläßt den Hit·;.' J 3 d';:-.h ';;.v.·;; Λ -v mm-Anschluß 14. der durch tintr; ii';*;i;k.·, V.hi:.-·.·..¹.· 15 mit der Spritzpistole L» verbunden im. Du ';'-b;:;:;<.:i 15 Kt vorzugsweise 7.5 m oder Xw,i>:: ··.'> <k-ß >:; im Falle von Druckschwankungen am Au-mu de; Ου;, pelt v.iikenden Pumpe Λ einen Dämpfung"·':)!'«' ausübt. Die Hydraulikpumpe/1 arbeitet mit einer typischein Geschwindigkeit von ungefähr 40 Hüben pro Minute und besitzt in einem typischen liti-pitl eine Verdrängung von ungefähr 15 cm^!.

Arn oberen Ende der Pumpe Λ ist eine Lösungsmittelkammer lfi mit einem Füllnippel 17 angeordnet. Die Kammer 16 bildet um das obere F.nde eines Pumpenkolbens 18 ein Lösungsmittelbad, das Farbansammliiniien am oberen linde des Pumpenkolbens 18 löst.

Gemäß F i g. 4 wird die Druckluft zum Antrieb des Druckluftmotors Ii von einem Druckluftkompressor 20 geliefert, der gemäß F i g. 1 durch eine Drucklultleitung 21 mit einem Druckrcgelventil 22 verbunden ist. das an dem Druckluftmotor Ii befestigt ist. Die Luft tritt über einen Schalldämpfer 23, der das Geräusch der austretenden Luft dämpft, aus dem Druckluftmotor Ii aus. Am Kopf des Druckluftmotors Ii ist ein Manometer 24 angeordnet.

Ciemäß F" i g. 3 besitzt der doppelt wirkende Druckluftmotor/i einen Druckluftzylinder 30. der zwischen einem oberen Zylinderkopf 31 und einem unteren /vlinderkopl 32 angeordnet ist. Der Zylinder 30 und die Zylinderköpfe 31 und 32 bestehen vorzugsweise :.iis Gußaluminium. Die Lauffläche des Zylinders 30 it anodisch schürtet, damit sie Reibungskräfte aufnehmen kann und der Verschleiß auf ein Minimum reduziert wird. Im Zylinder 30 ist ein Kolben 33 angeordnet, der an einer rohrförmigen Kolbenstange 34 befestigt ist.

Durch Fin 'Austrittskanäle 35 und 36. die im oberen Zylinderkopf 31 bzw. im unteren Zylinderkopf 32 angeordnet sind, tritt die Druckluft in den Zylinder 30 ein und verläßt diesen wieder in der entgegengesetzten Phase. Die Steuerung des Luft-Ein-Austritts an den jeweiligen Enden des Zylinders 30 wird gemäß F i g. 3 durch ein oberes Stellventil 37 bzw. durch ein unteres Stcllventil 38 gesteuert. Die Stellvcntile 37 und 38 sind Tellcrventilc.

Die Ventile 37 und 38 sind in einem Ventilgehäuse 40 angeordnet, dessen eine Seite mit dem oberen Zylinderkopf 31 und dessen andere Seite mit dem unteren Zylinderkopf 32 verschraubt ist. Das Gehäuse 40 besitzt einen zentralen I.uftcintrittskanal 41, der sich längs durch das Gehäuse 40 erstreckt und der über einer! Eintrit'.s-AmchluR 42 von dem Druckrcgelventil 22 her mit Druckluft versorgt wird.

Die Ventile 38 und 37 sind weitgehend identisch; bei ihrer Beschreibung werden für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen benutzt. Die Ventile 37 und 38 Mild hüfsscsteusrl. Jedes der Vi-ntiif; 37 und 38 bcsi'⁷' einen Steuerkolben 43 und einen Stclltcllcr 44. die durch einen Bul/.cn 45 vcri/üruicr; siPiu. ocr 5iS Vent;, spindel dient. Der Kolben 43 und der Teller 44 sind mit Hilfe einer perforierten Abstandshülse 46 mit Abstand zueinander auf den Bolzen 45 angeordnet. Die perforierte Abstandshülse 46 ist mit radialem Ab\i;ind zum Bolzen 45 angeordnet und erstreckt sich '. :·■.: durch den Lufteintrittskanal 41. so daß Druck- ·. '.·>·'■ iii;j die Hülse 46 herum oder durch die Perfora- \'//v;n d';r Hülse 46 strömen kann.

D';,' Sttue.-kolbcn 43 bewegt sich zwischen zwei !.ij'hi<:lluhi";n in einem Stcucrzylinder 47 hin und '■:·-.! I)' ι Steuerzylinder 47 wird von einer Eindrehung

.·. „ι <l':/fi Ventilgehäuse 40 und einer passenden Eindrehini;; iri einer Verschlußkappe 48 gebildet, die an das V-;ijii]j..;h:ni-.e 4(1 angeschraubt ist. Zwischen der Y';;v.hltil',k;ip;ie 48 und dem Ventilgehäuse 40 ist ein iJi'.tiiiiiii' angeordnet.

1- D':r Stdlicller 44 bewegt sich axial zwischen einer Lintriit·.- und einer Austritts-Stellung in einer Vcntil-1 ainnier 49 hin und her. Die Ventilkammer 49 wird .on einer I indrehung im Gehäuse 40 und einer Deckplatte 50 gebildet. Die Deckplatte 50 besitzt Aus-

■/.<, tritt'ölinungen 51. durch die die Luft aus dem Zylinder 30 über die Ventile 37 und 38 in den Schalldämpfer 23 ai-Mreten kann, wenn sich das betreffende Ventil 37 oder 38 in der Austrittsstcllung befindet. In F i g. 3 ist das Ventil 38 in der Austrittsstellung

dargestellt.

Die Ventile 37 und 38 steuern den Luft-Ein- und Austritt durch ijn'Austrittskanäle 52 und 53 zum bzw. Vi)IIi Z\iiiiui;i 30. Die Kanäle 52 und 53 werden vom Ventilgehäuse 40 gebildet und verbinden die Ventilkammern 49 mit den Fin Austrittskanälen 35 und 36 im oberen bzw. unleren Zylinderkopf 31 bzw. 32.

Die Stellung des Stellventils 37 wird von einem Steuerventil 54 gesteuert, das über einen Stcucrluftkanal 55 im Ventilgehäuse 40 und einen passenden Steuerluftkanal 56 im oberen Zylinderkopf 31 ein Druckluftsignal in den Stcuerzyündcr 47 überträgt. Auf die gleiche Art wird die Stellung des Stellventils 38 von einem Relais-Stcucrvcntil 57 gesteuert, das über einen Sieuerlufikanai 58 im Ventilgehäuse 40 und einen passenden Stcucrluftkanal 58 im oberen Zylinderkopf 31 ein Druckluftsignal in den Steuerzylinder 47 überträgt.

Da der Druck des auf die Ventile 37 und 38 wirkcndcn Signals gleich dem Druck in dem Luftein' ittskanal ist. hängt die Größe der Stellkraft von der FlächendilTerenz zwischen de: äußeren und der inneren Oberfläche des Steuerkolbcns 43 ab. Die effektive Fläche, auf die der Druck an der inneren Oberfläche des Kolbens 43 wirkt, ist um die Qucrschnittsfläche des Bolzens 45 kleiner als die Fläche der äußeren Oberfläche des Kolbens 43. so daß durch gleiche Drücke auf beiden Seiten der Kolben 43 gcmäO Fig. 3 nach links gedruckt wird. Demgemäß wird wenn in einem der Steuerzylinder 47 auf der äußerer Seite des zugeordneten Steuerkolbcns 43 ein Druckluftsignal ansteht, der zugeordnete Teller 44 in eine Stellung bewegt, in der er die zugeordnete Austritts Öffnung 51 verschließt, während er den Eintritt füi die Druckluft durch die Perforationen der Abstands hülse 46 in die Ventilkammer 49 und damit in di< zugeordneten Ein/Austrittskanälc 52 oder 53 im Ven tilgchäuse «0 freigibt.

Wenn das im Steuerzylinder 47 auf die äußere Sein des zugeordneten Kolbens43 wirkende Druckluft signal jrHnrh gelöscht wird, drückt der in den T uft cintrittskanal 41 wirkende Druck den zugeordnete] Steucrkoiben 43 und damit den Teller 44 ccmäl

F i g. 3 nach rechts in eine Stellung, in der der Teller 44 die Ventilkammer 49 von dem Lufteintrittskanal 41 absperrt, während er gleichzeitig die zugeordnete AusiiittsöfTnung 51 freigibt, so daß Luft aus den Ein/Austrittskanälen 52 oder 53 durch die Ventilkammer 49 in den Schalldämpfer 23 austreten kann. Demgemäß können die Teller 44 zwei dichtende Stellungen einnehmen. In einer Stellung liegen sie an der Deckplatte 50 des Vcntilgehäuses 40 an und dichten die AustrittsölTnung 51 ab. In der anderen Stellung liegen sie an der Innenwand der Ventilkammer 49 im Ventilgehäuse 40 an und dichten die Kammer 49 gegen den Lufteintrittskanal 41 ab.

Wie später ausführlich beschrieben wird, wirken das Steucrvcntilsignal und das Rclais-Stcucrvcntilsignal in entgegengesetzten Phasen auf die Stcllvcntile 37 bzw. 38. so daß die Teller 44 immer in einander entgegengesetzten Stellungen stehen und dadurch während des Betriebes des Druckluftmotors B alternierend ein Ende des Zylinders 30 mit Druckluft versorgt wird, während aus dem anderen Ende die Luft austritt und umgekehrt.

Wie bereits beschrieben, werden die Druckluftsignale zur phasenversetzten Steuerung derStcllventilc 37 und 38 von einem Steuerventil 54 und einem Relais-Steuerventil 57 gemäß Fig.7 bis 13 erzeugt. Die beiden Ventile 54 und 57 sind in einem Steuerventilbiock 65 angeordnet, der mit einer zwischenliegenden Dichtung an die Oberseite des oberen Zylinderkopfs 31 angeschraubt ist. Das Steuerventil 54 wird mechanisch in Abhängigkeit von dem Hub des Kolbens 33 gesteuert. Es besitzt einen Stcuerkolben 66 und eine Ventilführung 67, die beide auf eine Gewinde-Ventilspindel 68 aufgeschraubt sind und von einer Abstandshülse 69 auf Abstand zueinander gehalten werden. Die Ventilspindel 68 ragt nach unten in die rohrförmige Kolbenstange 34; sie besitzt einen Tauchkolben 70, der nahe dem unteren Ende des Zylinders 30 gleitend in der Kolbenstange 34 gelagert ist.

Auf gegenüberliegenden Seiten des Tauchkolbens 70 sind Schraubcnfcdcrn 71 bzw. 72 angeordnet. Die Schraubenfeder 71 ist so angeordnet und so ausgeführt, daß sie zwischen dem Tauchkolben 70 und einem radialen Bund des Kolbens 33 am oberen Ende der rohrförmigen Kolbenstange 34 zusammengedrückt wird, wenn der Kolben 33 seinen unteren Totpunkt erreicht. Dadurch wird in der Feder 71 Energie gespeichert.

Die Feder 72 ist so angeordnet und so ausgeführt, daß sie zwischen dem Tauchkolben 70 und dem Boden der axialen Bohrung der rohrförmigen Kolbenstange 34 zusammengedrückt wird, während sich der Kolben 33 seinem oberen Totpunkt nähert. Die gespeicherte Energie wird benutzt, um die Sperrkraft zu überwinden, die das Ventil 54 an der Ventilführung 67 in eine der beiden Endstellungen drückt.

Das Steuerventil 54 wird von einer elastischen Schnappmechanik, die auf die Ventilführung67 wirkt, jeweils in eine seiner beiden Endstellungen gedrückt. Die Ventilführung 67 bewegt sich in einer Führungsbohrung 73. die von dem Steuerventilbiock 65 und einer Eindrehung 74 in dem oberen Zylinderkopf 31, durch den die Ventilspindel 68 ragt, gebildet wird. Gcmä" F i g. ?. und 9 besteht d^if* plnstisrhe Schnappmechanik aus zwei einander gegenüberliegenden Blattfedern 75 und 76, die in einem elastisch gebogenen Zustand in Nuten 77 und 78 im oberen Zylinderkopf 31 eingebaut sind. Die Blattfedern 75 und 76 sind an den Enden der Nuten 77 und 78 und in seitlichen Nuten der Ventilführung 67 gelagert. Die Blattfedern 75 und 76 sind so angeordnet, daß sie in axialer Richtung eine maximale Sperrkraft auf die Vcntilführung 67 ausüben, wenn das Ventil 54 in einer seiner beiden Endstellungcn steht.

Auf dem Weg von einer Einstellung in die andere bewegen sich die Blattfedern 75 und 76 durch eine ίο Mittelstellung, in der die axial wirkende Kraft Null wird. Wie bereits beschrieben wird in ilen Schraubenledern 71 und 72 Energie gespeichert, während sich der Kolben dem jeweiligen Totpunkt nähert, bis die dadurch wirksam werdende Kraft die axiale Kraft der Blattfeder 75 oder 76 und die sich der Bewegung des Ventils 54 widersetzende Kraft der Coulombschcn-Rcibung übersteigt. Wenn dieses Kraftniveau in der Schraubenfeder 71 oder 72 erreicht ist. beginnt sich das Ventil 54 zu bewegen. Durch die Bewegung wird die von den Blattfedern 75 und 76 ausgeübte Sperrkraft progressiv reduziert, so daß das Ventil 54 abrupt aus einer Endstellung in die andere Endstellung schnappt.

IXr Stcucrkolben 66 des Steuerventils 54 bewegt sich gemäß F i g. 7 und 13 in einer Kammer 80 hin und her, die von dem Steuerventilbiock 65 und einer Deckplatte 81 gebildet wird. Die Deckplatte 81 ist mit einer zwischengeiegten Dichtung 82 an den Steuerventilbiock 65 angeschraubt. Die Kammer 80 besitzt in der Deckplatte 81 eine axiale AustrittsölTnung 83.

Der Steucrkolbcn 66 ist zwischen zwei Dichtstellungcn hin- und herbewegbar. In einer Dichtstcllung verschließt er die AustrittsölTnung 83. In der anderen Dichtstcllung verschließt er eine EintrittsölTuing 84 in der gegenüberliegenden Seite der Kammer 80. durch die Druckluft von dem Luftcintrittskanal 41 her eintreten kann, wenn die Öffnung 84 offen ist. Sowohl die Stellung ue> Sicueiku'i'oens 66 air. auch der Vcntilführung 67 relativ zur Ventilspindel 68 ist mit Hilfe einer äußeren Abstandshülse 85 einstellbar, die zwischen Justiermuttern 86 und der oberen Fläche des Steucrkolbcns 66 angeordnet ist. Das obere Ende der Ventilspindel 68 und der Abstandshülse 85 raccn durch die AustriltsölTnung 83. so daß sie von außen zugänglich und einstellbar sind.

Wenn sich der Steucrkolben 66 in seiner Olfenstcllung befindet, wirkt ein Druckluftsignal auf den Steiierzylindcr 47 des oberen Stellventils 37. das das 50 Ventil öffnet, so daß das obere Ende des Zylinders mit Druckluft versorgt wird. Gleichzeitig wirkt ein Druckluftsignal auf das Relais-Steuerventil 57.

Das Relais-Steuerventil 57 besitzt eemäß F i s. einen Steuerkolben 90 und einen Stcllkolben 91. Der 55 Stellkolben 91 und der Stcucrkolben 90 sind durch eine Ventilspindel 92 miteinander verbunden und durch eine um die Ventilspindel 92 angeordnete Abstandshülse 93 auf Ab;!and zueinander"gehalten. Der Steuerkolben bewegt sich in einem Steuerzylinder 6o zwischen zwei Endsieiiungcn hin und her. Der Steuerzylindcr94 wird von einer in den Steuerventilbiock 6 i Lüih 95 d Dk

6z> eingeseuien /Lyünciemuchse 95 iuu der Deck platte 81 gebildet. Ein Austrittskanal 90 erstreckt sich durch die Zylinderbuchse 95 und den Block 65. Aus 65 dem Austrittskanal 96 knnn I uft austreten, wenn das Ventil 57 in der in Fig. 7 dargestellten Stellung steht.

Der Stellkolben 91 bewegt sich in einem Stell-

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zylinder 97 hm und her. eier von dem Siuuui \uUil-Iilock 65 und dem unteren Ende der Zylinderbuchse 95 gebildet wird. Der Stcllzylindcr 97 besitzt an seinen", inneren linde eine Eintritlsölfnung 98. die der Stellkolben 9» in seiner unteren Stellung verschließt. Die Zylinderbuchse 95 bildet am oberen linde des Stellzylinders 97 eine AustrittstflTnung 99. die verschlossen ist. wenn der Stellkolben 91 in seiner oberen Stellung steht. Gemäß F i g. 7 befindet sich das Relais-Steuerventil 57 in seiner OlTcnstclliing. das heißt die Eintrittsön'nung 98 ist offen, wenn sich das Steuerventil 54 in seiner geschlossenen Stellung befindet, das heißt seine EintrittsötTnung 84 ist geschlossen. Dadurch übermittelt das Relais-Steuerventil 57 ein zum Druckluftsignal des Steuerventils 54 phasenversetztes Druckluftsignal.

Die Ventile 54 und 57 werden gemäß F i g. 7 über einen Kanal 100 im Steuerventilblock 65 mit Druckluft versorgt. Der Kanal 100 steht mit dem Versorgungskanal 60 im oberen Zylinderkopf 31 in Verbindung. Ein Steuersignal von dem Steuerventil 54 wird über einen Steuerkanal 101 im Steucrventilblock 65 zum Steuerzylinder 47 des Stellventils 37 übertragen: der Steuerkanal 101 befindet sich in Deckung mit dem Stcuerkanal 56 im oberen Zylinderkopf 31. Das Steuerventil 57 überträgt sein Drucksignal zum Steuerzylinder 47 des Stellventils 38 durch einen weiteren Kanal 102 im Steuerventilblock 65: der Kanal 102 befindet sich in Deckung mit dein Steuerkanal 59 im oberen Zylinderkopf 31. Das Drucksignal des Steuerventils 54 wird durch einen Kanal 103. der mit dem Steuerkanal 101 in Verbindung steht, auf den Stcuerzylinder 94 des Relais-Steuerventils übertragen.

Gemäß F i g. 3 reduziert ein Schalldämpfer 23 das von der aus dem Zylinder 30 durch die Stellventile 37 und 38 austretenden Druckluft erzeugte Geräusch.

Gemäß F i g. 2 besteht die Hydraulikpumpe A aus der Lösungsmittclkammer 16 und einem Pumpen16

zylinder 122 und 123. Die L

Die Lö

urigsrr.iüclknrnrncr

wird von dem unteren Zylinderkopf 32 des Druckluftmotors B und von einem Lösungsmittelkammer-Block 120 gebildet. Der Block 120 und der untere Zylinderkopf 32 besitzen eine gemeinsame Gleitpassung und werden von Zugankern 121 axial zusammengehalten. Die Zuganker 121 erstrecken sich bis durch den oberen Zylinderkopf 31 und dienen dazu, den Druckluftmotor B mit dem Block 120 zu verbinden.

Das Lösungsmittel tritt durch einen Füllnippel 17 in die Lösungsmittelkammer 16 ein. Das Lösungsmittelniveau \vi^rd vorzugsweise knapp unter der Oberkante des Füllnippels 17 gehalten. Das Lösungsmittel dient dazu. Farbe, die sich auf der Oberfläche des Kolbens 18 ansammelt, zu lösen. Der Pumpvorcans wird in einem zylindrischen Gehäuse ausgeführt, das aus einem oberen und einem unteren Pumpen-/\linderl22 und 123 besteht. Das obere Ende des oberen Pumpenzylinder* 122 ist mit Hilfe einer Pefcs-.icuncsplattc 124 im Roden des Lösungsmittelkammer-Blocks 120 befestigt.

In dem -bercn Pumpenzylinder 122 ist eine obere Stopfbuchse 128 anguuidiiei. die mit Hilfe einer Πύ-htuncspackung den Kolben 18 führt und abdichtet.

^T."!;c Stev"^r»n2 und die Funktion des Druckluftnv'.ors B ist am besten aus den Fig. 14 und Ί5 ersichtlich. a\c schematisch die beiden Betriebs-/.üstiindc der Steüvemile 37 und 38. des Steuerventils 54 und des Relais-Steuerventils 57 zeigen. Fig. 14 zeigt den Kolben 33 in der Mitte seines Abwärtshubs. Während dieses Bewegungszustandes befindet sich das Steuerventil 54 in seiner oberen Endstellung, wobei die Ventilführung 67 von den beiden Blattfedern 75 und 76 in ihre obere Stellung gedrückt wird. In dieser Stellung überträgt das Steuerventil 54 ein üruckluftsignal auf den Steucrkolbeii 43 des

ίο oberen Stcllventils 37 und gleichzeitig ein korrespondierendes Druckluftsignal auf den Stcucrkolben 90 des Relais-Steuerventils 57. Dadurch wird der Stellkolben 91 des Relais-Steuci vcntils 57 in die Gcschlossen-Stcllung gedrückt, so daß der Steuerdruck zum Steucrkolbeii 43 des unteren Stellventils 38 abgesperrt wird.

Dadurch bewegt der Steuerkolben 43 des oberen Stellventils 37 den zugeordneten Stcllteller 44 in die Druckluftcintrittsstellung. so daß das obere Ende des Zylinders 30 des Druckluftmotors B mit Druckluft versorgt wird. Da das Relais-Steuerventil 57 in seiner Geschlossen-Stellung steht, wird kein Steuersignal übertragen und der Stellzylinder 97 entlüftet. Dadurch bewegen sich der Steuerkolben 43 und der Stelltellcr 44 des unteren Stellventils 38 in die Aus-— 309514/232 — Fieck — — 9

trittsstellung. so daß Luft vom unteren Ende des Zylinders 30 des Druckluftmotors B ausgestoßen wird. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß Druckluft auf die Innenseite des Steuerkolbens 43 des unteren Stcllventils 38 wirkt und durch die Druckdifferenz der Steuerkolben 43 in seine Geschlossen-Stellung bewegt wird, da kein Druck auf seine Außenseite wirkt.

Wenn der Kolben 33 den Totpunkt seines Abwärtshubs erreicht, wird die Schraubenfeder 71 zwischen dem Tauchkolben 70 unc dem oberen Ende der Kolbenstange 34 zusammengedrückt. Dadurch wird Energie in der Schraubenfeder 71 gespeichert, so daß auf die Ventilspindel 68 von der Schraubenfeder 71 eine progressiv wachsende Kraft ausgeübt wird, die schließlich die Sperrkraft der Blattfedern 75 und 76 einschließlich der Coulombschen-Reibung übersteigt. Wenn dieser Zustand eintritt, schnappt, wie bereits ausführlich beschrieben, die Ventilführung 67 plötzlich in ihre entgegengesetzte oder untere Endstellung, in der die Blattfedern 75 und 76 eine nach unten gerichtete Sperrkraft ausüben.

Der Zustand des Systems zu diesem Zeitpunkt ist am besten aus dem Prinzipschaltbild Fig. 15 ersichtlich. Das Steuerventil 54 hat sich in seine untere Endstellung bewegt, so daß das auf den Steuerkopf des oberen Stellzylinders 37 wirkende Signal unterbrochen worden und der Steuerzylinder 47 belüftet worden ist. Gleichzeitig wurde das Druckluftsignal zum Relais-Steuerventil 57 unterbrochen. Dadurch ist das Relais-Steuerventil 57 durch die auf die Innenseite des Steuerkolbens 90 wirkende Druckluft abrupt in seine Offcn-Stellung gedruckt worden, so

f>o daß das Relais-Steuerventil 57 ein Druckluftsignal auf den Steucrkolben 43 des unteren Steilventils 38 überträgt.

Gleichzeitig wurde der Stellteller 44 des oberen Stellventils 37 in seine Austritts-Stellung bewegt, se-,

"iaß Luft vom oberen Ende des Zylinders 30 ausgestoßen wird. Der Stclltciier 44 des unteren Stellventils jö lsi iii sciric *j/iiitritiö3iCnU7i^ i>c\vc£t werden. ^cr* daß über das untere Stellventil 38 das untere Ende

des Zylinders 3ü des uruckiuiinioiors B mit Druckluft versorgt wird. Durch den resultierenden Druck wird der Kolben 33 durch seinen Aufwärtshub bewegt. Während der Kolben 33 seinen oberen Totpunkt erreicht, wird die Schraubcnlcclcr 72 zwischen dem Tauchkolben 70 und dem Boden der zentralen Bohrung in der Kolbenstange 34 zusammengedrückt, bis in der Feder 72 soviel Energie gespeichelt ist.

daß die Feder /2 auf die Ventilspindel 68 eine Kralt ausübt, die die Sperrkraft der Blattfedern 75 und 7(i übersteigt. In diesem Zustand "chnappi das Stcuervcn'il 57 abrupt in seine entgegengesetzte, obere Endstellung, so daß auf das obere Stcllvcntil 37 und das Relais-Steuerventil 57 Druckluftimpul^cc wirken, die die Ventile 37 und 35 in die in Fig. 14 dargestellten Stellungen bringen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerung für einen doppeltwirkenden "neumalik-Kolbenmotor, mit einem vom Motorkolben in seinen beiden Totpunktlagen auslösbaren Steuerventil und einer mit Stufenkolben versehenen, mittels des Steuerventils pneumatisch betätigbaren Stellventil-Einrichtung zum wechselseitigen (Minen und Absperren der Ein- und Auslaßkanüle des Motorkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellventil-Einrichtung zwei separate Stellventile (37, 38) aufweist, von denen je eines jedem Ein- und Auslaßkanal (41, 51) auf jeder Seite des Motorkolbens (33) zugeordnet ist und von denen das eine Steuerventil (37) durch ein DrucksiüP.:' des Steuerventils (54) in jeweils tine seiner beiden Betriebsstellungen bewegbar ist. während im wesentlichen gleichzeitig das andere Stellventil (38) mittels eines Drucksignals fines durch ein zweites Drucksignal vom Steuerventil (54) ausgelösten Hilfs-Steuerventils (57) in Seine dem ersten Stellventil entgegengesetzte Be-Iriebssielluni: bewegbar ist.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (54) ein mittels tines die beiden Totpunkte des Motorkolbens (33) abfühlendeu Stellorgans (68) zwischen zwei »lurch eine Sehnappeinnchtun^, (75. 76) fixienen Endlagen hin- und herbewegbares Verschlußglied (66) aufweist.

3. Steuerung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan (68) des Steuervenrii-Verschhißgiieds (dn) versienbai iii und im Bereich jeder Totpunktlage des Motorkolbens (33) mit diesem über je einen Kraftspeicher (71 bzw. 72) gekoppelt ist.

4. Steuerung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Stellventile (37. 38) je einen Ventilteller (44) aufweisen, der alternierend mit einer Stirnfläche seinen zugeordneten Einlaßkanal (41), und anschließend nach Umschaltung mit der gegenüberliegenden Stirnfläche einen zugeordneten Auslaßkanal (51) abschließt bzw. freigibt.

5. Steuerung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (54) und das Hilfs-Steuerventil (57) an eine von außen kommende Druckluftleitung angeschlossene Drciweg-Tellerventile sind.

fi. Steuerung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappeinrichtung aus einander gegenüberliegenden Blattfedern (75. 76) besteht, die auf das Steuerventil (54) in dessen Endslellungcn jeweils eine Sperrkraft ausüben.

7. Steuerung nach, einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellventile (37. 38) Dreiweg-Tcllerventilc sind.

8. Steuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil-Vcrschlußglied (66) auf dem als Ventilspindel ausgebildeten Stellorgan (68) des Vors'.euerventils (54) befestigt ist, daß der Motorkolben (33) in der Nähe seiner Totpunkte das Steuerventil-Vcrschlußglied (66) über die Ventilspindel von einer Endstellung in die andere schiebt und daß Kraftspeicher (71, 72) zwischen Ventilspindel und Kolben (33) angeordnet sind.

9. Steuerung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Kraftspeicher bildende Federn (71. 72) derart zwischen der Ventilspindel (68) und dem Kolben (33) angeordnet sind, daß sie immer dann zusammengedrückt werden, wenn die Ventilspindel (68) von dem Kolben (33) in eine der beiden Richtungen bewegt wird und daß die Schnappeinrichtung (75. 76)" das Steucrventil-Versch'ußglied (66) in eine seiner beiden Endstellungen drückt, so daß es Bewegungen auf Grund zusammengedrückter Federn (71. 72) einen Widerstand entgegensetzt, bis ein Kräftegleichgewicht erreicht ist. und an schließend infolge einer stärkeren Zusammendrückung der Federn aus seiner einen Endstellung in die gegenüberliegende Endstellung schnappt.

K). Steuerung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (71. 72) sich im Rhythmus der Motorkolbenbewegungen alternierend in entgegengesetzten Richtungen zusammendrücken lassen und jeweils eine der Sperrkratt der Blattfedern (75, 76) entgegengesetzt größere kraft erzeugen, die die Blattfedern abrupt aus einer Endstellung in die andere Endstellung schnappen läßt.

1 !. Steuerung nach einem der Ansprüche 8 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß der Motorkolben (33) mit einer Motorkolbenstange (34) verbunden ist. die eine zentrale Bohrung aufweist, in die die Ventilspindel (68) hineinreicht, die ihrerseits von einer im Inneren der Motorkolbensiange angeordneten Schraubenfeder (71) umgeben ist und daß das als Flansch (70) ausgebildete Ende der Ventilspindel (68) in der Motorkolbenstange (34) die zweite, i~ der Motorkolbenstange (34) angeordnete Feder (72) von der die Ventilstange umgebenden Schraubenfeder (71) trennt.

12. Steuerung nach Anspruch 11. dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (71, 72) im Inneren der Motorkolbenstange (34) frei beweglich sind und bei Annäherung des Motorkolbens (33) an seine Totpunkte zwischen dem Flansch. (70). der Ventilspindel (68) und dem geschlossenen Ende der Motorkolbenstange einerseits bzw. einer sich verengenden, als Anschlag für die Feder (71) ausgebildeten Öffnung der Bohrung der Motorkolbenstange andererseits zusammengedrückt werden.