DE2008684C3

DE2008684C3 - Steuerung für einen doppelt wirken den Pneumatik Kolbenmotor

Info

Publication number: DE2008684C3
Application number: DE2008684A
Authority: DE
Inventors: Alvin Arnold Westlake Rood; Samuel Raymond Lorain Rosen; Donald Ralph Amherst Scharf
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1969-03-21
Filing date: 1970-02-25
Publication date: 1973-10-25
Also published as: DE2008705B2; FR2035152A1; DE2008684B2; GB1301386A; US3635125A; JPS4838482B1; FR2035152B1; CA922593A; DE2008705A1; DE2008684A1; 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 Stufen kolben versehenen, mittels des Steuerventils pneumatisch betätigbaren Stellventil-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.-Pater.tschriften 754 228 und 2 763 575 beschrieben ist. Nach die-

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

Bei Druckluftmotoren der genannten Art stellt der Druckluft-Ein- und Auslaß ein besonderes Problem dar. Die Luftführung soll einen minimalen Strömungswiderstand 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 Geschwindigkeits- und Lasterhöhungen im wesentlichen verzögerungsfrei vorgenommen werden können.

Ein bekannter Pneumatik-Kolbenmotor besitzt als die Endlagen des Motorkolbens abtastendes Steuerventil zwei federbelastete Kolben, welche seitlich in die Kolbenlaufbahn hineinragen und über Keilflächen abwechselnd 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 GerJuschbildung führt, sondern ferner die Arbeitsfrequenz des Motors begrenzt. Dieser bekannte Motor ist durch seine doppelten Steuerkolben nicht nur verschleißanfällig, geräuschvoll und langsam, sondern auch aufwendig.

Ein anderer bekannter doppelt wirkender Kolbenmotor besitzt ein Steuerventil, welches in beiden Totpunktlagen des Kolbens unterschiedlichen Steuerverhältniss°n unterworfen ist. Diese unterschiedlichen Steuerverhältnisse 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 guter Einzei-Zugänglichkeit leicht zu montieren, zu warten und zu reparieren sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stellveritil-Einrichtung zwei separate Stellventile aufweist, von denen je eines jedem Ein- und Auslaßkanal auf jeder Seite des Motorkolbens zugeordnet ist und von denen das eine Stellventil durch ein Drucksignal des Steuerventils in jeweMs eine seiner beiden Betriebsstellungen bewegbar ist, während im wesentlichen gleichzeitig das andere Stellventil mittels eines Drucksignals eines durch ein zweites Drucksignal vom Steuerventil ausgelösten Hilfs-Steuerventils in seine dem ersten Stellventil entgegengesetzte Betriebsstellung bewegba.r ist.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß jedes der beiden Stellventile nur für die eine seiner beiden Arbeitsstellungen ein Drucksignal benötigt. Sobald das Drucksignal vom Steuerventil bzw. vom Hilfs-Steuerventil abgeschaltet ist, läßt sich der normale, stets vorhandene Leitungsdruck einsetzen, um die Stellventile in ihre erste Arbeitsstellung zurückzubringen. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Steuersignale für beide Totpunkt!a»en des Motorkolbens von einem einzigen Steuerventil ausgehen. Es ist damit ausgeschlossen, daß beispielsv/eise infolge eines Wartungsfehlers für beide Totpunktlagen unterschiedliche Steuerzeiten eingestellt werden.

Vorzugsweise besitzt das Steuerventil ein mittels eines die beiden Totpunkte des Motorkolbens abfühlenden Stellorgans zwischen zwei durch eine Schnappeinrichtung fixierten Endlagen hin- und herbewegbares Verschlußglied. Dieses Stellorgan des Steuerventil-Verschlußglieds kann verstellbar ausgebildet und im Bereich jeder Totpunktlage des Motorkolbens

ίο mit diesem über je einen Kraftspeicher gekoppelt sein.

Eine besonders vorteilhafte Motorsteuerung ergibt sich, wenn die Stellventile je einen Ventilteller autweisen, der alternierend mit einer Stirnfläche seinen zugeordneten Einlaßkanal und anschließend nach Umschaltung mit der gegenüberliegenden Stirnfläche einen zugeordneten Auslaßkanal abschließt bzw. freigibt. Daraus ergibt sich der besondere Vorteil, daß bei einem extrem kurzen Ventilhub große Querschnitte freigegeben bzw. ..hnell geschlossen werden können.

Das Steuerventil und das Hilfs-Steuerventil können als an eine von außen kommende Druckluftleitung angeschlossene Dreiweg-Tellerventile ausgebildet

sein. Ferner ist es möglich, auch die Stellventile als Dreiweg-Tellerventile auszubilden.

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

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

Fig. 2 eine Vorderansicht der Pumpe und des Druckluftmotors gemäß Fig. 1,

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt 3-3 eemäß

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.
4c: F i g. 6 einen fragmentarischen Querschnitt 9-9 gemäß Fig. 3,

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

F i g. 8 einen fragmentarischen Schnitt 11-11 gemäß Fig. 7,

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

Fig. 10 einen fragmentarischen Schnitt 13-13 gemäß F i g. 3,
F i g. 11 einen Querschnitt 14-14 gemäß F i g. 3, Fig. 12 einen Querschnitt 15-15 gemäß Fig. 3, Fig. 13 einen Querschnitt 16-16 gemäß Fig. 3,

Fig. 14 ein Prinzipschaltbi/d des pneumatischen Steuersystems des Druckluftmotors während des Abwärtshubes des Kolbens des Druckluftmotors.

F i g. ' 5 ein Prinzipschaltbild des pneumatischen Steuersystems ähnlich Fig. 14, jedoch während des Aufwärtshubes des Kolbens des Druckluftmotors.

F i g. 1 und 2 zeigt eine Spritzvorrichtung zum Spritzen von flüssiger Farbe nach dem sogenannten luftlosen Spritzverfahren. Die Vorrichtung besitzt eine doppelt wirkende Hydraulikpumpe A, die von einem doppelt wirkenden Druckluftmotor B angetrieben wird. Die Pumpe A pumpt Farbe aus einem Farbtopf C (im Umriß dargestellt) zu einer Spritzpistole D (ebenfalls im Umriß dargestellt). Die Farbe aus dem Farbtopf C tritt durch einen Eintritts-Anschluß 10 von unten her in die Hydraulikpumpe A

ein und verläßt die Hydraulikpumpe A durch einen Abstand zueinander auf den Bolzen 45 angeordnet. Austritts-Anschluß 11. Von dem Austritts-Anschluß Die perforierte Abstandshülse 46 ist mit radialem 11 wird die Farbe zu einem weiteren Anschluß 12 Abstand zum Bolzen 45 angeordnet und erstreckt sich an einem Farbfilter 13 geleitet, der an der Pumpe A quer durch den Lufteintrittskanal 41, so daß Druckbefestigt ist. Der Farbfilter 13 entfernt feste Partikel 5 luft um die Hülse 46 herum oder durch die Perforaaus der Farbe, die für die Düse der Spritzpistole D tioncn der Hülse 46 strömen kann, zu groß sind. Der Steuerkolben 43 bewegt sich zwischen zwei

Die Farbe verläßt den Filter 13 durch einen Aus- Endstcllungcn in einem Steuerzylinder 47 hin und

tritts-Anschluß 14, der durch einen flexiblen Schlauch her. Der Steucrzy linder 47 wird von einer Eindrehung

15 mit der Spritzpistole D verbunden ist. Der Schlauch io in dem Ventilgehäuse 40 und e^;ner passenden Eindre-

15 ist vorzugsweise 7,5 m oder langer, so daß er im hung in einer Verschlußkappe 48 gebildet, die an das

Falle von Druckschwankungen am Austritt der dop- Ventilgehäuse 40 angeschraubt ist. Zwischen der

pelt wirkenden Pumpe A einen Dämpfungseffekt Verschlußkappe 48 und dem Ventilgehäuse 40 ist ein

ausübt. Die Hydraulikpumpe A arbeitet mit einer Dichtring angeordnet.

typischen Geschwindigkeit von ungefähr 40 Hüben 15 Der Stclltcller 44 bewegt sich axial zwischen einer

pro Minute und besitzt in einem typischen Beispiel Eintritts- und einer Austritts-Stellung in einer Venlil-

einc Verdrängung von ungefähr 15 cm³. kammer 49 hin und her. Die Ventilkammer 49 wird

Am oberen Ende der Pumpe A ist eine Lösungs- von einer Eindrehung im Gehäuse 40 und einer Deck-

mitlclkammer 16 mit einem Füllnippcl 17 angeord- platte 50 gebildet. Die Deckplatte 50 besitzt Aus-

nct. Die Kammer 16 bildet um das obere Ende eines 20 trittsöffnungen 51. durch die die Luft aus dem Zylin-

Pumpcnkolbcns 18 ein Lösungsmittelbad, das Färb- der 30 über die Ventile 37 und 38 in den Schalldämp-

nnsammlungcn am oberen Ende des Pumpcnkolbcns fcr 23 austreten kann, wenn sich das betreffende

18 löst. Ventil 37 oder 38 in der Austrittsstcllung befindet.

Gemäß F i g. 4 wird die Druckluft zum Antrieb In F i g. 3 ist das Ventil 38 in der Austritlsstellung

des Druckluftmotors B von einem Druckluftkompres- 25 dargestellt.

sor 20 geliefert, der gemäß F i g. 1 durch eine Druck- Die Ventile 37 und 38 steuern den Luft-Ein- und

luftleitung 21 mit einem Druckregclventil 22 verbun- Austritt durch Ein Austritlskanäle 52 und 53 zum

den ist. das an dem Druckluftmotor B befestigt ist. bzw. vom Zylinder 30. Die Kanäle 52 nnd 53 werden

Die Luft trilt über einen Schalldämpfer 23. der das vom Ventilgehäuse 40 gebildet und verbinden die

Geräusch der austretenden Luft dämpft, aus dem 30 Ventilkammern 49 mit den hin Austriuskanäk-n 35

Druckluftmotor/? aus. Am Kopf des Druckluft- und 36 im oberen bzw. unteren Zylinderkopf31

motors I) ist ein Manometer 24 angeordnet. bzw. 32.

Gemäß F i g. 3 besitzt der doppell wirkende Druck- Die Stellung dos Stellvcntils 37 wird von einem

luftmotor B einen Druckluftzylinder 30. der zwischen Steuerventil 54 gesteuert, das über einen Stcucrluft-

eincm oberen Zylinderkopf 31 und einem unteren 35 kanal 55 im Ventilgehäuse 40 und einen passenden

Zylinderkopf 32 angeordnet isl Der Zylinder 30 und Steuerluftkanal 56 im oberen Zylinderkopf 31 ein

die Zylinderköpfe 31 und 32 bestehen vorzugsweise Druckluflsignal in den Stcuerzylindcr 47 überträgt,

aus Gußaluminium. Die Lauffläche des Zylinders 30 Auf die gleiche Art wird die Stellung des Stcllventils

isl anodisch gehärtet, damit sie Reibungskräfte auf- 38 von einem Rclais-Stcucrventil 57 gesteuert, das,

nehmen kann und der Verschleiß auf ein Minimum 40 über einen Stcuerluftkanal 58 im Ventilgehäuse 40

reduziert wird. Im Zylinder 30 isl ein Kolben 33 an- und einen passenden Steucrluftkanal 58 im oberen

geordnet, der an einer rohrförmigen Kolbenstange 34 Zylinderkopf 31 ein Druckluftsignal in den Stcucr-

hcfcsligl ist. zylinder 47 überträgt.

Durch Hin/Austrittskanäle 35 und 36. die im obc- Da der Druck des auf die Ventile 37 und 38 wirren Zylinderkopf 31 bzw. im unteren Zylinderkopf 45 kcndcn Signals gleich dem Druck in dem Luftcintritts-32 angeordnet sind, tritt die Druckluft in den Zylin- kanal ist, hängt die Größe der Stcllkraft von der der 30 ein und verläßt diesen wieder in der entgegen- Flächendifferenz zwischen der äußeren und der inn. gesetzten Phase. Die Steuerung des Luft-Ein-Austritts ren Oberfläche des Stcucrkolbcns 43 ab. Die effektive an den jeweiligen Enden des Zylinders 30 wird ge- Fläche, auf die der Druck an der inneren Oberfläche maß F i g. 3 durch ein oberes Stcllventil 37 bzw. durch so des Kolbens 43 wirkt, ist um die Querschnittsfläche ein unteres Stcllventil 38 gesteuert. Dir Stcllvcntik des Bolzens 45 kleiner als die Fläche der äußeren 37 und 38 sind Tellerventil. Oberfläche des Kolbens 43, so daß durch gleiche

Die Ventile 37 und 38 sind in einem Ventil- Drücke auf beiden Seiten der Kolben 43 gemäß gehäuse 40 angeordnet, dessen eine Seite mit dem F i g. 3 nach links gedrückt wird. Demgemäß wird, oberen Zylinderkopf 31 und dessen andere Seite mit 55 wenn in einem der Stcuerzylindcr 47 auf der äußeren dem unteren Zylinderkopf 32 verschraubt ist. Das Seite des zugeordneten Steuerkolbens 43 ein Diuck-Gchäusc 40 besitzt einen zentralen l.ufteintrittskanal luftsignal ansteht, der zugeordnete Teller 44 in eine 41. der sich längs durch das Gehäuse 40 erstreckt Stellung bewegt, in der er die zugeordnete Austrittsund der über einen Eintrills-Anschluß 42 von dem öffnung 51 verschließt, während er den Eintritt für Druckregclventil 22 her mit Druckluft versorgt wird. 60 die Druckluft durch die Perforationen der Abstands-

Dic Ventile 38 und 37 sind weitgehend identisch; hülse 46 in die Ventilkammer 49 und damit in die

bei ihrer Beschreibung werden für gleiche Teile zugeordneien Ein/Austrittskanäle 52 oder S3 im Ven-

ylcichc Bc/ugszahlcn benutzt. Die Ventile 37 und 38 tilgehäuse 40 freigibt.

sind hilfsgcstcucrt. Jedes der Ventile 37 und 38 besitzt Wenn das im Stcuerzylinder 47 auf die äußere Seite

einen Sk-ucrkolben 43 und einen Stclltcller 44, die 65 des zugeordneten Kolbens 43 wirkende Druckluft-

diirch einen Holzen 45 verbunden sind, der ils Ventil- signal jedoch gelöscht wird, drückt der in den Luft-

SiHiKk-! <!""! Der Kolben 43 und der Teller 44 sind cintrittskanal 41 wirkende Druck den zugeordneten

.... lull, cmcr perforierten Abstamhhiüsc 46 mti F.tci:crk:t:hen 43 und damit den felter 44 gemäß

le

F i g. 3 nach rechts in eine Stellung, in der der Teller Zylinderkopf 31 eingebaut sind. Die Blattfedern 75 44 die Ventilkammer 49 von dem Lufteintrittskanal und 76 sind an den Enden der Nuten 77 und 78 und 41 absperrt, während er gleichzeitig die zugeordnete in seitlichen Nuten der Ventilführung 67 gelagert. Die Austrittsöffnung 51 freigibt, so daß Luft aus den Blattfedern 75 und 76 sind so angeordnet, daß sie in Ein/Austrittskanälen 52 oder 53 durch die Ventil- 5 axialer Richtung eine maximale Sperrkraft auf die kammer 49 in den Schalldämpfer 23 austreten kann. Ventilführung 67 ausüben, wenn das Ventil 54 in

demgemäß können die Teller 44 zwei dichtende einer seiner beiden Endstellungen steht.
Stellungen einnehmen. In einer Stellung liegen sie an Auf dem Weg von einer Endstellung in die andere

der Deckplatte 50 des Ventilgehäuses 40 an und dich- bewegen sich die Blattfedern 75 und 76 durch eine ten die Austrittsöffnung 51 ab. In deir anderen Stel- io Mittelstellung, in der die axial wirkende Kraft Null lung liegen sie an der Innenwand der Ventilkammer wird. Wie bereits beschrieben, wird in den Schrauben-49 im Ventilgehäuse 40 an und dichten die Kammer federn 71 und 72 Energie gespeichert, während sich 49 gegen den Lufteintrittskanal 41 ab. der Kolben dem jeweiligen Totpunkt nähert, bis die

Wie später ausführlich beschrieben wird, wirken dadurch wirksam werdende Kraft die axiale Kraft der das Steuerventilsignal und das Relais-Steuerventil- 15 Blattfeder 75 oder 76 und die sich der Bewegung des signal in entgegengesetzten Phasen auf die Stellventile Ventils 54 widersetzende Kraft der Coulombschen-37 bzw. 38, so daß die Teller 44 immer in einander Reibung übersteigt. Wenn dieses Kraftniveau in der entgegengesetzten Stellungen stehen und dadurch Schraubenfeder 71 oder 72 erreicht ist, beginnt sich während des Betriebes des Druckluftmotors B alter- das Ventil 54 zu bewegen. Durch die Bewegung wird nierend ein Ende des Zylinders 30 mit Druckluft ver- ao die von den Blattfedern 75 und 76 ausgeübte Sperrsorgt wird, während aus dem anderen Ende die Luft kraft progressiv reduziert, so daß das Ventil 54 abaustritt und umgekehrt. rupt aus einer Endstellung in die andere Endstellung

Wie bereits beschrieben, werden die Druckluft- schnappt.

signale zur phasenversetzten Steuerung der Stell ventile Der Sleuerkolben 66 des Steuerventils 54 bewegt

37 und 38 von einem Steuerventil 54 und einem as sich gemäß Fig. 7 und 13 in einer Kammer 80 hin Relais-Steuerventil 57 gemäß Fig. 7 bis 13 erzeugt. und her, die von dem Steuerventilblock 65 und einer Die beiden Ventile 54 und 57 sind in einem Steuer- Deckplatte 81 gebildet wird. Die Deckplatte 81 ist > intilblock 65 angeordnet, der mit einer zwischen- mit einer zwischengelegten Dichtung 82 an den liegenden Dichtung an die Oberseite des oberen Steuerventilblock 65 angeschraubt. Die Kammer 811 Zyiinderkopfs 31 angeschraubt ist. Das Steuerventil 3° besitzt in der Deckplatte 8ί eine axiale AusiriU·.-54 wird mechanisch in Abhängigkeit von dem Hub öffnung 83.

des Kolbens 33 gesteuert. Es besitzt einen Steuer- Der Sttuerkolben 66 ist zwischen zwei Dichtstelkolben 66 und eine Ventilführung 67, die beide auf lungen hin- und herbewegbar. In einer Dichtstellung eine Gewinde-Ventilspindel 68 aufgeschraubt sind verschließt er die Austrittsöffnung 83. In der anderen und von einer Abstandshülse 69 auf Abstand zuein- 35 Dichtstellung verschließt er eine Eintrittsöffnung 84 ander gehalten werden. Die Ventilspindel 68 ragt in der gegenüberliegenden Seite der Kammer 80, nach unten in die rohrförmige Kolbenstange 34; sie durch die Druckluft von dem Lufteintrittskar al 41 her besitzt einen Tauchkolben 70, der nahe dem unteren eintreten kann, wenn die öffnung 84 offen ist. Sowohl Ende des Zylinders 30 gleitend in der Kolbenstange die Stellung des Steuerkolbens 66 als auch der Ven-34 gelagert ist. 40 tilführung 67 relativ zur Ventilspindel 68 ist mit Hilfe

Auf gegenüberliegenden Seiten des Tauchkolbens einer äußeren Abstandshülse 85 einstellbar, die zwi-70 sind Schraubenfedern 71 bzw. 72 angeordnet. Die sehen Justiermuttern 86 und der oberen Fläche Schraubenfeder 71 ist so angeordnet und so ausge- des Steuerkolbens 66 angeordnet ist. Das obere Ende führt, daß sie zwischen dem Tauchkolben 70 und der Ventilspindel 68 und der Abstandshülse 85 ragen einem radialen Bund des Kolbens 33 am oberen Ende 45 durch die Austrittsöffnung 83, so daß sie von außen der rohrförmigen Kolbenstange 34 zusammengedrückt zugänglich und einstellbar sind,
wird, wenn der Kolben 33 seinen unteren Totpunkt Wenn sich der Steuerkolben 66 in seiner Offenerreicht. Dadurch wird in der Feder 71 Energie ge- stellung befindet, wirkt ein Druckluftsignal auf den speichert. Steuerzylinder 47 des oberen Stellventils 37, das das

Die Feder 11 ist so angeordnet und so ausgeführt, 50 Ventil öffnet, so daß das obere Ende des Zylinders 3d daß sie zwischen dem Tauchkolben 70 und dem Bo- mit Druckluft versorgt wird. Gleichzeitig wirkt eiti den der axialen Bohrung der rohrförmigen Kolben- Druckluftsignal auf das Relais-Steuerventil 57.
stange 34 zusammengedrückt wird, während sich der Das Relais-Steuerventil 57 besitzt gemäß F i g. 1

Kolben 33 seinem oberen Totpunkt nähert. Die ge- einen Steuerkolben 90 und einen Stellkolben 91. Dei speicherte Energie wird benutzt, um die Sperrkraft zu 55 Stellkolben 91 und der Steuerkolben 90 sind durch überwi- den, die das Ventil 54 an der Ventilführung eine Ventilspindel 92 miteinander verbunden und 67 in eine der beiden Endstellungen drückt. durch eine um die Ventilspindel 92 angeoronete Ab-

Das Steuerventil 54 wird von einer elastischen standshülse 93 auf Abstand zueinander gehalten. Dei Schnappmechanik, die auf die Ventilführung 67 wirkt, Steuerkolben bewegt sich in einem Steuerzylinder 94 jeweils in eine seiner beiden Endstellungen gedrückt 60 zwischen zwei Endstellungen hin und her. Der Steuer-Die Ventilführung 67 bewegt sich in einer Führungs- zylinder 94 wird von einer in den Steuerventilblock bohrung 73, die von dem Steuerventilblock 65 und 63 eingesetzten Zylinderbuchse 95 und der Deckeiner Eindrehung 74 in dem oberen Zylinderkopf 31, platte 81 gebildet Ein Austrittskanal 96 erstreckt sich durch den die Ventilspindel 68 ragt, gebildet wird. durch die Zylinderbuchse 95 und den Block 65. Aus

Gemäß F i g. 8 und 9 besteht die elastische «s dem Austrittskanal 96 kann Luft austreten, wenn das Schnappmechanik aus zwei einander gegenüberlie- Ventil 57 in der in F i g. 7 dargestellten Stellung genden Blattfedern 75 und 76, die in einem elastisch steht,
gebogenen Zustand in Nuten 77 und 78 im oberen Der StcllKolben 91 bewegt sich in einem Stell-

zylinder 97 hin und her. der von dem Steuerventil- zustände &cr Stellventile 37 und 38, des Steuerblock 65 und dem unteren Ende der Zylinderbuchse ventils 54 und des Relais-Steuerventils 57 zeigen. 95 gebildet wird. Der StelJzylinder97 besitzt an Fig. 14 zeigt den Kolben33 in der Mitte seines Abseinem unteren Ende eine Einirittsöffnung 98, die der wärtshubs. Während dieses Bewegungszustandes be-Steükolöen 91 in seiner unteren Stellung ν erschließt. 5 findet sich das Steuerventil 54 in seiner oberen End-Die Zyiirsderbuchse 95 bildcl ain oberen Ende des stellung, wobei die Ventilführung 67 von den beiden Stellzylinden- 97 eine Austrittsöffnung 99. die ver- Blattfedern 75 und 76 in ihre obere Stellung gedrückt schlossen ist, wenn der Stellkolben 91 in seineroberen wird. In dieser Stellung überträgt das Steuerventil 54 Stellung steht. Gemäß F i g. 7 befindet sich das Relais- ein DrucklufisignaJ auf den Steuerkolben 43 des Steuerventil 57 in seiner Offenstellung. das heißt die -o oberen Stellventils 37 und gleichzeitig ein korrespon-Eintrittsöffnung 98 ist offen, wenn sich das Steuer- dierendes Druckluftsignal auf den Steuerkolben 90 ventil 54 in seiner geschlossenen Stellung befindet. des i elais-Steuerventils 57. Dadurch wird der Stelldas heißt seine Eintrittsöffnung 84 ist geschlossen. kolben 91 des Relais-Steuerventils 57 in die Geschlos-Dadurch übermittelt das Relais-Steuerventil 57 ein sen-Stellung gedrückt, so daß der Steuerdruck zv.vr zum Druckluftsignal des Steuerventils 54 phasenver- 15 Steuerkolben 43 des unteren Stellventils 38 abgesetztes Druckluftsigna!. sperrt wird.

Die Ventile 54 und 57 werden gemäb Fig. ' über Dadurch bewegt der Steuerkolben 43 des oberen einen Kanal 100 im Steuerventilblock 65 mit Druck- Stellventils 37 den zugeordneten Stellteller 44 in die luft versorgt. Der Kanal 100 steht mit dem Versor- Drucklufteintrittsstellung, so daß das obere Ende gungskanal 60 im oberen Zylinderkopf 31 in Verbin- 20 des Zylinders 30 des Druckluftmotors B mit Druckdung. Ein Steuersignal von dem Steuerventil 54 wird luft versorgt wird. Da das Relais-Steuerventil 57 in über einen Steuerkanai 101 im Steuerventilblock 65 seiner Geschlossen-Stellung steht, wird kein Steuerzum Steuerzylinder 47 des Stellventils 37 übertragen; signal übertragen und der Stellzylinder97 entlüftet, der Steuerkanal 101 befindet sich in Deckung mit Dadurch bewegen sich der Steucrkolben 43 und dei dem Steuerkanal 56 im oberen Zylinderkopf 31. Das as Stellteller 44 des unteren Stellventils 38 in die Aus-Steuerventil 57 überträgt setn Drucksigna] zum —3O9514?'232 — Fieck— — <) Steuerzylinder 47 des Stellventils 38 durch einen trittsstellung. so daß Luft vom unteren Ende des weiteren Kanal 102 im Steuerventilblock 65; der Zylinders 30 des Druckluftmotors B ausgestoßen Kanal 102 befindet sich in Deckung mit dem Steuer- wird. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß Druckluft aul kanai 59 im oberen Zylinderkopf 35. Das Drück- 3» die Innenseite des Sivuerkoiberis 43 des umeftfi signal des Steuerventils 54 wird durch einen Kanal Steilventils 38 wirkt und durch die Druckdifferenz 103, der mit dem Steuerkanal 101 in Verbindung der Steuerkolben 43 in seine Gcschlossen-Stellunj steht, auf den Steuerzylinder 94 des Relais-Steuer- bewegt wird, da kein Druck auf seine Außenseite ventils übertragen. wirkt.

Gemäß F i g. 3 reduziert ein Schalldämpfer 23 das 35 Wenn der Kolben 33 den Totpunkt seines Ab-

von der aus dem Zylinder 30 durch die Stellventile 37 wärtshubs erreicht, wird die Schraubenfeder 71

und 38 austretenden Druckluft erzeugte Geräusch. zwischen dem Tauchkolben 70 und dem oberen End«

Gemäß F i g. 2 besteht die Hydraulikpui.ipe A aus der Kolbenstange 34 zusammengedrückt. Dadurcr

der Lösungsmittelkammer 16 und einem Pumpen- wird Energie in der Schraubenfeder 71 gespeichert, se

zylinder 122 und 123. Die Lösungsmittelkammer 16 40 daß auf die Ventilspindel 68 von der Schraubenfedei

wird von dem unteren Zylinderkopf 32 des Druck- 71 eine progressiv wachsende Kraft ausgeübt wird

luftmotors B und von einem Lösungsmittelkammer- die schließlich die SpeiTkraft der B^jttfedern 75 unc

Block 120 gebildet. Der Block 120 und der untere 76 einschließlich der Coulombschen-Reibung über Zylinderkopf 32 besitzen eine gemeinsame Gleit- steigt. Wenn dieser Zustand eintritt, schnappt, wii

passung und werden von Zugankern 121 axial zu- <5 bereits ausführlich beschrieben, die Ventilführung 6*

sammengehalten. Die Zuganker 121 erstrecken sich plötzlich in ihre entgegengesetzte oder untere End

bis ourch den oberen Zylinderkopf 31 und dienen stellung, in der die Blattfedern 75 und 76 eine nacl

dazu, den Druckluftmotor B mit dem Block 120 zu unten gerichtete Sperrkraft ausüben,

verbinden. Der Zustand des Systems zu diesem Zeitpunkt is

Das Lösungsmittel tritt durch einen Füllnippel 17 50 am besten aus dem Prinzipschaltbild Fig. 15 ersieht

in die Lösungsmittelkammer 16 ein. Das Lösungs- lieh. Das Steuerventil 54 hat sich in seir unter

mittelntvcau wird vorzugsweise knapp unter der Endstellung bewegt, so daß das anf den Stcuerkop

Oberkante des Füllnippels 17 gehalten. Das 1-ösungs- des oberen Stell?} linders 37 wirkende Signal unter

mittel dient dazu. Farbe, die sich auf der Oberfläche brachen worden und der Steuerzylinder 47 belüfte

des Kolbens 18 ansammelt, zu lösen. Der Pumpvor- 55 worden ist. Gleichzeitig wurde das Drucklufrsigpa

gang wird in einem zylindi Lochen Gehäuse ausgeführt. zum Relais-Steuerventil 57 unterbrochen. Dadurd

das aus einem oberen und einem unteren Pumpen - ist das Relais-Steuerventil 57 durch die auf di

zylinder 122 und 123 besteht. Das obere Ende des Innenseite des Steuerkolbens 90 wirkende Drucklul

oberen Pumpenzylinders 122 ist mit Hilfe einer Be- abrupt in seine Offen-Stcllung gedrückt worden, si

festigungsplatie 124 im Boden des Lösungsmittel- 6* daß das Relais-Steuerventil 57 ein Druckluftsigni

karnmer-Bkrcks 120 befestigt. ' auf den Steucrkolben 43 des unteren Stellventils 3)

In dem oberen Pumpenzylinder 122 ist eine obere übertragt. Stopfbuchse 128 angeordnet, die mit Hilfe einer Gleichzeitig wurde der StelHcllcr44 des oberei Dichtungspackung den Kolben 18 führt und abdich- Stellventils 37 in seine Austritts-Stellung bewegt, s

tct. 65 daß Luft vom oberen Ende des Zylinders 30 ausgt

Die Steuerung und die Funktion des Druckluft- stoßen wird. Der SlcHtcHer 44 ihn unteren Stellventil

motorsB ist am besten aus den Fig. 14 und 15 38 ist in seine Eintriitsstctlung bewegt worden, s

die schematise* die beider, Betriebs daß über da* ur.Scrc StcKvcnii! 38 das untere Fftd

des Zylinders 30 des Druckluttmotors B mit uruckluit versorgt wird. Durch den resultierenden Druck wird der Kolben 33 durch seinen Aufwärtshub bewegt. Während der Kolben 33 seinen oberen Totpunkt erreicht, wird die Schraubenfeder 72 zwischen dem Tauchkolben 70 und dem Boden der zentralen Bohrung in der Kolbenstange 34 zusammengedrückt, bis in der Feder 72 soviel Energie gespeichert ist,

daß die Feder 72 auf die Ventilspindel 68 eine Kra ausübt, die die Sperrkralt der Blattfedern 75 und 7 übersteigt. In diesem Zustand schnappt das Steue ventil 57 abrupt in seine entgegengesetzte, obn Endstellung, so daß auf das obere Stellventil 37 ur das Relais-Steuerventil 57 Druckluftimpulse wirke die die Ventile 37 und 35 in die in Fig. 14 da gestellten Stellungen bringen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. 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 betätiubaren Stellventil-Einrichtung zum wechselseitigen Ötlnen 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 Drucksignal des Steuerventils (54) in jeweils eine seiner beiden Betriebsstellungen bewegbar ist. während \ η wesentlichen gleichzeitig das andere Stellventil (38) mittels eines Drucksignals eines durch ein zweites Drucksignal vom Steuerventil (54) ausgelosten Hilfs-Steuerventils (57) in seine dem ersten Stellventil entgegengesetzte Betriebsstellung bewegbar ist.

2. Steuerung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (54) ein mittels eines die beiden Totpunkte des Motorkolbens (33) abfühlenden Stellorgans (68) zwischen zwei durch eine Schnappeinrichtung (75, 76) fixierten Endlagen hin- und herbewegbares Verschlußglied (66) aufweist.

3. Steuerung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan _VJ8) des Steuerventil-Verschlußglieds (66) verstellbar ist 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 Dreiweg-Tellerventile sind.

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

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

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

y. 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 Schnappeinrich'ung (75. 76) das Steuerventil-Verschlußglied (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 anschließend infolge einer stärkeren Zusammendrückung der Federn aus seiner einen Endstellung in die gegenüberliegende Endstellung schnappt.

H). 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 Sperrkraft der Blattfedern (75. 76) entgegengesetzt größere Kraft erzeugen, die die Blattfedern abrupt aus einer Endstellung in die andere Endstellung schnappen läßt.

11. Steuerung nach einem der Ansprüche 8 bis K). 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 Motorkolbenstange angeordneten Schraubenfeder (71) umgeben ist und daß das als Flansch (70) ausgebildete Ende der Ventilspindel (68) in der Motorkolbenstange (34) die zweite, in der Motorkolbenstange (34) angeordnete Feder (72) von der die Ventilstange umgebenden Scnraubenfeder (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 'verden.