DE2223951A1 - DEVICE FOR SWITCHING OVER A RETURNING DRIVE PISTON IN A PNEUMATIC DRIVE UNIT - Google Patents
DEVICE FOR SWITCHING OVER A RETURNING DRIVE PISTON IN A PNEUMATIC DRIVE UNITInfo
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Description
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Adeola AG, Zug (Schweiz) Adeola AG, Zug (Switzerland)
Einrichtung zum Umschalten eines hin- und hergehenden Antriebskolbens in einem pneumatischen AntriebsaggregatDevice for switching a reciprocating drive piston in a pneumatic drive unit
Zum Umschalten eines hin- und hergehenden Kolbens in einem pneumatischen Antriebsaggregat wird üblicherweise ein mechanisch betätigtes 5-2-Wege-Ventil verwendet, mittels welehern wahlweise eine der beiden Kolbenflächen mit Druckluft beaufschlagt und gleichzeitig der Raum über der andern Kolbenfläche zum Ausströmenlassen der dort vorhandenen Druckluft mit der freien Atmosphäre verbunden wird. Solche Anordnungen eignen sich immer dann, wenn der Weg vom 5-2-Wege-Ventil zum Antriebsaggregat kurz ist. Ist er aber lang, so behindert das durch die Leitungslänge bedingte langsame Entweichen der Luft ins Freie das rasche Verschieben des vom Luftdruck beaufschlagten Antriebskolbens im Arbeitsaggregat, weil dannTo switch a reciprocating piston in a pneumatic drive unit, a mechanical one is usually used actuated 5-2-way valve used, by means of welehern optionally one of the two piston surfaces is pressurized with compressed air and at the same time the space above the other piston surface is connected to the free atmosphere to allow the compressed air present there to flow out. Such arrangements are always suitable when the path from the 5-2-way valve to the drive unit is short. But if it is long, it is handicapped the slow escape of the air into the open due to the length of the pipe the rapid shifting of the air pressure acted upon drive piston in the working unit, because then
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die Druckdifferenz zwischen den beiden Kolbenflächen zu gering ist. Zur Behebung dieses Nachteils werden in all den Fällen, bei denen zwischen dem Betätigungs- oder Bedienungsorgan und dem pneumatischen Antriebsaggregat eine störend grosse Distanz besteht, die 5-2-Wege-Ventile als. Solenoid-Ventile ausgebildet und direkt neben dem Antriebsaggregat angeordnet, während die Wahl des Ortes für die Anbringung des Betätigungsorgans sozusagen vollständig frei ist. Es hat dies allerdings den nicht zu unterschätzenden Nachteil, dass zusätzlich zu den pneumatischen Leitungen noch elektrische Leitungen nötig sind, wodurch bei Installations-, Revisionsund Reparaturarbeiten die Mithilfe eines Elektrikers nötig wird und in vielen Anwendungsfällen zusätzliche Schwierigkeiten wegen der beispielsweise in feuchten oder exp^Losionsgefährdeten Räumen vorgeschriebenen Sicherheitsmassnahmen auftreten. Daher wird oft unter Verzicht auf elektrifizierte Ausführungen ein verhältnismässig langsames Arbeiten des pneumatischen Antriebsaggregates in Kauf genommen.the pressure difference between the two piston surfaces is too low. All of the Cases in which there is a disturbance between the actuating or operating element and the pneumatic drive unit long distance, the 5-2-way valves as. Solenoid valves formed and placed right next to the drive unit while choosing the location for mounting of the actuator is completely free, so to speak. However, this has the disadvantage, which should not be underestimated, that In addition to the pneumatic lines, electrical lines are required, which means that for installation, revision and Repair work with the help of an electrician is necessary and in many applications additional difficulties because of the safety measures prescribed, for example, in damp or explosive areas appear. Therefore, the work of the pneumatic drive unit accepted.
Der Behebung all dieser Nachteile dient nun die erfindungsgemässe Einrichtung zum Umschalten eines hin- und hergehenden Antriebskolbens in einem pneumatischen Antriebsaggregat. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem 3-2-Wege-Ventil und einem Steuerelement gebildet wird, welch letzteres einen in einer dreistufigen Bohrung verschiebbaren Differentialkolben mit Enden ungleichen Querschnittes*und einen dazwischen befindlichen dünnern Verbindungsteil aufweist, wobei einerseits jedes Bohrungsende mit einer Endanschlussöffnung versehen ist, und zwar das engere Ende mit einer Endanschlussöffnung zum direkten Anschluss einer Druckluftquelle und das weitere Ende mit einer Endanschlussöffnung, an die das an eine Druckluftquelle anzuschliessende ]The device according to the invention for switching back and forth serves to remedy all of these disadvantages Drive piston in a pneumatic drive unit. This is characterized by the fact that it consists of a 3-2-way valve and a control element is formed, the latter being a displaceable in a three-step bore Differential pistons with ends of unequal cross-section * and has a thin connecting part located therebetween, wherein on the one hand each end of the bore is provided with an end connection opening, namely the narrower end with one End connection opening for direct connection of a compressed air source and the other end with an end connection opening, to which the to be connected to a compressed air source]
3-2-Wege-Ventil über eine Steuerleitung derart angeschlossen j3-2-way valve connected in this way via a control line j
ist, dass dieses weitere Bohrungsende je nach der Stellung des 3-2-Wege-Ventils mit der Druckluftquelle oder einer Entlüftungsöffnung verbunden ist, und wobei andererseits im Be-is that this further end of the bore depending on the position of the 3-2-way valve with the compressed air source or a ventilation opening connected, and on the other hand, in the
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reich des grossen Bohrungsdurchraessers ein By-Päss vorhanden ist und in den Bereich des mittleren BohrüngsdUrehmessers eine Luftaustrittöffnung mündet und zwei zum Anschluss je einer zum umzuschaltenden Antriebsaggregat führenden Verbindungsleitung dienende ÄnsehiussÖffnungen derart angeordnet sind, dass bei Jeder Endsteliüng des Differehtialkolbens eine der beiden Ansehiüssöffnungen mit der ihr benachbarten Endanschlussöffnung, die andere aber mit der Luftäüstrittsöffnung verbunden ist. Bei dieser Anordnung ist zwar das Steuerelement möglichst unmittelbar neben dem umzusteuernden Antriebsaggregat anzuordnen, das mit ihm durch nur eine einzige Leitung verbundene 3-2-Wege-Ventii kann jedoch ver;-hältnismässig weit weg angeordnet sein, ohne dass Verzögerungen auftreten» die durch das Ausströmen der Luft ins Freie bedingt sind, da ja die Luft bereits aus dem Steuerelement direkt ins Freie austritt.A by-pass is available near the large bore diameter and in the area of the middle rotary cutter an air outlet opening opens out and two for the connection of one connecting line each leading to the drive unit to be switched serving Änsehiuss openings arranged in such a way are that at each end position of the differential piston one of the two connection openings with the adjacent one End connection opening, but the other with the air outlet opening connected is. With this arrangement, the control element is as close as possible to the one to be reversed To arrange drive unit that with him by only one 3-2-way valve connected to a single line can, however, be relatively be arranged far away without delays occurring »caused by the air escaping into the open air because the air already exits the control element directly into the open air.
Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Äusführungsbeispiel der Erfindung besehrieben; In d§r Zeichnung zeigt .An exemplary embodiment is shown below with the aid of the accompanying drawing of the invention described; In the drawing shows.
die Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Steuerelement und schematisch ein 3-2-Wege-Ventil Böwie ein pneumatisches Antriebsaggregat,1 shows a longitudinal section through a control element and schematically a 3-2-way valve Bö like a pneumatic one Drive unit,
die Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II der Fig; ί ürtdFIG. 2 shows a section along the line II - II of FIG. ί ürtd
die Fig. 3 und 4 den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen,3 and 4 representations corresponding to FIGS. 1 and 2,
wobei sich jedoch die beweglichen ieiie in einer andern Arbeitsstellung befihden.·however, the movable ieiie are in be in a different working position.
Das als ganzes mit 1 bezeichnete Gehäuse des Steuerelementes weist eine mehrstufige Bohrung 2 auf. Der innerste ürid engste Abschnitt ist mit 2a bezeichneti Daran schliesst sieh ein etwas weiterer,- aber wesentlich kürzerer Abschnitt 2b und ah diesen ein noch weiterer Abschnitt 2c an. Für das Einsetzen des End-The housing of the control element, designated as a whole by 1 has a multi-stage bore 2. The innermost urid closest Section is marked with 2ai You can see something from it further - but much shorter section 2b and ah this one yet another section 2c. For inserting the end
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Verschlusses 3 dient der äusserste Bohrungsabschnitt 2d. Der innerste Bohrungsabschnitt 2a ist an seinem tiefsten Ende mit einer Endanschlussöffnung 4 versehen, die zum direkten Anschluss einer zur Druckluftquelle führenden Druckluftleitung 5 dient. Am äusseren Bohrungsende mündet in den Abschnitt 2c die Anschlussöffnung 6, die zum Anschluss einer Leitung 7 dient, die zum 3-2-Wege-Ventil 8 führt, welches so angeschlossen ist, dass die Leitung 7 je nach der Ventilstellung entweder mit der Entlüftungsöffnung 9 oder mit der zur Druckluftquelle führenden Leitung 10 verbunden ist. In die Bohrung 2 des Gehäuses 1 münden noch weitere Querbohrunfren:Closure 3 is used by the outermost bore section 2d. Of the innermost bore section 2a is provided at its deepest end with an end connection opening 4 for direct connection a compressed air line 5 leading to the compressed air source is used. At the outer end of the bore opens into the section 2c the connection opening 6, which is used to connect a line 7, which leads to the 3-2-way valve 8, which is connected so that the line 7 depending on the valve position is connected either to the vent opening 9 or to the line 10 leading to the compressed air source. In the bore 2 of the housing 1 also open further transverse bores:
In den engsten Teil 2a mündet die Bohrung. 11, die zum Anschluss einer möglichst kurzen Verbindungsleitung 12 zum einen Ende des Arbeitszylinders 13a des pneumatischen Antriebsorgans 13 dient, während in den Bohrungsabschnitt 2c die Bohrung 14 mündet, die zum Anschluss einer ebenfalls möplichst kurzen Verbindungsleitung 15 zum anderen Ende des Arbeitszylinders 13a dient, in welchem ein Kolben 13b durch den Ein* fluss der Druckluft verschoben wird.The bore opens into the narrowest part 2a. 11, which is used to connect the shortest possible connection line 12 to the one end of the working cylinder 13a of the pneumatic drive member 13 is used, while in the bore section 2c the Bore 14 opens, which is used to connect a connecting line 15 that is also as short as possible to the other end of the working cylinder 13a, in which a piston 13b passes through the inlet. the flow of compressed air is shifted.
In der dreistufigen Bohrung 2 des Gehäuses 1 befindet sich ein Differentialkolben 16, also ein Kolben mit Enden ungleichen Querschnittes und einem dazwischen befindlichen dünneren Verbindungsteil 16b. Der Kolbenabschnitt mit dem grössten Querschnitt, dessen Durchmesser beispielsweise 20 nun betragen kann, ist mit 16c bezeichnet und das Kolbenende mit dem kleineren Querschnitt, dessen Durchmesser beispielsweise 15 mm betragen kann, ist mit 16a bezeichnet. In der zylindrischen Fläche dieses Kolbenabschnittes 16a befinden sich zwei Dichtungen 17 und 18, in der zylindrischen B1IHcIiO des Abschnittes 16c die Dichtung 19· Der Endverschluss 3 ist mit einer Dichtung 20 versehen, während zum Halten des Endverschlusses 3 ein in einer Nut 21 sitzender Segerrinr ?? dient * In the three-stage bore 2 of the housing 1 there is a differential piston 16, that is to say a piston with ends of unequal cross-section and a thinner connecting part 16b located between them. The piston section with the largest cross section, the diameter of which can now be, for example, 20, is denoted by 16c and the piston end with the smaller cross section, whose diameter can be, for example, 15 mm, is denoted by 16a. In the cylindrical surface of this piston section 16a there are two seals 17 and 18, in the cylindrical B 1 IHcIiO of section 16c the seal 19. The end closure 3 is provided with a seal 20, while a seal 20 is provided to hold the end closure 3 in a groove 21 Segerrinr ?? serves *
In den Bereich des Bohrungsabschnittes 2b mündet dieIn the area of the bore section 2b opens
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bohrung 23, die über einen schalldämpfenden Filter 24 ins Freie führt. Im Bereich des Bohrungsabschnittes 2c ist ein By-Pass angeordnet, der durch zwei aus der runden, durch einen Deckel 28 verschlossene Vertiefung 27 in den Bohrungsabschnitt 2c führenden Querbohrungen 25 und 26 sowie dem Zwischenraum 29 zvrischen dem Deckel 28 und dem Grund der Vertiefung 27 gebildet wird.bore 23, which leads through a sound-absorbing filter 24 to the outside. There is a by-pass in the area of the bore section 2c arranged by two from the round, closed by a cover 28 recess 27 in the bore section 2c leading transverse bores 25 and 26 and the space 29 between the cover 28 and the bottom of the recess 27 is formed will.
In den Fig. 1 und 2 sind die einzelnen beweglichen Teile in der Ausgangslage dargestellt:In Figs. 1 and 2, the individual moving parts are shown in the starting position:
Der Kolben 13b des pneumatischen Antriebsorganes 13 befindet sich in seiner obersten Stellung· im Zylinder 13a. Unmittelbar an diesen Zylinder 13a ist das Gehäuse 1 des Steuerelementes befestigt, das einerseits über eine Leitung 5 an eine Druckluftquelle angeschlossen und andererseits über die Steuerleitung 7 mit dem 3-2-Wege-Ventil 8 verbunden ist, wobei diese Leitung verhältnismässig lang sein darf und keinen besonders grossen Querschnitt aufzuweisen hat. In der dargestellten Lage befindet sich der Differentialkolben 16 des Steuerelementes in der obersten Stellung, da der unterste Abschnitt 2a der Bohrung 2 mit der Druckluftleitung 5, der dritte Abschnitt 2c dieser Bohrung aber über die Leitung 7 mit der Aussenluft verbunden ist. Demzufolge ist auch der untere Bereich des Arbeitszyliners 13a mit der üruckluftquelle verbunden, wodurch der Kolben 13b in seiner Stellung festgehalten wird, da ja der Raum über dem Kolben 13b über die Leitung 15, die Anschlussbohrung 14, den .hohlzylindrischen Raum zwischen dem dünnen Verbindungsteil 16b des Steuerkolbens 16 und den Bohrungsabschnitten 2b und 2c sowie die Bohrung 23 mit der Aussenluft verbunden ist.The piston 13b of the pneumatic drive member 13 is located in its uppermost position · in the cylinder 13a. The housing 1 of the control element is located directly on this cylinder 13a attached, which is connected on the one hand via a line 5 to a compressed air source and on the other hand via the control line 7 is connected to the 3-2-way valve 8, this line being allowed to be relatively long and none has to have a particularly large cross-section. The differential piston 16 is in the position shown of the control element in the uppermost position, since the lowermost section 2a of the bore 2 with the compressed air line 5, the however, the third section 2c of this bore is connected to the outside air via the line 7. So is the The lower area of the working cylinder 13a is connected to the return air source, whereby the piston 13b is in its position is held, since the space above the piston 13b via the line 15, the connection hole 14, the .hohlzylindischen Space between the thin connecting part 16b of the control piston 16 and the bore sections 2b and 2c as well as the Bore 23 is connected to the outside air.
Zum Umschalten des Antriebskolbens 13b wird nun das 3-2-Wege-Ventil 8 betätigt, wodurch die Leitung 7 und der Raum oberhalb des Differentialkolbens 16 in der Bohrung 2c sofort mit Druckluft p-efüllt werden. Sobald der Druck an beiden EndenThe 3-2-way valve is now used to switch over the drive piston 13b 8 actuated, whereby the line 7 and the space above the differential piston 16 in the bore 2c immediately Compressed air must be filled. Once the pressure on both ends
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des Differentialkolbens 16 gleich gross ist, wird der Kolben sich rasch nach unten verschieben, da ja die auf das Ende I6c einwirkende Kraft grosser ist als die auf das Ende 16a einwirkende Kraft. Der Differentialkolben 16 wird also die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Lage einnehnen, in welcher der Kolbentei\L 16c nicht mehr am Endverschluss 3 ansteht, sondern am unteren Ende des Bohrungsabschnittes 2c, wodurch einerseits die Endanschlussöffnung 6 mit der Bohrung 14 und damit die an der Druckquelle angeschlossene Leitung 7 über die Leitung 15 mit dem Raum oberhalb des Arbeitskolbens 13b im Zylinder 13a und andererseits der Raum unterhalb des Arbeitskolbens 13b im Zylinder 13a über die Leitung 12, die Bohrung 11, den hohlzylindrischen Raum zwischen dem dünnen Verbindungsteil 16b des Steuerkolbens 16 und den Bohrungsabschnitten 2a und 2b sowie die Bohrung 23 mit der Aussenluft verbunden wird. Dadurch wird erreicht, dass die aus dem Zylinder 13a entweichende Luft sozusagen widerstandsfrei ausströmen und sich infolgedessen der Arbeitskolben 13b entsprechend rasch in die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Lage verschieben kann.of the differential piston 16 is the same size, the piston move rapidly downwards, since the force acting on the end 16c is greater than that on the end 16a acting force. The differential piston 16 is the in 3 and 4, in which the piston part 16c no longer rests on the end closure 3, but rather at the lower end of the bore section 2c, whereby on the one hand the end connection opening 6 with the bore 14 and thus the line 7 connected to the pressure source via the line 15 with the space above the working piston 13b in the Cylinder 13a and on the other hand the space below the working piston 13b in the cylinder 13a via the line 12, the bore 11, the hollow cylindrical space between the thin connecting part 16b of the control piston 16 and the bore sections 2a and 2b and the bore 23 are connected to the outside air will. This ensures that the air escaping from the cylinder 13a flows out without resistance, so to speak As a result, the working piston 13b can move rapidly into the position shown in FIGS. 3 and 4.
In dieser Stellung bleibt er unter den Druck des im Druckreservoir vorhandenen Luftdruckes stehen bis das 3-2-Wege-Ventil 8 losgelassen wird, so dass es in die in der Fig. dargestellte Lage zurückkehrt. Das hat nun zur Folge, dass die Leitung 7 über das 3-2-Wege-Ventil 8 mit der Aussenluft verbunden wird, wodurch der Druck in ihr und damit die von oben auf den Kolben 16 einwirkende Kraft geringer wird. Sobald die Kraft, die von oben auf den Differentialkolben 16 einwirkt, kleiner ist als die von unten einwirkende Kraft, wird der Kolben langsam nach oben geschoben, bis der Kolbenabschnitt l6c mit dem grössten Durchmesser die Bohrung 26 wieder frei gibt. In diesem Moment kann die Luft aus dem Raum oberhalb dieses Kolbenteiles 16 über die Querbohrung 25, den Zwischenraum 29, die Querbohrung 26, den hohlzylinderförmigen Raum zwischen dem dünnen Verbindungsteil 16b und den Bohrungsabschnitten 2b und 2c und durch die Bohrung 23 so-In this position it remains under the pressure of the pressure reservoir existing air pressure stand up to the 3-2-way valve 8 is released so that it returns to the position shown in the figure. This now has the consequence that the line 7 via the 3-2-way valve 8 with the outside air is connected, whereby the pressure in it and thus the force acting on the piston 16 from above is lower. As soon the force acting on the differential piston 16 from above is smaller than the force acting from below, the piston is slowly pushed upwards until the piston section l6c with the largest diameter penetrates the bore 26 releases again. At this moment, the air from the space above this piston part 16 via the transverse bore 25, the Gap 29, the transverse bore 26, the hollow cylindrical space between the thin connecting part 16b and the Bore sections 2b and 2c and through the bore 23 so-
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wie den Sehalldämpffilter 24 nach aussen entweichen, so dass der Kolben 16 rasch wieder die in den Pig* I und 2 dargestellte Lage einnimmt. In dieser Stellung kann die Luft aus dem obern Teil des Arbeitszylinders 13a durch die Leitung 15, die Anschlussöffnung 14, den hohlzylindrischen Zwischenraum zwischen dem dünnen Verbindungsteil l6b und den Bohrungsabschnitten 2b und 2c und dann durch die Bohrung 23 entweichen, so dass der Kolben 13b unter dem Einfluss der durch die Leitung 5, die Anschlussöffnung 4, den Bohrungsabschnitt 2a, die Anschlussöffnung 11 und die Leitung 12 zuströmende Druckluft rasch verschoben werden kann, ohne dass ein verzögertes Abströmen der Luft von der andern Kolbenseite die Bewegung behindert.like the Sehalldämpfilter 24 escape to the outside, so that the piston 16 quickly again the one shown in the Pig * I and 2 Position. In this position, the air can flow from the upper part of the working cylinder 13a through the line 15, the connection opening 14, the hollow cylindrical space escape between the thin connecting part l6b and the bore sections 2b and 2c and then through the bore 23, so that the piston 13b under the influence of the line 5, the connection opening 4, the bore section 2a, the connection opening 11 and the line 12 incoming compressed air can be shifted quickly without a delayed The flow of air from the other side of the piston hinders the movement.
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Claims (1)
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| DE2808477A1 (en) * | 1978-02-28 | 1979-08-30 | Hemscheidt Maschf Hermann | Slide piston in fluid pressure compensated valve - incorporates front and rear circulation channels separated by width of displacement path, and forward outward closed longitudinal hole |
| DE3345720A1 (en) * | 1983-01-13 | 1984-08-02 | Beringer-Hydraulik GmbH, Neuheim, Zug | Reversing seat valve |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH541081A (en) | 1973-08-31 |
| US3776101A (en) | 1973-12-04 |
| GB1338882A (en) | 1973-11-28 |
| BE786534A (en) | 1972-11-16 |
| FR2143015A1 (en) | 1973-02-02 |
| FR2143015B1 (en) | 1973-07-13 |
| IT959088B (en) | 1973-11-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |