DE2413531C3 - Pneumatisch angetriebener doppeltwirkender Schubkolbenmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatisch angetriebenen doppeltwirkenden Schubkolbenmotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der DE-OS 19 56 322 ist ein pneumatisch angetriebener doppeltwirkender Schubkolbenmotor bekannt, welcher über zwei Drurkmittelleitungen mit einem V2-Steuerventil verbunden ist. In die Druckmittelzulauf- und Druckmittelablaufleitungen ist jeweils eine Drossel geschaltet, welche sowohl die Funktion von Zulauf- und Ablaufdrossel erfüllt. Das ^-Steuerventil weist einen Steuerschieber auf, welcher an seinem linken Ende zwei Betätigungskolben mit unterschiedlicher Wirkfläche und an seinem rechten Ende einen einzigen Betätigungskolben besitzt, dessen Wirkfläche größer ist als die Wirkflächen der beiden anderen Betätigungskolben zusammen.

Zu Beginn eines Arbeitsganges werden z. B. die rechte Kammer des Schubkolbenmotors sowie der am rechten Ende des Steuerschiebers angeordnete Betätigungskolben über die Zulaufdrossel vom Versorgungsdruck beaufschlagt. Gleichzeitig gelangt der Versorgungsdruck ungedrosselt auf die Wirkflächen der beiden kleineren Betätigungskolben am linken Ende des Steuerschiebers. Die linke Kammer des Schubkolbenmotors wird nun durch die Verschiebung des Arbeitskolbens über die Ablaufdrossel entlüftet. Sobald der Druck im Betätigungsraum des am rechten Ende des Steuerschiebers angeordneten Betätigungskolbens und somit auch in der rechten Kammer des Schubkolbenmotors in etwa auf die Höhe des Versorgungsdruckes angewachsen ist, schaltet das ⁴/₂-Steuerventil um, so daß nun die linke Kammer des Schubkolbenmotors über die jetzt als Zulaufdrossel wirkende Drossel vom Versorgungsdruck beaufschlagt wird und der Arbeitskniben eine Verschiebung nach rechts erfährt. Die Abluft aus der rechten Kammer des Schubkolbenmotors gelangt nun zum einen ungedrosselt auf den am rechten Ende des Steuerschiebers angeordneten Betätigungskolben und zum anderen über die jetzt als Ablaufdrossei wirkende Drossel zur Atmosphäre. Hat der Arbeitskolben des Schubkolbenmotors seine Endposition erreicht, so sinkt der Druck an dem Betätigungskolben, welcher am rechten Ende des Steuerschiebers angeordnet ist, ab. Die beiden Betätigungskolben am linken Ende des ίο Steuerschiebers werden nun vom Versorgungsdruck nach rechts verschoben und schalten das ^-Steuerventil um.

Von Nachteil ist bei dieser bekannten Einrichtung, daß durch die zwischen das ⁴/₂-Steuerventil und den Schubkolbenmotor geschaltete Zulaufdrossel zum einen die Anfahrkraft des Arbeitskolbens (Schubkolbens) begrenzt ist und zum anderen der Lauf des Arbeitskolbens unruhig wird, da es in der Praxis kaum möglich ist, Zulaufdrossel und Ablaufdrossel identisch zu gestalten. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem pneumatisch angetriebenen doppeltwirkenden Schubkolbenmotor nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs die bistabile Betätigung ohne die Drosselung des Motorlaufs zu erreichen und einen ruhigen Lauf des Motors zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebene Erfindung gelöst

Der erfindungsgemäße Schubkolbenmotor ist durch seine symmetrische Ausbildung einfach in seiner Hersteilung, gewährleistet einen ruhigen Lauf und kann bereits in der Anlaufphase die volle Kraft übertragen.

Ein Ausführungsbeispie! der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

In dem Gehäuse 10 des V₂-Steuerventils 1 ist ein Ventilkolben 11 axial verschiebbar angeordnet.

Der Ventilkolben 11 verbindet in der zeichnerisch dargestellten Lage eine Druckleitung 12 mit einer zu einer Zylinderkammer 9 eines Arbeitszylinders 25 ■to führenden Arbeitsleitung 24.

Die Zylinderkammer 8 ist mittels der Verbindungsleitung 23 und der Entlüftung 13 über ein Drosselventil 27 zur Atmosphäre hin entlüftbar. Gleichzeitig verbindet eine Betätigungsleitung 22 die Verbindungsleitung 23 mit dem Betätigungszylinder 7, während die Betätigungsleitung 21 eine Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 24 und der zylindrischen Ausnehmung 19 im Betätigungskolben 15 herstellt, welche mittels des Betätigungskolbens 17 luftdicht verschlossen wird,
so Eine weitere Entlüftung 14 mit einem Drosselventil 28 ist durch den Ventilkolben 11 abgesperrt.

Strömt nun über die Druckleitung 12 Druckluft in die Verbindungsleitung 24, so baut sich in der Zylinderkammer 9 des Arbeitszylinders 25 ein Druck auf, welcher sich auch unmittelbar über die Steuerleitung 21 fortpflanzt und die innere Kolbenfläche 2 beaufschlagt.

Diese zunächst relativ geringe Druckbeaufschlagung der inneren Kolbenfläche 2 reicht aber nicht aus, um eine axiale Verschiebung des Ventilkolbens 11 zu bewirken, da dieser erst bei einem wesentlich höheren Druck in der zylindrischen Ausnehmung 19 verschiebbar ist, zumal sich der Arbeitskolben 26 mit zunehmendem Druck in der Zylinderkammer 9 in Richtung Zylinderkammer 8 bewegt, diese fortlaufend verkleinert und die zu verdrängende Luft über die Verbindungsleitung 23 einerseits zur Entlüftung 13 und zum anderen über die Betätigungsleitung 22 in den Steuerzylinder 7 drückt.

Da auf Grund des Drosselventils 27 die aus der Zylinderkammer 8 herausgedrückte Luft nicht frei über die Entlüftung 13 in die Atmosphäre abströmen kann, baut sich im Betätigungszylinder 7 ein Druck auf, welcher zur Beaufschlagung der Kolbenfläche 5 dient

Die Kolbenfläche 5 hat den Durchmesser des Betätigungszylinders 7 und ist somit erheblich größer als die auf der Gegenseite über die Betätigungsleitung 21 beaufschlagte innere Kolbenfläche 2.

Es ist somit gewährleistet, daß der Ventilkolben 11 solange seine dargestellte Lage beibehält, wie sich der Arbeitskolben 26 in Richtung Zylinderkammer 8 bewegt, letztere kontinuierlich verkleinert, und das verdrängte Luftvolusnen über die Verbindungsleitung 23 zur gedrosselten Entlüftung 13 sowie über die Betätigungsleitung 22 in den Betätigungszylinder 7 drückt, wobei sich rasch ein konstanter Druck in dem Betätigungszylinder 7 aufbaut, der bis zur Erreichung der Endlage des Arbeitskolbens 26 auf der Seite der Zylinderkammer 8 bestehen bleibt

Die Hubgeschwindigkeit, mit welcher sich der Arbeitskolben 26 zu bewegen hat, wird durch mehr oder weniger starke Drosselung der Drosselventile 27 und/oder 28 bestimmt

Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung erfordert den Einbau in Anlagen, bei welchen stets gleiche Belastungen bzw. keine hohen Belastungsschwankungen auftreten.

Eine axiale Verschiebung des Ventilkolbens 11 tritt erst ein, wenn der Arbeitskolben 26 seine Endlage auf der Seite der Zylinderkammer 8 erreicht hat, dp in diesem Moment der aufgebaute Druck in der Verbin* dungsleitung 23, der Betätigungsleitung 22 und dem Betätigungszylinder 7 zusammenbricht

Die Verbindungsleitung 24 steht jedoch weiterhin unter dem vollen Behälterdruck der Druckleitung 12, so daß dieser volle Leitungsdruck auf die innere Kolbenfläche 2 in der zylindrischen Ausnehmung 19 des Betätigungskolbens 15 einwirkt, wodurch der gesamte Ventilkolben It, vor allem mangels Gegendruck an der Kolbenfläche 5, axial in Richtung Betätigungszylinder 7 verschoben wird. Diese Verschiebung des Ventilkolbens 11 geschieht schlagartig.

Die vorbeschriebenen Vorgänge verlaufen nun reziprok in genau umgekehrter Weise.

Die zylindrische Ausnehmung 20 des Kolbens 16 wird abgedichtet auf die Buchse 18 geschoben, wodurch der Betätigungszylinder 7 und die Kolbenfläche 5 nicht mehr über die Betätigungsleitung 22 mit Druckluft beaufschlagbar sind.

Die durch das Drosselventil 28 gedrosselte Entlüftung 14 wird mit der Verbindungsleitung 24 verbunden, welche, wie vorbeschrieben, mit der Betätigungsleitung 21 direkt in Verbindung steht

Der Arbeitskolben 26 wird nun durch die Druckleitung 12 über die Verbindungsleitung 23 von der Seite Zylinderkammer 8 mit der Behälterluft beaufschlagt und in Richtung Zylinderkammer 9 zurückgedrückt

Das verdrängte Luftvolumen aus der Zylinderkammer 9 entweicht unter einem gewissen Gegendruck über die Entlüftung 14.

Während am Kolben 16 nur noch die innere Kolbenfläche 3 beaufschlagbar ist, konnte sich nun im Betätigungszylinder 6 ein Gegendruck auf Grund des aus. der Zylinderkammer 9 herausgedrückten Luftvolumens aufbauen, welcher die Kolbenfläche 4 vom Durchmesser des Betätigungszylinders 6 beaufschlagt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Pneumatisch angetriebener doppeltwirkender Schubkolbenmotor mit einer Ablaufdrossel in der Druckmittelablaufleitung und mit einem funktional nur über zwei Verbindungsleitungen mit dem Schubkolbenmotor verbundenen ^-Steuerventil, welches in seinem Gehäuse eine beidseitige auf die beiden Motor-Zylinderraumdrücke ansprechende bistabile pneumatische Betätigung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufdrossel zwischen das ^-Steuerventil und die Atmosphäre geschaltet ist und daß beide Seiten der pneumatischen Betätigung symmetrisch zueinander ausgebildet sind und jeweils am Ventilkolben (11) einen großen Betätigungskolben (15, 16) und konzentrisch dazu einen kleinen Betätigungszylinder (2,3) besitzen, wobei sich der große Betätigungskolben (15, 16) in einem zugehöligen großen Betätigungszylinder (6, 7) im Gehäuse bewegen und der kleine Betätigungszylinder (2, 3) sich über einen zugehörigen kleinen Betätigungskolben (17, 18) an der Stirnwand des Gehäuses und zugleich des großen Betätigungszylinders schieben kann und wobei in der Stirnwand jedes kleinen Betätigungskolbens eine Betätigungsleitung (21, 22) mündet, welche jeweils an die Verbindungsleitung (23, 24) angeschlossen ist, die nach erfolgter Betätigung mit der Ablaufdrossel verbunden ist.