DE2506793A1 - Betaetigungszylinder mit angebautem 4/2-wege-ventil fuer pneumatische getriebeschaltung - Google Patents

Description

• 8etätigungszylinder mit angebautem 4/2-Wege-Ventil für pneumatische Getriebeschaltung Betätigungszylinder mit angebautem 4/2-Wege-Ventil für pneumatische Getriebeschaltung, wobei die Be- und Entlüftung des 4/2-Wege-Ventils über ein Vorsteuerventil erfolgt.
• Für schwere Straßen-, Bau- und Spezialfahrzeuge hahen sich in neuerer Zeit rein pneumatisch arbeitende Getriebe bsuährt, da sie sich im Gegensatz zu mechanischen oder elektrisch betriebenen Getrieben als robust und betriebssicher erwiesen haben.
• Hierbei wird ein Bettigungszylinder benötigt, in welchem sich ein Betätigungskolben bei wechselseitiger Druckbeaufschlagung zwischen zwei Endstellungen hin- und herbewegt. Han nennt einen solchen Betätigungszylinder auch einen 2-Stellungszylinder.
• Die Bewegung des Kolbens erfolgt durch Arbeitsdruckluft, welche jeweils auf eine Seite des Betätigungskolbens geleitet wird. Hierfür wird ein sogenanntes 4/2-Wege-Ventil benötigt, welches mit Hilfe von Steuerluft betätigt wird. Die Steuerluft wird über ein Vorsteuerventil bekannte Bau@rt geliefert.
• Das 4/2-Wege-Ventil schaltet die Arbeitadruckluft auf die jeweils anzusteuernde Seite des Kolbens im SetStigungszylinder. Hierzu werden bekanntlich bisher mehrere Ventile mit einer Vielzahl von Ventilsitzen, Dichtungen und Leitungen benötigt, so daß der materielle Aufwand erheblich ist.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine vereintachte Einrichtung der eingangs geschilderten Art von Betätigungazylindern mit 4/2-Wege-Ventilen und zielt auf eine Verringerung der Ventilanzahl und damit der zugehörigen Uentilsitze, Dichtungen sowie Verbindungselemente ab. Demgemäß ist die Aufgabe der Ereindung, einen Betätigungszylinder bzw. 2-Stellungszylinder für pneumatische Getriebeschaltungen oder dergl. zu schaffen, bei dem das 4/2-Wege-Ventil unmittelbar in Teile des Betätigungazylinder int.-griert ist.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer in Teilen des Gehäuses ausgebildeten Kammer beiderseits einer in dieser Kammer an ihrem Rand abgedichtet gehalterten Membran Je ein von einem Steuerdruck willkürlich beaufschlagbarer Raum ausgebildet ist, der durch je eine jeweils am freien Ende eines im Mittelbereich der Membran an deren beiden Seiten angesetzten, eine gemeinsame Bohrung aufweisenden zylindrischen Ansatz ausgebildeten, bei jeweils von der Membran weggerichteten Druckbeautschlagung schließenden Dichtlippe in je einen vom Steuerdruck beaufschlagten Innenraum und einen vom Arbeitsdruck besufachlagbaren, jeweils mit einer der drurkbeaufschlagbaran Seiten des Betätigungskolbens in Verbindung slehenden Außenraum aufgeteilt ist, wobei die Kammerstirnseiten Endanschläge für die Stirnseiten der mit der Mwiibran fest verbundenen, in der Kammer axial varschieblichen, zylindrischen Ansätze aufweisen, welche zu die beidseitigen Öffnungen der durchgehenden Bohrung umfassenden, die benachbarten Außenräume jeweils von der durchgehenden Bohrung trennenden, ringfürmigen Dichtsitzen ausgebildet sind.
• Weitere Einzelheiten sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Die Erfindung wird im einzelnen anhand einer Ausführungsform, die in der Zeichnung dargestellt ist, im folgenden naher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen länysschnitt durch einen Betätigungszylinder mit angebautem 4/2-Wege-Vsntil und die schematische Darstellung des Vursteuerve@tiles und Fig. 2 eine Draufsicht auf die aibran (in vereinfachter Form).
• In Fig. 1 ist ein Zylindergehäuse 1 mit einem Betätigungskolben 2, Jar über einen Kanal 3 bzij. über einen Raum 4 mit das über @@@en Anschluß 5 zugeführten Arbeitsdruck p@ beaufschlagbar ist, dargestallt. Ein Betätigungszylinderbeden 6, der aus zwei Gehäuseteilen b' bzw. 6" besteht, enthäit ein 4J2-bege-Ventll 7, welches in wesentlichen in einer Kammer 8, die zu gleichen Teilen in den beiden Gehäuseteilen 6' und 6" liegt, untergebracht ist.
• In der Trennebene zwischen den 6ehauseteilen 6' und 6" ist eins Membran 9 angeordnet, an deren beide Seiten im Mittelbereich Je ein zylindrischer Ansatz 10 bzw. 11 angesetzt ist, wobei die Ansätze und die Membran von einer durchgehenden Bohrung 12, an deren Enden Je eine Öffnung 13 liegt, durchsetzt sind. Die freien Enden der zylindrischen Ansätze 10 und 11 tragen an ihrem Umfang je eine die Mantelfläche Uberkragende, umklappbare Dichtlippe 14 bzw. 15, durch welche die beiderseits der Membran 9 liegenden Räume der Kammer 8 in Je einen an die Membran angrenzenden Innenraum 16 bzw. 17 und in Je einen den Stirnseiten der Ansätze 10 bzw. 11 vorgelagerten Außenraum 18 bzw. 19 unterteilt werden.
• An den beiden Kamtnerstirnseiten ist je ein rlngfßrmiger, jeweils den Endanschlag für die Stirnseiten der verschieblichen zylindrischen Ansätze 10 bzw. 11 bildender Dichtsitz 20 bzw. 21 ausgebildet, der jeweils eine der Öffnungen 13, 13' der Bohrung 12 bei angepreßten zylindrischem Ansatz dichtend umfaßt.
• Das Gehäuseteil 6' trägt neben dem AnschluB 5 für die Arbeitsdruckluft (Pa) auch die beiden mit Steuerdruck (Pe) beschickbareuftzufuhrkanäle 22 bzw. 23, welche über Vsrbindungsleitungen 22' bzw. 23' von einem Vorsteuerventil 24 in bekannter Weise willkürlich ansteuerbar sind.
• Aus der Fig. 2 ist die Ausbildung der Membran 9 im einzelnen ersichtlich, wobei die zylindrischen Ansätze 10 bzw. 11 nicht dargestellt sind. An ihrem Unfang weist die Membran 9 eine Verstärkung auf, die bezogen auf die Membranebene nach einer Seite oder nach beiden Seiten ausgebildet sein kann und die einen Dichtkragen 25 bildet. An einer Stelle ist dieser Dichtkragen zu einem Dichtauye 2S ausgeweitet. Das Dichtauge 26, das eine durchgehende Bohrung 27 aufweist, dient der luftdichten Durchführung des Luftführungskanales 22 an der Trennebene vom Gehäussteil 6' zum deckelartigen Gehäuseteil 6".
• Der über den Anschluß 5 zugeführte Arbeitsdruck pa kann mittels eines bekannten, nicht dargestallten Abschaltventilea ein bzw.
• abgeschaltet werden.
• Die Wirkungsweise des an dem Betätigungszylinders angebauten 4/2-Wege-Ventil wird wie folgt anhand der in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Ausgangsstellung des Batätigungskolbens 2 näher beschrieben.
• Un den Uetätigungskolben aus seiner linken Endstellung in die rechte Endstellung zu verschieben, wird die über den Anschluß 5, durch die bohrung 12, den Raum 18 und den Kanal 3 auf die rechte Betätigungskolbenseite wirkende Druckbeaufschlagung seitens des Arbeitsdruck Pa durch das Abschaltventil zunächst aufgehoben.
• Erfolgt so dann sins Umsteuerung des Vorsteuerventiles 24, so daß der steuerdruck Ps über die Leitung 23' auf den Anschluß dws luftführungskanales 23 gelangt und damit in den Innenraum 17, wird die Membran 9 in Richtung Außenraum 18 durchgewUlbt. Hierbei hebt die Stirnseite des zylindrischen Ansatzes 11 vorn ringförmigen Dichtsitz 21 ab, während die Stirnseite des Ansatzes 10 an den Dichtsitz 20 angepreßt wird, d.h. der Raum stirnseitig des Oetätigungskolbens 2 wird mit dem Anschluß 5 des Arbeitsdruckes Pa verbunden, indessen der Kanal 3, der mit dem Raum rechts des Betätigungskolbens 2 in Verbindung steht vom Anschluß 5 getrennt wird.
• Beim Einschalten des nicht dargestellten Abschaltventiles gelangt sodann der Arbeitsdruck Pa über den Anschluß 5, den geöffneten Dichtsitz 21 in den Außenraum 19, beaufschlagt den Betätigungskolben 2 und schiebt diesen in die rechte Endstellung. Die in dem rechts des Betätigungskolbens 2 befindliche Luft wird über den Kanal 3, den Außenraum 18 und unter Öffnen der in dieser StrU-mungsrichtung umklappbarel, Dichtlippe 14 über den Innenraum 16, den Anschluß 22 mit der anschließenden Verbindungsleitung 22' durch das sntsprechend geschaltete Worstsuerventil 24 in die Atmosphäre ausgestoßen.
• Um den Arbeitskolben wiederum in die linke gezeichnete Endstellung zu verschieben, wird die Zufuhr des Arbeitedruckes Pa zum Anschluß 5 durch Schließen des Absperrventiles unterbrochen und daran anschließend das Vorsteuerventil 24 umgesteuert. Hierdurch erhält, wie gezeichnet dargestellt, der Anschluß 22 Steuerdruck Ps zugeleitet und die Membran 9 geht in die dargestellte untere Endstellung, worauf die Ventile 10, 20 öffnen und 11,21 schliessen. Die erneute Freigabe des Arbeitadruckes Pa a bewirkt über die Bohrung 12 und Kanal 3 die Verschiebung des Betätigungskolbens 2 nach links (wie dargestellt). Die Entlüftung des Raumes an der die Stirnseite des Betätigungskolbens 2 geschieht über sich umklappende Dichtlippe 15, den Raum 19, AnschluB 23 und die Verbindungsleitung 23' durch das Vorsteuerventil in die Atmosphäre. Ein Überströmen des Arbeitsdruckes Pa vom Außenraum 18 in den Innenraum 16 über die umklappbare Dichtlippe 14 ist wegen der gröberen Bemessung des in Raum 16 herrschenden Steuerdruckes Ps nicht möglich.

Claims (5)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e

   Uetätigungszylinder mit angebautem 4/2-Wege-Ventil für pneumatische Getriebeschaltungen, wobei die Be- und Entlüftung des 4/2-Wege-Ventils über ein Vorsteuerventil erfolgt, d E d u r c h gekennzeichnet, daß in einer in Teilen des Gehäuses (1) auagebildeten Kammer (8) beiderseits einer in dieser Kammer (8) an ihrem Rand abgedichtet gehalterten Membran (9) je ein von sinem Steuerdruck willkürlich beaufschlagbarer Raum ausgebildet ist, der durch je eine jeweils am freien Ende eines im Mittelbereich der Meinbran (9) an deren beiden Seiten angesetzten, eine gemeinsarne Bohrung (12) aufweisenden zylindrischen Ansatz (10 bzw.

   11) ausgebildeten, bei jeweils von der Membran weggerichteten Druckbeaufschlagung schließenden Dichtlippe (14 bzw. 15) in Je einen vom Steuerdruck (Ps) beaufschlsgten Innenraum (16 bzw. 17) und einell vom Arbeitsdruck (Pa) beaufschlagbaren, jeweils mit einer der druckbeaufschlagbaren Seiten des Betätigungakolbens (2) in Verbindung stehenden Außenraum (18 bzw. 19) aufgeteilt ist, wobei die Kammerstirnseiten Endanschläge für die Stirnseiten der mit der Membran (9) fest verbundenen, in der Kammer (8) axial verschieblichen, zylindrischen Ansätze (10 bzw. 11) aufweisen, welche zu die beidseitigen öffnungen (13 bzw. 13') der durchgehenden Bohrung (12) umfassenden, die benachbarten Außenräume(18 bzw. 19) jeweils von der durchgehenden Bohrung (12) trennenden, ringförmigen Dichtsitzen (20 bzw. 21) susgebildet sind.
2. 2. Betätigungszylinder mit angebautem 4/2-Wege-Ventil nach Anspruch 1, d n d u r c h gekennzeichnet, daß der Steuerdruck (Ps) größer, jeduch Mindestens gleich dem Arbeitadruck (Pa) ist.
3. 3. Betätigungszylinder mit angebautem 4/2-Wege-Ventil nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Membran (9) an ihrem Umfang einen im wesentlichen senkrecht zur Membranebene stehenden sich wenigstens einseitig erstreckenden Dichtkragen (25) und an einer Stelle ein Dichtauge (26), jeweils von annähernd mehrfacher Membranstärke trägt und das Dichtauge (26) eine annähernd mit dem Luftführungskanal (22) fluchtende Bohrung (27) aufweist.
4. 4. Betätigungszylinder mit angebautem 4/2-Wege-Ventil nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Membran (9) mit den zylindrischen Ansätzen (10 bzw. 11) und den umklappbaren Dichtlippen (14 bzw. 15) einteilig aus gummielestischem Material ausgebildet ist.
5. 5. Betätigungszylinder mit angebautem 4/2-Wegs-Ventil nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in der die Kammer (8) annähernd mittig, quer zur Längsachse schneidenden Trennebene zwischen dem ausschließlich den Anschluß (5) für den Arbeitsdruck (pa) und die beiden Anschlüsse (22 bzw. 23) für den Steuerdruck (Ps) tragenden, den Innenraum t17) und den Außenraum (19) aufweisenden Gehäuseteil (6) des Betätigungszylinderbodens u n d dem den ringförmigen Dichtsitz (20) im Außenraum (18) tragenden deckelartigen Gehäuseteil (6") die Dichtsitze für die Aufnahme des Dichtkragens (25) und des Dichtauges (26) der Membran (9) ausgebildet sind.