DE2646072C2 - Steuereinrichtung für ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmedium zur Beaufschlagung von Kolben-Zylinder-Einheiten - Google Patents

Description

50

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmedium zur abwechselnd einseitigen Beaufschlagung von zweiseitig beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheiten, bei welcher zur Umsteuerung jeder Endlage des Kolbens eine Staudruckdüse zugeordnet ist, die eine Zuströmleitisng für das ununterbrochen unter Druck stehende Steuermedium und eine gegenüberliegende Austrittsöffnung sowie eine mit dieser Austrittsöffnung verbundene Signaiieitung für den Rückstrom besitzt, und mit mindestens einem zum druckdichten Verschließen der Austrittsöffnung geeigneten Verschlußstück, das an einem Ende der Kolbenstange angeordnet ist, wobei die eine Staudruckdüse an der Außenseite des Zylinders in der Nähe der Kolbenstangendurchführung und die andere Staudruckdüse gegenüberliegend an einer rahmenartigen Verlängerung des Zylinders angeordnet ist.

Derartige Steuereinrichtungen werden beispielsweise nach der DE-PS 21 42 157 zur Umsteuerung zweiseitig beaufschlagbarer Kolben-Zylinder-Einheiten verwendet Dabei besteht bei den dort angewendeten Staudruckdflsen eine ununterbrochene Verbindung zwischen der Druckanschlußöffnung und der Austrittsöffnung, so daß das Steuennedium, beispielsweise Druckluft, ständig aus der Austrittsöffnung ausströmt. Dieses Ausströmen wird kurzzeitig nur dann unterbrochen, wenn die Austrittsöffnung von dem an der Kolbenstange angeordneten Verschlußstück verschlossen wird, was ein Umlenken der Steuerluft zur Steuer- bzw. Rückströmöffnung bewirkt, worauf eine Umsteuerung der Kolben-Zylinder-Einheit erfolgt Nachteilig an dieser bekannten Steuereinrichtung ist der erhebliche Luftverbrauch auf Grund des dauernden Ausblasens der Steuerluft Darüber hinaus wird das Geräusch der aus der Austrittsöffnung ausströmenden Steuerluft, insbesondere in ruhigen Räumen als störend empfunden. Die obigen Ausführungen treffen im wesentlichen auch für die in der DE-PS 2544 987 geschützte Steuereinrichtung zu, bei der ebenfalls der Nachteil eines großen Luftverbrauches und evtL von Geräuschstörungen auftritt

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau einen geringen Verbrauch an Steuermedium gewährleistet

Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindung zwischen der Zuströmleitung und der in einem Innenteil atigeordneten Signalleitung durch einen Ventilkolben mit kegelförmigem Ventilsitz gesteuert wird, der die Austrittsöffnung in Ruhestellung unter der Wirkung einer Druckfeder verschließt und sie freigibt, sobald das Verschlußstück einen aus der Austrittsöffnung herausragenden und mit dem Ventilkolben verbundenen Stößel betätigt und daß der Ventilkolben mit mehreren zur Herstellung der Verbindung zwischen der Zusirumleitung und der Signa'leitung dienenden axialen Bohrungen versehen ist, die einerseits am Ventilsitz münden und andererseits über einen den Ventilkolben mit dem .innenteil abdichtend und beweglich verbindenden Faltenbalg mit der Signalleitung in Verbindung stehen.

In diesem Zusammenhang wird noch auf die DE-PS 26 06 177 hingewiesen, die eine Staudruckdüse anderer Konstruktion zum Gegenstand hat, bei der ebenfalls der Verbrauch an Steuermedium reduziert ist, deren Aufbau jedoch infolge vieler Bestandteile relativ kompliziert und aufwendig ist.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Luftverbrauch auf ein Minimum reduziert, da anders als bei den obenerwähnten bekannten Steuereinrichtungen die Druckluft erst zu einem Zeitpunkt ausströmen kann, der nur wenig vor dem Zeitpunkt des Verschließens der Austrittsöffnung liegt. Der dazwischenliegende Zeitraum, in dem ein Ausströmen der Steuerluft möglich ist, ist somit sehr klein, die Geräuschstörung ist entsprechend geringer.

Andererseits ist beim Erfindungsgegenstand nach wie vor gewährleistet, daß die Steuerluft zum Zeitpunkt der Umsteuerung bereits strömt, so daß die erreichbaren Schaltgenauigkeiten nach wie vor extrem hoch sind. Dies liegt insbesondere auch daran, daß im Gegensatz zu normalen Ventilen zum Zeitpunkt der Umsteuerung die Trägheit des verwendeten Steuermediums nicht erst überwunden werden muß. Der Luftverbrauch ist bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gegenüber den bekannten so weit verringert, daß der noch verbleiben-

de Verbrauch an Steuerluft im wesentlichen vernachlässigbar ist Ferner ist das Umschalten im Unterschied zu normalen Ventilen unabhängig vom Weg. Die Staudruckdüse beim Erfindungsgegenstand, die in einfacher Weise extern am Zylinder bzw. an der Verlängerung angesetzt und axial einstellbar gehalten sein kann, besteht aus nur wenigen Teilen, nämlich im wesentlichen aus einem die Austrittsöffnung aufweisenden topfartigen Teil, in das ein die Anschlußöffnungen und den Ventilkolben und -stößel tragendes inneres Teil druqkdicht eingesetzt ist

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfin-'' dung sind aus folgender Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispbls näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung und

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine bei der Steuereinrichtung nach F i g. 1 verwendbare Staudruckdüse in größerem Maßstab.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführung ibeispiel besitzt die Steuereinrichtung 51 einen Arbeitszylinder 52, der im Bereich beider Enden mit Öffnungen 53, 54 zum Zuführen und Abführen des Arbeitsmediums, beispielsweise Druckluft, versehen ist Im Zylinder 52 ist ein doppelt beaufschlagbarer Kolben 56 gemäß Doppel-Sfeil A hin und her bewegbar, je nachdem, welche der •ffnungen 53, 54 als Zuführöffnung oder als Entlüftungsöffnung dient Die Kolbenstange 57 ragt einseitig aus dem Zylinder 52 heraus und ist in einer Bohrung einer Anformung 58 geführt Auf der Anformung 58 ist ein Ring 59 dreh- und verschiebefest gehalten, in dem ein oder mehrere Staudruckdüsen 11 axial einstellbar und derart gehalten sind, daß ihre Austrittsöffnungen 17 koaxial zur Kolbenstange 57 verlaufend in eine dem

/> Zylinder 52 abgewandten Richtung weisen. Am Ende der Kolbenstange 57 ist ein beispielsweise scheibenförmig ausgebildetes Verschlußstück 61 befestigt, das einen solchen Durchmesser besitzt, daß es die Austrittsöffnung 17 der Staudruckdüse 11 in einer Endstellung

0. abdecken und verschließen kann. Mit der oder den am Ring 59 angeordneten Staudruckdüsen 11 ist eine Umsteuerung der Kolben-Zylinder-Einheit in einer Endstellung des Kolbens 56 möglich. Bei dem dargestellten Ausführungibeispiel ist am Zylinder 32 der Steuereinrichtung 51 ein rahmenartiges Gestell 63 gehalten, das ausgehend vom Ring 59 für die Staudruckdüse 11, an dem es gehalten ist, koaxial zur aus dem Zylinder 52 herausragenden Kolbensrange 57 verläuft Das Gestell 63 besteht im wesentlichen aus beispielsweise zwei diametral gegenüberliegenden Längsstangen 64, die an ihrem einen Ende am Ring 59 befestigt sind und an ihrem anderen Ende durch einen beispielsweise scheibenförmigen Halter 66 auf Abstand gehalten sind. Am Halter

- 66 ist bzw. sind ebenfalls ein oder mehrere Staudruckdüsen 11 in Richtung der Kolbenstangenachse 57 längs verschiebbar und einstellbar und derart gehalten, daß ihre Austrittsöffnung 17 zur Austrittsöffnung der Staudruckdüse der anderen Seite zugewandt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Staudruckdüse 11 vorgesehen, die anders als diejenige am Ring 59 in der unteren Hälfte der Anordnung liegt und der ebenfalls das scheibenförmige Verschlußstück 61 zugeordnet ist. Das Verschlußstück 61 ist wegen der außermittigen Lage der Staudruckdüse am Halter 66 über eine Nut an den beiden parallelen Längsstan^ in 64 des Gestells 63 geführt.

Dadurch kann auch ein relativ großer Hub der Kolben-Zylinder-Einheit zugelassen und die Kolbenstange selbst relativ dünn gemacht werden, da sie sich auf Gmnd ihre·* Führung am freien Ende nicht durchbieget", kann.

In F i g. 2 ist eine erfindungsgemäße Staudruckdüse 11 im Detail dargestellt, die beispielsweise als Fluidikdüse in Form eines Zweiwegeventiles ausgebildet ist und die zum Umsteuern der bei der Steuereinrichtung verwendeten, zweiseitig beaufschlagbaren pneumatischen oder hydraulischen Kolben-Zylinder-Arbeitseinheit verwendbar ist.

Die in Fig.2 dargestellte Staudruckdüse Ii besitzt einen besonders ausgebildeten Ventilkolben 37. Es ist eine Verbindungsbohrung 34 zwischen Zuströmöffnung 14 einerseits und Austrittsöffnung 17 bzw. Rückströmöffnung 15 andererseits vorgesehen, hinsichtlich des Ventilsitzes 33 gibt es auch eine besondere Ausbildung. Die Staudruckdüse 11, die einen einfachen Aufbau hat, besitzt ein im wesentlichen etwa topfförmiges Außenteil bzw. einen Düsenkörper 21, in dessen Boden die Austrittsöffnung 17 angeordnet ist der«; sie umgebende Dichtfläche 24 von einem Dichtring 46 begrenzt ist In den Düsenkörper 21 ist das Innenteil bzw. der Ventilkörper 18 druckdicht eingesetzt Das innere Ende des Ventilkörpers 18, bei dem die Zuströmöffnung 14 in der Längsachse 26 angeordnet ist, wird vom ringförmigen Raum 39 umgeben, der zur Rückström- bzw. Steueröffnung 15 führt Mit dem inneren Ende des VentilkÖFpers 18, aus dem die Zustromöffnung 14 austritt, ist über einen Faltenbalg 47 der als Kegel ausgebildete Ventilkolben 37 druckdicht verbunden, dem ein kegelförmiger Ventilsitz 33 im Boden des Düsenkörpers 21' zugeordnet ist Der kegelförmige Ventilkolben 37 ist auf einem die Austrittsöffnung 17 konzentrisch umgebenden Kreis, also in einem den Ventilsitz 33 gegenüberliegenden Bereich mit mehreren axialen Bohrungen 34 versehen, welche die Verbindungsöffnung zwischen Zuströmöffnung 14 und Rückströmöffnung 15 bzw. Austrittsöffnung 17 bilden. Der Ventilkolben 37, der ebenfalls mit einem aus der Austrittsöffr.ung 17 herausragenden Stößel 25 versehen ist, liegt in Ruhestellung unter der Wirkung der Druckfeder 38 derart am Ventilsitz 33 an, daß die Bohrungen 34 und damit die Zuströmöffnungen 14 druckdicht verschlossen sind. Die Wirkungsweise dieser Staudruckdüse 11 ist so, daß die Verbindung zwischen Zuströmöffnung 14 und Rückströmöffnung 15, deren Anschlußstutzen 13 am eingesetzten ringförmigen Teil des Ventilkörpers 18 befestigt ist, erst dann erfolgt, wenn die Austrittsöffnung 17 durch das Verschlußstück 61 bzw. 67 druckdicht verschlossen ist. In der kurzen Periode, in welcher aer Ventilkolben 37 abgehoben und die Austrittsöffnung 17 nicht verschlossen ist, strömt das Druckmedium bzw. Steuermedium praktisch ausschließlich durch die Austrittsöffnurig 17, da sie durch den konischen Ventilsitz 33 in diese Richtung geleitet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmedium zur abwechselnd einseitigen Beaufschlagung von zweiseitig beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheiten, bei welcher zur Umsteuerung jeder Endlage des Kolbens eine Staudruckdüse zugeordnet ist, die eine Zuströmleitung für das ununterbrochen unter Druck stehende Steuermedium und eine gegenüberliegende Austrittsöffnung sowie eine mit dieser Austrittsöffnung verbundene Signalleitung für den Rückstrom besitzt, und mit mindestens einem zum druckdichten Verschließen der Austrittsöffnung geeigneten Verschlußstück, das an einem Ende der Kolbenstange angeordnet ist, wobei die eine Staudruckdüse an der Außenseite des Zylinders in der Nähe der Kolbenstangendurchführung und die andere Staudruckdüse gegenüberliegend an einer rahmenartigen Verlangerung des Zylinders angeordnet ist, dadurch g e kennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Zuströmleitung (13) und der in einem Innenteil (18) angeordneten Signalleitung (12) durch einen Ventilkolben (37) mit kegelförmigem Ventilsitz (33) gesteuert wird, der die Austrittsöffnung (17) in Ruhestellung unter der Wirkung einer Druckfeder (38) verschließt und sie freigibt, sobald das Verschlußstück (61) einen aus der Austrittsöffnung (17) herausragenden und mit dem Ventilkolben (37) verbundenen Stößel (36) betätigt, und daß der Ventilkolben (37) mit mehreren zur Herstellung der Verbindung zwischen oer Zuströmleitung (13) und der Signalleitung (12) dienender» axiale,·? Bohrungen (34) versehen ist, die einerseits zm Ventilsitz (33) münden und andererseits über einen den Ventilkolben (37) mit dem Innenteil (18) abdichtend und beweglich verbindenden Faltenbalg (47) mit der Signaiieitung (12) in Verbindung stehen.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (17) in einem topfförmigen Teil (21) angeordnet ist, in welches das die Signalleitung (12) enthaltende Innenteil (18) unter Bildung eines ringförmigen, mit der Zuströmleitung (13) in Verbindung stehenden Zwischenraurnes (39) druckdicht eingesetzt ist.