DE2816617C2 - Druckluftmotor mit Kolbenschieberventil - Google Patents

Description

motoren mit kleineren Kolbendurchmessern bis etwa 60 mm. Sie bietet hierbei auch Vorteile im Hinblick auf die Gestaltung eines kleinen, formschönen Gehäuses. Die Reduzierung der Zahl der verwendeten Teile wirkt sich kostensparend aus. s

Bei Hochdruck-Farbspritzvorrichtungen hat die erreichte Schnelligkeit der Umsteuerung des Druckluftmotors die vorteilhafte Wirkung, daß die Druckeinbrüche der angekoppelten Kolbenpumpe in den Umsteuerpunkten vernachlässigbar sind, wodurch sich ohne Druckausgkschsvorrichtungen ein gleichmäßiges Spritzbild ergibt.

Der Hebel der Schnappvorrichtung wird vorzugsweise als zweiseitig gelagerte Kurbel ausgebildet, an deren Mittelabschnitt zwei zu beiden Seiten des Schiebers angeordnete Zugfedern angreifen. Eine solche symmetrische Anordnung wirft keinerlei Lagerprobleme auf. Die Kurbel kann einfach hergestellt werden, indem man sie aus einem Draht biegt, dessen Enden nach entgegengesetzten Seiten weisende Lagerzapfen bilaen.

Um bei großem Abstand zwischen dem Schieber und der Kolbenstange Federn von möglichst großer Länge verwenden zu können, wird vorgeschlagen, daß die Kurbel den Schieber umschließt und das Anschlußorgan nach der von dem Schieber abgewandten Seite der KoI-benstange weist, so daß die Zugfedern den Abstand zwischen dem Schieber und der Kolbenstange nach beiden Seiten überragen. Dadurch kann der sich bietende Gehäuseinnenraum voll genutzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Im einsilnen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Druckluftmotors und F i g. 2 einen Querschnitt U-II.

Das dargestellte Gehäuse 1 des Druckluftmotors weist im linken Teil eine Zylinderbohrung zur Aufnahme eines Kolbens 2 auf. Eine mit diesem fest verbundene Kolbenstange 3 ist mit der Kolbenstange 4 einer nicht weiter dargestellten Hochdruckpumpe verbunden. An das Gehäuse 1 ist ein Ventilgehäuse 5 und an dieses wiederum ein Deckel 6 angesetzt. Zwischen das Gehäuse 1 und den linken Teil des Ventilgehäuses 5, welcher das nachstehend beschriebene Kolbtnschieberventil aufnimmt, ist eine nicht gezeigte Flachdichtung einegelegt, welche neben der Abdichtung dieses Bereiches bewirkt, daß zwischen den rechten Teilen dieser Gehäuse 1 und 5 ringsum ein schmaler Spalt 5a verbleibt Ein viereckiger Zylinderdeckel 7, der auch das Ventilgehäuse überdeckt und einen in den Zylinder eingreifenden runden Ansatz hat, ist stirnseitig mit dem Gehäuse 1 verbunden.

Das Ventilgehäuse 5 hat eine durchgehende Bohrung, in die drei Ventilhülsen 8,9 und 10 dicht eingesetzt und mit Hilfe je einer radialen Klemmschraube Il einstellbar befestigt sind. In der linken Ventilhülse 8 sowie in einer ganz rechts auf gleiche Weise im Ventilgehäuse 5 befestigten Lagerhülse 12 ist eine Schieberstange 13 gelagert. Auf dieser sind zwei Ventilkörper 14 und 15 mit Hilfe von beiderseitigen Sicherungsringen 16 befestigt. Die Ventilkörper greifen mit zwei sie umspannen- ω den O-Ringen 17 abwechselnd in die Ventilhülsen 8 bis 10 ein und sperren damit den Luftdurchgang ab.

In der von dem rechten Teil des Gehäuses 1 gebildeten Kammer, die durch eine entsprechende viereckige öffnung des Ventilgehäuses 5 erweitert wird, befindet sich der Antriebsmechanismus für die Schieberstange 13 des Umsteuerventils. Der rechte Teil dieser Schieberstange hat ein Gewinde, auf das zwei Anschlagflansche 18 und 19 aufgeschraubt sind Diese bestehen je aus einer Nabe, von der eine ringscheibenförmige Partie radial absteht Die Anschlagflansche sind je mittels einer Kontermutter 20 gesichert Durch diese Verstellbarkeit der Anschlagflansche wird die Justierung der Motorsteuerung erleichtert

Eine Kurbel 21 ist in den beiden Seitenwänden des Gehäuses 1 um eine Achse 22 (F i g. 2) schwenkbar gelagert Diese Kurbel ist aus Draht gebogen und besteht aus einem Mittelteil 23, zwei parallelen Schenkeln 24 und zwei rechtwinklig abgebogenen, voneinander weg weisenden Lagerzapfen 25. Diese stecken in mit der Gehäuseseitenwand verschraubten Lagerbüchsen 26. Die Kurbel 21, deren Achse 22 zwischen der Schieberstange 13 und der Kolbenstange 4 hindurch verläuft, umschließt die Schieberstange 13 zwischen den beiden Anschlagflanschen 18 und 19.

Eine T-förmige Platte 27 ist mit ihrem breiten Mittelsteg am rechten Ende der Kolbenstange 3 angeschraubt. Die Kolbenstange hat hierzu einen Ansatz, an den die Platte 27 von einer Schraubenmutter angedrückt wird, so daß sie radial zur Kolbenstange absteht Eine halbrunde Ausnehmung der Platte 27 übergreift eine im unteren Teil des Gehäuses 1 parallel zur Kolbenstange 3 angeordnete Führungsstange 28, so daß sich die Platte 27 nur axial bewegen kann. Zwei Zugfedern 29 sind zwischen dem Mittelteil 23 der Kurbel 21 und der Platte 27 ausgespannt Die Anordnung ist so getroffen, daß diese Zugfedern 29 links und rechts der Schieberstange 13 sowie der Kolbenstange 4 verlaufen, in Bohrungen an den Enden des Querschenkels der Platte 27 eingehängt und mit Hilfe von kleinen Kröpfungen oder Kerben an der Kurbel 21 gegen seitliches Verschieben gesichert sind. Die Führungsstange 28, die eine Drehbewegung der Kolbenstange 4 und der Platte 27 verhindert, bewirkt dadurch, daß beide Zugfedern 29 gleich beansprucht werden. Es ist zweckmäßig, die Zugfedern 29 mit Kunststoffschläuchen zu überziehen, um einen sonst auftretenden unangenehmen Summton zu vermeiden.

Der Druckluftmotor arbeitet wie folgt: In der gezeigten Stellung ist die Kurbel 21 gerade nach links geschnappt, so daß die durch eine Bohrung 30 in den Mittelabschnitt des Ventilinnenraums mündende Druckluftzuleitung über einen Verbindungskanal 31 mit der linken Zylinderkammer verbunden ist. Der Kolben 2 bewegt sich nun nach rechts und stößt die in der rechten Zylinderkammer enthaltene Luft über einen Verbindungskanal 32 und durch die Ventilhülse 10 in die rechte Gehäusekammer. Von dort entweicht die Abluft teils durch den Spalt 5a, teils streicht sie unter dem Deckel 6 nach links und verläßt das Gehäuse durch einen Spalt 33, den dieser Deckel mit dem Zylinderdeckel 7 bildet.

Mit dem Kolben bewegt sich die Platte 27 nach rechts und nimmt die unteren Enden der Zugfedern 29 mit. Dabei ändert die auf den Mittelteil 23 der Kurbel 21 wirkende Zugkraft ihre Richtung bis diese Zugkraft schließlich genau auf die Achse 22 der Kurbel zielt. Jetzt befindet sich die Kurbel in einer labilen Stellung, so daß sie bei dor geringsten Weiterbewegung des Kolbens 2 in einer Schnappbewegung nach rechts schwenkt. Eine Schnappbewegung entsteht deshalb, weil das von den Zugfedern 29 auf die Kurbel 21 ausgeübte Drehmoment bei der Schwenkbewegung der Kurbel 21 nach rechts ständig zunimmt. Die Kurbel 21 schlägt dann mit ihrem Mittelteil am Anschlagflansch 19 an und nimmt die Schieberstange 13 ruckartig nach rechts so weit mit, bis ein am linken Ventilkörper 14 angeordneter Anschlagring 34 an der linken Stirnfläche der mittleren Ventilhül-

se 9 anschlägt. Damit ist die Umstellung des Kolbenschieberventils vollzogen. Die Druckluft tritt jetzt durch den Verbindungskanal 32 in die rechte Zylinderkammer ein, während die linke Zylinderkammer über den Kanal 31, eine Radialbohrung 35 der linken Ventilhülse 8 und einen aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Längskanal mit der erwähnten Kammer im rechten Teil des Gehäuses verbunden ist.

Die Bewegung des Kolbens 2 nach links und der damit einhergehende Umschnappvorgang verläuft ent- ίο sprechend. Die Bewegung der Schieberstange wird dabei begrenzt durch einen Anschlagring 36 des rechten Ventilkörpers 15, der an der rechten Stirnseite der mittleren Ventilhülse 9 anschlägt.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

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zustande, daß zwischen dem Ende des anderen Armes

Patentansprüche: und einem gehäusefesten Punkt jenseits der Drehachse

des Winkelhebels eine Zugfeder ausgespannt ist

!. Druckluftmotor mit einem Hubkolben, einer Der Umschaltvorgang beginnt bei dieser bekannten

Kolbenstange und einem parallel dazu angeordne- 5 Anordnung damit, daß der Betätigungsfinger mittels der

ten Schieberventil, dessen Schieber gegen Ende je- Stange den Winkelhebel so weit dreht, bis die Zugfeder-

des Hubes des Hubkolbens von der Kolbenstange mittelachse die Drehachse schneidet (Totpunkt). Wäh-

mittels einer Schnappvorrichtung umgestellt wird, rend dieses Vorgangs spannt sich die Feder und der

wobei die Schnappvorrichtung einen Hebel umfaßt, andere Hebelarm entfernt sich zunehmend von dem An-

dessen freies Ende zwischen zwei mit einem Längs- io schlag des Ventilschiebers, an dem er zuvor anlag. Im

abstand am Schieber angeordneten Anschlägen hin weiteren Verlauf treibt die Feder den Winkelhebel an

und her geht und dessen Drehachse quer zu der und schaltet das Ventil um.

durch die Mittelachsen des Schiebers und der KoI- Leichtgängige Kolbenschieberventile, wie sie insbe-

benstange definierten Ebene steht, und mit einer sondere bei Druckluftmotoren verwendet werden, nei-

Zugfeder, die an dem Hebel angreift und bei jeder 15 gen jedoch zu einem unkontrollierbaren Schwingen des

Schnappbewegung einmal seine Drehachse schnei- Schiebsrs, wenn dieser durch das verhältnismäßig lang-

det, dadurchgekennzeichnet.daß der He- same Abheben des Hebeis beim Umschalten sich selbst

bei (21) einarmig ist und daß die Zugfeder (29) zwi- überlassen wird. Dies verbietet den Einsatz der bekann-

schen dem freien Ende des Hebels (21) und einem an ten Betätigungsvorrichtung bei Druckluftmotoren mit

der Kolbenstange (3) befestigten Anschlußorgan 20 solchen Ventilen. Außerdem verläuft der zweite, feder-

(27) ausgespannt ist betriebene Abschnitt des Umschaltvorgangs zu lang-

2. Druckluftmotor nach Anspruch 1, dadurch ge- sam, da der Winkelhebel schwer ist und auch die mit ihm kennzeichnet daß der Hebel (21) eine zweiseitig ge- gekoppelte Stange von der Feder beschleunigt werden lagerte Kurbel ist an deren Mittelabschnitt (23) zwei muß.

zu beiden Seiten des Schiebers (13) angeordnete 25 Bei einem aus der GB-PS 6 90 621 bekannten Druck-Zugfedern (29) angreifen (F i g. 2). luftmotor ist zwischen der Kolbenstange und dem

3. Druckluftmotor nach Anspruch 2, dadurch ge- Schieber ein eine Druckfeder enthaltendes iängenverkennzeichnet daß die Kurbel aus Draht gebogen ist, änderbares Ajitriebsglied eingeschaltet Hier treten jedessen Enden nach entgegengesetzten Seiten wei- doch außerordentlich hohe Querkräfte auf, die insbesende Lagerzapfen (25) bilden. 30 sondere am Schieber zu Reibung und vorzeitigem Ver-

4. Druckluftmotor nach Anspruch 2 oder 3, da- schleiß führen, so daß leichtgängige Kolbenschieberdurch gekennzeichnet daß die Kurbel den Schieber ventile nicht verwendet werden können.

(13) umschließt und das Anschlußorgan (27) nach der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen von dem Schieber abgewandten Seite der Kolben- Druckluftmotor der einleitend bezeichneten Art zu stange (3) weist, so daß die Zugfedern (29) den Ab- 35 schaffen, dessen Betätigungsvorrichtung stabile Endlastand zwischen dem Schieber und der Kolbenstange gen des Umsteuerventils gewährleistet und geringe nach beiden Seiten überragen. Massen aufweist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß der Hebel einarmig ist und daß die Zugfeder zwi-

40 sehen dem freien Ende des Hebels und einem an der Kolbenstange befestigten Anschlußorgan ausgespannt

Die Erfindung betrifft einen Druckluftmotor mit ei- ist.

nem Hubiolben, einer Kolbenstange und einem parallel Der Hebel arbeitet in der Weise, daß er jeweils so dazu angeordneten Schieberventil, dessen Schieber ge- lange in seiner stabilen Endlage verbleibt, bis die Zugfegen Ende jedes Hubes des Hubkolbens von der Kolben- 45 der infolge der Bewegung der Kolbenstange den stange mittels einer Schnappvorrichtung umgestellt Schnittpunkt mit der Hebelachse gerade überwunden wird, wobei die Schnappvorrichtung einen Hebel um- hat. Erst in diesem Moment beginnt der Hebel seine sich faßt, dessen freies Ende zwischen zwei mit einem Längs- beschleunigende Schwenkbewegung. Er schlägt auf If abstand am Schieber angeordneten Anschlägen hin und dem betreffenden Anschlag des Schiebers auf und stellt /■ her geht und dessen Drehachse quer zu der durch die 50 damit das Kolbenschieberventil um. Durch dieses Verp Mittelachsen des Schiebers und der Kolbenstange defi- harren des Hebels bis unmittelbar vor dem Schnappvorf' nierten Ebene steht, und mit einer Zugfeder, die an dem gang kann ein unerwünschtes Schwingen des Kolbenfl Hebel angreift und bei jeder Schnappbewegung einmal schieberventils verhindert werden. Außer der Zugfeder seine Drehachse schneidet Derartige Druckluftmotoren sind an den einarmigen Hebel keine anderen Teile ange-¹Jf; werden beispielsweise zum Antrieb von doppelt wir- 55 koppelt. Dadurch müssen nur geringe Massen bewegt •f kenden Kolbenpumpen bei Hochdruck-Farbspritzanla- werden und die dazu notwendigen Kräfte sind gering. if gen verwendet. Daraus folgt eine geringe Geräuschentwicklung des ;| Aus der US-PS 16 61466 ist ein Motor dieser Art Umsteuermechanismus und ein geringer Verschleiß. [| bekannt, der durch ein unter Druck stehendes Medium Aus dem AWF-VDMA-VDI-Getriebeheft, »Sperrge- - angetrieben wird. Es ist ein Winkelhebel vorgesehen, 60 triebe«. Heft 5 von 1957 (Bild 6.521-11) ist zwar ein ;; dessen einer Arm zwischen die Anschläge des Schiebers Sprungwerk mit gerade geführtem Spanner bekannt, ψ. eingreift und diesen dadurch bewegt. An diesem Arm welches prinzipiell die gleiche Federanordnung wie bei . greift eine Stange gelenkig an, die an ihrem freien Ende der vorgeschlagenen Betätigungsvorrichtung zeigt. Es längsverschiebbar gelagert ist und ebenfalls Anschläge war jedoch nicht zu erwarten, daß die Auswahl gerade i_: aufweist, mit denen ein von der Kolbenstange quer ab- 65 dieser Anordnung als Betätigungsvorrichtung für ein stehender Betätigungsfinger derart zusammenwirkt, Kolbenschieberventil das Problem der Schwingungsundaß der Winkelhebel gegen Ende jedes Kolbenhubes terdrückung lösen würde, umgestellt wird. Eine Schnappwirkung kommt dadurch Die Erfindung eignet sich insbesondere für Druckluft-