DE2904805C2

DE2904805C2 - Druckluftgetriebener Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE2904805C2
Application number: DE19792904805
Authority: DE
Inventors: Werner 8044 Unterschleißheim Breindl
Original assignee: SCHROEDER WERNER 8157 DIETRAMSZELL DE
Current assignee: SCHROEDER WERNER 8157 DIETRAMSZELL DE
Priority date: 1979-02-08
Filing date: 1979-02-08
Publication date: 1987-03-26
Also published as: DE2904805A1

Description

Die Frfindung betrifft einen druckluftgetriebenen Arbeitszylinder, dessen im Zylindergehäuse abgedichtet geführter Arbeitskolben mit einer von der druckluftbeaufschlagten Kolbenseite weg gerichteten Kolbenstange verbunden ist, die durch einen dicht in das Zylindergehäuse eingesetzten Zylinderdeckel mit dicht schließendem Gleitsitz aus dem Zylinder herausgeführt ist, wobei der Arbeuskolben bei Entlüftung des Arbeitsraumes von einer Rückstellkraft in seine Ruhelage rückverschiebbar ist, ein ventilgesteuerter Verbindungskanal die Räume auf beiden Kolbenselten miteinander verbindet und der Kolbenstangenraum mittels eines bei einem bestimmten Überdruck darin öffnenden Rückschlagventils mit der Umgebühg vef^ bindbar ist.

Ein derartiger drucklufggetriebener Arbeitszylinder ist beispielsweise aus der DE-OS 23 08 291 bekannt Damit der Arbeitskolben in diesem bekannten Arbeitszylinder in seine Ruhelage zurückgestellt werden kann, wird dem Kolbenslangenraum über eine Leitungsverbindung im Kurzschluß die bei der Bewegung aus dem Arbeitsraum ausgetriebene Luft zugeführt Dazu ist ein Umsteuerventil nötig, das in einer Schaltstellung die Druckluftquelle mit dem Arbeitsraum in Verbindung bringt und dabei die Zuführung zum Kolbenstangenraum verschließt, während es in der anderen Schaltstellung die Kurzschlußverbindung zwischen Arbeitsraum und Kolbenstangenraum herstellt

Die Verwendung eines derartigen Umsteuerventils und vor allem die Notwendigkeit, an beiden Zylinderseilen Leitungsanschlüsse anbringen zu müssen, stellen für derartige Arbeitszylinder häufig Nachteile dar, die deren Einsatz in verschiedenen Anwendungsbereichen unmöglich machen.

Aus der DE-OS 19 30 621 ist es bekannt bei einem druckluftgetriebenen Arbeitszylinder in einem den Arbciiäkoiben in Längsrichtung durchdringenden Kanal ein als Überlastschutz dienendes Rückschlagventil vorzusehen, welches bei einem bestimmten Überdruck auf der druckmittelbeaufschlagten Kolbenseite in Öffnungsstellung übergeht.

Auch die US-PS 39 55 479 zeigt einen von einem Längskanal durchdrungenen Kolben eines druckluftgetriebenen Arbeitszylinders, wobei jedoch dieser Längskanal die wirksame Kolbenfläche auf den Kolbenstangenquerschnitt beg^renzt und der Kolben des bekannten Arbeitszylinders die Funktion einer Führung oder Abstützung erhält

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen druckluftgetriebenen Arbeitszylinder der eingangs skizzierten Art frei von Leitungsanschlüssen am kolbenstangenseitigen Ende zu gestalten und Aufbau und Funktion so zu wählen, daß kein spezielles Umsteuerventil benötigt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in der Weise, daß der Verbindungskanal als den Arbeitskolben durchsetzender Längskanal ausgebildet ist, in dem sich ein von einem bestimmten Überdruck im Arbeitsraum ab schließendes Differenzdruckventil befindet.
Bei Zufuhr von Druckluft in die Arbeitskammer kann der Kolben somit über das Rückschlagventil die im Kolbenstangenraum enthaltene Luft ohne wesentlichen Gegendruck ausblasen, wobei das Differenzdruckventil durch den Arbeitsriruck im Arbeitsraum geschlossen gehalten wird. Wird anschließend der Arbeilsdruck weggenommen und der Arbeitsraum entlüftet, so öffnet das Differenzdruckventil, und während der durch die Rückstellkraft bedingten Bewegung des Kolbens in die Ruhelage strömt Luft durch das Differenzdruckventil in den Kolbenstangenraum, so daß auch die Rückstellung nicht durch Unterdruck behindert ist. Leitungsanschlüsse am kolbenstangenseitigen Ende des Arbeitszylinders sind nicht erforderlich, da das Überdruckventil im allgemeinen beliebig abblasen kann.
Fertigungstechnisch erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn das Druckdifferenzventil einen in einer koaxialen, stirnseitigen, zylindrischen Ausnehmung des Arbeitskolbens axial Verschieblich geführten KoibenVentiikörper enthält, welcher bei Betätigung gegen Federkraft mit seinem innenliegenden Ende über eine Dichtung die Verbindung zwischen einem im Boden der zylindrischen Ausnehmung ausmündenden, zum Kölbenstangenraum führenden ersten Kanalab-

schnitt und einem zur Stirnseite des Arbeitskolbens führenden zweiten Kanalabsehnitl unterbricht.

Während der zweitgenannte Kanalabschnilt von in der zylindrischen Außenfläche des Kolbenventilkorpers befindlichen Längsrillen gebildet sein kann, weist der erste Kanalabschnitt zweckmäßig eine zum Boden der zylindrischen Ausnehmung offene Bohrungserweiterung auf und der Kolbenventilkörper ist auf seiner Unterseite mit einer Sacklochbohrung versehen, derart, daß in die Bohrungserweiterung und die Sacklochbohrung mit Reibsitz eine die vorspannende Federkraft des Kolbenventilkörpers erzeugende Schraubdruckfeder eingesetzt werden kann.

Der in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete druckluftgetriebene Arbeitszylinder setzt sich im wesentlichen aus einem Zylindergehäuse 11 und einem darin verschiebbar geführten Arbeitskolben 12 zusammen, dessen Kolbenstange 13 aus einer sie dicht umschließenden öffnung 14 in einer in das untere Ende des Zylindergehäuses 11 eingesetzten Bodenplatte 15 heraussteht. Der Arbeitskolben 12 wird mittels einer in einer Nut 16 der Bodenplatte 15 abgestützen Rückstellfeder 17 in der Ruhelage in Anlage der Kolbenstirn am inneren Zylinderende gedrückt. In den Arbeitsraum vor dem Arbeitskolben 12 münden eine Gewindebohrung 18 zum Einsetzen eines nicht dargestellten Druckschalters und ein Be- und Entlüftungskanal 19, welche beide den Kopf 20 des Zylindergehäuses 11 durchsetzen.

In dem der Bodenplatte 15 naheliegenden Ende des Zylindergehäuses 11 ist eine Ringnut 21 mit ebenem Boden eingearbeitet, in die vom Kolbenstangen! aum 22 her wenigstens eine Öffnung 23 mündet. Ein flaches, elastisches Band 24 liegt in der Nut 21 und umspannt diese mit einer gewissen Anpreßkraft. Die Konstruktion stellt ein Oberdruckventil für den Kolbenstangenraum 22 dar.

Der von einer elastisch dichtenden Manschette 25 umgebene Arbeitskolben 12 wird von der Rückstellfeder 17, die in eine Ringnut 26 eingreift, abgestützt. In der Stirnfläche des Arbeitskolbens 12 ist eine konzentrische, zylindrische Ausnehmung 27 vorgesehen, die über eine in der Bodenmitle der Ausnehmung 27 mündende Axialbohrung 28 in der Kolbenstange 13 und eine die Kolbenstange und die Axialbohrung durcnsetzende Querbohrung 29 mit dem Kolbenstangenraum 22 in Verbindung steht. Ein Kolbenventilkörper 30 ist in der Ausnehmung 27 axial gleitbar geführi und mittels einer Schraubendruckfeder 31, die mit Reibsitz in eine Bohrungserweiterung 32 des oberen Kolbenstangenendes mit einem Ende und eine Sacklochbohrung 33 in dei Unterseite des Kolbenvntilkörpers 30 mit Reibsitz eingesetzt ist, gegenüber der Kolbenanordnung 12 federnd abgestützt. Ferner weist der Kolbenventilkör-

per 30 auf seiner zylindrischen Außenfläche achsparallele Längsrillen 34 auf, die als zweiter Kanalabschnitt gemeinsam mit dem durch die axiale Längsbohrung 28 ynd die Querbohrung 29 gebildeten ersten Kanalabschnitt in der Kolbenstange eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 35 über der Kolbenstimfläche und dem Kolbenstangenraum 22 herstellen.

Diese Verbindung kann durch eine den Unterrand des Kolbenventilkörpers 30 umziehende O-Ring-Dichtung 36 unterbrochen werden, wenn der Kolbenventilkörper 30 bei hinreichendem Überdruck in der Arbeitskammer 35 gegen die Kraft der Schraubendruckfeder 31 in die zylindrische Ausnehmung 27 hinein und gegen deren Boden gedrückt wird. Die soeben beschriebene Konstruktion in der Kolbenordnung 12 stellt also ein Differenzdruckventil dar.

Die Arbeitsweise des druckluftgetriebenen Arbeitszylinders ist folgende. Um den Arbeitskolben 12 gegen die Kraft der Rückstellfeder 17 zu verschieben, muß der Entlüftungskanal 19 geschlossen werden und muß Druckluft über den Druckluftkanal 18 in die Arbeitskammer 35 hineingedrückt werde . Aufgrund des Überdrucks in der Arbeitskammer 35 wird der Kolbenventilkörper 30 gegen seine Feder 31 zurückgedrückt und versperrt den Durchtrittskanal durch die Kolbenanordnung zur Kolbenstangenkammer 22 Der Kolben s- tzt sich in Bewegung und erhöht den Druck in der Kolbenstangenkammer 22, bis das elastische Band 24 von der öffnung 23 abgehoben und die unter Überdruck stehende Luft aus der Kolbenstangenkammer 22 abgeblasen wird.

Wird dann nach Erreichen der äußersten Kolbenstellung oder auch vorher die Druckluftzufuhr abgeschaltet und der Druckluftkanal 18 geschlossen, dann muß, damit der Arbeitskolben 12. getrieben durch die Rückstellfeder 17. wieder in die Ruhelage zurückkehren kann, der Entlüftungskanal 19 geöffnet werden. Durch die Druckentlastung in der Arbeitskammer 35 kann der Kolbenventilkörper 30 von seinem Ventilsitz abgehoben werden, so daß nun von der Arbeitskammer 3i her durch das Differenzdruckventil hindurch zum Druckausgleich Luft in die expandierende Kolbenstangenkammer 22 einströmen kann, so daß der Kolben 12 ungehindert in seine Ruhelage mit Anlage der Kolbenstimfläche am oberen Zylinderkammerende zurückkehren kann.

Es zeigt sich, daß an keiner Stelle mit Staub oder Feuchtigkeit aus der Umgebung des druckluftgetriebenen Arbeitszylinders beladene Luft in den Zylinderraum eintreten und darin Störungen oder Korrosion hervorrufen kann. Die Konstruktion ist außerdem aus Drehteilen hergestellt und damit bei hoher Präzision verhältnismäßig billig zu fertigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckluftgetriebener Arbeitszylinder, dessen im Zylindergehäuse abgedichtet geführter Arbeitskolben mit einer von der druckluftbeaufschlagten Kolbenseite weg gerichteten Kolbenstange verbunden ist, die durch einen dicht in das Zylindergehäuse eingesetzten Zylinderdeckel mit dichtschließendem Gleitsitz aus dem Zylinder herausgeführt ist, wobei der Arbeitskolben bei Entlüftung des Arbeitsraumes von einer Rückstellkraft in seine Ruhelage rückverschiebbar ist, ein ventilgesteuerter Verbindungskanal die Räume auf beiden Kolbenseiten miteinander verbindet und der Kolbenstangenraum mittels eines bei einem bestimmten Oberdruck darin öffnenden Rückschlagventils mit der Umgebung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanai als den Arbeitskolben (12) durchsetzender Längskanal (34, 28) ausgebildet ist in dem sich ein von einem bestimmten Überdruck im Arbeitsraum (35) ai> schließendes Differenzdruckventil (30, 31)befindet

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckventil (30, 31) einen in einer koaxialen, stirnseitigen, zylindrischen Ausnehmung (27) des Arbeitskolbens (12) axial verschieblich geführter: Kolbenventilkörper (30) enthalt welcher bei Betätigung gegen Federkraft (31) mit seinem innenliegenden Ende über eine Dichtung (36) die Verbindung zwischen einem im Boden der zylindrischen Ausnehmung ausmündenden, zum '-'olbenstangenraum führenden ersten Kanalabschnitt (28,29^ und e^em zur Stirnseite des Arbeitskolbens führenden zweiten Kanalabschnitt (34) unterbricht.

3. Arbeitszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zv/eite Kanalabschnitt von in der zylindrischen Außenfläche des Kolbenventilkörpers (30) befindlichen Längsrillen (34) gebildet ist.

4. Arbeitszylinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanalabschnitt (28,29) eine zum Boden der Ausnehmung (2Γ) offene Bohrungserweiterung (32) und der Kolbenventilkörper (30) auf seiner Unterseite eine Sack-Iochbohrung (33) aufweisen und daß in die Bohrungserweiterung (32) und die Sacklochbohrung (33) mit Reibsitz eine die federnde Abstützung bildende Schraubendruckfeder (31) eingesetzt ist.