DE2926258B1 - Einfach wirkender Stellantrieb - Google Patents
Einfach wirkender StellantriebInfo
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- F15B15/1447—Pistons; Piston to piston rod assemblies
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Description
Die Erfindung betrifft einen einfach wirkenden Stellantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Arbeitszylinder ist in der DE-OS 27 18 639 beschrieben. Bei diesem besteht die Federanordnung
aus einer einzigen, im Rechteck gewendelten Zugfeder, die sich einerseits an der Endwand des zum
Zylinderinneren hin offenen Kolbens und andererseits am Boden des Zylinders abstützt. Bei diesem Stellantrieb
ist die ausgefahrene Arbeitsstellung nicht exakt vorgegeben. Der Zylinderboden dient als Anschlag für
die eingefahrene Arbeitsstellung. Die Störanfälligkeit ist relativ groß, da nur eine Feder vorhanden ist, die leicht
brechen kann. Zudem ist die Herstellung dieser Feder relativ umständlich.
Aus der FR-PS 22 01 409 ist weiterhin ein doppeltwirkender Arbeitszylinder ohne Rückstellfeder mit einem
Kolben bekanntgeworden, der eine von Endwänden an beiden Seiten begrenzte Ausnehmung besitzt, in der
eine mit dem Zylinder fest verbundene, verstellbare Anschlageinrichtung vorgesehen ist. Dieser Arbeitszylinder
besitzt jedoch keinen platzsparenden Aufbau.
Weiter ist es aus der US-PS 34 95 508 bekannt, bei einem einfach wirkenden Arbeitszylinder mehrere
nebeneinanderliegende Schraubenfedern zur Kolbenrückstellung vorzusehen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stellantrieb der hier in Frage stehenden Art zu schaffen,
der bei kompaktem Aufbau und kleinsten Abmessungen sicher funktioniert und bei dem bei einwandfreier
Anschlagwirkung die beiden Endlagen sicher bestimmt werden können.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1
gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Stellantrieb ist die Federanordnung und die die Endlagen vorgebende
Anschlageinrichtung im Volumen des Kolbens untergebracht. Man benötigt also keinen zusätzlichen Platz. Der
Aufbau ist kompakt und hat kleinste Abmessungen. Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Stellantriebs
besteht darin, daß man die Federanordnung aus handelsüblichen Schraubendruckfedern aufbauen kann
und daß Störungen im Betrieb, beim Bruch einer Feder nicht zu befürchten sind, weil die Anordnung mehrere
Federn enthält. Außerdem gibt es nun in beiden Richtungen genau definierte Endlagen und die Anschlagwirkung
ist einwandfrei.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einem Stellantrieb gemäß Anspruch 2 können auch große Kolbenhübe realisiert werden, ohne daß die
Schraubendruckfedern In seitlicher Richtung ausknikken können.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß die Schraubendruckfedern
beim Zusammendrücken nicht am freien Ende der Tiennwand hängen bleiben können, ihre Windungen
vielmehr sauber in die durch die Trennwand vorgegebenen Federkammern hineinlaufen.
Bei einem Stellantrieb gemäß Anspruch 4 besteht die Möglichkeit der gleichsinnigen Verlagerung der Kolbenendlagen
bei konstantem Hub, während die
INSPECTED
Anordnung nach Anspruch 5 den Vorteil hat, daß sich der Gesamtaufbau vereinfacht.
Bei einem Arbeitszylinder gemäß Anspruch 6 ist dagegen eine der Endlagen fest vorgegeben, während
man die Größe des Kolbenhubes einstellen kann. ο
Insgesamt erhält man also bei der erfindungsgemäßen Anordnung auch noch eine einwandfreie Anschlagwirkung
ohne Ausübung eines verkantenden Drehmomentes auf den Kolben bei geringeren Bearbeitungskosten.
Ist insbesondere nur eine einzige Trennwand vorhanden, so greift diese am Kolben auf der Achse an und es
entsteht beim Anschlagen am Kolben keinerlei verkantendes Drehmoment.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
F i g. 1 einen axialen Schnitt durch einen geringe Abmessungen aufweisenden, kompakten einfach wirkenden
Stellantrieb mit einer die Kolbenendlagen vorgebenden Anschlageinrichtung, bei welcher bei
konstantem Kolbenhub die Kolbenendlagen gleichsinnig verstellbar sind und
F i g. 2 einen axialen Schnitt durch eine Variante zu der Anordnung nach Fig. 1, wobei jedoch eine der
Endlagen unveränderlich und der Kolbenhub einstellbar ist.
Der in F i g. 1 wiedergegebene einfach wirkende Stellantrieb hat einen einen rechteckigen Querschnitt
aufweisenden Zylinder 10 und einen in diesem verschiebbaren, rechteckigen Querschnitt aufweisenden
Kolben 12. Die Schmalseiten der Querschnittsflächen von Zylinder und Kolben, die in zur Zeichenebene
rechtwinkliger Richtung verlaufen, sind erheblich kleiner als die in der Zeichnung wiedergegebenen
Breitseiten. Das links gelegene Ende des Zylinders 10 ist durch ein eingeschweißtes Stirnteil 14 dicht verschlossen,
das eine Befestigungsöffnung 16 aufweist. Ein Fitting 18 zum Anschluß eines nicht gezeigten
Preßluftschlauches steht mit dem in der Zeichnung links gelegenen Ende des durch den Zylinder 10 und den
Kolben 12 begrenzten Arbeitsraumes 20 in Verbindung.
Der Kolben 12 trägt an seinem linken Ende eine lippendichtungsälinlich ausgebildete Kolbendichtung
22. Er weist ferner eine axiale Ausnehmung 24 von der Gestalt eines gestreckten Rechteckes sowie eine
Befestigungsöffnung 26 für ein anzutreibendes Maschinenteil auf.
In der Ausnehmung 24 ist rechts ein gleitsteinähnlich
ausgebildeter Anschlagblock 28 angeordnet, dessen rechts gelegene Stirnfläche 30 komplementär zur rechts
gelegenen Endwand 32 der Ausnehmung 24 ist. Der Anschlagblock 28 hat eine querliegende Gleitführungsnut
34, in der eine Exzenterscheibe 36 im wesentlichen spielfrei läuft, die über Stummelwellen 38 in den
einander gegenüberliegenden breiten Seitenwänden des Zylinders 10 gelagert ist. Die Stummelwellen sind durch
nicht gezeigte Klemmschrauben od. dgl. in der einmal eingestellten Winkelstellung verriegelbar.
Der Anschlagblock 28 hat eine nach links verlaufende angeformte Trennwand 40, durch welche zusammen mit
der Ausnehmung 24 zwei Federkammern 42, 44 vorgegeben sind, in denen die rechten Enden von
Schraubendruckfedern 46,48 unter Laufspiel einsitzen.
An der links gelegenen Endwand 50 der Ausnehmung 24 liegt ein Federsitzkörper 52 formschlüssig an, der
zwei nach rechts verlaufende Zentrierdorne 54 und 56 trägt, die ebenfalls unter Laufspiel in die links gelegenen
Enden der Schraubendruckfedern 46 und 48 eingreifen.
Um ein unbehindertes Vorbeilaufen der einzelnen Windungen der Schraubendruckfedern 46 und 48 bei
einer Verlagerung des Kolbens 12 durch Druckbeaufschlagung des Arbeitsraumes 20 zu ermöglichen, ist die
Trennwand 40 mit einem schräg zusammenlaufenden Endabschnitt 58 versehen. Aus dem gleichen Grunde
haben auch die Zentrierdorne 54 und 56 schräg zusammenlaufende und vorne zusätzlich noch abgerundete
Endabschnitte 60 und 62.
Die Federkammern 42 und 44 stehen über in den Zylinderseitenwänden vorgesehene Entlüftungsöffnungen
64,66 mit der Atmosphäre in Verbindung.
Beim oben beschriebenen Stellantrieb ist die links gelegene, in der Zeichnung wiedergegebene erste
Arbeitsstellung, die durch die Schraubendruckfedern 46 und 48 eingestellt wird, durch Anschlagen der rechts
gelegenen Endwand 32 an der Stirnwand 30 des Anschlagblockes 28 vorgegeben. Die in der Zeichnung
rechts gelegene zweite Arbeitsstellung, die man durch Druckbeaufschlagung des Arbeitsraumes 20 und Überwindung
der Kraft der Schraubendruckfedern 46 und 48 erhält, bzw. der Hub des Arbeitszylinders ist durch das
Anschlagen der Trennwand 40 am Federsitzkörper 52 vorgegeben. Die Zentrierdorne 54 und 56 haben etwas
geringere axiale Abmessungen als die Trennwand 40. Damit brauchen die Zentrierdorne nicht exakt auf die
Achse des Kolbens ausgerichtet zu sein und auch nicht ganz exakt gleiche Länge zu haben, trotzdem wird auf
den Kolben beim Erreichen der rechts gelegenen zweiten Endlage kein verkantendes Drehmoment
ausgeübt.
Wenn man die Exzenterscheibe 36 aus der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung herausdreht,
werden beide Endlagen des Kolbens gleichsinnig in der Zeichnung nach rechts bewegt, der Hub des Kolbens,
der nur von der axialen Länge der Ausnehmung 24 und der axialen Gesamtabmessung des Anschlagbiockes 28
(inklusive derjenigen der Trennwand 40) abhängt, bleibt unverändert.
Der in Fig.2 wiedergegebene Stellantrieb ähnelt
weitgehend dem in F i g. 1 gezeigten Stellantrieb, jedoch ist die die Endlagen vorgebende Anschlageinrichtung
geringfügig abgewandelt, wodurch eine Verstellbarkeit des Kolbenhubes erzielt wird.
Teile des Arbeitszylinders, die schon unter Bezugnahme auf F i g. 1 beschrieben wurden, sind wieder mit
denselben Bezugszeichen versehen und brauchen hier nicht noch einmal erläutert zu werden. Ein Anschlagblock
28' besteht nur aus dem in F ϊ g. 1 links der Gleitführungsnut 34 liegenden Teil des Anschlagblockes
28 und ist direkt und in unveränderlicher axialer Stellung über Stifte 68 und 70 am Zylinder 10 abgestützt.
Damit ist auch die rechts gelegene Arbeitsstellung des Kolbens 12 fest vorgegeben. In dem rechts des
Anschlagblockes 28' befindlichen restlichen Teil der Ausnehmung 24 ist eine Exzenterscheibe 36' angeordnet,
die wieder über Stummelwellen 38 im Zylinder 10 gelagert ist und durch Klemmschrauben od. dgl. in der
einmal eingestellten Winkelstellung verriegelbar ist. Die Exzenterscheibe 36' greift beim hier betrachteten
Ausführungsbeispiel direkt an der rechts gelegenen Endwand 32 der Ausnehmung 24 an und gibt so die
dargestellte, unter Federkraft eingenommene linke Arbeitsstellung des Kolbens 12 unabhängig vor.
In F i g. 2 steht die Exzenterscheibe 36' in derjenigen Stellung, bei der die linke Arbeitsstellung des Kolbens
12 am weitesten links liegt. Durch Drehen der Exzenterscheibe 36' läßt sich die linke Arbeitsstellung
nach rechts verlagern. Da die rechte Arbeitsstellung unveränderlich ist (vgl. oben), ergibt sich damit eine
entsprechende Verkleinerung des Kolbenhubes.
Man erkennt, daß die beiden oben beschriebenen einfach wirkenden Stellantriebe exakt vorgegebene
Arbeitsstellungen haben und zugleich sehr kompakten Aufbau aufweisen. Durch geringfügige Abwandlungen
und unter Verwendung weitestgehend gleicher Teile kann man entweder eine gleichsinnige Verstellbarkeit
der Kolbenendlagen bei konstantem Kolbenhub oder eine Einstellbarkeit des Kolbenhubes bei Konstanz
einer der Endlagen erzielen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Einfach wirkender Stellantrieb mit einem Zylinder und einem Kolben von rechteckigem
Querschnitt, wobei der Kolben eine axiale Ausnehmung aufweist, die von einer dem Zylinderinneren
abgewandten Endwand begrenzt ist und in der eine Federanordnung zum Vorspannen des Kolbens in
die eingefahrene Arbeitsstellung vorgesehen ist, die sich am Kolben und an einer mit dem Zylinder
verbundenen Anschlageinrichtung abstützt, gekennzeichnetdurch folgende Merkmale:
a) die axiale Ausnehmung (24) ist auch durch eine dem Zylinderinneren (20) zugewandte zweite
Endwand (50) begrenzt;
b) die Anschlageinrichtung durchsetzt die axiale Ausnehmung (24) quer zur Zylinderlängsachse
und weist Endanschläge (30, 36', 40) für beide Bewegungsrichtungen des Kolbens (12) auf;
c) die Federanordnung besteht aus einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Schraubendruckfedern
(46, 48), die zwischen einem den Endanschlag (40) zur Begrenzung der Ausfahrbewegung
tragenden Anschlagblock (28, 28') und der zweiten Endwand (50) eingespannt sind;
d) der Endanschlag zur Begrenzung der Ausfahrbewegung wird von einer Trennwand oder
mehrei en Trennwänden (40) gebildet, die zwischen den Schraubendruckfedern (46, 48)
liegen und Federkammern (42,44) vorgeben.
2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubendruckfedern (46, 48)
über einen Federsitzkörper (52) an der zweiten Endwand (50) der Ausnehmung (24) angreifen, der
eine zur letzteren komplementäre Stirnfläche und zur ersten Endwand (32) weisende und in die
Schraubendruckfedern (46, 48) unter Spiel eingreifende Zentrierdorne (54, 56) aufweist, die etwas
kürzer sind als die Trennwände (40).
3. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Endabschnitte (58,60,62) der
Trennwände (40) und/oder der Zentrierdorne (54, 56) angefast und/oder abgerundet sind.
4. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagblock (28)
über eine einstellbare Exzenterscheibe (36) am Zylinder (10) abgestützt ist, welche in einer
querliegenden Gleitführungsnut (34) des Anschlagblockes (28) läuft.
5. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagblock (28)
auch den Anschlag (30) zur Begrenzung der Einfahrbewegung aufweist, der mit der ersten
Endwand (32) zusammenwirkt.
6. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagblock
(28') in fester axialer Stellung am Zylinder (10) abgestützt ist und eine einstellbare Exzenterscheibe
(36') als mit der ersten Endwand (32) der Ausnehmung (24) zusammenarbeitender Endanschlag
zur Begrenzung der Einfahrbewegung vorgesehen ist.
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