DE2926258C2

DE2926258C2 - Einfach wirkender Stellantrieb

Info

Publication number: DE2926258C2
Application number: DE2926258A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1981-08-13
Also published as: IT1132107B; JPS5610805A; CH646759A5; DE2926258B1; IT8022752A0; FR2461135A1; FR2461135B1; SE8004763L; JPS589281B2; SE440940B; US4352320A

Description

Die Erfindung Detrifft 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 tm 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

■to 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

•i5 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.

Bei einem Stellantrieb gemäß Anspruch 2 können auch große Kolbenhübe realisiert werden, ohne daß die Schraubendruckfedern in seitlicher Richtung ausknikken können.

Mit der Weiterbildung dei Erfindung gemäß Anspruch i wird erreicht, daß die Schraubendruckfedern beim Zusammendrucken nicht am freien Ende der Trennwand hängen bleiben können, ihre Windungen vielmehr sauber m 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

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 äiann. ·>

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 Γ) Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch einen geringe Abmessungen aufweisenden, kompakten einfach wirkenden Stellantrieb mit einer die Kolbenendlagen vorgebenden Anschlageinrichtung, bei reicher 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 Fig. 1 wiedergegebene einfach wirkende Stellantrieb hat einen einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Zylinder 10 und einen in diesem verschiebbaren, rechteckigen Querschnitt aufweisenden to 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 is· ίϊ 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 ίο Kolben 12 begrenzten Arbeitsraumes 20 in Verbindung.

Der Kolben 12 trägt an seinem linken Ende eine lippendichtungsähnlich 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 Stuminelwellen 38 in den einander gegenüberliegenden breiten Seitenwänden des Zylinders 10 gelagert ist. Die Stummelwellen sind du/ch 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 Schraubenclruckfenern 4ö und 48 eingreifen.

Um ein unbehindenes Vorbeilaufen der einzelnen Windungen der Schraubcndruclcfedern 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 Lange 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 Anschlagblockes 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 Fig. 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 Fig. \ 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 Endwar.d 32 der Ausnehmung 24 an und gibt so die dargestellte, unter Federkraft eingenommene linke Arbeitsstellung des Kolbens 12 unabhängig vor.

In ^p i g. 2 steht die Exzenterscheibe 36' in dt jenigen Stellung, bei der die linke Arbeitsstellung des Kolbens 12 am weitesten links liegt. Durch Drehen der Exzenterscheibe 36' läßt sich die linke Arbeitsstellung

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nach rechts verlagern. Da die rechte Arbeitsstellung Aufbau aufweisen. Durch geringfügige Abwandlungen

unveränderlich ist (vgl. oben), ergibt sich damit eine und unter Verwendung weitestgehend gleicher Teile

entsprechende Verkleinerung des Kolbenhubes. kann man entweder eine gleichsinnige Verstellbarkeit

Man erkennt, daß die beiden oben beschriebenen der Kolbenendlagen bei konstantem Kolbenhub oder

einfach wirkenden Stellantriebe exakt vorgegebene , eine Einstellbarkeit des Kolbenhubes bei Konstanz

Arbeitsstellungen haben und zugleich sehr kompakten einer der Endlagen erzielen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einfach wirkender Stellantrieb mit einem Zylinder und einem Kolben von rechteckigem ϊ 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 i» sich am Kolben und an einer mit dem Zylinder verbundenen Anschlageinrichtung abstützt, gekennzeichnetdurch folgende Merkmale:

a) die axiale Ausnenmung (24) ist auch durch eine dem Zylinderinneren (20) zugewandte zweite ü Endwand (50) begrenzt;

b) die Anschlageinrichtung durchsetzt die axiale Ausnehmung (24) quer zur Zylinderiängsachse 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 mehreren Trennwanden (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 de^r 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) abgistützt 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.