DE3104478A1

DE3104478A1 - Einrichtung zum positionieren des arbeitskolbens eines doppeltwirkenden arbeitszylinders

Info

Publication number: DE3104478A1
Application number: DE19813104478
Authority: DE
Inventors: Helmut 3004 Isernhagen Göttling; Siegfried 3017 Pattensen Kreye; Peter 3000 Hannover Müller
Original assignee: Wabco Steuerungstechnik & Co 3000 Hannover GmbH; Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Current assignee: Aventics GmbH
Priority date: 1981-02-09
Filing date: 1981-02-09
Publication date: 1982-08-19
Also published as: HU188772B; GB2095429A; GB2095429B; DE3104478C2

Description

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Hannover, den 5.2.1981 WP 7/81 K./Gb

WABCO Steuerungstechnik GmbH & Co., Hannover

Einrichtung zum Positionieren des Arbeitskolbens eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Positionieren des Arbeitskolbens eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
5

Bei derartigen Einrichtungen ist es erforderlich, eine Kolbenstange, welche bestimmte Funktionen an Maschinen, Vorrichtungen und Steuerungseinrichtungen an Industrieanlagen zu bewerkstelligen hat, ohne Verwendung von Festanschlägen in jeweils gewünschten · Hublagen anzuhalten.

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Eine Einrichtung zum Positionieren des Arbeitskolbens eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders ist z.B. aus der DE-PS 27 07 419 bekannt.

.Ein Arbeitszylinder, dessen Arbeitsraum durch einen mit einer Kolbenstange versehenen Arbeitskolbenin zwei Kammern unterteilt ist, ist über ein Mehrwep.e-Vent i 1 an eine Druckmittelquelle angeschl osaon. Da:; Mehrwege-Ventil weist eine Schaltstange auf, die feüt nut einer die Kolbenstange umschließenden, mittels Druckluft betätigbaren Klemmvorrichtung verbunden ist. Während einer gewollten Verschiebung des Arbeitskolbens gleitet die Kolbenstange in der durch Druckluft offengehaltenen Klemmvorrichtung. Soll der Arbeitskolben in einer vorbestimmten Position ange,-halten werden, wird über ein Ventil, welches zwischen die Klemmvorrichtung und eine Druckluftquelle geschaltet ist, die Druckluftzufuhr zur Klemmvorrichtung abgesperrt, so daß diese mittels der Kraft einer Feder, schließt. Durch die.jetzt kra-ftschlussige Verbindung zwischen Klemmvorrichtung und Kolbenstange wird die das Mehrwege-Ventil mit der Klemmvorrichtung verbindende Schaltstange mitgenommen und so das Mehrwege-Ventil umgeschaltet. Erst bei erneuter Betätigung des mit der Klemmvorrichtung und der Druckmittelquelle verbundenen Ventils wird die Klemmvorrichtung mit Druckluft beaufschlagt und die Kolbenstange wieder freigegeben.

Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, relativ aufwendig im Aufbau zu sein. Für das Be- und Entlüften der beiden Kammern des Arbeitszylinders ist ein 5/2-Wegeventil erforderlich. Zudem wird eine separate Steuereinrichtung für üie KIcIIiInVUr]¹IrIItUiU¹, benötigt.Es kann ausßerdem passieren, daß bei verölter Kolbenstange ein Gleiteffekt zwischen der

Kolbenstange und der Klemmvorrichtung auftritt, so μ

daß ein Anhalten des Kolbens in einer vorbestimmten |

Lage nicht immer gewährleistet ist. .' . {

· Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ; eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu

schaffen, die einfach in ihrem Aufbau ist und bei ■■■

welcher Funktionsstörungen durch Verunreinigungen «.

weitgehend ausgeschlossen sind. ' ■."

.' . I

Diese Aufgabe wird .mit der im Patentanspruch 1 ange- |^:

gebenen Erfindung gelöst. " f·

Vorteilhafte Weiterbildungen -und Ausgestaltungen :'

der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgezeigt. · [

Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich insbe- ■ *

sondere dadurch aus, daß sie einfach in ihrem Aufbau ϊ

ist und daß wesentliche, die Umschaltfunktion er- " j

■ füllende Bauteile in den Arbeitszylinder integriert f.

sind. . . · \

Ein Arbeitszylinder mit den eingangs Merkmalen ist ' ■ j in der nicht voryeröffentlichten deutschen Patentan-

25· meldung P 30 46 .755.1 beschrieben. Dieser Arbeits- , zylinder ist jedoch zum Öffnen und Schließen von . ξ

Türen vorgesehen und besitzt aus diesem. Grunde eine ' I

Einrichtung zur Endabbremsung des 'Arbeitskolbens. :

Er ist zum Positionieren des Arbeitskolbens eines . j

doppeltwirkenden Arbeitszylinders nicht geeignet. \

An Hand eines, in der Zeichnung dargestellten Aus- .

führungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend " näher erläutert.

Die Abbildung zeigt einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder mit einem in der Kolbenstange angeordneten Wegeventil, welches Über einen in der Kolbenstange · . geführten Stößel sowie einen Schalthebel und einer mit diesem verbundenen, auf dem Gehäuse des Arbeitszylinders angeordneten Verstellvorrichtung betätigbar ist.

In einem Gehäuse 1 eines, doppeltwirkenden Arbeits-Zylinders . ist ein mit einer Dichtung 2 versehener . Arbeitskolben 3 axial verschiebbar angeordnet, welcher den Arbeitszylinder in zwei Druckmittelkammern 4 und 5 unterteilt. Eline Stirnseite des Arbeitszylinders wird von einem mit einer Dichtung 6 versehenen Deckel 7 verschlossen. Im Bereich der anderen Stirnseite des Arbeitszylinders sind auf der Innenseite des Gehäuses 1 Abstufungen vorgesehen, in denen eine Führungsbuchse 8 und zwei mit dieser in Reihe angeordnete ringförmige Dichtungen 9 und gelagert sind ^WODei die Dichtung 10, welche diese Stirnseite des Arbeitszylinders abschließt, auf ihrem Umfang eine umlaufende Wulst Il nufw«·'>^!!('. ^'<- '" eine entsprechende Ausnehmung Ln der Wandung de;:i Gehäuses 1 eingreift.

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Der Arbeitskolben 3 ist mit einer Kolbenstange 12 verbunden, welche durch die Führungsbuchse 8 und · die beiden Dichtungen 9, 10 hindurchgeführt wird und ein Stück aus dem Arb.eitszy linder herausragt.

Die Kolbenstange 12 weist eine in axialer Richtung verlaufende Bohrung 13 auf, die im Bereich des Arbeitskolbens 3 erweitert ist, wobei dieser erweiterte Teil der Bohrung 13 mit einem Teil des Arbeitskolbens 3 ein^ Ventilkammer 14 bildet. Tn der Venti1 -

3F> kammer ΙΊ .·■; ind drei durch DJ Ml aiuiüt Urkr vom· 111.unl>·t·

getrennte ringförmige Dichtelemente 15,16,17 angeordnet.

Ein in der Bohrung 13 der Kolbenstange 12 geführter Stößel 18 ist an seinem dem Arbeitskolben 3 zugewandten Ende als· schieberartig ausgebildeter Ventilverschlußkörper 37,19 ausgestaltet. Der Stößel 18 dient somit zur Betätigung der Ventile 15,37 und 16,37. In dem endseitigen Ventilverschlußkörper 19 ist eine in axialer Richtung verlaufende Bohrung ;^;0 angeordnet, dje zum einen mit einer den Boden uvta Λι-bei ttäkülbfns 3 durchdringenden Bohrung 21 und zum anderen mit einer den stößelseitigen .Ventilverschlußkörper 37 in radialer Richtung durchdringenden Bohrung 22 verbunden ist.

Zwei die Kolbenstange 12 in radialer Richtung durchdringende Bohrungen 35 und 36 verbinden die Kammer 5 des Arbeitszylinders mit der Ventilkammer 14. Das andere Ende des Stößels 18 besitzt einen mit Gewinde versehenen Dorn 23, auf den ein Führungsteil 24 aufgeschraubt ist. Das Führungsteil 24 wird von einer Druckfeder 25 beaufschlagt, die sich auf einem Absatz d(M' dio Kolbenstange 12 durchdringenden Bohrung ab-

•■'b DlUtZt. . .

Eine in der Kolbenstange 12 vorgesehene, als Durchlaß dienende Ausnehmung 26 dient zur Durchführung eines Hebels 27. Der Hebel 27-dient als Betätigungs- · element für den Stößel 18. Das eine Ende des Hebels

27 ist in etwa halbkugelförmig ausgebildet und bildet
zusammen mit einer der Ausnehmung 26 gegenüberin der Kolbenstange 12 vorgesehenen weiteren Ausnehmung

28 eine Kugelgelenkverbindung. Im Bereich der Kolben-Stangenbohrung 13 weist der. Hebel 27 eine Einschnü-

rung 29 auf, an welcher das FUhrungsteil 24 dos Stößels 18 anliegt. Das freie aus der Ausnehmung 26 herausragende Ende des Hebels 27 besitzt eine Bohrung 30 zur Aufnahme und Befestigung eines Bowdenzüge 31.

Auf dem Gehäuse 1 des Arbeitszylinders ist ein Anschlag 32 angeordnet, der zur Befestigung des; Bowdenzugs 31 und Führung eines air, Verstellein richtung vorgesehenen Betätigungselementes 33 dient. Über einen Anschluß 34 ist der Arbeitszylinder mit einer Druckmittelquelle verbindbar.

Die Funktion dieser Einrichtung wird nachstehend · ■ näher erläutert.

In der Abbildung ist der Arbeitszylinder vollkommen druckentlastet.· Soll der Arbeitszylinder in Betrieb genommen werden, so wird der Anschluß 34 mit einer nicht dargestellten Druckmittelquelle verbunden. Während der Betriebsdauer steht somit ständig Druckmittel in der Kammer 5 des Arbeitszylinders an. Der Stößel 18 und somit auch der Ventilverschlußkörper 37, 19 werden mittels der Druckfeder 25 in ihrer linken' Endlage gehalten, so daß das aus der Ventilkammer 14, dem Ventilverschlußkörper 37 und den beiden Bohrungen 35, 36 sowie dem Dichtelement 16 bestehende -tVentil geöffnet ist.' Durch die Bohrungen 35, 36 strömt von der Kammer 5 Druckmittel in die Ventilkammer 14 und von dort weiter durch die Bohrungen -22, 20 des Ventilverschlußkorpers 37 sowie die im Arbeitskolben 3 befindliche Bohrung 21 in die Kammer 4 des Arbeitszylinders.

Der sich somit in der Kammer 4 aufbauende Druck verschiebt aufgrund der gegenüber der kolbenstange]-!-

seitigen Wirkfläche größeren Wirkfläche des Arbeitskolbens 3 den Arbeitskolben 3 in Richtung auf die Kammer 5 zu. Wird der mit dem Stößel 18 in Wirkver-· bindung stehende Hebel 27 mittels des Bowdenzugs 31 gegen die Kraft der Druckfeder 25 in seine Mittelstellung gezogen, so wird der Stößel 18 nach rechts verschoben. Das Ventil 37,16 schließt, so daß die Druckmittelzufuhr zur Kammer 4 des Arbeitszylinders unterbrochen wird. Der Arbeitskolben 3 hält in dieser Stellung an.

Wird der Hebel 27 -mittels des Bowdenzuges 31 in die

■ rechte Endlage gebracht, so wird der Stößel 18 und mit diesem auch■ der Ventilverschlußkörper 37 weiter nach rechts verschoben. Durch die im Arbeitskolben 3 angeordnete Bohrung 21 sowie die im Ventilverschlußkörpe-r 37 vorgesehenen Bohrungen 20,22 entweicht das Druckmittel aus der Kammer 4 in die Ventilkammer

" J 4 und von da durch das dann offene Ventil 15,37 in die Kolbenstangenbohrung 13. Da der Stößel 18 und das Führungsteil 24 so bemessen sind, daß zwischen der Kolbenstangenbohrung 13 und diesen Teilen· ein Spalt vorhanden ist, der u.a. auch durch eine in Längsrichtung des Stößels 18 und des Führungsteiles 24 verlaufende Nut ersetzt werden kann, gelangt das aus der Kammer 4 in die Ventilkammer. 14 entweichende Druckmittel über die für den Hebel 27 vorgesehene Ausnehmung 26 zur Atmosphäre.

Dadurch, daß die Kammer 4 entlüftet und die . mit der Druckmittelquelle ständig verbundene Kammer 5 belüfte b wird, gelangt der Arbeitskdlben 3 wieder in seine rechte Endlage und die Kolbenstange 12 fährt in den Arbeitszylinder ein.

Soll der Arbeitskolben 3 und somit auch die Kolbenstange^ beim Herausfahren aus dem Arbeitszylinder an einer vorbestimmten Stelle angehalten werden, so wird der Hebel 27 mittels der Verstelleinrichtung 32,33 und des mit diesem verbundenen Bowdenzugs 31 in "eine vorbestimmte Position gebracht. Der Arbeitskolben 3 und mit diesem die Kolbenstange 12 werden vom Druckmittel soweit nach links verschoben, bis · der mit dem Bowdenzug 31 verbundene Hebel 27 die Verschiebebewegung der Kolbenstange 12 nicht mehr mitmachen kann und um !'.eine in der Kolben:·. Lanj,'.'¹ 12 angeordnete Kugelgelenkstelle '(Ausnehmung 28) nach rechts verschwenkt wird, so daß das Ventil 16,37 schließt.

Es ist selbstverständlich auch möglich, als Betätigungsmittel für den Hebel 27 andere Bauelemente, wie ζ.B. Handhebel oder Gewindespindel zu verwenden.

Der in der Bohrung 13 der Kolbenstange 12 geführte und als Druckelement dienende Stößel 18 läßt sich durch ein Zugelement ersetzen, wenn anstelle der Druckfeder 25 eine Zugfeder verwendet wird und entsprechende Mittel vorgesehen sind, die den Hebel 27'dem Stößel 18 folgen lassen.

Claims

Patentansprüche

(l). Einrichtung zum Positionieren des Arbeitskolbens
eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders, welcher
die folgenden Merkmale aufweist:

a) Der Arbeitszylinder ist durch den mit einer Kolbenstange versehenen Arbeitskolben in eine kolbenstangenseitige erste Druckmittelkammer und eine bezüglich der ersten Druckmittelkammer auf der anderen Seite des Arbeitskolbens angeordnete zweite · Druckmittelkamrner unterteilt;

b) die Kolbenstange weist eine in axialer Richtung verlaufende Bohrung auf;

c) der Arbeitskolben. weist eine in · axialer Richtung verlaufende Bohrung auf;

d) ein Teil der in der Kolbenstange angeordneten Bohrung ist als Ventilkammer ausgebildet, in welcher ein Ventil angeordnet ist, über welches eine Druckmittel kammer entlüftbar ist;

e) es sind Mittel zum Betätigen des Ventils vorgesehen;

f) der Arbeitszylinder weist wenigstens einen Druckmittelanschluß auf, über welchen die Druckmittelkammern belüftbar sind;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

g) als Mittel zum Betätigen des Ventils ist ein
durch wenigstens einen Teilbereich der in der Kolbenstange (12) angeordneten Bohrung (13) hindurchgeführtes Druck- o.der Zugelement (18) vorgesehen;

h) die Kolbenstange (12) weist einen Durchlaß (26) auf, welcher zur Aufnahme eines mit dem Druck- oder Zugelement (18) in Wirkverbindung stehenden Betätigungselementes für das Druckoder Zugelement dient;

i) das Betätigungselement für das Druck- oder Zugelement (18) ist mit · einer Verstelleinrichtung (31,32,33) verbunden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch .gekennzeichnet, daß das Druckelement als Stößel (18) ausgebildet ist, der einerseits mit einem · Ventilverschlußkörper (19, 37) und andererseits mit einem Führungsteil (24) fest verbunden ist, wobei das Führungsteil (24) von einer Druckfeder (25) beaufschlagt wird, die aich an einem Absatz der in der Kolbenstange

2b (12) angeordneten Bohrung (13) abstützt, in der Weise, daß der Stößel (18) mit dem Ventilverschlußkörper (19,37) in einer Endlage gehalten wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als Schieberventil ausgebildet ist, welches aus einem als Schieber ausgebildeten Ventilverschlußkörper (19,37) und zwei die Kolbenstange (12) in radialer Richtung durchdringende Bohrungen (35,36) sowie drei Dichtelementen (15, 16,17) gebildet wird, wobei der Ventilverschlußkörper (37) eine in radialer Richtung verlaufende

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• . Durchgangsbohrung (22) und eine mit dieser in Verbindung stehende, in axialer Richtung verlaufende Bohrung (20) aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-■ zeichnet, daß die Feststelleinrichtung (32,33) auf dem Gehäuse (l) des Arbeitszylinders ange-• ordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als Hebel '- . (27) ausgebildet ist.
6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ·■ daß der mit dem Zug- oder Druckelement in Wirkverbindung stehende Hebel (27) mit seinem einen Ende in einer schalenartigen Ausnehmung (28) in der Wandung der Kolbenstange (12) gelagert ist und mit seinem anderen, aus dem in der Kolbenstange. (12) vorgesehenen Durchlaß (26) herausragenden Ende über einen Bowdenzug (31) mit der Verstelleinrichtung (32,33) verbunden ist.
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7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, · daß die der Kolbenstange (12) abgewandte Wirkfläche des Arbeitskolbens (3) größer ■ '' ist als die kolbenstangenseitige Wirkfläche 30' des Arbeitskolbens (3) .