DE3233739A1 - Einrichtung zum selbsttaetigen rueckstellen eines stellzylinders - Google Patents

Einrichtung zum selbsttaetigen rueckstellen eines stellzylinders

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Description

  • Titel:. Einrichtung zum selbsttätigen Rückstellen eines
  • St ell zylinders Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen. Rückstellen .eines Stellzylinders, der durch ein pneumatisches Druckmittel über ein Steuerventil betätigt und dessen Stellkolben auf beiden Seiten vom Druckmittel beaufschlagt ist, wobei zwischen der DruckmittelzufUhrung und dem Zylinderraum auf der Rückstellseite des Stellkolbens ein Druckreduzierventil vorgesehen ist.
  • Einrichtungen dieser Art, sogenannte IJuft£ederrückstellungen, sind billiger als Rückstelleinrichtungen mit Stahlfedern und weisen darüber hinaus praktisch über den ganzen Rückstellweg die gleiche flückstellkraft auf. Bei einer bekannten Ausführung wird durch das Druckreduzierventil auf der Rückstellseite des Stellkolbens dauernd ein reduzierter Druck aufrechterhalten, der eine Rückführung des Stellkolbens in seine Ausgangslage bewirkt, sobald der auf der Arbeitsseite des Stellkolbens liegende Zylinderraum druckentlastet wird. Wenn die Arbeitsseite des Stellkolbens mit dem vollen Mediumsdruck beaufschlagt wird und dadurch der Kolben gegen den reduzierten Druck verschoben wird, wird das Druckmittel auf der Rückstellseite des Stellkolbens ins Freie abgeblasen.
  • Auf diese Weise ergibt sich ein relativ hoher Verbrauch an Druckmedium. Praktisch den gleichen Nachteil weist die weiterhin bekannte AusfUhrung auf, bei welcher der Zylinderraum auf der Rückstellseite des Kolbens dauernd mit dem vollen Mediumsdruck beaufschlagt ist, die wirksame Kolbenfläche Jedoch klein als auf der Arbeitsseite des Kolbens ist, z.B. durch Verwendung einer Kolbenstange mit relativ großem Durchmesser.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten Einrichtungen zum Rückstellen eines Stellzylinders mit Hilfe von Druckmedium so zu verbessern, daß der Verbrauch an Druckmedium weitgehend verringert wird, ohne daß die sontigen Vorteile der Rückstellung beeinträchtigt werden.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Druckreduzierventil unter Vorschaltung eines flückschlagventils, dem ein zusätzliches Volumen nachge schaltet ist, zwischen die Zylinderräume auf den beiden Seiten des Stellkolbens eingeschaltet ist. Bei dieser Anordnung wird beim Arbeitshub des Kolbens das Druckmedium auf der Rückstellseite nicht zur Gänze ins Freie abgeblasen, sondern vielmehr wenigstens teilweise im zusätzlich vorgesehenen Volumen gespeichert, so daß fUr die nachfolgende Rückstellung des Stellkolbens entsprechend weniger neues Druckmittel zugeführt werden muß.
  • Der Verbrauch an Druckmedium für die Rückstellung kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch weiter gesenkt werden, daß dem Rückschlagventil eine Drossel unmittelbar vor- oder nachgeschaltet ist. Diese Drossel verhindert eine zu rasche Aufladung des zusätzlichen Volumens durch neu zugeführtes Druckmittel, so daß beim Rückstellhub des Stell-- -- uckmittel.aus aus dem Zylinder tolbenstin das zusätzliche Volumen zurUckgeschoben werden Kann, ohne daß dort der vorgegebene Höchstdruck frühzeitig überschritten und Druckmittel abgeblasen wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Rückschlagventil und das Druckreduzierventil im Kolben des Stellzylinders eingebaut und ist das zusätzliche Volumen von einem Teil des Zylinderraumes auf der Rtlckstellseite des Kolbens gebildet, wobei die Entlüftung des Druckreduzierventiles durch die hohl ausgebildete Kolbenstange nach außen geführt ist. Es handelt sich um eine kompakte Ausbildung mit glatter Außenseite des Stellzylinders, bei der keinerlei Verbindungsleitungen außerhalb des Zylinders erforderlich sind.
  • Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann das zusätzliche Volumen in einem Ringraum koaxial um den Stellzylinder herum vorgesehen sein und können das Rückschlagventil sowie das Druckreduzierventil in einem Zylinderdeckel eingebaut sein. Auch dabei entfallen Verbindungsleitungen an der Außenseite des Stellzylinders, Durch die koaxiale Anordnung des zusätzlichen Volumens kann die gesamte Länge des Zylinders für den Arbeitshub des Stellkolbens ausgenützt werden.
  • In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung und in den Fig. 2 und 3 sind axiale Mittelschnitte durch Sti lzylinder dargestellt, .dic mit der erfindungsgemäßen Einrichtung versehen sind.
  • Gemäß Fig. 1 ist der Stellzylinder 1 mit einem Stellkolben 2 versehen, dessen Kolbenstange 3 an einer Stirnseite des Stellzylinders 1 herausgeführt ist. Für die Betätigung des Stellzylinders 1 ist ein Steuerventil 4 vorgesehen, das an eine Druckmittelquelle 5 angeschlossen ist und eine ins Freie mündende Entlüftungsöffnung 6 aufweist. Vom Steuerventil führt eine Zuführungsleitung 7 in den Zylinderraum 8 auf der Arbeitsseite des Stellkolbens 2 und eine Rückstelleitung 9 in den Zylinderraum 10 auf der RUckstiSseite des Stellkolbens 2.
  • Zwischen die Zuführungsleitung 7 und die flückstelleitung 9, also zwischen die beiden Zylinderräume 8 und10, sindfein in Richtung zum Zylinderraum 10 öffnendes Rückschlagventil 11, ein Druckreduzierventil 12 mit einer Entlüftungsöffnung 13 und ein zustzliches Volumen 14 eingeschaltet. Außerdem ist dem Rückschlagventil 11 eine Drossel 15 unmittelbar vorgeschaltet.
  • In der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist die Druckab mittelquelle 5/geschlossen und befindet sich der Stellkolben 2 in seiner eingefahrenen Stellung. Durch Umschalten des Steuerventils 4 wird die Zuführungsleitung 7 mit Druckmittel beaufschlagt, wodurch der Stellkolben 2 aufgrund des Druckanstieges im Zylinderraum 8 nach links verschoben wird, so daß die Kolbenstange 3 aus dem Stellzylinder 1 ausfährt. Dadurch kann der Stellzylinder 1 die gewünschte Arbeit verrichten. Durch diese Verschiebung des Stellkolbens 2 wird das Volumen des Zylinderraumes 10 auf der Rückstellseite des Kolbens 2 verkleinert, wobei Durckmittel durch die Rückstelleitung 9 in das zusätzliche Volumen 14 zurUckgeschoben wird. Gleichzeitig gelangt Druckmittel aus der Druckmittelquelle 5 über das Rückschlag ventil 11 zum Druckreduzierventil 12 und durch dieses unter vermindertem Druck in das zusätzliche Volumen 14. Die Drossel 15 verhindert eine zu schnelle Aufladung des zusätzlichen Volumens 14, was zur Folge hätte, daß beim Ausfahren des Stellkolbens 2 ein erheblicher Teil des aus dem Zylinderraum 10 zurtlckgeschobenen Druckmittels durch die Entlüftungsöffnung 13 des Druckreduzierventils 12 abgeblasen werden müßte. Es wird also beim Ausfahren des Stellkolbens 2 im zusätzlichen Volumen 14 Druckmittel unter einem bestimmten, durch das Druckred.uzierventil 12 einstellbaren Druck gespeichert. Dieser gespeicherte Druck bewirkt eine Rückstellung des Stellkolbens 2 in seine in Fig. 1 gezeichnete Ausgangslage, sobald das Steuerventil 4 gleichfalls in seine Ausgangslage zurückgebracht worden ist und das Druckmittel aus dem Zylinderraum 8 über die ZufUhrungsleitung 7 und die Entlüftungsöffnung 6 entweichen kann. Es erfolgt somit eine selbsttätige Rückstellung des Stellkolbens 2 mit Hilfe des im zusätzlichen Volumen 14 gespeicherten Druckmittels, ohne daß hiefür ein erheblicher Verbrauch an Druckmittel erforderlich ist.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind das RUckschlagventil und das Druckreduzierventil im Kolben 2 des Stellzylinders 1 eingebaut. Das RUckschlagventil 11 besteht aus einem Plättchen 16, welches Bohrungen 17 im Stellkolben 2 steuert, die über den Zylinderraum 8 auf der Arbeitsseite de Stellkolbens 2 mit dem Anschluß 18 für die in Fig. 2 nicht dargestellte Zuführungsleitung 7 in Verbindung stehen. Das Druckreduzierventil 12 ist teilweise in die Kolbenstange 3 eingebaut und besitzt einen abgedichtet geführten Kolben 19, der auf einer Seite über Radialbohrungen 20 vom Druck im Zylinderraum 10 beaufschlagt ist und auf seiner anderen Seite unter Einwirkung einer Druckfeder 21 steht. Durch einer Ventilsitz 22 hindurch, der vom Plättchen 16 des Rückschlagventils 11 gesteuert wird, stützt sich der Kolben 19 mit einem zylindrischen Fortsatz 23 auf dem Plättchen 16 ab.
  • Die Entlüftung des Druckreduzierventils 12 ist durch einen Kanal 24 in der hohl ausgebildeten Kolbenstange 3 ins Freie geführt. Das zusätzliche Volumen 14 wird vom hinteren Teil des Zylinderraumes 10 auf der Rückstellseite des Kolbens 2 gebildet. Ein auf die Kolbenstange 3 aufgesetzter Anschlagrin 25 verhindert ein zu weites Ausfahren des Stellkolbens 2 und damit eine zu kleine Größe des zusätzlichen Volumens 14.
  • Die beiden Zylinderdeckel an den Stirnseiten des Stellzylinders 1 sind mit 26 und 27 bezeichnet.
  • Das durch den Anschluß 18 zugefilhrte Druckmittel verschiebt den Stellkolben 2 nach unten. Dadurch steigt der Druck im Zylinderraum 10 und im zusAtzlichen Volumen 14.
  • Dieser Druck wirkt auf den Kolben 19 und verschiebt diesen gegen die Kraft der Druckfeder 21 nach unten, bis sich der Fortsatz 23 vom Plättchen 16 abhebt, wodurch der EntlUftungsweg durch den Kanal 24 ins Freie freigegeben wird. Auf diese Weise wird bei ausgefahrenem Stellkolben 2 im verbleibenden zusätzlichen Volumen 14 ein Druck von bestimmter Höhe aufrechterhalten, der nach Druckentlastung des Zylinderraumes 8 auf der Arbeitsseite des Kolbens 2 eine RUckstellung desselben in die Ausgangslage bewirkt. Bei zu geringem Druck im Zylinderraum 10 hebt der Kolben 19 unter Einwirkung der Feder 21 das Plättchen 16 vom Sitz 22 nach oben ab, worauf dann Druckmittel aus dem Anschluß 18 um den Rand des Plättchen 16 herum an der Außenseite des Fortsatzes 23 und durch die Radialbohrungen 20 in den Zylinderraum 10 fließen kann. Allfällige Leckluft wird dadurch laufend ersetzt.
  • Aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist zu erkennen, daß dort das Rückschlagventil 11 und das Druckreduzierventil 12 in den Zylinderdeckel 26 eingebaut sind. Der Aufbau dieser beiden Ventile entspricht im wesentlichen der in Fig.
  • gezeigten Ausführung. Das Plättchen 16 steuert als Rückschlag ventil einen mit dem Druckmittelanschluß 18 verbundenen Kanal 28, der zugleich als Drossel ausgebildet sein kann. Der Kolben 19 des Druckreduzierventils 12 steht unter Einwirkung der Druckfeder 21 und ist auf seiner anderen Seite vom Druck im zusätzlichen Volumen 14 beaufschlagt, welches von einem Ringraum gebildet ist, der konzentrisch um den Stellzylinder 1 herum angeordnet ist. Dieses zusätzliche Volumen 14 ist über Radialbohrungen 29 mit dem Zylinderraum 10 auf der flUckstellseite des Kolbens 2 verbunden. Die Entlüftung des Druckreduzierventils 12 führt über eine Öffnung 30 unmittelbar ins Freie. Die Wirkungsweise des Rückschlagventils 11 und des Druckreduzierventils 12 nach Fig. 3 stimmt mit seiner des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 vollständig überein.
  • Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungen besteht darin, daß gemäß Fig. 3 der Stellzyainder 1 zwar doppelwandig, dafür aber kürzer ausgebildet ist und daß die für die Kolbenrückstellung erforderlidi en Steuereinrichtungen im Zylinderdeckel 26 angeordnet sind, so daß der Kolben 2 einfacher ausgeführt sein kann.
  • Leerseite

Claims (4)

  1. Titel: Einrichtung zum selbsttätigen Rückstellen eines Stellzylinders Patentansr\Xche: 1. Einrichtung zum selbsttätigen lttlokstellen eines Stellzylinders, der durch ein pneumatisches Druckmittel ueber ein Steuerventil betestigt und dessen Stellkolben auf beiden Seiten vom Druckmittel beaufschlagt ist, wobei zwischen der DrucknittelzufUhrung und dem Zylinderraum auf der RUckstellseite des Stellkolbens ein Druckreduzierventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckreduzierventil (1') unter Vorschaltung eines RUckschlagventils (11), dem ein zusätzliches Volumen (14) nachgeschaltet ist, zwischen die Zylinderräume (8,10) auf den beiden Seiten des Stellkolbens (2) eingeschaltet ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem R2ckschlagventil (11) eine Drossel (15) unmittelbar vor- oder nachgeschaltet ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (11) und das Druckreduzierventil (12) im Kolben (2) dos Stollzylinders (1) eingebaut sind und das zusätzliche Volumen (14) von einem Teil des Zylinderraumes (10) auf der Rückstellseite des Kolbens (2) gebildet ist, wobei die Entlüftung des Druckreduzierventils (12) durch die hohl ausgebildete Kolbenstange (3) nach außen geführt ist (Fig. 2).
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Volumen (14) in einem Ringraum koaxial um den Stellzylinder (1) herum vorgesehen ist und das Rückschlagventil (11) sowie das Druckreduzierventil (12) in einem Zylinderdeckel (26) eingebaut sind (Fig. 3).
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