DE3235784A1

DE3235784A1 - Druckmittelbetaetigter arbeitszylinder

Info

Publication number: DE3235784A1
Application number: DE19823235784
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: 1982-09-28
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1984-03-29
Also published as: FR2533643A1; JPS59140906A; DE3235784C2

Description

323Ö784

3. 27. September 1982 D 8763 - oss

Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen

Druckmittel betätigter Arbeitszylinder

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Druckmittelbeaufschlagung derartiger Arbeitszylinder erfolgt üblicherweise unter Verwendung von Magnetventilen, welche zusammen mit einer entsprechenden elektronischen Steuerung in Schaltkästen, untergebracht sind und mit den entsprechenden Arbeitszylindern über Leitungen verbunden sind. Diese Art des Vorgehens hat den Vorteil, daß man die gesamte Druckmittelsteuerung an einem Ort" sauber zusammengefaßt und gegen Störeinflüsse wie Staub usw. geschützt hat. Nachteilig ist bei diesem bekannten Aufbau von Anlagen mit druckmittelbetätigten Arbeitszylindern, daß stets mit einer gewissen Verzögerung der Bewegung des Arbeitszylinders gegenüber den die Bewegung steuernden Signalen gerechnet werden muß, da die Druckmittel 1eitungen zu den Arbeitszylindern fluidische

Kapazitäten darstellen, welche zuerst geladen bzw. entladen werden müssen, bevor man die gewünschte Bewegungsänderung des Arbeitszylinders erhält.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein druckmittelbetätigter Arbeitszylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß eine raschere Umsetzung von Bewegungs-Steuersignalen in Bewegungsänderungen des Kolbens erhalten wird

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder gemäß Anspruch 1.

Bei einem erfindungsgemäßen Arbeitszylinder sind servobetätigte Steuerventile direkt in den Arbeitszylinder integriert, so daß man nur ein sehr geringes Totvolumen der Strömungswege zwischen den Arbeitsräumen des Arbeitszylinders und der eigentlichen Steuerstelle erhält. Die Unterbrechung der Druckmittelzufuhr hat somit bei einem erfindungsgemäßen Arbeitszylinder ein sofortiges Anhalten des Kolbens zur Folge; umgekehrt führt das öffnen eines Steuerventiles sofort dazu, daß sich der Kolben in Bewegung setzt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders ist der, daß Energie gespart wird, da keine Leitungen mit Druck beaufschlagt und druckentlastet werden müssen, ohne daß hierbei eine nutzbare Bewegung erhalten wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist es unter Verwendung einfacher elektronischer Bauelemente möglich, die beiden zunächst voneinander unabhängigen servobetätigten Steuerventile logisch zu einem Steuerventil mit vier verschiedenen Arbeitsstellungen zusammenzufassen, obwohl die einzelnen Steuerventile nur jeweils zwei Stellungen haben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur einen Druckluft-Arbeitszylinder mit integrierten Steuerventilen sowie eine zugeordnete elektronische Steuereinheit.

Der in der Zeichnung wiedergegebene Arbeitszylinder hat eine ZyIinderlaufbüchse 10, welche durch Deckel 12, 14 stirnseitig verschlossen ist. Im Inneren der ZyIinderlaufbüchse 10 ist ein Kolben 16 verschiebbar, dessen Kolbenstange 18 dicht durch den Deckel 14 nach außen geführt ist.

In den Deckeln 12, 14 sind Anschlußkanäle 20, 22 ausgebildet, weiche mit den durch Kolben 16 und Zylinderlaufbuchse 10 sowie Deckeln 12, 14 begrenzten Arbeitsräumen 24, 26 kommuni zieren und in die Mantelfläche des Arbeitszylinders ausmünden. Die Anschlußkanäle 20, 22 sind mit Gewinde versehen, und in

ihre äußeren Enden sind 3/2-Magnetventi1e 28, 30 eingeschraubt. Deren Arbeitsöffnung kommuniziert jeweils mit dem zugeordneten der Anschlußkanäle 20, 22; einlaßseitig sind die Magnetventile 28, 30 mit einer Druckleitung 32 bzw. einer Niederdruckleitung 34 verbunden. Dient als Arbeitsmedium Luft, so kann die Niederdruckleitung 34 entfallen, wobei üblicherweise dann direkt auf die Magnetventile 28, 30 mit den Abluftöffnungen kommunizierende Schalldämpfer aufgesetzt werden.

Die Schaltmagnete der Magnetventile 28, 30 sind über Steuerleitungen 36, 38 mit einer Steuereinheit 40 verbunden.

Zur Steuereinheit 40 gehören drei durch nicht näher gezeigte Federn in den offenen Zustand vorgespannte Tastschalter 42-46, deren eine Klemmen mit dem einen Pol + V einer Gleichspannungsquelle verbunden sind.

Die zweiten Klemmen der Tastschalter 42-46 sind mit einer zugeordneten Eingangsklemme eines ODER-Gliedes 48 bzw. 50 verbunden. Die Ausgangsklemme des Tastschal ters 44 ist mit jeweils einer weiteren Eingangsklemme der ODER-Glieder 48, 50 verbunden Das Ausgangssignal der ODER-Glieder 48, 50 wird über Leistungsverstärker 52, 54 auf die Steuerleitungen 36, 38 gegeben.

Der oben beschriebene Arbeitszylinder mit integrierten Steuerventilen arbei tet zusammen mit der Steuereinheit 40 folgendermaßen:

'.. ~ ■ jd — ·

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Sind die Tastschalter 42, 44, 46 alle geöffnet, so ist keines der beiden Magnetventile 28, 30 erregt, und damit sind die Arbeitsräume 24, 26 beide druckentlastet, wenn es sich bei den Magnetventilen 28, 30 um federnd in die Ruhelage vorgespannte Magnetventile handelt, in welcher die Arbeitsöffnung des Ventiles mit der Niederdrucköffnung verbunden ist.

Wird bei dieser Wahl der Magnetventile 28, 30 der Tastschalter 42 geschlossen, so wird praktisch verzögerungsfrei das Magnetventil 28 in diejenige Stellung geschaltet, in welcher die Druckleitung 32 mit dem Anschlußkanal 20 verbunden ist. Das Totvolumen des Anschlußkanales 20 ist sehr klein, deshalb wird der Kolben 16 unverzüglich in der Zeichnung nach rechts in Bewegung gesetzt. Wird der Tastschalter 42 wieder losgelassen, so stellt das Magnetventil 28 wieder die Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 24 und der Niederdruck!eitung 34 her, und der Kolben 16 bleibt stehen.

Analoge Bewegungsverhältnisse für den Kolben 16 in Richtung von rechts nach links hat man beim Betätigen des Tastschalters 46.

Wird der Tastschalter 44 betätigt, so werden beide Arbeitsräume 24, 26 gleichzeitig mit Druck beaufschlagt, so daß man wiederum eine Schwimmstel1ung des Kolbens erzielt, diesmal jedoch unter Druckbeaufschlagung der beiden Arbeitsräume 24,

²⁶· - 6 -

Man erkennt, daß man über die Tastschalter 42, 44 und 46 vier Arbeitszustände des Arbeitszylinders vorgeben kann: Vorlauf,
Rücklauf, Schwimmstellung bei druckentlasteten Arbeitsräumen, Schwimmstellung bei Druckbeaufschlagung der Arbeitsräume.

Durch einfache Abwandlung des oben beschriebenen Arbeitszylinders und der zugeordneten Steuereinheit kann man leicht auch
andere Bewegungszustände realisieren. Durch Ersetzen des Tastschalters 42 durch einen in die Schließstellung vorgespannten Tastschalter kann man z. B. als normalerweise eingenommene
Lage des Kolbens 16 die in der Zeichnung rechts gelegene Endlage voreinstellen, wobei diese durch ständige Druckbeaufschlagung des Arbeitsraumes 24 aufrechterhalten wird.

Man erkennt, daß die oben geschilderten Vorteile der Energieeinsparung und der raschen Umsetzung einer Steuersi g-nal änderung in eine Bewegungsänderung des Kolbens mit sehr einfachen baulichen Maßnahmen in flexibler Weise erzielt werden.

Claims

27. September 1982 D 8763 - oss Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen Druckmittel betätigter Arbeitszylinder AnsprU ehe:

1.) Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder, mit einem in einem Zylinder angeordneten Kolben und mit mindestens einem in einer Zylinderwand ausgebildeten Anschlußkanal zur Druckmittelbeaufschlagung mindestens eines durch Kolben und Zylinder begrenzten Arbeitsraumes, dadurch gekennzeichnet, daß in die Anschlußkanäle (20, 22) jeweils ein servobetätigtes Steuerventil (28, 30} eingesetzt ist, über welches die Druckbeaufschlagung des zugeordneten Arbeitsraumes (24, 26) gesteuert wird.

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn~ zeichnet, daß die Steuerventile (28, 30) dicht in die mit

Gewinde versehenen Anschlußkanäle (2O₅ 22) eingeschraubt sind.

3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (28,30) 3/2-Ventile sind.

4. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (28, 30) Magnetventile sind.

5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in beide Anschlußkanäle Steuerventile eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Venti1-Steuereinheit (40) für jedes der Steuerventile (28, 30) eine Leistungsstufe (52, 54) aufweist und die Eingänge der Leistungsstufen (52,54) mit den Ausgängen zugeordneter ODER-Glieder verbunden sind, deren Eingangsklemmen mit den Ausgängen von Signalgebern (42, 46) für Vorwärts- und Rückwärtsbewegung verbunden sind, und daß ein zusätzlicher Eingang der ODER-Glieder (48, 50) mit dem Ausgang eines weiteren Signalgebers (44)verbunden ist.