DE3403338A1

DE3403338A1 - Steuerung fuer eine pneumatisch betriebene zylinderkolbenanordnung

Info

Publication number: DE3403338A1
Application number: DE19843403338
Authority: DE
Inventors: Walter 4100 Duisburg Fries
Original assignee: DUISBURGER MASCHINENFABRIK HER
Current assignee: DUISBURGER MASCHINENFABRIK HER
Priority date: 1984-02-01
Filing date: 1984-02-01
Publication date: 1985-08-08

Description

Andrejewslci, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für eine pneumatisch betriebene Zylinderkolbenanordnung mit einem beidseitig mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben und mit einem außerhalb des Zylinders an der Kolbenstange angelenkten Lastarm, der um eine ortsfeste Lagerachse schwenkbar gelagert ist und bei arbeitendem Kolben auf seinem Weg von seiner einen Endstellung in seine andere Endstellung einen Totpunkt überfährt, wobei beidseitig des Kolbens an den Zylinder Druckluftleitungen angeschlossen sind, die unter Zwischenschaltung eines Steuerventils mit einer Druckluftquelle verbindbar sind.

Es ist eine derartige Steuerung bekannt, bei welcher beide Druckluftleitungen bei in Ausgangsstellung befindlichem Kolben bzw. Steuerventil mit der Atmosphäre in Verbindung stehen. Folglich funktionieren in einem solchen Fall die Druckluftleitungen als Entlüftungsleitungen. Daher steht der Zylinder vor und hinter dem Kolben mit der Atmosphäre in Verbindung und ist drucklos. Wenn die Pneumatik-Steuerung betätigt wird, baut sich hinter dem Kolben Druck auf, und zwar in Folge der zugeordneten nunmehr über das Steuerventil an die Druckluftquelle angeschlossenen Entlüftungsleitung, die dann als Druckleitung funktioniert. Durch den vorfahrenden Kolben wird der Lastarm um seine ortsfeste Lagerachse derart geschwenkt, daß die Last bis zum Erreichen des Totpunktes abnimmt und anschließend eine gleichsam negative Last von Null bis zu einem durch die betreffende Endstellung des Lastarmes vorgegebenen Maximum zunimmt. Da im Zylinderraum vor dem Kolben der Druck Null ist, weil die entsprechende Enlüftungsleitung noch an die Atmosphäre angeschlossen ist, erfährt die negative Last keine Bremsung, d. h. der Lastarm wird infolge der Gewichtsverhältnisse beschleunigt und schlägt voll gegen einen seine Endstellung definierenden mechanischen Anschlag durch.

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Zwar hat man versucht, diesen Mangel auszugleichen, jedoch sind dazu verhältnismäßig komplizierte und kostspielige Vorrichtungen erforderlich, die häufig noch von Bedienungspersonen betätigt werden müssen und wenig zuverlässig sind. - Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für eine pneumatisch betriebene Zylinderkolbenanordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welcher der Lastarm in verhältnismäßig einfacher und funktionsgerechter Weise auch bei wechselnder Belastung seine beiden Endstellungen gebremst bzw. weich anfährt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Steuerung dadurch, daß beide Druckluftleitungen bei in Ausgangsstellung befindlichem Kolben bzw. in Nullstellung befindlichem Steuerventil mit der Druckluftquelle verbunden sind und dadurch der Kolben beidseitig mit Druckluft beaufschlagt ist, und daß bei in der einen oder anderen Endstellung befindlichem Steuerventil der Zylinderraum vor oder hinter dem Kolben über jeweils die eine Druckluftleitung mit der Druckluftquelle in Verbindung bleibt und über jeweils die andere Druckluftleitung unter Zwischenschaltung einer Drossel mit der Atmosphäre in Verbindung steht. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß der Kolben stets beidseitig von Druckluft beaufschlagt ist und bleibt, gleichgültig ob er sich in Ausgangsstellung oder Arbeitsstellung befindet. Stets ist ein Dämpfungseffekt auf der Rückseite des in Arbeitsrichtung mit Druckluft beaufschlagten Kolbens gewährleistet, weil die auf dieser Rückseite an

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den Zylinder angeschlossene Druckluftleitung zu keinem Zeitpunkt als Entlüftungsleitung funktioniert, sondern nach wie vor als Druckluftleitung. Die in dem betreffenden Zylinderraum befindliche Druckluft kann über das Steuerventil und die nachgeschaltete Drossel nur langsam an die Atmosphäre entweichen. Wenn also der Lastarm seinen Totpunkt überfährt und die Belastung von Plus auf Minus wechselt, erzeugt die in dem der Kolbenrückseite zugeordneten Zylinderraum befindliche Druckluft gleichsam eine Rückhaltekraft, so daß die Last bzw. der Lastarm nicht bis in seine betreffende Endstellung durchschlagen kann, sondern infolge des sich einstellenden Dämpfungseffektes gebremst wird und seine Endstellung weich anfährt.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß der Kolben der Zylinderkolbenanordnung eine durchgehende Kolbenstange aufweist, also nicht als Differentialkolben wie bei einem Kolben mit lediglich einseitiger Kolbenstange funktioniert, sondern bei in Ausgangsstellung beidseitig Druckluft beaufschlagtem Kolben die auf seiner Vorderseite und Rückseite wirkende Kraft identisch ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist der an die Kolbenstange angelenkte Lastarm als Stellhebel bzw. Betätigungshebel für die Ventil- und Deckelklappen der Steigrohre von Koksöfen ausgebildet, damit insbesondere ein weiches Schließen dieser Ventile und Deckelklappen erreicht wird. Außerdem sieht die Erfindung vor, daß das Steuerventil als ein 5/3-Wegeventil oder als zwei 3/2-Wegeventile mit jeweils einer Entlüftungsleitung mit Drossel ausgebildet ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Steuerung für eine pneumatisch betriebene Zylinderkolbenanordnung und folglich für einen Pneumatik-Zylinder mit

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angelenktem Lastarm erreicht wird, die auch bei wechselnder Belastung bzw. nach Überfahren des Totpunktes ein weiches Anfahren des Lastarmes in seine beiden Endstellungen ermöglicht. Tatsächlich wird bei der erfindungsgemäßen Steuerung stets ein Dämpfungseffekt erreicht, so daß der Lastarm nicht bis in seine Endstellungen durchschlagen kann. Darüber hinaus gewährleistet die erfindungsgemäße Steuerung, daß der Lastarm nach wie vor auch manuell oder mechanisch durch eine angreifende Stellvorrichtung bewegt werden kann. Im ganzen zeichnet sich die erfindungsgemäße Steuerung durch eine verhältnismäßig einfache und funktionsgerechte Bauweise mit Dämpfungseffekt aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Steuerung in schematischer Darstellung bei in Ausgangsstellung befindlichem Kolben.

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Steuerventils für Fig.l,

Fig. 3 das Steigrohr eines Koksofens mit andeutungsweise geschlossenen und geöffneten Ventil- bzw. Deckelklappen in schematischer Darteilung.

In den Figuren ist eine Steuerung für eine pneumatisch betriebene und in einem Festpunkt gelagerte Zylinderkolbenanordnung 1, 2 mit einem beidseitig mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben 1 und mit einem außerhalb des Zylinders 2 an der Kolbenstange 3 angelenkten Lastarm 4 dargestellt, der um eine ortsfeste Lagerachse 5 schwenkbar gelagert ist und bei arbeitendem Kolben 1 auf seinem Weg von seiner einen Endstellung in seine andere Endstellung, die gestrichelt ange-

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deutet ist, einen Totpunkt T überfährt. An den Zylinder 2 sind im Bereich der Zylinderenden und folglich beidseitig des Kolbens 1 Druckluftleitungen 6 angeschlossen, die unter Zwischenschaltung eines Steuerventils 7 mit einer Druckluftquelle 8 verbindbar sind. Beide Druckluftleitungen 6 sind bei in Ausgangsstellung befindlichem Kolben 1 bzw. in Nullstellung befindlichem Steuerventil 7 mit der Druckluftquelle 8 verbunden, wodurch der Kolben 1 beidseitig mit Druckluft beaufschlagt ist. Bei in der einen oder anderen Endstellung befindlichem Steuerventil bleibt der Zylinderraum 9 vor oder hinter dem Kolben über jeweils die eine Druckluftleitung 6 mit der Druckluftquelle 8 in Verbindung und steht über jeweils die andere Druckluftleitung 6 unter Zwischenschaltung einer Drossel 10 mit der Atmosphäre in Verbindung. Hierdurch wird erreicht, daß im Zylinder 2 vor und hinter dem Kolben 1 der im Druckluftnetz herrschende Druck, z. B. 5 bar ansteht. In der gezeichneten Ausgangsstellung drückt eine Kraft F 3 auf die Kolbenvorderseite und eine Kraft F 2 auf die Kolbenrückseite. Die Differentialkraft F 1 (Kolbenstangenfläche χ Druck) wirkt auf den Lastarm 4. Da der Lastarm 4 bzw. sein Gewicht jedoch wesentlich größer ist, reicht die Differentialkraft F 1 nicht aus, um den Lastarm 4 zu bewegen. Der Lastarm 4 kann allerdings unabhängig von der Zylinderkolbenanordnung 1, 2 manuell oder durch eine andere äußere, beispielsweise maschinelle Kraft hin- und herbewegt werden. Die im Zylinder 2 der Zylinderkolbenanordnung befindliche Druckluft wird dabei von einer Kolbenseite über das Steuerventil 7 frei zur anderen Kolbenseite bewegt. Wird das Steuerventil 7 (manuell, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch) betätigt, so wird die Druckluft in dem Zylinderraum 9 auf der der beaufschlagten Kolbenfläche abgewandten Seite über das Steuerventil 7 und die Drossel 10 langsam abgelassen. Der Druck in diesem Zylinderraum 9 baut sich jedoch nur so weit bzw. so lange ab, bis die Kraft F 3 ausreicht, den Last-

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arm 4 zu bewegen. Wenn der Lastarm 4 von Plus auf Minus wechselt, also seinen Totpunkt T überfährt, erzeugt die in dem der beaufschlagten Kolbenfläche abgewandten Zylinderraum 9 komprimierte Druckluft eine Rückhaltekraft, so daß der Laststrom 4 nicht durchfallen kann. Folglich kann der Lastarm 4 auch bei wechselnder Belastung seine beiden Endstellungen weich anfahren. Der Kolben 1 kann eine durchgehende Kolbenstange 3 aufweisen, wenn auf beide Kolbenflächen die gleiche Kraft wirken soll, also die Kraft F 2 gleich der Kraft F 3 sein soll.

Nach einem konkreten Ausführungsbeispiel ist der Lastarm als Stellhebel 4 für die Ventil- und Deckelklappen 11 der Steigrohre 12 von Koksöfen 13 ausgebildet. Bekanntlich weist jeder Koksofen ein solches Steigrohr 12 auf, welches über Ventilklappen mit einer Vorlageleitung

14 bzw. über Deckelklappen 11 mit der Atmosphäre verbunden werden kann. Diese Ventil- bzw. Deckelklappen 11 sind mit Kontergewichten

15 ausgerüstet und müssen bei jedem Ofenzyklus mindestens einmal betätigt werden. Diese Betätigung erfolgt entweder über einen auf der Ofendecke fahrenden Füllwagen oder manuell, wobei in jedem Fall die erfindungsgemäße Steuerung mit Zylinderkolbenanordnung 1, 2 im Einsatz bleibt. Die obere Deckelklappe 11 auf dem Steigrohr 12 dichtet in einer Wassertasse 16 ab. Bei zu schnellem Schließen dieser Deckelklappe 11 wird das Wasser aus dieser Wassertasse 16 herausgeschleudert. Das muß vermieden werden, weil schließlich das für die einwandfreie Abdichtung erforderliche Wasser fehlt und auch die heiße Ofendecke eventuell beschädigt werden kann. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Steuerung wird ein langsames bzw. gedämpftes Schließen der Deckelklappe 11 erreicht. - Stets kann das Steuerventil 7 als ein 5/3-Wegeventil oder als zwei 3/2-Wegeventile mit jeweils einer Entlüftungsleitung 17 mit Drossel 10 ausgebildet sein.

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Claims

Patentansprüche:

(Κ/Steuerung für eine pneumatisch betriebene Zylinderkolbenanordnung mit einem beidseitig mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben und mit einem außerhalb des Zylinders an der Kolbenstange angelenkten Lastarm, der um eine ortsfeste Lagerachse schwenkbar gelagert ist und bei arbeitendem Kolben auf seinem Weg von seiner einen Endstellung in seine andere Endstellung einen Totpunkt überfährt, wobei beidseitig des Kolbens an den Zylinder Druckluftleitungen angeschlossen sind, die unter Zwischenschaltung eines Steuerventils mit einer Druckluftquelle verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckluftleitungen (6) bei in Ausgangsstellung

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befindlichem Kolben (1) bzw. Steuerventil (7) mit der Druckluftquelle (8) verbunden sind und dadurch der Kolben (1) beidseitig mit Druckluft beaufschlagt ist, und daß bei in der einen oder anderen Endstellung befindlichem Steuerventil (7) der Zylinderraum (9) vor oder hinter dem Kolben (1) über jeweils die eine Druckluftleitung (6) mit der Druckluftquelle (8) in Verbindung bleibt und über jeweils die andere Druckluftleitung (6) unter Zwischenschaltung einer Drossel (10) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) eine durchgehende Kolbenstange (3) aufweist.
3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastarm (4) als Stellhebel für die Ventil- und Deckelklappen (11) der Steigrohre (12) von Koksöfen (13) ausgebildet ist.
4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (7) als ein 5/3-Wegeventil oder als zwei 3/2-Wegeventile mit jeweils einer Entlüftungsleitung (17) mit Drossel (10) ausgebildet ist.