DE3424515C2

DE3424515C2 -

Info

Publication number: DE3424515C2
Application number: DE19843424515
Authority: DE
Inventors: Gottfried 5905 Freudenberg De Bitterlich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-04
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1988-07-14
Also published as: DE3424515A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen Antrieb der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Solche Antriebe dienen allgemein in der Technik dazu, Maschinenteile oder Werkstücke zu bewegen, zu steuern und so genau wie möglich zu positionieren. Die sichdabei gegenseitig beeinflussenden wesentlichen Größen sind die Antriebsgeschwindigkeit und genaue Positionierung. Bei hohen Geschwindigkeiten ist es sehr schwierig, genau zu positionieren. Das bedeutet, daß für eine genaue Positionierung die Geschwindigkeit entsprechend herabgesetzt werden muß.

Für genaues Positionieren sind Gewindespindelantriebe bekannt, die im Stillstand das zu bewegende Teil (z. B. Support) auch in der genauen Stellung festhalten. Diese Antriebe sind jedoch nicht besonders schnell, da die Drehzahl einer solchen Gewindespindel begrenzt ist, um Vibrationen zu vermeiden.

Zur Erzielung hoher Genauigkeiten beim Anfahren einer Position bedient man sich vielfach des Eilgang- und Schleichgangprinzips, indem man z. B. einen drehzahlgeregelten Motor für den größten Teil der Bewegungsstrecke schnell drehen läßt und in der Nähe der anzufahrenden Position die Drehzahl vermindert, um die gewünschte Position sicher zu erreichen und nicht darüber hinauszuschießen. Ein solches Eilgang- und Schleichgangprinzip findet beispielsweise bei Aufzügen Anwendung.

Bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung nach der DE-OS 27 50 013 wird der Hub eines Hydraulikzylinders über Zahnstangen und Zahnräder lediglich übersetzt. Bei einer Vorrichtung nach der EP-OS 105 246 mit Zahnstange und Zahnrad geht es um eine Umwandlung einer Linearbewegung in eine Drehbewegung in raumsparender Ausführung, wobei Zahnstange und Kolbenstange parallel zueinander verlaufen.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur schrittweisen Bewegung von Werkstücken in einer Transferstraße (DE-AS 10 66 493) handelt es sich um einen Antrieb, bei dem an einer Kolbenstage ein Zahnradpaar befestigt ist, das auf eine Trasportstange bei gleichzeitiger Übersetzung des Kolbenstangenhubs direkt einwirkt, wobei die genaue Begrenzung des Hubs durch Anschläge erfolgt.

Bei einem Schließantrieb für Spritzgußmaschinen (DD-PS 47 091) wird ein hydraulisches Eilgang-Schleichgang- Prinzip verwendet, das jedoch nur in einer Hubrichtung wirkt und lediglich dazu dient, Werkzeugbeschädigungen durch Fremdkörper in Spritzgußmaschinen zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Antrieb zu schaffen, der mit relativ einfachen Mitteln sowohl eine hohe Stellgeschwindigkeit als auch das Erreichen und Halten sehr genauer Positionen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteranprüchen zu entnehmen.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebs ist in der Kombination eines Druckluft zylinders für schnellen Antrieb (Eilgang) und einer Art Spindelantrieb für genaue Positionierung (Schleichgang) zu sehen, wobei weder eine Überdimensionierung des Druckluftzylinders noch zusätzliche Fixierungsmittel, wie oben erwähnt, notwendig sind.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer Antrieb schematisch dargestellt.

Die Zeichnung zeigt einen Druckluftzylinder 1 mit einer Kolbenstange 2, die mit einer Traverse 3 verbunden ist. An der Traverse 3 sitzt das eine Ende einer Führungs stange 4, deren anderes Ende mit einem Gehäuse 5 verbunden ist. In dem Gehäuse 5 befindet sich eine Welle 6, auf oder mit der ein Schneckenrad 7 freidrehbar angeordnet ist. Das Schneckenrad 7 greift in eine Schnecke 8 ein, die parallel zum Druckluftzylinder 1 angeordnet ist. Am Gehäuse 5 ist ein Bremszylinder 9 angebracht, an dessen Kolbenstange 10 eine Bremsbacke 11 vorgesehen ist. Die Schnecke 8 ist am einen Ende in einem Lager 12 drehbar gelagert und axial fixiert. Am anderen Ende der Schnecke 8 befindet sich ein Motor 13, der über eine Kupplung 14 mit der Schnecke 8 verbunden ist. Der Druckluftzylinder 1 hat an beiden Enden je einen Anschluß 15 bzw. 16 für die Zuführung von Druckluft. Der Bremszylinder 9 hat nur einen Anschluß 17. An der Traverse 3 können die zu bewegenden Maschinenteile oder Werkstücke befestigt werden. Alle Teile befinden sich in einem Gehäuse 18 mit Stirnplatten 19, 20.

Die Arbeitsweise des pneumatischen Antriebs ist folgende:

Wird der Druckluftzylinder 1 am Anschluß 16 mit Druck luft beaufschlagt, bewegt sich die Kolbenstange 2 aus dem Druckluftzylinder 1 heraus. Dabei wird über die Traverse 3 und die Führungsstange 4 das Gehäuse 5 mitgenommen. Das auf der Welle 6 befindliche Schneckenrad 7 kann an der stillstehenden Schnecke 8 abrollen, da der Bremszylinder 9 noch nicht mit Druckluft beaufschlagt und die Brems backe 11 ausgerückt ist. In diesem Schaltungszustand befindet sich der Antrieb im Eilgang.

Kurz vor Erreichen der gewünschten Position wird der Bremszylinder 9 an seinem Anschluß 17 mit Druckluft beaufschlagt und gleichzeitig der Motor 13 für die Schnecke 8 eingeschaltet. Der Bremszylinder 9 drückt die an der Kolbenstange 10 befindliche Bremsbacke 11 gegen das Schneckenrad 7 und blockiert dieses, so daß es nicht mehr an der Schnecke 8 abrollen kann. Der Motor 13 dreht die Schnecke 8, deren Länge dem maximalen Stellweg entspricht, und bewegt über das Gehäuse 5 die Führungsstange 4, die Traverse 3 und die Kolbenstange 2 des Druckluftzylinders 1 langsam weiter. In diesem Schaltungszustand befindet sich der Antrieb im Schleichgang.

Sobald die gewünschte Position erreicht ist, wird der Motor 13 abgeschaltet. Der Antrieb ist nun in der gewünschten Position fest arretiert. Will man den Antrieb in gleicher Weise in die andere Richtung bewegen, muß lediglich der Anschluß 15 am Druckluftzylinder 1 mit Druckluft beaufschlagt und die Drehrichtung des Motors 13 umgekehrt werden. In Verbindung mit üblichen Meß- und Steuerungsgeräten können auf diese Weise sehr schnell sehr genaue Positionen angefahren werden, was im wesentlichen von der Drehzahl des Motors 13 und Steigung der Schnecke 8 abhängt. Je geringer die Drehzahl des Motors 13 und je geringer die Steigung der Schnecke 8 gewählt werden, desto genauer wird die Positionierung.

Claims

1. Pneumatischer Antrieb mit einem Druckluftzylinder und einer zu verstellende Maschinenteile bewegenden Kolbenstange, wobei der Kolbenstange und dem Druckluftzylinder ein Verzahnungsantrieb zugeordnet ist, dessenlinearverzahntes Teil eine dem Axialhub der Kolbenstange entsprechende Länge aufweist und sich parallel zum Druckluftzylinder erstreckt, und wobei das Zahnrad des Verzahnungsgetriebes mit der Kolbenstange beweglich gekoppelt und drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzahnungsgetriebe ein Schneckengetriebe (7, 8) ist, daß das linearverzahnte Teil des Getriebes (7, 8) als Schnecke (8) ausgebildet und durch einen Motor antreibbar ist und daß das Zahnrad als Schneckenrad (7) in einem mit der Kolbenstange (2) beweglich gekuppelten Gehäuse (5) angeordnet und durch eine Bremseinrichtung (9, 10, 11) blockierbar ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (2) des Druckluftzylinders (1) mit einr am Gehäuse (5) des Schneckenrades (7) angebrachten und parallel zur Kolbenstange (2) angeordneten Führungsstange (4) über eine Traverse (3) fest verbunden ist und daß die Schnecke (8) zwischen Stirnplatten (19, 20) eines Maschinengehäuses (18) drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (9-11) für das Schneckenrad (7) einen druckluftbetätigten Bremszylinder (9) mit einer Kolbenstange (10) aufweist, an deren Ende eine mit dem Schneckenrad (7) in Wirkverbindung zu bringende Bremsbacke (11) befestigt ist.