DE8717630U1 - Doppeltwirkender Druckmittelzylinder - Google Patents

Doppeltwirkender Druckmittelzylinder

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DE8717630U1
DE8717630U1 DE8717630U DE8717630U DE8717630U1 DE 8717630 U1 DE8717630 U1 DE 8717630U1 DE 8717630 U DE8717630 U DE 8717630U DE 8717630 U DE8717630 U DE 8717630U DE 8717630 U1 DE8717630 U1 DE 8717630U1
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    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
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    • F15B15/1433End caps

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Description

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KB-AG
19.04.1989
E/ZP-le/taa
unser Zeichen: 301917
0364P
Beschreibung Doppeltwirkender Druckmittel zylinder
Die Neuerung betrifft einen doppeltwirkenden Druckmittel zylinder mit 1m Zylinderboden Integriertem Steuerventil.
Aus der DE-OS 25 06 793 1st ein Druckmittelzyl 1 nder mit Integriertem 4/2-Wegeventil bekannt, wobei das Wegeventil mit zur Zylinderachse rechtwinkliger Achsrichtung 1n den Zylinderboden Integriert 1st. Das Wegeventil 1st ds**e1 als von einer Membrane gesteuertes Hubventil ausgebildet, wobei <i1e Membrane beidseitig Ventiiansätze trägt, die zentrisch durch eine die Membrane durchsetzende Druckmittel bohrung verbunden sind und weiche radial auskragende, als Rückschlagventile wirkende Dichtlippen tragen. Infolge des Hubventil-Prinzips ^d der Rück schlaf läppe &eegr; 1st das Wegeventil nur mit kleinen Durchströmungsquerschnitten aus bild bar, so daß nur relativ langsame Kolbenbewegungen des Druckmi ttel zyl 1 nders erreichbar sind. Außerdem 1st der Zylinderboden der Bauart des Ventils genau angepaßt, es besteht also keine Austauschmöglichkeit des Wegeventils gegen Ventile mit anderer Funktion. Weiterhin entspricht das Anschlußbiid des Dructani ttel zyl Inders keiner Norm. Zur Druckmittel zuführung zum zy11nderkopfse1t1gen Beaufschlagungsraum 1st es aus der genannten Druckschrift bekannt, den Zylinderkörper außenseitig mit einem Längskanal zu versehen, welcher einerseits am Wegeventil und andererseits in den Beaufschlagungsraum mündet.
Es 1st Aufgabe der Neuerung, einen Druckmittel zyl Inder der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln derart auszubilden, daß hohe
Kolbengeschwindigkeiten aufgrund großer Durch Strömungsquerschnitte des Steuerventils möglich sind; zugleich soll der Druckmittel zylinder die Möglichkeit bieten, normgerecht, beispielsweise gemäß DIN/ISO 6431, ausgebildet zu werden. Weiterhin soll die Möglichkeit bestehen, bei Bedarf das Steuerventil bzw. die Ansteuerung des Druckmittel Zylinders durch Austausch weniger Teile den jeweiligen Erfordernissen anpassen zu können.
Diese Aufgabe wird nach der Neuerung dadurch gelöst, daß der Zylinderboden zugleich als Gehäuse eines 5/3-Wege-Rundschieber-Steuerventils mit einer rechtwinklig zur Zylinderachse verlaufenden Querbohrung ausgebildet ist, welche beiderseits durch lösbar am Zylinderboder gehaltene Verschlußteile abgeschlossen ist, wobei in die Querbohrung axial zueinander vesetzt sieben Druckmittel kanale einmünden und daß wenigstens ein Rundschieber verschiebHch in der Querbohrung geführt 1st.
Nach der weiteren Neuerung vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkelten des Druckmittel Zylinders sind in den Unteransprüchen angegeben.
In der Zeichnung 1st ein Ausführungsbeispiel für einen nach der Neuerung ausgebildeten Druckmittelzyl 1 nder dargestellt, und zwar zeigt
Fig.l eine Seltenansicht Fig.2 eine Rückansicht des jeweils teilweise
aufgeschnitten dargesteiltsn Zylinders,
Fig.3 u. 4 zwei weitere Seltenansichten des ebenfalls
teilweise geschnitten dargestellten Zylinders
Fig.5 einen Schnitt rechtwinklig zur Zylinderachse
durch den Zylinderboden end
Fig.6 bis 8 Tauschteile zur Abänderung der Zylinderfunktion
Gemäß Fig.1 weist der Druckmittel zyl1 nder ein Zylinderrohr 1 auf, welcft?« abgedichtet einerseits an einem Zylinderboden 2 und andererseits an einem Zylinderdeckel 3 endet. In Zylinderrohr 1 1st abgedichtet verschieblich ein Kolben 4 gelagert, welcher beiderseits je einen Drosselansatz 5 trügt, welcher 1n üblicher, bekannter Welse mit dem Zylinderboden 2 bzw. Zylinderdeckel 3 zum Dämpfen der Kolbenbewegung kurz vor den Endstellungen zusammenwirkt. Der Kolben 4 1st mit einer Kolbenstange 6 verbunden, welche abgedichtet verschiebHch den Zylinderdeckel 3 durch ragt. In Ansicht parallel zur Achse 7 des Druckmittelzylinders weisen auch der Zylinderdeckel 3 und gemäß Flg.2 auch der Zylinderböderi 2 einen einem Quadrat entsprechenden Umriß auf. Im Zylinderboden 2 verläuft eine Querbohrung 8 senkrecht zur Achse 7, welche beidseitig durch lösbar am Zylinderboden 2 angeordnete Verschlußteile 9 bzw. 10 abgeschlossen 1st. Die Querbohrung 8 1st mit fünf axial zueinander versetzt angeordneten Ringnuten 11 bis 15 erweitert, 1n deren jede ein später zu beschreibender Druckmittel kanal einmündet. In der Querbohrung 8 befindet sich ein axial verschieblIcher Rundschieber 16, welcher sechs axial zueinander versetzte, als Dichtringe ausgebildete Dichtstellen 17 bis 22 aufweist, welche mit Ausnahme der beiden endseitigen Dichtstellen 17 und 22 ihnen zugeordnete Ringnuten 11 bis 15 zu überschi eifen vermögen. Im Raum 23 zwischen dem Verschlußteil 9 und dem Rund schieber 16 befindet sich eine den letzteren in Richtung zum anderen Verschlußteil 10 hin belastende Feder 24, in den Raum 23 mündet ein als EntiQftungsbohrung das Verschlußteil 9 durchsetzender Druckmittel kanal 25 ein. Der Raum 26 zwischen dem andersseitigen Verschlußteil 10 und dem Rundschieber steht über einen im Zylinderboden 2 verlaufenden, aus F1g.5 ersichtlichen Druckmittel kanal 27 mit einem an eine Seltenfläche 28 des Zylinderbodens 2 angeflanschten Magnetventil 29 in Verbindung. Weiterhin mündet in der Seitenfläche 28 mit einem Rohranschluß 30 ein Druckmittel kanal 31, welcher andererseits 1n die mittlere Ringnut 13 einmündet. Vom Druckmittel kanal 31 fuhrt ei &eegr; a*eigkanal 32 zum Magnetventil 29, welches je nach Schaltstellung den frei gk anal 32 mit dem Druckmittel kanal 27 verbindet oder unter
Trennung dieser Verbindung den Druckmittel kanal 27 1n die Atmosphäre entlüftet. An den Rohranschluß 30 1st eine nicht dargestellte Druckmittel Versorgung P anzuschließen. Von den Ringnuten 12 und 14 führt, wie ebenfalls aus F1g.l2 ersichtlich, jeweils ein Druckmittel kanal 34 bzw. 33 zu Rohranschlüssen 35 bzw. 36, die in der der Seltenfläche 28 gegenüberliegenden Seltenfläche 37 des Zylinder bode ns 2 münden. In die Rohranschlüsse 35 und 36 sind zweckmäßig nicht dargestellte Entlüftungsvorrichtungen einzuschrauben, welche die Druckmittelkanä'le 33 und 34 über justierbare Drosseln und Luftfilter mit der Atmosphäre verbinden. Von der Ringnut 14 führt ein aus Fig.! ersichtlicher Druckmittel kanal 38 zum zwischen dem Zylinderboden 2 und dem Drosselansatz 5 des Kolbens 4 befindlichen Beaufschlagungsraum 39 des Druckmittel Zylinders. Der den Drosselansatz 5 umgebende Beaufschlagungsraum 39* zwischen dem Zylinderboden 2 und dem Kolben 4 steht über eine aus Flg.2 ersichtliche, justierbare Drossel einrichtung 40 mit dem Beauf schl agungs raum 39, dem Druckmittel kanal 38 und der Ringnut 14 In Verbindung. Von der Ringnut 12 führt ein aus Flg.4 und 5 ersichtlicher Druckmittel kanal 41 zu einer zur Zylinderachse 7 parallen Bohrung 42 1m Zylinderboden 2, in welche der Innenraum 43 eines abgedichtet 1m Zylinderboden 2 gehaltenen, rohrartigen Zugankers 44 ei mündet. Der Zuganker 44 erstreckt sich parallel zur Achse 7 außerhalb des Zylinderrohres 1 zum Zylinderdeckel 3, in welchem sein Innenraum 43 1n einen Druckmittel kanal 45 einmündet, der zu einem dem Beauf schl agungs raum 39 entsprechenden Beaufschlagungsraum zwischen dem Zylinderdeckel 3 und dem diesem zugewandten Drosselansatz 5 befindlichen Beaufschlagungsraum führt. Der den erwähnten Drosselansatz 5 umgebende Beauf schl agungs raum 46 zwischen dem Kolben 4 und dem Zylinderdeckel 3 steht mit diesem Eaaufschlagungsraum durch eine aus Fig. 4 ersichtliche, justierbare Drossel einrichtung 47 In Verbindung; die Anordnung 1m Zylinderdeckel 3 entspricht insoweit derjenigen im Zylinderboden 2. Weiterhin sind der Zylinderboden 2 und der Zylinderdeckel 3 durch wenigstens einen weiteren Zuganker 48 miteinander verbunden, welcher, wie aus Fig.3 ersichtlich, mittels
Ver sch raubungen 49 1m Zylinderboden 2 und Zylinderdeckel 3 verspannbar gehalten 1st. Die Verschraubungen 49 weisen nach außen gewandte Gewi ndeabschnitte 50 auf, 1n welche nicht dargestellte Befestigungsschrauben fur den Druckmittel zylinder einschraubbar sind.
Die Querbohrung 8 stellt zusammen mit dem Rundschieber 16 ein 5/2-Wegeventn dar, welches die Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 4 steuert.
Ir. dsr sus dsr Zeichnung ersichtlichen Stellung des Druckmittel Zylinders hält das Magnetventil 29 den Druckmittel kanal 27 entlüftet, so daß die Feder 24 den Rundschieber 16 in seiner dem Verschlußteil 10 zugewandten Endstellung hält. Die Dichtstelle 17 trennt dabei den Raum 23 von der Ringnut 11 und die Dichtstelle 18 die Ringnut 11 von der Ringnut 12. Die Ringnut 12 steht durch einen Abschnitt der Querbohrung 8 mit Ringnut 13 1 &eegr; Verbindung. Die Dicht s teil en 19 und 20 trennen die Ringnuten 13 und 14 voneinander ab, die Ringnut 14 steht durch einen Abschnitt der Querbohrung 8 mit der Ringnut 15 in Verbindung. Die beiden Dichtstellen 21 und 22 trennen die Ringnut 15 vom Raum 26 ab. Durch den Rohranschluß 30 zugefuhrtes Druckmittel gelangt somit durch die Ringnuten 13 und 12 zum Druckmittel kanal 41 und welter durch den Innenraum 43 sowie den Druckmittel kanal 45 zum Beaufschlagungsraum 46, wodurch der Kolben 4 in seiner dargestellten Endlage gehalten wird. Die anderseitigen Beaufschl ag ungs räume 39 und 39' sind durch den Druckmittel kanal 38 und die Ringräume 14 und 15 mit dem Druckmittel kanal 33 und weiter durch den Rohranschluß 35 in die Atmosphäre entlüftet.
Zum Umsteuern des Druckmittel Zylinders ist das Magnetventil umzuschalten, so daß es die Druckmittel kanal e 32 und 37 miteinander verbindet. Aus dem Rohranschluß 30 wird damit der Raum 26 druckmittel beaufschlagt, wodurch der Rundschieber 16 entgegen der Kraft der Feder 24 1 &eegr; seine dem Verschlußteil 9 benachbarte Endlage verschoben wird. Dabei überschleifen die Dichtstellen 18, 19, 20 und
21 die Ringnuten 11,12,13 bzw. 15, so daß im Endergebnis durch Abschnitte der Querbohrung 8 die Ringnuten 11 und 12 sowie 13 und miteinander verbunden werden, wahrend die Ringnut 15 abgesperrt, wird. Aus dem Rohranschluß 30 gelangt somit Druckmittel durch die Ringnut 13 zur Ringnut 14 und welter durch den Druckmittel kanal 38 zum Beaufschlagungsraum 39 und 39', wodurch der Kolben 4 1n seine dem Zylinderdeckel 3 benachbarte Endstellung vorschoben wird; das hierbei aus dem Beaufschlagungsraum 46 zu verdrängende Druckmittel gelangt durch den Druckmittel kanal 45, den Innenraum 43, den Druckmittel kanal 41 zum Ringraum 12 und weiter durch den Ringraum sowie den Druckmittel kanal 34 und den Rohranschluß 36 zur Atmosphäre.
In Abänderung zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann unter entsprechender Verlagerung der Druckmittel kanal e 27 und 32 das Magnetventil 29 am Verschlußteil 10 angeordnet werden, wie es in Fig.7 schematisch dargestellt ist. Die Druckmittel kanal e 27 und 32 durchsetzen dabei abgedichtet Bohrungsabschnitte im Verschlußteil 10. Die Funktionsweise des Druckmittelzyl 1 nders bleibt durch diese Änderung unbeeinflußt.
In weiterer Abänderung kann auch das Verschlußteil 9 anstelle des Druckmi ttel kanal s 25 mit einem weiteren Magnetventil wie vorstehend beschrieben ausgestattet werden, im Raum 26 1st dabei zweckmäßig eine der Feder 24 entsprechende Feder unterzubringen. Durch diese Änderung wird das vorstehend beschriebene 5/2-Wegeventil zu einem 5/3-Wegeventil umgestaltet, wobei der Rundschieber 16 bei durch die Magnetventile beidseitig auf gleicher D ruck höhe gehaltenen Räumen und 26 in einer Mi ttel lage zwischen den vorstehend beschriebenen Endstellungen getreten wird; in der Mittellage des Rundschiebers befinden sich dessen Dichtstelien 19 und 20 zu beiden Seiten der Ringnut 13 und sperren diese damit von den beiden benachbarten Ringnuten 12 und 14 ab, welche ihrerseits durch die Dichtstelien und 21 von den Ringnuten 11 und 15 getrennt sind. Damit sind in dieser Mittelstellung des Rundschiebers 16 die Beaufschlagungsräume 39,39' und 46 des Druckmi ttel Zylinders abgesperrt, der Kolbe * ird
somit in seiner jeweiligen Lage gehalten. In Abänderung hierzu 1st es durch entsprechende Verlagerung von DichtstetIen des Rund Schiebers auch möglich, in dieser Mittel lage die beiden Beaufschlagungsräume 39 und 39' sowie 46 über die Ringnuten 12 und 11 bzw. 14 und 15 In die Atmosphäre entlüftet zu halten, der Kolben 4 kann dann jede beliebige Lage einnehmen und 1st Ober die Kolbenstange 6 von außen verschiebl 1 eh. Die Dichtstellenanordnung ist hierbei in Analogie zu entsprechenden 5/3-WegeventHen zu treffen.
In weiterer Abänderung können eines oder beide Verschlußteile 9 und/oder 10 von Druckmittel kanal en 51 durchsetzt sein, welche außensei tig 1n Rohranschlüsse 52 übergehen, wie es Fig.6 zeigt. Unter Entfall des jeweiligen Magnetventils 29 kann über an diese Rohranschlüsse 52 angeschlossene Steuerleitungen die Druckbeaufschlagung der Räume 23 und/oder 26 und damit die jeweilige Lagv des Rundschiebers 16 durch beliebige, vom Druckmittel zylinder entfernt anzuordnende Ventile gesteuert werden. Auch hierbei kann das aus der Querbohrung 8 und dem Rundschieber 16 gebildete Ventil als 5/2- oder 5/3-Wegeventil ausgebildet werden.
In weiterer Abänderung 1st es möglich, gemäß F1g.8 wenigstens einem der Verschlußteile 9 und/oder 10 eine Handbetätigungsvorrichtung mit einem Handgriff 53 anzuordnen. Der um eine Lagerung 54 drehbare Handgriff 53 kann einen nicht dargestellten Nocken aufweisen, welcher beim Verschwenken des Handgriffes 53 gegen die Stirnfläche des Rundschiebers 16 zu dessen Verschiebung drückt; der Rundschieber 16 1st somit manuell verschiebbar. Stattdessen oder auch zusätzlich kann beim Verschwenken des Handgriffes 53 ein nicht dargestelltes Ventil zum Steuern der Druckbeaufschlagung des an das jeweilige Verschlußteil 9 oder 10 anschließenden Raumes 23 bzw. 26 betätigt werden.
In weiterer Abänderung 1st es durch entsprechende Umgestaltung des Rundschiebers 16 möglich, das 5/3-Wegevent1l derart auszubilden, daß
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In der mittleren Stellung des Rundschiebers die beiden
BeaufschiagungsrSume 39,39' und 46 jeweils mit dem Rohranschluß 30 und damit der Druckmittel quelle verbunden sind* wShrend die
Ringnuten 11 und 15 mit den Entlüftungsvorrichtungen aufweisenden Rohranschlössen 35 und 36 abgesperrt sind. Weiterhin kann das aus der Querbohrung 8 und dem Rundschieber 16 gebildete Ventil In Art eines 3/2-WegeventHs betrieben werden, hierzu kann auch ein
vereinfachter Rundschieber In die Querbohrung 8 eingesetzt werden. SchiIeSlich 1st es möglich, in die Querbohrung 8 zwei voneinander getrennte Rundschieber einzusetzen. Der Rundschieber-Austausch kamt dabei sehr einfach nach Abnahme eines Verschlußteiles 9 oder 10
erfolgen. Durch diese Änderungen sind mono- oder bistabile
Funktionswelsen des Druckmittel Zylinders erreichbar, es kann auch eine Rastierung vorgesehen werden und es sind Anpassungen an den jeweiligen Betriebsdruck möglich.
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KB-AG
19.04.1989
E/ZP-le/taa
unser Zeichen: 301917
0364P
Bezugszeichenl 1 s t e
1 ZyI Inder rohr
2 ZyIInderboden
3 Zylinderdeckel
4 Kolben
5 Drosselansatz
6 Kolbenstange
7 Achse
&bgr; Querbohrung
9 Verschiußtei1
10 VerscWußte",
11 Ringnut
12 R1ngnut
13 Ringnut
14 Ringnut
15 Ringnut
16 Rund schieber
17 Dichtstelle
18 Dichtstelle
19 Dicht stelle
20 Dichtstelle
21 Weht stelle
22 Dichtstelle
23 Raum
24 Feder
25 Druckmittel kanal
26 Raum
27 Druckmittel kanal
28 Seitenfläche
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Magnetventil
12 Rohranschi uß
■ 29 Druckmittelkanal
30 Zweigkanal
31 Druckmittelkanal
32 Druckmittel kanal
33 Rohranschluß
I 34 Rohranschi uß
35 Seltenfläche
36 Druckmittel kanal
37 Beauf sch 1 agungs raum
38 Beauf schi agungs raum
39 Drossel ei nrichtung
39' Druckmittel kanal
; 40 Bohrung
! 41 Innenraum
CSI Zuganker
43 Druckmittel kanal
44 Beauf schl agungs raum
45 Drossel einrichtung
46 Zuganker
47 Verschraubungen
48 Gewindeabschnitt
49 Druckmittel kanal
50 Rohranschluß
51 Handgriff
52 Lagerung
53
54

Claims (7)

KB-AG 19.04.1989 E/ZP-I e/taa Unser Zeichen: 301917 0364 P Schutzansprüche
1. Doppelt wirkender Druckmittel zylinder mit 1m Zylinderboden (2) Integriertem Steuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderboden &igr; 2/ züyleicn als Gehäuse eines 5/3-Wc§e-Rundschieber-Steuerventils mit einer rechtwinklig zur Zylinderachse (7) verlaufenden Querbohrung (8) ausgebildet 1st, welche beiderseits durch lösbarem Zylinderboden (2) gehaltene Verchl uBteil e (9;10) abgeschlossen 1st, wobei in die Querbohrung (8) axial zueinander versetzt sieben Druckmittelkanä'ie (25;27;3i;33;34;38;41) einmünden und daß wenigstens ein Rundschieber (16) verschiebUch in der Querbohrung (8) geführt 1st.
2. Druckmittel zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beide endse1t1gen Druckmittel anale (25) in den Verschlußteilen (9) verlaufen.
3. Druckmittel Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rund schieber (16) sechs axial zueinander versetzte Dichtstellen (17 bis 22) zur Wandung der Querbohrung (8) aufweist und daß wenigstens einige Einmündungen der Druckmittelkanale von diesen Dichtstellen übe rs chi ei f bar sind.
4. Druckmittel zylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittig einmündende Druckmittel kanal (31) sowie die beiden seitlich übernächsten Druckmittel kanal e (33;34) zu außenseitig am Zylinderboden (2) angeordneten Leitungsanschlüssen (30;35;36), gegebenenfalls der mittige Druckmittel kanal zu einem Druckmittel Versorgungsanschluß und die beiden übernächsten Druckmittel kanal e zu drossel- und/oder filterbaren Entlüftungen
führen, und daß die beiden dem mittleren Druckmittel kanal (31) unmittelbar benachbarten Druckmittelkan'äle (38;41) jeweils zu einem der beiden Beaufschlagungsräume (39;39';46) des Druckmittel zylinders führen.
5. Druckmittel zylinder nach Anspruch 4, wobei der Zylinderboden (2) mit einem Zylinderkopf (3) durch 1n beide eingreifende, achsparallele Zuganker (44;48) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Zuganker (44) rohrartig ausgebildet 1st, wobei der Innenraum (43) des Zugankers (44) 1m Zylinderboden (2) mit; einem der dein mittlerer. Druckmittel kanal (31) unmittelbar benachbarten Druckmittelkanäle (41) und 1m Zylinderkopf (3) Ober einen weiteren Druckmittel kanal (45) mit dem an diesen anschließenden Beauf <>chl agungs raum (46) in Verbindung steht.
6. Druckmittel zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrung (8) mit dem Rundschieber (16) ein 5/2- bzw. 5/ 3-Wege ventil bildet, wobei ein endsei tiger Druckmittel kanal (25) gegebenenfalls durch ein Verschlußteil (9) zur Atmosphäre verläuft, der Rund schieber (16) durch eine Feder (24) von diesem Verschlußteil (9) abgespreizt 1st und der andere, endseitige Druckmittel kanal (27) gesteuert druckbeaufs.chlagbar 1st.
7. Druckmittel zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Verschlußteile (9;10] als austauschbares Baukastenteil ausgebildet 1st, wobei das Baukantenteil als geschlossener Deckel (10), als von einem Druckmittel kanal (51) mit außenseitigem Leitungsanschluß (52) durchsetzter Deckel, als ein ein Magnetventil (29) oder ein hand be tätigbarer Ventil zur Steuerung des Druckes in einem endsei tige &eegr; Druckmittel kanal aufweisender Deckel, als eine manuell betätigbare, mechanische Verstellvorrichtung (53) für den Rundschieber (16) aufweisender Deckel oder als Deckel mit einer Kombination des Druckmittel kanal s, des Magnetventils, des handbetätigbaren Ventils und/oder der Verstellvorrichtung ausgebildet ist.
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