DK158922B - Pneumatisk indstillingsanordning - Google Patents

Description

DK 158922 B

Opfindelsen angår en pneumatisk indstillingsanordning som angivet i den indledende del af krav 1 *

Ved en kendt indstillingsanordning af denne art (DE-OS 29 08 583) kan et stempel bevæges aksialt frem og tilbage i 5 en cylinder. De to cylinderum kan over hver en magnetventil valgfrit forbindes med en trykmiddelkilde eller over en drossel og en denne shuntende yderligere magnetventil forbindes med omgivelsen. Denne indstillingsanordning er dimensioneret til store slaglængder. Nær endepositionerne reage-10 rer magnetfeltkontakterne, hvorpå den yderligere magnetventil lukker, og stemplet bremses ved hjælp af droslen.

Ved en anden kendt indstillingsanordning (DE-OS 24 23 516) er et eneste trykrum begrænset af huset, en foldebælg og en med indstillingsorganet forbundet, stiv endevæg. Huset har 15 to magnetventiler med aksial gennemgang, hvis akser forløber parallelt ved siden af hinanden. Den ene magnetventil har en med omgivelsen forbundet tilgang og en med en vakuumpumpe forbundet tilgang. Som anker tjener et fladt lukkestykke, som kan bevæges frem og tilbage mellem to med ringe afstand 20 anbragte ventilsæder, således at der fås en hurtig omkobling. Rummet uden for ventilsæderne er over en drossel forbundet med trykrummet. En tilbagestillingsfjeder holder endevæggen i den ene endestilling. Ved aktivering af den første magnetventil virker undertryk i trykrummet, således at 25 den bevægelige endevæg bevæges i den anden endestilling. Bevægelseshastigheden er begrænset, fordi undertrykket først skal overvinde tilbagestillingsfjederens kraft. Ved omkoblingen af den første magnetventil går samtidig den hidtil lukkede anden magnetventil i en stilling, i hvilken omgivel-30 sen uden virksom drossel forbindes med trykrummet. Omgivelsesluft kan derfor over to parallelveje nå til trykrummet.

Også denne bevægelseshastighed er begrænset, fordi tilbagestillingsfjederen med hensyn til den ved hjælp af undertryk bevirkede bevægelse ikke må dimensioneres alt for kraftig.

DK 158922 B

2

Endvidere er det ved indstillingsanordninger kendt (DE-AS 11 19 073, DE-OS 25 54 594) at indspænde membraner mellem to husdele af metal og på denne måde at adskille to trykrum fra hinanden. Trykrummene er over eksterne ledninger forbundet 5 med tilhørende tilslutninger.

Formålet med opfindelsen er at angive en pneumatisk indstillingsanordning af den i indledningen beskrevne art, ved hvilken arbejdsslaglængderne kan gennemløbes med høj hastighed, og der kan også opnås gentagne arbejdsslaglængder med 10 meget høj frekvens.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen som angivet i den kendetegnende del af krav 1.

Ved hjælp af membranen får man en i forhold til vægten stor overflade, således at tilsvarende store accelerationskræfter 15 kan virke. Husets udformning med mod hinanden vendte fordybninger giver trykrum med lille volumen, som praktisk taget kan svare til membranens slaglængde. De kan derfor hurtigt fyldes og tømmes. Udformningen af magnetventilerne tillader en hurtig omkobling, hvorved store ventiltværsnit kan fri-20 lægges. Magnetventilernes drosselvirkning er derfor ringe.

Da magnetventilerne er indbygget i huset nær det tilhørende trykrum, kan de i huset forløbende kanaler være korte og være udformet med stort tværsnit. Også deres drosselvirkning er derfor ringe.

25 Forsøg har vist, at det på denne måde er muligt at opnå omkoblingstider i størrelsesordenen på 10 ms. Man kan derfor såvel gennemføre enkeltslag med meget høj arbejdshastighed som opnå gentagne arbejdsslag med meget høj arbejdsfrekvens.

Den pneumatiske indstillingsanordning kan fx anvendes til 30 gennemførelse af en arbejdsoperation ved en værktøjsmaskine, for en fremføringsmekanisme, en trin-drivanordning eller lignende. Den kan tjene driften for en anordning til stans- 3

DK 158922 B

ning eller skæring, fx af kunststofposer, til lukning af små pakker, til trykning af små tryksager, som etiketter, til udkastning af emner, til omstilling af skiftespor ved transportbånd og lignende.

5 Den videre udformning ifølge krav 2 giver en meget enkel opbygning. Man kan også parallelkoble flere sådanne membraner og forbinde dem med indstillingsorganet.

Med den videre udformning ifølge krav 3 opnås de samme effekter; det mod gennemførelsen af indstillingsorganet udad-10 til vendte trykrum står imidlertid under omgiveIsestryk. Der er så ingen fare for, at der fra den omgivende atmosfære trænger luft gennem gennemførelses-tætningen for indstillingsorganet ind i dens nabo-trykrum. Indstillingsanordningen kan derfor også anvendes, når der er fare for, at omgi-15 velsen indeholder farlige bestanddele, som ved indtrængen i anordningen kan ødelægge membranen eller det øvrige system.

Indstillingsanordningen arbejder såvel med overtryk som med undertryk. Særlig gunstig er imidlertid udformningen ifølge krav 4. I dette tilfælde belastes membranen nemlig med en 20 meget stor trykdifferens i hver bevægelsesretning, således at arbejdshastigheden endog forhøjes.

Med udførelsesformen ifølge krav 5 kan membranerne fordobles med enkle midler, enten for at lade dem arbejde parallelt eller at det ene trykrum benyttes som under omgivelsestryk 25 stående beskyttelsesrum.

Ved konstruktionen ifølge krav 6 fås meget små dimensioner, uden at de enkelte boringer og kanaler kolliderer med hinanden.

Forbindelsesboringen ifølge krav 7 står vinkelret på fladen 30 mellem basisdel og dækseldel. Den kan enten udmunde direkte 4

DK 158922 B

i det ene trykrum eller finde sin fortsættelse i dækseldelen.

Med den videre udformning ifølge krav 8 fås en defineret slaglængde. Denne tillader et mere nøjagtigt arbejde. Ansla-5 gene kan være udformet dæmpende for at formindske støjdannelsen.

Ifølge krav 9 kan der for sådanne anvendelsestilfælde, hvor indstillingsorganet igen skal føres tilbage umiddelbart efter opnåelse af sin endestilling, opnås endnu højere ar-10 bejdshastigheder. Man behøver kun at sørge for, at magnetventilerne omkobles i det tidspunkt, i hvilket indstillingsorganet efter ramningen af anslaget igen fjedrer tilbage.

Udformningen ifølge krav 10 fører til en lang levetid.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af på 15 tegningen viste, foretrukne udførelseseksempler, der viser i fig. 1 en plantegning af en indstillingsanordning ifølge opfindelsen, fig. 2 et snit langs linien II-II i fig. 1 i skematisk fremstilling med en ubetydelig variation, 20 fig. 3 et snit langs linien III-III i fig. 4 af en anden udførelsesform af opfindelsen, fig. 4 et sidebillede af udførelsesformen i fig. 3, fig. 5 et snit gennem en yderligere udførelsesform af op findelsen og 25 fig. 6 i tidsdiagram indstillingsorganets vej og forløbet af de tilhørende styrespændinger.

5

DK 158922 B

Ved udførelsesformen i fig. 1 er der anbragt et hus 1 med en basisdel 2, en første dækseldel 3 og en anden dækseldel 4, som hver har en fordybning 5, 6, 7 og 8 på de mod hinanden vendte endeflader. Mellem basisdel 2 og dækseldel 3 er der 5 indspændt en membran 9, mellem basisdel 2 og dækseldel 4 en membran 10. Som følge heraf fås fire trykrum 11, 12, 13 og 14. De to membraner 9 og 10 er forbundet med et indstillingsorgan 15 i form af en stang.

Som fig. 2 viser, består basisdelen 2 af to blokke 16 og 17, 10 i hvilke der er anbragt to magnetventiler 18 og 19 hver med en gennemgangskanal 20 og 21, en magnetiseringsvikling 22 og 23 og et skiveformet anker 24 og 25. Ankeret 24 danner et lukkestykke, som valgfrit samvirker med et ventilsæde 26 og et ventilsæde 27, ankeret 25 danner et lukkestykke, som 15 valgfrit samvirker med et ventilsæde 28 og et ventilsæde 29.

De to magnetventilers 18 og 19 øvre tilgange 30 og 31 er forbundet med en første hovedkanal 32, hvis tilslutning 33 forsynes med et tryk P-j, som ligger over omgivelsestrykket. Magnetventilernes 18 og 19 to andre tilgange 34 og 35 er 20 forbundet med en anden hovedkanal 36, hvis tilslutning 37 er forsynet med et tryk P2, som ligger under omgivelsestrykket.

To indstillelige drosselanordninger 38 og 39 tillader at tilpasse det virksomme tryk til det foreliggende behov. Ankrene 24 og 25 bevæger sig i ringrum 40 og 41, fra hvilke 25 tværkanaler 42 og 43 udgår, som fører til forbindelseskanaler 44 og 45, der atter er forbundet med de fire trykrum 11, 12, 13 og 14. Por den bedre oversigts skyld er disse kanaler i fig. 2 vist inden for magnetventilakserne.

Som fig. 2 viser, har magnetventilernes 18 og 19 ankre 24, 30 25 til enhver tid en modsat stilling. Fx er magnetventilen 19 magnetiseret, således at ankeret 25 afdækker ventilsædet 28. Som følge deraf er trykrummene 11 og 13 forbundet med undertrykket P2. Magnetventilens 18 anker 24 afdækker derimod ventilsædet 27. Som følge heraf er trykrummene 12 og 14

DK 158922 B

6 forbundet med overtrykket P^j. Indstillingsorganet 15 indtager derfor sin venstre endestilling i fig. 1. Ved omkobling af de to magnetventiler 18 og 19 skifter trykforholdene, dvs. trykrummene 11 og 13 står under overtrykket Pi og tryk-5 rummene 12 og 14 under undertrykket P2. Indstillingsorganet 15 går under indflydelse af det forholdsvis høje differenstryk hurtigt til den højre endestilling.

Ved udføreIsesformen i fig. 3 og 4 anvendes for tilsvarende dele med 100 forhøjede henvisningsbetegnelser. Her er an-10 vendt en basisdel 102, som er udformet i ét stykke. De to magnetventiler 118 og 119 er anbragt i boringer 146, som er åbne udadtil. Membranen 109 er med sin ydre kant indspændt mellem basisdel 102 og dækseldel 104. Den er i midterdelen indspændt mellem to støtteplader 147 og 148, som er forbun-15 det med indstillingsorganet 115. Støttepladerne har kanter 149 og 150, som samtidig tjener som anslag for begrænsningen af indstillingsorganets slaglængde. En tætning 151 sørger for den tryktætte gennemføring af indstillingsorganet 115 gennem huset 101.

20 Tilslutningen 137 er enten forbundet med en trykluftkilde eller med en sugeluftkilde. De over for hovedkanalen 136 liggende tilgange af magnetventilerne 118 og 119 står direkte i forbindelse med omgivelsen. Under drift forbindes trykrummene 111 og 112 afvekslende med tilslutningen 137, mens 25 det andet trykrum står i forbindelse med atmosfæren. Dette giver en hurtig bevægelse af indstillingsorganet 115.

Ved udførelsesformen i fig. 5 anvendes med endnu 100 forhøjede henvisningsbetegnelser for tilsvarende dele. Anordningen svarer til fig. 1 med den forskel, at trykrummene 211 og 30 214 over deres tilslutningsledninger 252 og 253 vedvarende er forbundet med en tilslutning, som tilføres omgivelsestryk. Dette har til følge, at der over tætningen 251 ikke skal udlignes trykforskel, og derfor kan der ikke nå omgi 7

DK 158922 B

velsesluft til trykrummet 214, hvilket ville vare muligt, hvis dette forsynes med undertryk. Indstillingsanordningen kan derfor også anvendes i rum, i hvilke der kan optræde farlige dampe eller blandinger, som kan eksplodere.

5 I denne figur kan endvidere ses, at en anden tætning 254 befinder sig mellem trykkamrene 212 og 213, og at der overalt dér, hvor membranen 209 og 210 træder ud af indspændingsstederne, nemlig ved fodpunktet 255 af kanterne 249 og ved fodpunktet 256 af fordybningernes skråflader 257 er anbragt en 10 radius for at skåne membranerne 209 og 210.

I fig. 6a er indstillingsorganets 15 vej x vist som funktion af tiden t, i fig. 6b og 6c den den ene magnetventil tilførte styrespænding Us. For den anden magnetventil gælder en omvendt kurve. Punkterne xi og X2 kendetegner de af anslage-15 ne 149, 150 bestemte endestillinger for indstillingsorganet 115, således af der fås en samlet slaglængde s.

Vi betragter nu magnetventilen 18 i fig. 2. Når styrespændingen Us på tidspunktet ti forhøjes over trækkeværdien, sker der efter en forsinkelse d en indstillingsorganbevægel-20 se svarende til den stigende kurvegren A. Når anslaget 149 rammer huset, fås en oversvingning af omfanget h-j, Når styrespændingen Us har forløbet ifølge fig. 6b, fås efter en dæmpet svingning kurvegrenen B. Når styrespændingen omkobles i tidspunktet t2r fortsættes arbejdsforløbet med en forsin-25 kelse d i omvendt retning, hvorved en oversvingning af omfanget h2 optræder i den modsatte endestilling. Når derimod styrespændingen Us allerede reduceres i tidspunktet t3 ifølge fig. 6c, begynder efter forsinkelsen d modbevægelsen ifølge kurvegrenen C tidligere. Tidspunktet t3 er indstillet 30 således, at returbevægelsen allerede sættes ind ved den første retursvingning i endestillingens X2 område, således at der fås en meget hurtig returbevægelse til endestillingen *1-

DK 158922 B

8

Som magnetventiler kan almidelige i handelen værende ventiler benyttes. Når indbygningsstillingen kan være forskellig, bør ankrene 24, 25 være forsynet med en dem bort fra ventilsæderne 26 og 28 trykkende tilbagestillingsfjeder.

Claims (10)

1. Pneumatisk indstillingsanordning med et hus (1; 101; 201), som sammen med mindst en, med et ud af huset (1; 101; 201) ført indstillingsorgan (15; 115; 215) forbundet bevægelig væg (9, 10; 109; 209, 210) begrænser to 5 trykrum (11, 12, 13, 14; 111, 112; 211, 212, 213, 214), der virker i modsat retning, og med to i modsat·retning aktiverbare magnetventiler (18, 19; 118, 119), som hver kan forbindes med et trykrum (11, 12, 13, 14; 111, 112; 211, 212, 213, 214), og som valgfrit forbinder dette 10 med en af to forskellige tryk (P-j, P2) førende tilslut ninger (33, 37; .137), kendetegnet ved følgende kendetegn: a) huset har en basisdel (2; 102) og mindst en dækseldel (3, 4; 103; 203), som mellem sig som bevæ- 15 gelig væg indspænder en membran (9, 10; 109; 209, 210. og har mod hinanden vendte fordybninger (5, 6, 7, 8; 105, 106) til dannelse af to trykrum (11, 12, 13, 14; 111, 112), b) magnetventilerne (18, 19; 118) har som anker (24, 20 25; 124) et fladt lukkestykke, som kan bevæges frem og tilbage mellem to med ringe afstand fra hinanden anbragte, hver med en tilslutning forbundet ventilsæder (26, 27, 28, 29), c) magnetventilerne er indbygget i huset nær det til- 25 hørende trykrum og er over en fra rummet (40, 41) uden for ventilsæderne udgående huskanal forbundet med det tilhørende trykrum.

2. Indstillingsanordning ifølge krav 1, kendetegnet v e d, at de to trykrum (11, 12, 13, 14; 111, DK 158922 B 112. befinder sig på begge sider af den samme membran (9, 10; 109).

3. Indstillingsanordning ifølge krav 1r kendetegnet v e d, at de to trykrum (212, 213) befinder sig 5 på de mod hinanden vendte sider af to membraner (209, 210), som sammen med huset (201) begrænser et tredie og fjerde trykrum (211, 214), der konstant er holdt på omgivelsestryk.

4. Indstillingsanordning ifølge et af kravene 1-3, k e n - 10 detegnet ved, at den første tilslutning (37) kan forbindes med en undertrykskilde, og den anden tilslutning (33) kan forbindes med en overtrykskilde.

5. Indstillingsanordning ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at der på den over for dæksel- 15 delen (3) liggende side af basisdelen (2) er anbragt en anden dækseldel (4) til fastspænding af den anden membran (10), og at der også her er anbragt to mod hinanden vendte fordybninger (7, 8) til dannelse af to trykrum (13, 14).

6. Indstillingsanordning ifølge et af kravene 1-5, ken detegnet ved, at der til optagelse af de to magnetventiler (18, 19), som har en aksial gennemgang og på de to aksiale ender har en tilgang, er anbragt boringer i basisdelen (2), hvis akser forløber paral-25 lelt med hinanden i et plan, der strækker sig vinkel ret på indstillingsorgan-aksen og på begge sider af denne indstillingsorgan-akse, og at mindst en tilslutning (33; 37) over en i det nævnte plan vinkelret på magnetventilakserne forløbende hovedkanal (32; 36) er 30 forbundet med de på den samme side værende tilgange (30, 31; 34, 35) af de to magnetventiler. DK 158922 B

7. Indstillingsanordning ifølge et af kravene 5-6, kendetegnet ved, at huskanalen har en fra rummet (40, 41) uden for ventilsæderne udgående tværkanal (42, 43), som fører til en parallelt med indstillingsorgan- 5 aksen forløbende forbindelsesboring (44, 45).

8. Indstillingsanordning ifølge et af kravene 1-7, k e n -detegnet ved, at der til begrænsning af indstillingsorganets slaglængde er anbragt med husfaste dele samvirkende anslag (149, 150) på indstillingsorga- 10 net eller en dermed forbundet del (147, 148).

9. Indstillingsanordning ifølge krav 8, kendetegnet v e d, at anslagene (149, 150) består af et materiale med ringe dæmpning, og der er anbragt en anordning til indstilling af tidspunktet for magnetventiler- 15 nes (18, 19) omstyring med hensyn til anslagenes ram- ning på den husfaste del.

10. Indstillingsanordning ifølge et af kravene 1-9, k e n -detegnet ved, at membranen (209) er forbundet med indstillingsorganet (215) over støtteplader, som 20 fra begge sider indspænder membranen og har bort fra hinanden bøjede kanter (249), at fordybningerne på indspændingsstedet er forsynet med skråflader (257), og at alle kanter og skråflader med en radius overgår til de membranen indspændende flader.