EP0450518A1

EP0450518A1 - Druckluftbeaufschlagbarer Betätigungszylinder

Info

Publication number: EP0450518A1
Application number: EP91105013A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Nüssler
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1991-10-09
Also published as: DE4011050A1

Abstract

Der vorzugsweise als Schlitzzylinder ausgebildete Betätigungszylinder ist mit wenigstens einem Zylinderdeckel 3 versehen, in welchen integriert sich ein Wechselventil 22,23,24, eine justierbare Entlüftungsdrosselung und eine justierbare Endlagendrosselung befinden. Der Druckluftzuführung zur Eingangsöffnung 10 ist im Zylinderdeckel 3 unmittelbar ein Rückschlagventil 17,19 nachgeschaltet, durch welches bei Druckluftausfall unvorhergesehene und gefahrträchtige Bewegungen des Betätigungszylinders verhindert werden. Zur gefahrlosen Demontage des Betätigungszylinders ist eine durch eine Verschlußschraube 59 verschließbare, gesonderte Entlüftung durch einen Entlüftungskanal 56 für den Beaufschlagungsraum 2 des Betätigungszylinders vorgesehen. Der Steuerdeckel 36 kann in unterschiedlichen Drehlagen an den Zylinderdeckel 3 anflanschbar sein, wodurch das Vorsteuerventil 48 in eine den jeweiligen Umständen entsprechende, günstige Lage drehbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen druckluftbeaufschlagbaren Betätigungszylinder, insbesondere kolbenstangenlosen Schlitzzylinder, mit einem Zylinderkörper, der zumindest an einem Ende durch einen druckdicht angesetzten Zylinderdeckel abgeschlossen ist, wobei der einen Beaufschlagungsraum im Zylinderkörper begrenzende und mit einem Drosselrohransatz in den Beaufschlagungsraum ragende Zylinderdeckel seitlich eine Eingangsöffnung für eine Druckluftzuführung und an einer seiner Außenflächen eine Auslaßöffnung zur Atmosphäre aufweist, die wechselweise über ein im Zylinderdeckel integriertes, kolbenbetätigtes Wechselventil sowie durch den Drosselrohransatz mit dem Beaufschlagungsraum verbindbar sind, wobei der Auslaßöffnung eine durch eine erste Drosselschraube justierbare Drosselstelle vorgeschaltet ist, die Achsrichtungen des Zylinderkörpers und des Wechselventils einander zumindest annähernd rechtwinklig kreuzen und sich eine vom Betätigungskolben für das Wechselventil begrenzte Steuerkammer in einem Steuerdeckel befindet, der mittels einer Flanschfläche an der der Eingangsöffnung gegenüberliegenden und von der Achsrichtung des Wechselventils durchsetzten Außenfläche des Zylinderdeckels angeflanscht ist, mit einem gegebenenfalls magnetisch oder pneumatisch ansteuerbaren Vorsteuerventil, dessen Gehäuse an einer an die Flanschfläche anschließenden Seitenfläche des Steuerdeckels angeflanscht ist und durch welches die Steuerkammer wechselweise mit einem von der Eingangsöffnung abzweigenden, den Zylinderdeckel und den Steuerdeckel durchziehenden und in das Gehäuse führenden Luftführungskanal oder mit einer im Gehäuse vorgesehenen Entlüfung verbindbar ist, und mit einem durch eine zweite Drosselschraube justierbar gedrosselten, im Zylinderdeckel verlaufenden Verbindungskanal vom Innenraum des Drosselrohransatzes zu einem den Drosselrohransatz umgebenden, vom Zylinderkörper umschlossenen Ringraum.
Ein handelsüblicher, derartiger Betätigungszylinder, der als Schlitzzylinder ausgebildet ist, ist mit dem Mangel behaftet, daß bei Druckabfall an der Eingangsöffnung sich jedenfalls auch der Beaufschlagungsraum entlüftet; sollte dieser Beaufschlagungsraum zuvor druckluftbeaufschlagt gewesen sein, so kann sich hierdurch eine ungewollte und gegebenenfalls gefahrträchtige Verstellung des Betätigungszylinders ergeben. Zum Vermeiden dieses Mangels ist in die Verbindungsleitung von einer Druckluftquelle zur Eingangsöffnung ein gesondertes Rückschlagventil einzuordnen, wodurch jedoch der Bauaufwand erhöht wird. Außerdem kann bei einer Demontage der im Betätigungszylinder bzw. dessen Zylinderdeckel durch das Rückschlagventil trotz Abtrennens der Druckluftquelle zurückgehaltene Druck das Demontagepersonal gefährden. Der Zylinderdeckel des bekannten Betätigungszylinders ist zudem relativ teuer, da er in seinem Inneren mit komplizierten Luftkanalführungen und Schiebeventilanordnungen versehen ist. Der Steuerdeckel ist nur in einer bestimmten Lage an den Zylinderdeckel anflanschbar, derart, daß sich das Vorsteuerventil neben dem Zylinderkörper erstreckt und das Anbringen eventuell erforderlicher, kolbenhubstellungsabhängig schaltender Schalter behindert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen druckluftbeaufschlagbaren Betätigungszylinder der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß auch ohne Zusatzeinrichtungen bei Druckabfall an der Eingangsöffnung keine plötzliche, unvorhergesehene und gefahrverursachende Kolbenbewegung auftreten kann, daß jedoch eine gefahrlose Demontage des Betätigungszylinders möglich ist. Weiterhin soll der zu schaffende Betätigungszylinder in seinem Aufbau kompakt, einfach und billig gestaltbar sein, insbesondere die Option bieten, Luftführungskanäle in einfacher und billig zu erstellender Weise derart anzuordnen, daß der Steuerdeckel in unterschiedlichen Drehlagen an den Zylinderdeckel anflanschbar ist, derart, daß das Vorsteuerventil aus seiner parallel neben dem Zylinderkörper verlaufenden Lage ausschwenkbar ist und die Anordnung von hubabhängigen Schaltern vom Vorsteuerventil unbehindert möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Ausbildung des Betätigungszylinders entsprechend den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1, d.h. durch die Kombination der Merkmale gelöst, daß im Zylinderdeckel zwischen der Eingangsöffnung und dem zu dieser zumindest annähernd gleichachsig angeordneten Wechselventil ein in Strömungsrichtung zu letzterem öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist und daß von einem ständig mit dem Beaufschlagungsraum verbundenen Raum ein durch eine Verschlußschraube dicht verschließbarer, im Zylinderdeckel verlaufender Entlüftungskanal zur Atmosphäre führt.
Nach der weiteren Erfindung mögliche, vorteilhafte Ausgestaltungen eines derartigen Betätigungszlyinders sind in den Merkmalen der Unteransprüche angegeben.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel für die Erfindung ein nach dieser ausgebildeter Betätigungszylinder in seinen erfindungswesentlichen Teilen im Teilschnitt dargestellt.
Der Betätigungszylinder weist einen Zylinderkörper 1 auf, in welchem ein nicht dargestellter Kolben beweglich ist, welcher einen im Zylinderkörper 1 befindlichen Beaufschlagungsraum 2 begrenzt. Der nur teilweise mit seinem einen Ende dargestellte Zylinderkörper 1 ist an diesem Ende von einem Zylinderdeckel 3 abgeschlossen, welcher den Beaufschlagungsraum gegenüberliegend zum nicht dargestellten Kolben begrenzt. Der Zylinderdeckel 3 weist einen Ringansatz 4 auf, mit welchem er durch einen Dichtring 5 abgedichtet in den Zylinderkörper 1 eingreift. Koaxial zur Achse des Zylinderkörpers 1 trägt der Zylinderdeckel 3 einen den Ringansatz 4 überragenden Drosselrohransatz 6 mit einen Innenraum 7, der zylinderdeckelabgewandt offen in den Beaufschlagungsraum 2 mündet. Zwischen den Drosselrohransatz 6 und der Innenwandung des Zylinderkörpers 1 bildet der Beaufschlagungsraum 2 einen Ringraum 8. Nähert sich der Kolben durch andersseitige Druckluftbeaufschlagung bei zumindest annähernd entlüftetem Beaufschlagungsraum 2 dem Zylinderdeckel 3, so fährt er kurz vor Erreichen seiner Endlage auf den Drosselrohransatz 6 auf und trennt dabei den Innenraum 7 vom Ringraum 8 beaufschlagungsraumseitig ab; da einer dieser Räume über eine später zu beschreibende Drosselvorrichtung im Zylinderdeckel 3 nur gedrosselt entlüftbar ist, ergibt sich hierdurch eine Endlagendämpfung für die Bewegung des Kolbens. Durch nicht dargestellte Verschraubungen oder sonstige Halterungen ist der Zylinderdeckel 3 in der dargestellten Lage am Zylinderkörper 1 gehaltert. Insoweit entspricht der Betätigungszylinder dem üblichen Stand der Technik.
In eine seitliche Außenfläche 9 des Zylinderdeckels 3 mündet eine Eingangsöffnung 10 einer senkrecht zur Außenfläche 9 verlaufenden Bohrung 11; die Eingangsöffnung 10 ist über eine nicht dargestellte Leitungsverbindung mit einer Druckluftquelle zu verbinden, sie dient also der Druckluftzuführung zum Betätigungszlyinder. Nahe der Eingangsöffnung 10 zweigt von der Bohrung 11 ein im wesentlichen L-artig verlaufender Luftführungskanal 12 ab, dessen einer Schenkel im wesentlichen seitlich versetzt parallel zur Bohrung 11 verläuft und an der der Außenfläche 9 gegenüberliegenden Außenfläche 13 des Zylinderdeckels 3 in einen später zu beschreibenden Ringraum 14 mündet. Im Anschluß an die Abzweigung des Luftführungskanals 12 ist die Bohrung 11 stufig erweitert, auf der hierdurch gebildeten Innenschulter 26 liegt ein Flansch 15 eines sich im weiteren von der Eingangsöffnung 10 weg erstreckenden Ventilkäfigs 16 auf. Der Ventilkäfig 16 weist im Bereich seines Flansches 15 einen Innenventilsitz 17 auf, gegen welchen vermittels einer andererseits gegen den Ventilkäfig 16 abgestützten Feder 18 eine Ventilkugel 19 angedrückt ist. Der Innenventilsitz 17 bildet zusammen mit der Ventilkugel 19 ein in Strömungsrichtung von der Eingangsöffnung 10 weg öffnendes Rückschlagventil 17,19. Ein dem Innenventilsitz 17 abgewandter, zylindrischer Körperabschnitt des Ventilkäfigs 16 weist mehrere Durchbrechungen auf und ist von einem im erweiterten Abschnitt der Bohrung 11 vermittels eines Dichtringes 20 abgedichtet verschieblich gelagerten Zylinderansatz 21 umgeben, welcher Teil eines Doppelventildichtringes 22 ist. Der Doppelventildichtring 22 weist an seiner der Eingangsöffnung 10 abgewandten Seite zwei radial zueinander versetzte Ventildichtringflächen auf, deren äußere mit einem zylinderdeckelfesten Ventilsitz 23 und deren innere mit einem beweglichen Ventilsitz 24 zusammenwirkt. Zwischen dem den Ventilsitzen 23 und 24 abgewandten Ende des Zylinderansatzes 21 und dem Flansch 15 ist eine Feder 25 eingesapnnt, welche einerseits den Flansch 15 an die Innenschulter 26 der Bohrung 11 andrückt und so den Ventilkäfig 16 haltert und welche andererseits den Doppelventildichtring 22 in Verschieberichtung zu den Ventilsitzen 23 und 24 belastet. Im Bereich der Ventildichtringflächen des Doppelventildichtringes 22 mündet in die Bohrung 11 ein Luftführungskanal 27 ein, welcher sich in Richtung zur dem Zylinderkörper 1 abgewandten Außenfläche 28 des Zylinderdeckels 3 erstreckt; der Durchströmungsquerschnitt des Luftführungskanals 27 ist durch eine Drosselstelle mit einer justierbar mit dem Zylinderdeckel 3 verschraubten Drosselschraube 29 einstellbar, welche mit einer konischen Drosselspitze 30 in einen parallel zur Bohrung 11 verlaufenden Abschnitt des Luftführungskanalas 27 ragt. Im weiteren Verlauf mündet der Luftführungskanal 27 durch ein Luftfilter geschützt mit einer Auslaßöffnung 31 in der Außenfläche 28. Die Drosselschraube 29 ist von seiten der Außenfläche 9 her verstellbar.
In einem nochmals erweiterten Abschnitt der Bohrung 11 ist vermittels zweier Dichtringe 32 und 33 abgedichtet ein rohrartiger Einsatzkörper 34 gehaltert. Der Einsatzkörper 34 trägt an seinem dem Doppelventildichtring 22 zugewandten Ende den zylinderdeckelfesten Ventilsitz 23, im Bereich der Außenfläche 13 ist er mit einem radialäußeren Flansch 35 versehen, mittels welchem er in eine die Mündung der Bohrung 11 in der Außenfläche 13 umgebende Ringnut ragt und durch einen in später zu beschreibender Weise an die Außenfläche 13 angeflanschten Steuerdeckel 36 eingespannt ist. Im Bereich zwischen den Dichtringen 32 und 33 weist der Einsatzkörper 34 radiale Durchbrechungen 37 auf; er ist in diesem Bereich von einer Ringnut umgeben, in welche ein im Zylinderdeckel 3 verlaufender Luftführungskanal 38 einmmündet, der andererseits mit dem Innenraum 7 des Drosselrohransatzes 6 in Verbindung steht. Der radialinnere Ventilsitz 24 ist beweglich, er befindet sich am geschlossenen Ende eines Stößels 39, der innerhalb des Einsatzkörpers 34 beweglich ist. Im Bereich von dem Ventilsitz 24 bis über die Durchbrechungen 37 hinaus weist der Stößel 39 radiales Spiel innerhlab des Einsatzkörpers 34 auf, etwa im Bereich des Flansches 35 ist der Stößel 39 mittels eines Dichringes 40 abgedichtet verschieblich im Einsatzkörper 34 geführt. An seinem dem Ventilsitz 24 abgewandten Ende ist der Stößel 39 mit einem Betätigungskolben 41 gekoppelt, welcher im Steuerdeckel 36 anschließend an das vermittels eines Dichtringes 42 abgedichtet in diesen eingreifenden Endes des Einsatzkörpers 34 abgedichtet verschieblich gelagert ist. Der im Steuerdeckel 36 zwischen dem Betätigungskolben 41 und dem Ende des Einsatzkörpers 34 befindliche Raum 43 ist vermittels einer Entlüftungsbohrung 44 in die Atmospähre entlüftet.
Es ist somit ersichtlich, daß der Doppelventildichtring 22 mit den Ventilsitzen 23 und 24 ein als Doppelsitz-Hubventil ausgebildetes Wechselventil 22,23,24 bildet, welches den Beaufschlagungsraum 2 durch den Innenraum 7 und den Luftführungskanal 38 wechselweise entweder mit der Eingangsöffnung 10 oder durch den Luftführungskanal 27 mit der Atmosphäre verbindet; das Wechselventil ist vermittels des Betätigungskolbens 41 schaltbar. Die Achsrichtungen des Zylinderkörpers 1 und des Wechselventils 22,23,24 überkreuzen oder schneiden sich zumindest annähernd rechtwinklig, die Achsrichtung des Wechselventils 22,23,24 durchsetzt dabei die Außenfläche 13.
Der Ringraum 14 ist in Axialrichtung der Bohrung 11 vermittels der Dichtringe 33 und 42 und nach radialaußen durch einen zwischen der Außenfläche 13 des Zylinderdeckels 3 und der auf dieser aufliegenden Flanschfläche des Steuerdeckels 36 eingespannten Dichtring 45 abgedichtet. Im Steuerdeckel 36 verläuft ein Luftführungskanal 46, welcher einerseits in den Ringraum 14 einmündet, sodann abgewinkelt verläuft und andererseits in einer Seitenfläche 47 des Steuerdeckels 36 endet, welche sich an die der Außenfläche 13 zugewandte Flanschfläche des Steuerdeckels 36 anschließt; im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Seitenfläche 47 der Erstreckungsrichtung des Zylinderkörpers 1 zugewandt. An die Seitenfläche 47 ist ein übliches, nur teilweise dargestelltes Vorsteuerventil 48 angeflanscht, welches vorzugsweise als Magnetventil ausgebildet sein kann, welches jedoch auch vermittels einer Fernsteuerung pneumatisch schaltbar oder auch manuell betätigbar sein kann. Im Vorsteuerventil 48 befindet sich ein Luftführungskanal 49, welcher vermittels eines Ventils 50 mit einer im Vorsteuerventil 48 befindlichen Forsetzung 51 des Luftführungskanals 46 oder, über ein nicht dargestelltes Ventil des Vorsteuerventils 48, unter Absperrung der Forsetzung 51 mit der Atmosphäre verbindbar ist. Der Luftführungskanal 49 durchsezt ebenso wie der Luftführungskanal 46 abgedichtet die Seitenfläche 47 und mündet in eine Steuerkammer 52 innerhalb des Steuerdeckels 36, der in Richtung zum Zylinderdeckel 3 vom Betätigungskolben 41 begrenzt ist und diesen somit beaufschlagt.
Der Steuerdeckel 36 ist in nicht dargestellter Weise an den Zylinderdeckel 3 vermittels auf einem Teilkreis in gleicher Winkelteilung angeordneter Schrauben angeflanscht, beispielsweise können hierzu vier an den Ecken eines Quadrates angeordnete Schrauben vorgesehen sein. Durch diese Anflansch-Anordnung in Verbindung mit dem Ringraum 14 und der durch diesen vermittelten, pneumatischen Verbindung des Luftführungskanals 12 mit dem Luftführungskanal 46 ergibt sich die Möglichkeit, den Steuerdeckel 36 in unterschiedlichen Drehlagen um die Längsrichtung der Bohrung 11 versetzt an den Zylinderdeckel 3 anzuflanschen, die unterschiedlichen Drehlagen sind dabei durch die Winkelteilung der Flanschschrauben bestimmt. Hierdurch ist es möglich, wie aus der Zeichnung ersichtlich und im Stand der Technik üblich den Steuerdeckel 36 derart an den Zylinderdeckel 13 anzuflanschen, daß sich das Vorsteuerventil 48 parallel zum Zylinderkörper 1 neben diesem erstreckt. Diese Flanschstellung ist zwar sehr platzsparend, sie kann jedoch das Anordnen von Hub- bzw. Endstellungsschaltern für den Kolben des Betätigungszylinders am Zylinderkörper 1 stark behindern. Bei Auftreten einer derartigen Behinderung oder auch, falls es die sonstigen Einbauverhältnisse für den Betätigungszylinder erfordern, kann der Steuerdeckel 36 um die Winkelteilung verdreht an den Zylinderdeckel 3 angeflanscht werden, wodurch das Vorsteuerventil 48 in eine den Zugang zur Außenfläche des Zylinderkörpers 1 freigebende Lage gelangt, es kann dabei rechtwinklig oder in einem anderen Winkel zur Zeichenebene verlaufen oder auch in der Zeichenebene sich rechts vom Steuerdeckel 36 befinden und somit die Außenfläche 28 überragen.
Im Zylinderdeckel 3 befindet sich des weiteren ein Verbindungskanal 53, welcher vom Innenraum 7 des Drosselrohransatzes 6 zum Ringraum 8 verläuft, also die Wandung des Drosselrohransatzes 6 überbrückt. Der Durchströmungsquerschnitt dieses Verbindungskanals 53 ist durch die konische Drosselspitze 54 einer zweiten Drosselschraube 55 justierbar, welche mit dem Zylinderdeckel 3 von dessen Außenfläche 9 her zugänglich justierbar verschraubt ist. Der Verbindungskanal 53 gehört zusammen mit der Drosselschraube 55 sowie dem Drosselrohransatz 6 zur sog. Endlagendämpfung für den Kolben des Betätigungszylinders, wie sie allgemein üblich ist. An den Verbindungskanal 53 ist in nicht dargestellter Weise pneumatisch ein Entlüftungskanal 56 angeschlossen, welcher in einer zur Schnittebene der Zeichnung versetzten, nur in einem Ausschnitt wiedergegebenen Ebene verläuft. Der Entlüftungskanal 56 mündet vermittels einer Gewindebohrung 57 rechtwinklig in die Außenfläche 9. In die Gewindebohrung 57 ist ein ein Außengewinde aufweisender Rohransatz 58 einer zur Drosselschraube 55 parallel neben dieser angeordneten Verschlußschraube 59 eingeschraubt. Unterhalb des Kopfes 60 der Verschlußschraube 59 weist der Rohransatz 58 radiale Durchbrechungen 61 auf. Zwischen dem Kopf 60 und der Außenfläche 9 ist ein den Rohransatz 58 umgebender Dichtring 62 eingespannt.
Im Normal betrieb des Betätigungszylinders wird der Eingangsöffnung 10 Druckluft zugeführt, welche unter Öffnen des Rückschlagventils 17, 19 zumindest in den Innenraum des Doppelventildichtringes 22 bis vor die Stirnfläche des Stößels 39 gelangt. Weiterhin gelangt diese Druckluft durch den Luftführungskanal 12, den Ringraum 14 und den Luftführungskanal 46 zum Vorsteuerventil 48, wo sie entweder abgesperrt wird oder zum Luftführungskanal 49 und damit in die Steuerkammer 52 gelangt. Das Wechselventil 22,23,24 verbindet bei Druckbeaufschlagung der Steuerkammer 52 den Beaufschlagungsraum 2 durch den Luftführungskanal 27 mit der Atmosphäre, so daß sich der Kolben des Betätigungszylinders in Richtung zum Zylinderdeckel 3 bewegen kann. Bei druckloser Steuerkammer 52 wird durch den im Zylinderansatz 21 des Doppelventildichtringes 22 herrschenden Druck der Stößel 39 mitsamt dem Betätigungskolben 41 in die dargestellte Lage verschoben, in welcher das Wechselventil 22,23,24 umgeschaltet ist und den Beaufschlagungsraum 2 aus der Eingangsöffnung 10 durch das Rückschlagventil 17,19 mit Druckluft beaufschlagt; der Kolben des Betätigungszylinders kann sich unter dieser Beaufschlagung vom Zylinderdeckel 3 weg bewegen. Falls in diesem Schaltzustand die Druckluftversorgung an der Eingangsöffnung 10 ausfällt, so sperrt das Rückschlagventil 17,19 durch Aufsetzen der Ventilkugel 19 auf den Innenventilsitz 17 und verhindert somit ein Abströmen der Druckluft aus dem Beaufschlagungsraum 2 in Richtung zur Eingangsöffnung 10. Das Wechselventil 22,23,24 behält dabei seine dargestellte Schaltstellung bei, da über den mit der Eingangsöffnung 10 drucklosen Luftführungskanal 12 die Steuerkammer 52 jedenfalls entlüftet verbleibt; es kann somit keine ungewollte Entlüftung des Beaufschlagungsraumes 2 durch den Luftführungskanal 27 bewirken. Der Betätigungszylinder behält also trotz Druckluftausfall an seiner Eingangsöffnung 10 seine Schaltstellung bei, es erfolgt keine unvorhergesehene, gegebenenfalls gefahrträchtige Hubbewegung am Betätigungszylinder.
Bei einer Demontage des Betätigungszylinders bei druckluftbeaufschlagtem Beaufschlagungsraum 2 wird jedenfalls die Eingangsöffnung 10 durch Demontage ihrer Verbindung zur Druckluftquelle drucklos, so daß sich ebenfalls die vorstehend erwähnten Verhältnisse ergeben. Soll nun der Zylinderdeckel 3 vom Zylinderkörepr 1 demontiert werden, so ist zuvor die Verschlußschraube 59 zu lockern, wodurch die Druckluft aus dem Beaufschlagungsraum 2 und den mit diesem verbundenen Räumen durch den Verbindungskanal 53 und den Entlüftungskanal 56 sowie den Rohransatz 58 am keine Dichtwirkung aufweisenden Dichtring 62 vorbei zur Atmosphäre entweichen kann. Der Beaufschlagungsraum 2 wird somit drucklos, die Demontage des Betätigungszylinders bzw. dessen Zylinderdeckels 3 kann gefahrlos erfolgen. Bei Wiedermontage ist darauf zu achten, daß die Verschlußschraube 59 wieder angezogen wird, damit der Dichtring 62 seine Dichtfunktion wieder erfüllen und die Entlüftung des Beaufschlagungsraumes 2 durch den Entlüftungskanal 56 absperren kann.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß im Zylinderdeckel 3 und dem Steuerdeckel 36 nur leicht und billig zu fertigende Luftführungskanäle vorgesehen werden müssen, die Herstellung also entsprechend billig und einfach ist.
Bei einem kolbenstangenlosen Zylinder, insbesondere Schlitzzylinder ist es zweckmäßig, den Zylinderkörper 1 an seinen beiden Enden mit der vorstehenden Beschreibung entsprechenden Zylinderdeckeln 3, Steuerdeckeln 36 und Vorsteuerventilen 48 zu versehen. Bei einem eine Kolbenstange aufweisenden Zylinder kann es dagegen zweckmäßig sein, nur dessen nicht von der Kolbenstange durchsetztes Ende dem beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechend auszustatten, was bei einem einfachwirkenden, derartigen Betätigungszylinder zu dessen Steuerung auch völlig ausreichend ist. Es ist hervorzuheben, daß bei nach der Erfindung ausgebildeten Betätigungszylindern diese bereits alle Steuerungs-, Einstellungs- und Sicherungsmittel beinhalten, der Montage- und Anschlußaufwand dieser Betätigungszylinder also gering ist.
In Abänderung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels kann insbesondere das Rückschlagventil 17,19 auch andersartig, beispielsweise mit einem flachen, beweglichen Ventilteller anstelle der Ventilkugel 19, ausgebildet sein. Die Zugänglichkeit der Drosselschrauben 29 und 55 sowie Verschlußschraube 59 von seiten der gleichen Außenfläche 9 kann vorteilhaft sein, diese Bauelemente können jedoch auch von unterschiedlichen Seiten her zugänglich angeordnet werden: Es ist klar ersichtlich, daß die Positionen der Auslaßöffnung 31 und Drosselschraube 29 ohne weiteres vertauschbar sind, die Verschlußschraube 59 könnte um 90° gedreht rechtwinklig zur Zeichenebene oder parallel von seiten des Zylinderkörpers 1 her zugänglich angeordnet werden.

Kurzfassung:

Der vorzugsweise als Schlitzzylinder ausgebildete Betätigungszylinder ist mit wenigstens einem Zylinderdeckel 3 versehen, in welchen integriert sich ein Wechselventil 22,23,24, eine justierbare Entlüftungsdrosselung und eine justierbare Endlagendrosselung befinden. Der Druckluftzuführung zur Eingangsöffnung 10 ist im Zylinderdeckel 3 unmittelbar ein Rückschlagventil 17,19 nachgeschaltet, durch welches bei Druckluftausfall unvorhergesehene und gefahrträchtige Bewegungen des Betätigungszylinders verhindert werden. Zur gefahrlosen Demontage des Betätigungszylinders ist eine durch eine Verschlußschraube 59 verschließbare, gesonderte Entlüftung durch einen Entlüftungskanal 56 für den Beaufschlagungsraum 2 des Betätigungszylinders vorgesehen.
Der Steuerdeckel 36 kann in unterschiedlichen Drehlagen an den Zylinderdeckel 3 anflanschbar sein, wodurch das Vorsteuerventil 48 in eine den jeweiligen Umständen entsprechende, günstige Lage drehbar ist.

Bezugszeichenliste

1: Zylinderkörper
2: Beaufschlagungsraum
3: Zylinderdeckel
4: Ringansatz
5: Dichtring
6: Drosselrohransatz
7: Innenraum
8: Ringraum
9: Außenfläche
10: Eingangsöffnung
11: Bohrung
12: Luftführungskanal
13: Außenfläche
14: Ringraum
15: Flansch
16: Ventilkäfig
17: Innenventilsitz
18: Feder
19: Ventilkugel
17,19: Rückschlagventil
20: Dichtring
21: Zylinderansatz
22: Doppelventildichtring
23: Ventilsitz
24,22,23,24: Wechselventil
25: Feder
26: Innenschulter
27: Luftführungskanal
28: Außenfläche
29: Drosselschraube
30: Drosselspitze
31: Auslaßöffnung
32: Dichtring
33: Dichtring
34: Einsatzkörper
35: Flansch
36: Steuerdeckel
37: Durchbrechung
38: Luftführungskanal
39: Stößel
40: Dichtring
41: Betätigungskolben
42: Dichtring
43: Raum
44: Entlüftungsbohrung
45: Dichtring
46: Luftführungskanal
47: Seitenfläche
48: Vorsteuerventil
49: Luftführungskanal
50: Ventil
51: Fortsetzung
52: Steuerkammer
53: Verbindungskanal
54: Drosselspitze
55: Drosselschraube
56: Entlüftungskanal
57: Gewindebohrung
58: Rohransatz
59: Verschlußschraube
60: Kopf
61: Durchbrechung

Claims

Druckluftbeaufschlagbarer Betätigungszylinder, insbesondere kolbenstangenloser Schlitzzylinder, mit einem Zylinderkörper (1), der zumindest an einem Ende durch einen druckdicht angesetzten Zylinderdeckel (3) abgeschlossen ist, wobei der einen Beaufschlagungsraum (2) im Zylinderkörper (1) begrenzende und mit einem Drosselrohransatz (6) in den Beaufschlagungsraum (2) ragende Zylinderdeckel (3) seitlich eine Eingangsöffnung (10) für eine Druckluftzuführung und an einer seiner Außenflächen (28) eine Auslaßöffnung (31) zur Atmosphäre aufweist, die wechselweise über ein im Zylinderdeckel (3) integriertes, kolbenbetätigtes Wechselventil (22,23,24) sowie durch den Drosselrohransatz (6) mit dem Beaufschlagungsraum (2) verbindbar sind, wobei der Auslaßöffnung (31) eine durch eine erste Drosselschraube (29) justierbare Drosselstelle vorgeschaltet ist, die Achsrichtungen des Zylinderkörpers (1) und des Wechselventils (22,23,24) einander zumindest annähernd rechtwinklig kreuzen und sich eine vom Betätigungskolben (41) für das Wechselventil (22,23,24) begrenzte Steuerkammer (52) in einem Steuerdeckel (36) befindet, der mittels einer Flanschfläche an der der Eingangsöffnung (10) gegenüberliegenden und von der Achsrichtung des Wechselventils (22,23,24) durchsetzten Außenfläche (13) des Zylinderdeckels (3) angeflanscht ist, mit einem gegebenenfalls magnetisch oder pneumatisch ansteuerbaren Vorsteuerventil (48), das an eine an die Flanschfläche anschließende Seitenfläche (47) des Steuerdeckels (36) angeflanscht ist und durch welches die Steuerkammer (52) wechselweise mit einem von der Eingangsöffnung (10) abzweigenden, den Zylinderdeckel (3) und den Steuerdeckel (36) durchziehenden und in das Vorsteuerventil (48) führenden Luftführungskanal (12,46) oder mit einer im Vorsteuerventil (48) vorgesehenen Entlüftung verbindbar ist, und mit einem durch eine zweite Drosselschraube (55) justierbar gedrosselten, im Zylinderdeckel (3) verlaufenden Verbindungskanal (53) vom Innenraum (7) des Drosselrohransatzes (6) zu einem den Drosselrohransatz (6) umgebenden, vom Zylinderkörper (1) umschlossenen Ringraum (8), gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß im Zylinderdeckel (3) zwischen der Eingangsöffnung (10) und dem zu dieser zumindest annähernd gleichachsig angeordneten Wechselventil (22,23,24) ein in Strömungsrichtung zu letzterem öffnendes Rückschlagventil (17,19) angeordnet ist und daß von einem ständig mit dem Beaufschlagungsraum (2) verbundenen Raum ein durch eine Verschlußschraube (59) dicht verschließbarer, im Zylinderdeckel (3) verlaufender Entlüftungskanal (56) zur Atmosphäre führt.
Betätigungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußschraube (59) vermittels eines ein Außengewinde aufweisenden Rohransatzes (58) in einen als rechtwinklig zu einer seitlichen Außenfläche (9) des Zylinderdeckels (3) verlaufende und in dieser Außenfläche mündende Gewindebohrung (57) ausgebildeten Abschnitt des Entlüftungskanals (56) eingeschraubt ist, wobei der Rohransatz (58) unter dem Kopf (60) der Verschlußschraube (59) eine radiale Durchbrechung (61) aufweist und sich zwischen dem Kopf (60) und der Außenfläche (9) ein Dichtring (62) befindet.
Betätigungszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrung (57) mit Verschlußschraube (59) und die zweite Drosselschraube (55) mit paralleler Achsrichtung sich nebeneinander im Zylinderdeckel (3) befinden, wobei die Gewindebohrung (57) pneumatisch an den Verbindungskanal (53) angeschlossen ist.
Betätigungszylinder nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselventil (22,23,24) als Doppelsitz-Hubventil ausgebildet ist, einen im Zylinderdeckel (3) mittels eines der Eingangsöffnung (10) zugewandten Zylinderansatzes (21) abgedichtet verschieblich gelagerten und in Entfernungsrichtung von der Eingangsöffnung (10) von einer Feder (25) belasteten Doppelventildichtung (22) aufweist, dessen äußere Ventildichtringfläche auf einen zylinderdeckelfesten Ventilsitz (23) aufsetzbar ist, innerhalb dessen ein mit dem Betätigungskolben (41) verbundener, geschlossener, innerer Ventilsitz (24) beweglich ist, wobei der Zwischenraum zwischen den Ventilsitzen (23 und 24) mit dem Innenraum (7) des Drosselrohransatzes (6), der den Doppelventildichtring (22) umgebende Raum durch die Drosselstelle mit mit der Auslaßöffnung (31) und die Eingangsöffnung (10) durch das Rückschlagventil (17,19) mit dem Innenraum des Doppelventildichtringes (22) verbunden ist.
Betätigungszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (17,19) einen Ventilkäfig (16) aufweist, welcher mit einem zylindrischen Körperabschnitt verschieblich in den Zylinderansatz (21) des Doppelventildichtringes (22) eingreift, diesen eingangsöffnungsseitig überragt und eingangsöffnungsseitig mit einem äußeren Flansch (15) endet, der zwischen das dem Doppelventildichtring (22) abgewandte Ende der Feder (25) und einer Innenschulter (26) des Zylinderdeckels (3) eingespannt ist, und daß im Ventilkäfig (16) eine Ventilkugel (19) beweglich ist, die von einer weiteren Feder (18) in Andrückrichtung an einen eingangsseitigen Innenventilsitz (17) des Ventilkäfigs (16) belastet ist.
Betätigungszylinder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zylinderdeckelfeste Ventilsitz (23) am eingangsöffnungsseitigen Ende eines rohrartigen Einsatzkörpers (34) befindet, der mittels zweier axial versetzt angeordneter Dichtringe (32 und 33) abgedichtet von Seiten des Steuerdeckels (36) in eine Bohrung (11) des Zylinderdeckels (3) eingesetzt und mittels eines zwischen den Zylinderdeckel (3) und den Steuerdeckel (36) eingreifenden Flansches (35) fest gehaltert ist, daß der Einsatzkörper (34) axial zwischen den Dichtringen (32 und 33) radiale Durchbrechungen (37) aufweist, daß in die Bohrung (11) des Zylinderdeckels (3) zwischen den Dichtringen (32 und 33) ein zum Innenraum (7) des Drosselrohransatzes (6) führender Luftführungskanal (38) einmündet, und daß im Einsatzkörper (34) ein einerseits mit dem Betätigungskolben (41) gekoppelter und andererseits mit dem inneren Ventilsitz (24) endender Stößel (39) beweglich ist, der von Seiten des Steuerdeckels (36) gesehen vor den Durchbrechungen (37) abgedichtet verschieblich im Einsatzkörper (34) gelagert ist.
Betätigungszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderdeckel (3) von der Eingangsöffnung (10) ein Luftführungskanal (12) abzweigt, der einen parallel zur Bohrung (11) verlaufenden und in einen den Flansch (35) des Einsatzkörpers (34) umgebenden, durch Dichtringe (33,42 und 45) abgedichteten Ringraum (14) einmündet, und daß im Steuerdeckel (36) ein Luftführungskanal (46) verläuft, der einerseits in den Ringraum (14) und andererseits in die dem Vorsteuerventil (48) zugewandte Seitenfläche (47) mündet.
Betätigungszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdeckel (36) an den Zylinderdeckel (3) vermittels auf einem Teilkreis in gleicher Winkelteilung angeordneter Schrauben angeflanscht ist.