EP3087022B1 - Work device - Google Patents
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- EP3087022B1 EP3087022B1 EP14812440.7A EP14812440A EP3087022B1 EP 3087022 B1 EP3087022 B1 EP 3087022B1 EP 14812440 A EP14812440 A EP 14812440A EP 3087022 B1 EP3087022 B1 EP 3087022B1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
- B66D3/00—Portable or mobile lifting or hauling appliances
- B66D3/18—Power-operated hoists
Definitions
- the invention relates to a working device, comprising a suitable for actuating a fluid-operated drive means actuator having a working valve which is controlled by a generated based on a pneumatic control pressure control signal and which contains a pneumatic control pressure supplying control device to their manual operation with a is equipped with a movable manual actuating means and has a pneumatic control pressure providing control output.
- This temporary change of the secondary pressure can be effected by a control device connected to the pressure regulating valve, which can be manually operated by means of a movable manual operating means and serves to connect a pressure control to a pneumatic control pressure acting on the secondary pressure.
- the pneumatic control pressure is provided by an external control pressure source, which is alternatively connectable to the atmosphere with a control input of the pressure control valve.
- the control means allows by means of the movable manual actuating means an optional connection of the control input of the pressure regulator with either the external one Control pressure source or the atmosphere to temporarily detune the pressure control valve so that it causes either a supply or a discharge of drive fluid with respect to the drive chamber of the drive device.
- a disadvantage of the known working device is that due to the quasi-digital control of the pressure control valve, a sensitive handling of an object is hardly possible.
- the DE 198 01 839 A1 deals with a device for generating a counterweight force in a manipulator.
- a load to be manipulated is here movable via a gearbox and can be balanced by means of a pressure-medium-operated drive generating a counterweight force.
- the invention has for its object to provide a working device of the type mentioned above, which allows a simple design, an energy-saving, reliable and sensitive manual operation.
- the actuating device has a closed pneumatic cavity system providing the control pressure, to which a volume-variable control chamber of the control device connected to the control output belongs, whose volume is continuously variable with the result of a continuously variable change in the control pressure by manually moving the manual actuating means.
- control device is designed to generate a continuously variable control pressure.
- Compressed air trapped in the pneumatic cavity system can be compressed to different degrees by manually moving the manual operating means, so that the pressure in the closed pneumatic Cavity system prevailing internal pressure, which is supplied to the working valve as a pneumatic control pressure changed.
- a continuous variable pressure change can be realized, with the result that the working valve can not be controlled purely digital, but with continuously variable control pressure.
- a consequence of this is the possibility for sensitive yet precise control of the working valve. Since the control pressure is provided in a closed system, a constant supply of a control pressure medium is unnecessary, which keeps the energy consumption very low.
- the system is also very robust against environmental influences, which opens up a variety of possible applications.
- the working valve can be both of the electrically controllable type and of the pneumatically controllable type.
- pneumatic control pressure can be used as a pneumatic control signal.
- the working valve includes a pneumatically adjustable valve member.
- a pressure sensor device is expediently provided, which acts as a converter and on the basis of the detected by it pneumatic control pressure causes an electrical control signal, which is used to actuate a valve member of the working valve.
- a working valve contains in particular an electromagnetic drive for adjusting the valve member.
- the control device contains two components, each referred to as a control component, which are movable relative to one another by carrying out a relative movement designated as a control movement and which together define the volume-variable control chamber of the closed pneumatic cavity system.
- One of the control components forms the manual actuating means and can be moved manually relative to the other control component to control the volume of the control chamber and, consequently, the therein prevailing, used as a pneumatic control pressure internal pressure to vary.
- the existing stepless adjustability of the manual actuating means ensures a constant change in the control pressure, if necessary, to the correspondingly variable control of the associated working valve.
- a structure of the control device has proven in the manner of a pneumatic cylinder.
- one of the two control components is formed by a housing and the other control component by a unit containing a piston and a piston rod, which is referred to as a piston-piston rod assembly.
- the piston is located within the housing and defines together with the housing at least one housing chamber used as a control chamber.
- the piston rod projects out of the housing and, like the housing, offers the possibility of a force introduction in order to change the relative position between the housing and piston-piston assembly, whereby the volume of the control chamber and thus the control pressure prevailing therein are changed.
- the housing is expediently used as a manual actuating means, which can be detected, for example, with one hand in order to initiate a manual actuating force that causes the control movement.
- a manual actuating means which can be detected, for example, with one hand in order to initiate a manual actuating force that causes the control movement.
- an additional handle may be attached, which facilitates the manual initiation of the actuating force.
- the piston-piston rod assembly with a passing through the housing piston rod, either with an integrally continuous piston rod or with a multi-part piston rod.
- On opposite sides of the housing protruding end portions of the piston rod can be used to fix the control device to a supporting structure, so that subsequently the control pressure can be influenced by a displacement of the housing in the longitudinal direction of the piston-piston rod assembly can.
- Such a design is easy to manufacture and ensures a very good linear guide of acting as a manual actuator housing relative to the other control component.
- the piston is arranged in the housing of the control device such that it axially divides the interior of the housing into two housing chambers, one of which is used as a control chamber for providing the variable pneumatic control pressure.
- the other housing chamber is expediently constantly vented, in particular by communicating directly with the atmosphere. Depending on the direction in which the relative movement between the two control components takes place, results in a reduction or increase in the volume of the control chamber and, accordingly, an increase or decrease of the pneumatic control pressure, with even a negative pressure can be generated as a pneumatic control pressure.
- control device has spring means by which the two control components are held in a relative position acting as a basic position. This basic position is stabilized by the spring means and can only be canceled by a restoring force of the spring means is overcome. This is done by means of the manually initiated from outside force. If this manual actuation force is removed again, the control components return to the normal position due to the acting spring force. In this way, it is ensured that the control device always provides a reproducible constant pneumatic control pressure in manually unactuated state.
- a spring unit of the spring means is arranged in each of the two partitioned from the piston in the housing housing chambers, which is effective between the piston and the housing.
- the spring means ensure a "centering" between the Both control components and also for a kind of mechanical feedback to the operator, which is confronted with increasing displacement of the manual operating means with a stronger counteracting spring force, so that it is given a sense of a more or less adjusted pneumatic control pressure.
- the working valve is formed by a pressure regulating valve.
- the pressure regulating valve has a primary port connectable to a pressure source providing a driving fluid, and also a relief port communicating with a pressure sink, the pressure sink being directly the atmosphere in a pneumatic driving fluid.
- the pressure control valve also has a secondary connection to which, during operation of the working device, there is a secondary pressure of the drive fluid, the height of which depends on the pneumatic control pressure applied simultaneously to the pressure regulating valve.
- an output or a return flow of drive fluid may be caused to cause the volume of the drive chamber and related functions.
- the invention can be used particularly advantageously in connection with an embodiment of the working device as a handling device, which is suitable for raising and / or lowering objects or to hold them in a desired height position in a stable manner.
- a handling device contains a drive device with two drive components which are movable relative to one another under the execution of a working movement and together define a drive chamber which is connected to the secondary connection of the pressure control valve.
- a first of the two Drive components is connected or connectable to an article holding means to which a repositioned object is at least temporarily fixable.
- control chamber Due to the possibility of constantly variable volume change of the control chamber can be influenced on the flow rate of the drive fluid, which can affect the speed of the working movement. This opens up to the operator a sensitive movement and also positioning of the article holding means or an object fixed thereto.
- the working device can be used in many ways, even for purposes not previously described. It is conceivable, for example, a use as a door opener in trains that have a pneumatic door operating system. Furthermore, in potentially explosive rooms or cabins it is dangerous or even forbidden to work with electrical signals. Here you could generate harmless pneumatic signals using the working device. By way of example, the handling of parts or the opening of the cabin doors of paint shops may be mentioned here.
- control device When the control device is switched directly to a pressure-regulating, designed as a slide valve working valve, there is also the Possibility to switch or control higher pressures. In this context, one could realize a speed regulation in machine tools with pneumatic motors.
- control device could also be designed so that an increase of the control pressure can be brought about by repeated actuation of the control device in the manner of a pumping function. This particular in cases where particularly high pressure changes are desired by the control pressure.
- a coupling of the control device is addressed with a 5/3-way valve, wherein by means of the control device an optional venting or venting of the directional control valve could be caused.
- FIG. 1 schematically illustrates an advantageous embodiment of the working device, in connection with a configuration as a device for repositioning objects suitable handling device.
- a working device 1 is illustrated, which is designed in an advantageous manner as a handling device 1a.
- a handling device 1a any objects, one of which is illustrated in FIG. 2, can be moved and, if necessary, also repositioned.
- the handling device 1 a also allows at least one indicated by a double arrow lifting movement 3 of the article 2 for raising and / or lowering the article 2, which is relevant, for example, in the logistics sector, where objects 2 received at a first location and deposited at a spaced point again should be.
- the working device 1 can not only cause the described vertical lifting movement 3 of the object 2, but also a relative thereto or superimposed transverse movement in particular a horizontal direction, such a movement as a movement is designated and illustrated in the drawing at 4 with a double arrow. Even a superimposed rotary motion or pivoting movement can be realized.
- an object 2 can be displaced very variably in space and repositioned as required.
- the working device 1 expediently has a support structure 5, which is indicated only schematically, which is formed, for example, by a device frame and which, depending on the construction of the working device 1, can be stationary or movable.
- the support structure 5 may for example also be a movable extension arm.
- the drive device 6 has two under the execution of an indicated by a double arrow working movement 7 relatively movable drive components, which are hereinafter referred to as the first drive component 8 and as a second drive component 9.
- the working movement 7 is preferably a linear movement.
- the two drive components 8, 9 together define a drive chamber 12. Due to the relative mobility between the two drive components 8, 9, the drive chamber 12 has a variable volume.
- the working movement 7 can be brought about by supplying a pressurized drive fluid either into the drive chamber 12 or out of the drive chamber 12.
- the drive device 6 is preferably a linear drive device. This should be followed by the further description. In a non-illustrated embodiment, the drive device 6 as Rotary drive device designed.
- the second drive component 9 is arranged rigidly or movably on the support structure 5.
- the first drive component 8 moves relative to the second drive component 9, with the result that an item holding means 13 connected to the first drive component 8 carries out a vertical lifting movement 14, with the result that a held on the item holding means 13 Object 2 is caused to the lifting movement 3 described above.
- the article holding means 13 is for example a vacuum gripper, a magnetic gripper or a purely mechanical gripper, for example in the manner of a parallel gripper. Regardless of its concrete embodiment, the article holding means 13 is in particular able to releasably hold an object 2, so that the object 2 can be temporarily held for the purpose of its transport and subsequently also deposited again.
- the article holding means 13 is preferably arranged detachably on the first drive component 8.
- a direct attachment may be provided or also an indirect connection using a not further illustrated intermediate structure.
- the first driving component 8 undergoes an operating force "FB" which seeks to move the first driving component 8 in order to reduce the volume of the driving chamber 12.
- the first drive component 8 is, in particular, a drive unit 15 which has a drive piston 15a and a drive rod 15b fixedly connected to the drive piston 15a.
- the second drive component 9 consists in particular of a drive housing 16, in which the drive piston 15a is received linearly movable and from which the drive rod 15b protrudes linearly displaceable.
- the drive rod 15b starting from the drive piston 15a, extends in a straight line or obliquely downward.
- the operating force "FB" therefore pulls down the drive unit 15, wherein the drive piston 15a, which acts as a movable wall of the drive chamber 12, is acted upon in the direction of the end-side end wall 16a arranged below it.
- the currently existing between the drive piston 15a and the end-side end wall 16a axial distance depends on the current filling volume of the drive chamber 12 with drive fluid.
- a in the drive housing 16 on the drive chamber 12 axially opposite side of the drive piston 15a lying further chamber 12a of the drive housing 16 has expediently a permanent connection to the atmosphere, so that in their ambient pressure prevails and during the lifting movement 14 an exchange of air with the atmosphere, i. a "breathing" is possible.
- the drive device 6 is integrated into a kinematic system such that the two chambers 12, 12a are reversed in terms of their function.
- the working device 1 For controlled actuation of the drive chamber 12 with a drive fluid, the working device 1 is equipped with an actuating device 17 composed of a plurality of functional components.
- the main components of the actuating device 17 are a working valve 18 and a control device 19 serving to actuate the working valve 18.
- the working valve 18 is preferably a pressure regulating valve 22.
- a pressure regulating valve 22 permits operation of the handling device 1a in such a manner that the article 2 is balanced at any set height position so that it maintains the relevant height position as long as desired. in the In connection with this functionality, the handling device 1a can also be referred to as a balancer.
- the pressure regulating valve 22 is expediently a mechanical or servo-pneumatic pressure regulating valve.
- the working valve 18 can also be of a different type of valve, in particular also of the type of a non-regulating proportional valve.
- the pressure regulating valve 22 has a primary connection 23, which is connected in operation of the working device 1 to a pressure source 24 supplying the drive fluid 6 required for actuating the drive device 6.
- the pressure source 24 provides the drive fluid so that it is under an overpressure, which is referred to as the primary pressure.
- the pressure control valve 22 is also provided with a discharge port 25 which is constantly connected to a pressure sink 26.
- This pressure sink 26 is in particular the atmosphere.
- the drive fluid is preferably compressed air.
- a pneumatic actuation of the drive device 6 takes place.
- a realization as a hydraulic drive device 6 with a liquid drive fluid is, however, also readily possible.
- the pressure regulating valve 22 also has a secondary connection 27, which is connected to the drive chamber 12 during operation of the working device 1.
- a realized example by means of a fluid line working channel 28 connects the secondary terminal 27 with a connection opening 32 of the drive housing 16, which is in fluid communication with the drive chamber 12.
- the pressure control valve 22 has a valve housing 33 and a valve member 34 movably arranged in the valve member 34.
- the valve member 34 is variably positionable within the valve housing 33 to the secondary terminal 27th connect either to the primary port 23 or to the discharge port 25, wherein the respective fluid connection is preferably each with a variable flow cross-section feasible, or shut off. In this way, a fluid flow with different flow rates is possible depending on the current control position of the valve member 34.
- the pressure control valve 22 is capable of providing a regulated secondary pressure at the secondary port 27. This secondary pressure is at most as high as the primary pressure, but usually lower.
- the height of the regulated, prevailing at the secondary terminal 27 secondary pressure can be predetermined by means of a control signal with which the pressure control valve 22 is driven. Finally, the control signal determines the level of the secondary pressure at which the pressure regulating valve 22 separates the secondary connection 27 from both the primary connection 23 and the discharge connection 25.
- control signal may be an electrical control signal or a pneumatic control signal.
- the working valve 18 or pressure control valve 22 is of the electrically controllable type, in which the control processes take place on the basis of an electrical control signal. This applies to the embodiment.
- control signal is based on a pneumatic pressure, which is referred to as control pressure.
- This pneumatic control pressure is supplied to the pressure regulating valve 22 by means of a control channel 35, for example defined by a control line, which is connected to a pneumatic control input 36 of the pressure regulating valve 22.
- the pneumatic control pressure is used directly as a pneumatic control signal for the control operation of the valve member 34.
- the aforementioned, closed pneumatic cavity system 37 which is also referred to as "cavity system” below for simplicity, has a volume-variable control chamber 38 formed in the control device 19.
- the pneumatic control pressure can be tapped at a fluid connection with the control chamber 38 Control output 42.
- This control output 42 is in fluid communication with the control input 36 of the working valve 18 and pressure control valve 22.
- control output 42 and the control input 36 can be directly connected to one another.
- the fluid connection is made by the already mentioned control channel 35 which is connected on the one hand to the control output 42 and on the other hand to the control input 36.
- the volume contained in the control channel 35 also belongs to the cavity system 37.
- the control device 19 has a in the context of a through a Double arrow indicated control movement 43 manually movable manual actuating means 44, wherein the control movement 43 of the manual actuating means 44 causes a change in volume of the control chamber 38.
- the control movement 43 results in a reduction or enlargement of the control chamber 38, there is an increase or a reduction of the internal pressure prevailing in the cavity system 37 and used as a pneumatic control pressure. Consequently, the pneumatic control pressure without any fluid exchange can be caused solely by a change in volume of the cavity system 37 and in particular the control chamber 38.
- the trigger is a manual actuating force, which is manually initiated by an operator in the manual actuating means 44.
- the prevailing in the cavity system 37 pneumatic control pressure is proportional to the control movement 43.
- the control pressure is continuously variable.
- the pressure regulating valve 22 a continuously variable control signal can be imposed, which provides the advantageous possibility not only to effect a change in the secondary connection pending secondary pressure, but also to influence the flow rate of the pressure fluid control valve 22 and the drive means 6 overflowing drive fluid, which ultimately a Influencing the movement speed of the lifting movement 3 or 14 allowed.
- the height position of the article holding means 13 or the object 2 held thereon can be varied, but also the stroke speed associated with the change of the height position.
- a lifting force is required in the drive chamber 12 of a certain working pressure which, in conjunction with a pressurizing surface of the drive unit 15 delimiting the drive chamber 12-exemplarily formed on the drive piston 15a showing the weight of the drive unit 15 and the operating force "FB" compensated. If the drive unit 15 carrying an object 2 is to be raised, an increase in pressure in the drive chamber 12 is required, which is caused by means of an increase in pressure of the secondary pressure applied to the secondary connection 27.
- the desired increase in the secondary pressure is achieved by a temporary increase in pressure of the pneumatic control pressure by the manual actuating means 44 according to the dash-dotted line illustration according to arrow 45 is manually displaced in the sense of a reduction in volume of the control chamber 38.
- a lowering of the drive unit 15 can be caused by the manual actuating means 44 is displaced from the force balance on the drive means 16 causing basic position opposite to the direction of the arrow 45a, so that the volume of the cavity system 37 increases and the pneumatic control pressure is lower ,
- the pressure control valve 22 a fluid connection between the secondary port 27 and the discharge port 25, which allows escape of drive fluid from the drive chamber 12, to allow the drive unit 15, the desired drop.
- the sinking speed can be stopped at any time and at any point by the manual operating means 44 is moved back into the basic position defining the equilibrium state.
- the system When filling the cavity system 37 with the control pressure medium and / or by a corresponding adjustment of the basic position of the manual operating means 44, the system can be easily adjusted with respect to each weight to be handled, so that a constant height position is maintained when the manual operation means 44 assumes the normal position. You can without further provide means that allow a so-called teaching of various loads.
- control device 19 is coupled in a preferred development of a security system, which causes a movement is only possible if the manual operating means 44 is moved by an operator.
- control device 19 it is also possible to use the control device 19 as a feedback means by a safety system in the event of a fault or other event, a pneumatic reaction to the manual actuating means 44 triggers, which is registered by a person holding the manual actuator 44.
- the designed for a manual operation control device 19 advantageously includes two under execution of the control movement 43 relative to each other movable first and second control components 45, 46.
- the first control component 45 forms advantageously the manual actuating means 44, which is movable relative to the second control component 46 in the context of the control movement , Both control components 45, 46 together limit the above-mentioned control chamber 38. It is considered to be particularly advantageous to carry out the control device 19 in the manner of a pneumatic cylinder, as is the case in the illustrated advantageous embodiment.
- Such a structure is characterized in particular by the fact that the first control component 45 forming the manual actuating means 44 is designed as a housing 47 and the second control component 46 as a piston-piston rod assembly 48.
- the housing 47 which is virtually a cylinder housing, has an elongated housing interior 51, in which a piston 48 a of the piston-piston rod assembly 48 is received linearly displaceably under sealing.
- a piston rod 48b fixedly connected to this piston 48a projects out of the housing 47 at the front side, its length portion located outside the housing 47 forming a fastening portion 48c which can be used for fixing the control device 19.
- piston rod 48b completely penetrates the housing 47 and, as in the exemplary embodiment, protrudes on opposite sides of the housing 47, each with a fastening section 48c.
- the piston-piston rod assembly 48 is fastened to a holder 52.
- the housing interior 51 is axially divided by the piston 48 a into a first housing chamber 53 and a second housing chamber 54.
- the length of the two housing chambers 53, 54, which are bounded on the piston 48 a opposite end face in each case by an end-side end wall 47 a, 47 b of the housing 47 changes.
- the respective other housing chamber 54, 53 shortened.
- the one, first housing chamber 53 forms the control chamber 38.
- the second housing chamber 54 is expediently permanently in communication with the atmosphere, so that it is depressurized and in the control movement 43 an exchange of air with the atmosphere is possible in order not to hinder the control movement 43.
- the housing 47 as a manual operation means 44 and to detect with one hand and to move relative to the piston-piston rod assembly 48 linearly in one or the other direction. Depending on the direction of displacement, this results in an increase or decrease in the volume of the first housing chamber 53 forming the control chamber 38.
- the manual actuating means 44 which is formed by the housing 47, transverse to the direction of the control movement 43 optimally supported, so that a low-wear operation of the control device 19 is possible.
- the piston rod 48b designed and arranged so that it protrudes on only one side of the piston 48a and penetrates only one of the end-side end walls 47a or 47b.
- the two attachment portions 48c may be end portions of a one-piece piston rod or also the end portions of two length portions of a multi-piece piston rod which are connected from opposite sides to the piston 48a.
- control device 19 is expediently equipped with spring means 55 which fix the two control components 45, 46 in an elastically flexible manner in a relative position forming the basic position.
- the two control components 45, 46 are mutually resiliently clamped together by the spring means 55 in such a relative basic position that the manual control means 44 forming the first control component 45 is movable from the basic position in opposite directions. Depending on the direction of movement, the volume of the control chamber 38 is reduced or increased.
- the expediently existing spring means 55 are arranged and designed so that in each direction of movement of the control movement 43, which starts from the basic position, a restoring spring force is overcome.
- the spring forces are in the home position of the manual operating means 44 in equilibrium. Consequently, releasing the manual operating means 44 causes an automatic return to the normal position and an almost immediate stop of the working movement 7, because the secondary pressure 27 adjusts in this case immediately back to the working pressure, which fixes the current height position of the drive unit 15.
- the spring means 55 are composed of two separate spring units 55a, 55b which act in opposite directions on the manual operating means 44 and the first control component 45, respectively.
- the control device 19 in the manner of a pneumatic cylinder, it is advantageous to accommodate each of the two spring units 55a, 55b in one of the two housing chambers 53, 54, so that they are each supported between the housing 47 and the piston-piston rod assembly 48.
- the spring units 55a, 55b are arranged outside the housing 47.
- the spring means not only cause a defined basic position of the control device 19, but also give the operator a feeling for the operation, because the spring force to be overcome is greater, the stronger the manual actuating means 44 is deflected from the basic position.
- the entire control device 19 is displaced together with the first drive component 8.
- the second control component 46 relative to which the manual control means 44 forming the first control component 45 is movable in the context of the control movement 43, be attached to any other support 52.
- dash-dotted lines illustrated at the top left in the drawing alternatively to use the support structure 5 as a holder 52.
- a realization of the control device 19 in the manner of a pneumatic cylinder is a very cost-effective solution because you can fall back on common pneumatic cylinders that require only minor adjustments.
Landscapes
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- Automation & Control Theory (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Arbeitsvorrichtung, mit einer zur Betätigung einer fluidbetätigten Antriebseinrichtung geeigneten Betätigungseinrichtung, die ein Arbeitsventil aufweist, das durch ein auf Basis eines pneumatischen Steuerdruckes generiertes Steuersignal ansteuerbar ist und die eine den pneumatischen Steuerdruck liefernde Steuereinrichtung enthält, die zu ihrer manuellen Betätigung mit einem beweglichen Handbetätigungsmittel ausgestattet ist und einen den pneumatischen Steuerdruck bereitstellenden Steuerausgang hat.The invention relates to a working device, comprising a suitable for actuating a fluid-operated drive means actuator having a working valve which is controlled by a generated based on a pneumatic control pressure control signal and which contains a pneumatic control pressure supplying control device to their manual operation with a is equipped with a movable manual actuating means and has a pneumatic control pressure providing control output.
Aus der
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine energiesparende, zuverlässige und gefühlvolle Handbedienung ermöglicht.The invention has for its object to provide a working device of the type mentioned above, which allows a simple design, an energy-saving, reliable and sensitive manual operation.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung ein den Steuerdruck bereitstellendes geschlossenes pneumatisches Hohlraumsystem aufweist, zu dem eine mit dem Steuerausgang verbundene volumenveränderliche Steuerkammer der Steuereinrichtung gehört, deren Volumen mit dem Resultat einer stetig variablen Veränderung des Steuerdruckes durch manuelles Bewegen des Handbetätigungsmittels kontinuierlich veränderbar ist.To achieve this object, it is provided in connection with the features mentioned above that the actuating device has a closed pneumatic cavity system providing the control pressure, to which a volume-variable control chamber of the control device connected to the control output belongs, whose volume is continuously variable with the result of a continuously variable change in the control pressure by manually moving the manual actuating means.
Auf diese Weise ist die Steuereinrichtung zur Erzeugung eines stetig variablen Steuerdruckes ausgebildet. In dem pneumatischen Hohlraumsystem eingeschlossene Druckluft kann durch manuelles Bewegen des Handbetätigungsmittels unterschiedlich stark komprimiert werden, sodass sich der in dem geschlossenen pneumatischen Hohlraumsystem herrschende Innendruck, der dem Arbeitsventil als pneumatischer Steuerdruck zugeführt wird, verändert. Dabei ist eine kontinuierliche variable Druckänderung realisierbar, mit der Folge, dass das Arbeitsventil nicht rein digital, sondern mit stetig veränderbarem Steuerdruck angesteuert werden kann. Eine daraus resultierende Folge ist die Möglichkeit zur gefühlvollen und dennoch präzisen Ansteuerung des Arbeitsventils. Da der Steuerdruck in einem geschlossenen System zur Verfügung gestellt wird, erübrigt sich eine ständige Zufuhr eines Steuerdruckmediums, was den Energieverbrauch sehr gering hält. Das System ist außerdem sehr robust gegen Umgebungseinflüsse, was vielfältige Einsatzmöglichkeiten eröffnet.In this way, the control device is designed to generate a continuously variable control pressure. Compressed air trapped in the pneumatic cavity system can be compressed to different degrees by manually moving the manual operating means, so that the pressure in the closed pneumatic Cavity system prevailing internal pressure, which is supplied to the working valve as a pneumatic control pressure changed. In this case, a continuous variable pressure change can be realized, with the result that the working valve can not be controlled purely digital, but with continuously variable control pressure. A consequence of this is the possibility for sensitive yet precise control of the working valve. Since the control pressure is provided in a closed system, a constant supply of a control pressure medium is unnecessary, which keeps the energy consumption very low. The system is also very robust against environmental influences, which opens up a variety of possible applications.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Zur Realisierung der Erfindung kann das Arbeitsventil sowohl vom elektrisch ansteuerbaren Typ als auch vom pneumatisch ansteuerbaren Typ sein. Bei einer pneumatisch ansteuerbaren Bauform kann unmittelbar der von der Steuereinrichtung bereitgestellte pneumatische Steuerdruck als pneumatisches Steuersignal herangezogen werden. In diesem Fall enthält das Arbeitsventil ein pneumatisch verstellbares Ventilglied. Bei einem elektrisch betätigbaren Arbeitsventil ist zweckmäßigerweise eine Drucksensoreinrichtung vorhanden, die als Wandler fungiert und auf der Basis des von ihr erfassten pneumatischen Steuerdruckes ein elektrisches Steuersignal hervorruft, das zur Betätigung eines Ventilgliedes des Arbeitsventils genutzt wird. Ein solches Arbeitsventil enthält insbesondere einen elektromagnetischen Antrieb zum Verstellen des Ventilgliedes.To realize the invention, the working valve can be both of the electrically controllable type and of the pneumatically controllable type. In a pneumatically controllable design directly provided by the control device pneumatic control pressure can be used as a pneumatic control signal. In this case, the working valve includes a pneumatically adjustable valve member. In an electrically operable work valve, a pressure sensor device is expediently provided, which acts as a converter and on the basis of the detected by it pneumatic control pressure causes an electrical control signal, which is used to actuate a valve member of the working valve. Such a working valve contains in particular an electromagnetic drive for adjusting the valve member.
Zweckmäßigerweise enthält die Steuereinrichtung zwei jeweils als Steuerkomponente bezeichnete Bestandteile, die unter Ausführung einer als Steuerbewegung bezeichneten Relativbewegung relativ zueinander bewegbar sind und die gemeinsam die volumenveränderliche Steuerkammer des geschlossenen pneumatischen Hohlraumsystems definieren. Eine der Steuerkomponenten bildet das Handbetätigungsmittel und kann manuell relativ zur anderen Steuerkomponente bewegt werden, um das Volumen der Steuerkammer und folglich auch den darin herrschenden, als pneumatischen Steuerdruck herangezogenen Innendruck zu variieren. Die vorhandene stufenlose Verstellbarkeit des Handbetätigungsmittels gewährleistet eine bei Bedarf stetige Veränderung des Steuerdruckes zur entsprechend variablen Ansteuerung des zugeordneten Arbeitsventils.Expediently, the control device contains two components, each referred to as a control component, which are movable relative to one another by carrying out a relative movement designated as a control movement and which together define the volume-variable control chamber of the closed pneumatic cavity system. One of the control components forms the manual actuating means and can be moved manually relative to the other control component to control the volume of the control chamber and, consequently, the therein prevailing, used as a pneumatic control pressure internal pressure to vary. The existing stepless adjustability of the manual actuating means ensures a constant change in the control pressure, if necessary, to the correspondingly variable control of the associated working valve.
Als besonders vorteilhaft hat sich ein Aufbau der Steuereinrichtung nach Art eines Pneumatikzylinders erwiesen. In diesem Zusammenhang ist eine der beiden Steuerkomponenten von einem Gehäuse gebildet und die andere Steuerkomponente von einer einen Kolben und eine Kolbenstange enthaltenden Baueinheit, die als Kolben-Kolbenstangen-Baueinheit bezeichnet sei. Wie bei einem Pneumatikzylinder befindet sich der Kolben innerhalb des Gehäuses und begrenzt gemeinsam mit dem Gehäuse mindestens eine als Steuerkammer genutzte Gehäusekammer. Die Kolbenstange ragt aus dem Gehäuse heraus und bietet wie das Gehäuse die Möglichkeit zu einer Krafteinleitung zwecks Veränderung der Relativposition zwischen Gehäuse und Kolben-Kolbenstangen-Baueinheit, wodurch das Volumen der Steuerkammer und mithin der darin herrschende Steuerdruck verändert werden. Im Betrieb der Arbeitsvorrichtung wird zweckmäßigerweise das Gehäuse als Handbetätigungsmittel genutzt, das beispielsweise mit einer Hand erfasst werden kann, um eine die Steuerbewegung hervorrufende manuelle Betätigungskraft einzuleiten. An dem Gehäuse kann aber auch eine zusätzliche Handhabe angebracht sein, die das manuelle Einleiten der Betätigungskraft erleichtert.To be particularly advantageous, a structure of the control device has proven in the manner of a pneumatic cylinder. In this connection, one of the two control components is formed by a housing and the other control component by a unit containing a piston and a piston rod, which is referred to as a piston-piston rod assembly. As with a pneumatic cylinder, the piston is located within the housing and defines together with the housing at least one housing chamber used as a control chamber. The piston rod projects out of the housing and, like the housing, offers the possibility of a force introduction in order to change the relative position between the housing and piston-piston assembly, whereby the volume of the control chamber and thus the control pressure prevailing therein are changed. During operation of the working device, the housing is expediently used as a manual actuating means, which can be detected, for example, with one hand in order to initiate a manual actuating force that causes the control movement. On the housing but also an additional handle may be attached, which facilitates the manual initiation of the actuating force.
Als besonders vorteilhaft wird angesehen, die Kolben-Kolbenstangen-Baueinheit mit einer durch das Gehäuse hindurchgehenden Kolbenstange auszustatten, sei es mit einer einstückig durchgehenden Kolbenstange oder mit einer mehrteiligen Kolbenstange. Auf entgegengesetzten Seiten aus dem Gehäuse herausragende Endabschnitte der Kolbenstange können zur Fixierung der Steuereinrichtung an einer Tragstruktur genutzt werden, sodass anschließend der Steuerdruck durch ein Verschieben des Gehäuses in der Längsrichtung der Kolben-Kolbenstangen-Baueinheit beeinflusst werden kann. Eine solche Bauform ist einfach in der Herstellung und gewährleistet eine sehr gute Linearführung des als Handbetätigungsmittel fungierenden Gehäuses gegenüber der anderen Steuerkomponente.Particularly advantageous is to equip the piston-piston rod assembly with a passing through the housing piston rod, either with an integrally continuous piston rod or with a multi-part piston rod. On opposite sides of the housing protruding end portions of the piston rod can be used to fix the control device to a supporting structure, so that subsequently the control pressure can be influenced by a displacement of the housing in the longitudinal direction of the piston-piston rod assembly can. Such a design is easy to manufacture and ensures a very good linear guide of acting as a manual actuator housing relative to the other control component.
Vorzugsweise ist der Kolben derart im Gehäuse der Steuereinrichtung angeordnet, dass er den Innenraum des Gehäuses axial in zwei Gehäusekammern unterteilt, von denen die eine als Steuerkammer zur Bereitstellung des variablen pneumatischen Steuerdruckes herangezogen wird. Die andere Gehäusekammer ist dabei zweckmäßigerweise ständig entlüftet, insbesondere indem sie direkt mit der Atmosphäre kommuniziert. Je nachdem, in welcher Richtung die Relativbewegung zwischen den beiden Steuerkomponenten stattfindet, ergibt sich eine Verringerung oder Vergrößerung des Volumens der Steuerkammer und dementsprechend eine Erhöhung oder Reduzierung des pneumatischen Steuerdruckes, wobei sich sogar ein Unterdruck als pneumatischer Steuerdruck erzeugen lässt.Preferably, the piston is arranged in the housing of the control device such that it axially divides the interior of the housing into two housing chambers, one of which is used as a control chamber for providing the variable pneumatic control pressure. The other housing chamber is expediently constantly vented, in particular by communicating directly with the atmosphere. Depending on the direction in which the relative movement between the two control components takes place, results in a reduction or increase in the volume of the control chamber and, accordingly, an increase or decrease of the pneumatic control pressure, with even a negative pressure can be generated as a pneumatic control pressure.
Eine besonders komfortable Bedienung der Arbeitsvorrichtung ist möglich, wenn die Steuereinrichtung über Federmittel verfügt, durch die die beiden Steuerkomponenten in einer als Grundstellung fungierenden Relativposition gehalten werden. Diese Grundstellung ist durch die Federmittel stabilisiert und kann nur dadurch aufgehoben werden, dass eine Rückstellkraft der Federmittel überwunden wird. Dies geschieht mittels der von außen her manuell eingeleiteten Betätigungskraft. Wird diese manuelle Betätigungskraft wieder weggenommen, kehren die Steuerkomponenten aufgrund der wirkenden Federkraft von sich aus in die Grundstellung zurück. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Steuereinrichtung in manuell unbetätigtem Zustand stets einen reproduzierbaren gleichbleibenden pneumatischen Steuerdruck zur Verfügung stellt.A particularly comfortable operation of the working device is possible if the control device has spring means by which the two control components are held in a relative position acting as a basic position. This basic position is stabilized by the spring means and can only be canceled by a restoring force of the spring means is overcome. This is done by means of the manually initiated from outside force. If this manual actuation force is removed again, the control components return to the normal position due to the acting spring force. In this way, it is ensured that the control device always provides a reproducible constant pneumatic control pressure in manually unactuated state.
In Verbindung mit einer nach Art eines Pneumatikzylinders aufgebauten Steuereinrichtung ist es vorteilhaft, wenn in jeder der beiden vom Kolben im Gehäuse abgeteilten Gehäusekammern eine Federeinheit der Federmittel angeordnet ist, die zwischen dem Kolben und dem Gehäuse wirksam ist. Die Federmittel sorgen für eine "Zentrierung" zwischen den beiden Steuerkomponenten und auch für eine Art mechanischer Rückmeldung an den Bediener, der mit zunehmender Auslenkung des Handbetätigungsmittels mit einer stärkeren entgegenwirkenden Federkraft konfrontiert ist, sodass ihm ein Gefühl für einen mehr oder weniger stark eingestellten pneumatischen Steuerdruck vermittelt wird.In conjunction with a constructed in the manner of a pneumatic cylinder control device, it is advantageous if a spring unit of the spring means is arranged in each of the two partitioned from the piston in the housing housing chambers, which is effective between the piston and the housing. The spring means ensure a "centering" between the Both control components and also for a kind of mechanical feedback to the operator, which is confronted with increasing displacement of the manual operating means with a stronger counteracting spring force, so that it is given a sense of a more or less adjusted pneumatic control pressure.
Dadurch, dass der pneumatische Steuerdruck in einem geschlossenen Hohlraumsystem bereitgestellt wird, wobei er nur über die Volumenänderung des Hohlraumsystems variiert wird, wird auch der Vorteil geboten, dass auf der Steuerseite keine Ventile erforderlich sind, was einen weiteren Faktor für die Reduzierung der Herstellkosten darstellt.The fact that the pneumatic control pressure is provided in a closed cavity system, wherein it is varied only by the volume change of the cavity system, also offers the advantage that on the control side no valves are required, which is another factor for the reduction of manufacturing costs.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Arbeitsvorrichtung ist das Arbeitsventil von einem Druckregelventil gebildet. Das Druckregelventil hat einen Primäranschluss, der an eine ein Antriebsfluid bereitstellende Druckquelle anschließbar ist, und außerdem einen mit einer Drucksenke kommunizierenden Entlastungsanschluss, wobei die Drucksenke bei einem pneumatischen Antriebsfluid unmittelbar die Atmosphäre ist. Das Druckregelventil verfügt außerdem über einen Sekundäranschluss, an dem im Betrieb der Arbeitsvorrichtung ein Sekundärdruck des Antriebsfluides ansteht, dessen Höhe vom gleichzeitig an dem Druckregelventil anliegenden pneumatischen Steuerdruck abhängt. Je nach Einstellung kann dabei eine Ausgabe oder ein Rückfluss von Antriebsfluid hervorgerufen werden, um das Volumen der Antriebskammer und damit in Verbindung stehende Funktionen hervorzurufen.In a particularly advantageous embodiment of the working device, the working valve is formed by a pressure regulating valve. The pressure regulating valve has a primary port connectable to a pressure source providing a driving fluid, and also a relief port communicating with a pressure sink, the pressure sink being directly the atmosphere in a pneumatic driving fluid. The pressure control valve also has a secondary connection to which, during operation of the working device, there is a secondary pressure of the drive fluid, the height of which depends on the pneumatic control pressure applied simultaneously to the pressure regulating valve. Depending on the setting, an output or a return flow of drive fluid may be caused to cause the volume of the drive chamber and related functions.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit einer Ausgestaltung der Arbeitsvorrichtung als Handhabungsvorrichtung nutzbar, die dazu geeignet ist, Gegenstände anzuheben und/oder abzusenken oder auch stabil in einer gewünschten Höhenposition zu halten. Eine solche Handhabungsvorrichtung enthält eine Antriebseinrichtung mit zwei unter Ausführung einer Arbeitsbewegung relativ zueinander bewegbaren Antriebskomponenten, die gemeinsam eine Antriebskammer begrenzen, die mit dem Sekundäranschluss des Druckregelventils verbunden ist. Eine erste der beiden Antriebskomponenten ist mit einem Gegenstandshaltemittel verbunden oder verbindbar, an dem ein umzupositionierender Gegenstand zumindest zeitweilig fixierbar ist. Durch Veränderung des pneumatischen Steuerdruckes kann eine Zufuhr oder Abfuhr des Antriebsfluides in die oder aus der Antriebskammer hervorgerufen werden, sodass eine die Höhenposition des Gegenstandshaltemittels verändernde Arbeitsbewegung der ersten Antriebskomponente hervorgerufen wird. Durch entsprechende Vorgabe des Steuerdruckes kann das Gegenstandshaltemittel bei Bedarf in jeder eingestellten Höhenposition stabil gehalten werden.The invention can be used particularly advantageously in connection with an embodiment of the working device as a handling device, which is suitable for raising and / or lowering objects or to hold them in a desired height position in a stable manner. Such a handling device contains a drive device with two drive components which are movable relative to one another under the execution of a working movement and together define a drive chamber which is connected to the secondary connection of the pressure control valve. A first of the two Drive components is connected or connectable to an article holding means to which a repositioned object is at least temporarily fixable. By changing the pneumatic control pressure, supply or discharge of the driving fluid into or out of the driving chamber can be caused to cause a working movement of the first driving component to change the height position of the article holding means. By appropriate specification of the control pressure, the article holding means can be kept stable if necessary in each set height position.
Aufgrund der Möglichkeit zur stetig variablen Volumenveränderung der Steuerkammer kann Einfluss auf die Strömungsrate des Antriebsfluides genommen werden, wodurch sich die Geschwindigkeit der Arbeitsbewegung beeinflussen lässt. Dies eröffnet der Bedienperson ein feinfühliges Bewegen und auch Positionieren des Gegenstandshaltemittel bzw. eines daran fixierten Gegenstandes.Due to the possibility of constantly variable volume change of the control chamber can be influenced on the flow rate of the drive fluid, which can affect the speed of the working movement. This opens up to the operator a sensitive movement and also positioning of the article holding means or an object fixed thereto.
Besonders zweckmäßig in Verbindung mit einer Handhabungsvorrichtung wird angesehen, wenn die nicht als Handbetätigungsmittel fungierende Steuerkomponente ortsfest bezüglich der im Betrieb die Arbeitsbewegung ausführenden ersten Antriebskomponente angeordnet ist. Auf diese Weise bewegt sich die Steuereinrichtung zusammen mit der ersten Antriebskomponente, was die Handhabung der Arbeitsvorrichtung besonders einfach macht.Particularly useful in connection with a handling device is considered when the non-acting as a manual actuating control component is stationary with respect to the operating movement in the execution exporting first drive component is arranged. In this way, the control device moves together with the first drive component, which makes the handling of the working device particularly simple.
Die Arbeitsvorrichtung lässt sich vielfältig einsetzen, auch für vorstehend noch nicht geschilderte Zwecke. Denkbar ist beispielsweise ein Einsatz als Türöffner in Zügen, die über ein pneumatisches Türbetätigungssystem verfügen. Des Weiteren ist es in explosionsgefährdeten Räumen oder Kabinen gefährlich bis sogar verboten, mit elektrischen Signalen zu arbeiten. Hier könnte man mit Hilfe der Arbeitsvorrichtung ungefährliche pneumatische Signale erzeugen. Beispielhaft sei hier die Handhabung von Teilen oder das Öffnen der Kabinentüren von Lackieranlagen erwähnt.The working device can be used in many ways, even for purposes not previously described. It is conceivable, for example, a use as a door opener in trains that have a pneumatic door operating system. Furthermore, in potentially explosive rooms or cabins it is dangerous or even forbidden to work with electrical signals. Here you could generate harmless pneumatic signals using the working device. By way of example, the handling of parts or the opening of the cabin doors of paint shops may be mentioned here.
Wenn die Steuereinrichtung direkt auf ein druckregelndes, als Schieberventil ausgeführtes Arbeitsventil geschaltet wird, besteht auch die Möglichkeit zum Schalten beziehungsweise Steuern höherer Drücke. In diesem Zusammenhang könnte man bei Werkzeugmaschinen mit Druckluftmotoren eine Drehzahlregulierung realisieren.When the control device is switched directly to a pressure-regulating, designed as a slide valve working valve, there is also the Possibility to switch or control higher pressures. In this context, one could realize a speed regulation in machine tools with pneumatic motors.
Weiterhin erwähnenswert ist die Kombination zweier Steuereinrichtungen mit einem als UND-Ventil ausgeführten Arbeitsventil, um eine pneumatische Zweihandbetätigung zu verwirklichen. Ein Einsatz hierfür ist insbesondere derjenige einer Pressensteuerung, bei der hohe Sicherheitsanforderung bestehen.Also worth mentioning is the combination of two control devices with a working as an AND valve working valve to realize a pneumatic two-handed operation. A use for this is in particular that of a press control, in which there is a high security requirement.
Die Steuereinrichtung könnte auch so ausgebildet werden, dass sich durch mehrmalige Betätigung der Steuereinrichtung nach Art einer Pumpfunktion eine Erhöhung des Steuerdruckes herbeiführen lässt. Dies insbesondere in Fällen, in denen besonders hohe Druckänderungen seitens des Steuerdruckes gewünscht sind.The control device could also be designed so that an increase of the control pressure can be brought about by repeated actuation of the control device in the manner of a pumping function. This particular in cases where particularly high pressure changes are desired by the control pressure.
Schließlich sei als weitere Einsatzmöglichkeit eine Kopplung der Steuereinrichtung mit einem 5/3-Wegeventil angesprochen, wobei mittels der Steuereinrichtung ein wahlweises Belüften oder Entlüften des Wegeventils verursacht werden könnte.Finally, as a further possible use, a coupling of the control device is addressed with a 5/3-way valve, wherein by means of the control device an optional venting or venting of the directional control valve could be caused.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In deren einziger Figur (
In der Zeichnung ist eine Arbeitsvorrichtung 1 illustriert, die in einer vorteilhaften Weise als Handhabungsvorrichtung 1a konzipiert ist. Mit einer solchen Handhabungsvorrichtung 1a können beliebige Gegenstände, von denen einer bei 2 illustriert ist, bewegt und bei Bedarf auch umpositioniert werden. Konkret ermöglicht die Handhabungsvorrichtung 1a zumindest auch eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Hubbewegung 3 des Gegenstandes 2 zum Anheben und/oder Absenken des Gegenstandes 2, was beispielsweise im Logistikbereich relevant ist, wo Gegenstände 2 an einer ersten Stelle aufgenommen und an einer diesbezüglich beabstandeten Stelle wieder abgesetzt werden sollen.In the drawing, a working device 1 is illustrated, which is designed in an advantageous manner as a handling device 1a. With such a handling device 1a, any objects, one of which is illustrated in FIG. 2, can be moved and, if necessary, also repositioned. Specifically, the handling device 1 a also allows at least one indicated by a double
Insbesondere im Zusammenhang mit einer Ausgestaltung als Handhabungsvorrichtung 1a ist es vorteilhaft, wenn die Arbeitsvorrichtung 1 nicht nur die geschilderte vertikale Hubbewegung 3 des Gegenstandes 2 hervorrufen kann, sondern auch eine diesbezüglich isolierte oder überlagerte Querbewegung in insbesondere einer horizontalen Richtung, wobei eine solche Bewegung als Verfahrbewegung bezeichnet sei und in der Zeichnung bei 4 mit einem Doppelpfeil illustriert ist. Auch eine überlagerte Drehbewegung oder Schwenkbewegung lässt sich realisieren. Durch diese kombinierten Bewegungsmöglichkeiten kann ein Gegenstand 2 sehr variabel mehrdimensional im Raum verlagert und bei Bedarf umpositioniert werden.In particular, in connection with a configuration as a handling device 1a, it is advantageous if the working device 1 can not only cause the described
Die Arbeitsvorrichtung 1 hat zweckmäßigerweise eine nur schematisch angedeutete Tragstruktur 5, die beispielsweise von einem Vorrichtungsgestell gebildet ist und die je nach Aufbau der Arbeitsvorrichtung 1 ortsfest oder beweglich sein kann. Die Tragstruktur 5 kann beispielsweise auch ein beweglicher Auslegerarm sein.The working device 1 expediently has a
Aus der Zeichnung ist weiterhin eine zweckmäßigerweise einen Bestandteil der Arbeitsvorrichtung 1 bildende fluidbetätigte Antriebseinrichtung 6 ersichtlich. Die Antriebseinrichtung 6 hat zwei unter Ausführung einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Arbeitsbewegung 7 relativ zueinander bewegliche Antriebskomponenten, die im Folgenden als erste Antriebskomponente 8 und als zweite Antriebskomponente 9 bezeichnet seien. Die Arbeitsbewegung 7 ist vorzugsweise eine Linearbewegung.From the drawing, a suitably a part of the working device 1 forming fluid-operated drive device 6 is still visible. The drive device 6 has two under the execution of an indicated by a double
Die beiden Antriebskomponenten 8, 9 begrenzen gemeinsam eine Antriebskammer 12. Aufgrund der relativen Beweglichkeit zwischen den beiden Antriebskomponenten 8, 9 hat die Antriebskammer 12 ein variables Volumen. Die Arbeitsbewegung 7 ist dadurch hervorrufbar, dass ein unter Druck stehendes Antriebsfluid entweder in die Antriebskammer 12 eingespeist oder aus der Antriebskammer 12 abgeführt wird.The two drive components 8, 9 together define a
Die Antriebseinrichtung 6 ist bevorzugt eine Linearantriebseinrichtung. Hieran soll sich die weitere Beschreibung orientieren. Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinrichtung 6 als Drehantriebseinrichtung konzipiert.The drive device 6 is preferably a linear drive device. This should be followed by the further description. In a non-illustrated embodiment, the drive device 6 as Rotary drive device designed.
Die zweite Antriebskomponente 9 ist starr oder beweglich an der Tragstruktur 5 angeordnet. Bei der Arbeitsbewegung 7 bewegt sich die erste Antriebskomponente 8 relativ zu der zweiten Antriebskomponente 9, was zur Folge hat, dass ein mit der ersten Antriebskomponente 8 verbundenes Gegenstandshaltemittel 13 eine vertikale Hubbewegung 14 ausführt, was zur Folge hat, dass ein an dem Gegenstandshaltemittel 13 festgehaltener Gegenstand 2 zu der oben beschriebenen Hubbewegung 3 veranlasst wird.The second drive component 9 is arranged rigidly or movably on the
Das Gegenstandshaltemittel 13 ist beispielsweise ein Unterdruckgreifer, ein Magnetgreifer oder ein rein mechanischer Greifer, beispielsweise nach Art eines Parallelgreifers. Ungeachtet seiner konkreten Ausführungsform ist das Gegenstandshaltemittel 13 insbesondere in der Lage, einen Gegenstand 2 lösbar festzuhalten, sodass der Gegenstand 2 zwecks seines Transportes zeitweilig festgehalten und anschließend auch wieder abgelegt werden kann.The article holding means 13 is for example a vacuum gripper, a magnetic gripper or a purely mechanical gripper, for example in the manner of a parallel gripper. Regardless of its concrete embodiment, the article holding means 13 is in particular able to releasably hold an
Das Gegenstandshaltemittel 13 ist vorzugsweise lösbar an der ersten Antriebskomponente 8 angeordnet. Dabei kann wie abgebildet eine direkte Anbringung vorgesehen sein oder auch eine mittelbare Verbindung unter Verwendung einer nicht weiter illustrierten Zwischenstruktur.The article holding means 13 is preferably arranged detachably on the first drive component 8. In this case, as shown, a direct attachment may be provided or also an indirect connection using a not further illustrated intermediate structure.
Durch die Gewichtskraft des Gegenstandshaltemittels 13 und des an dem Gegenstandshaltemittel 13 fixierten Gegenstandes 2 unterliegt die erste Antriebskomponente 8 einer Betriebskraft "FB", die danach trachtet, die erste Antriebskomponente 8 im Sinne einer Verringerung des Volumens der Antriebskammer 12 zu bewegen.By the weight force of the article holding means 13 and the
Bei der ersten Antriebskomponente 8 handelt es sich insbesondere um eine Antriebseinheit 15, die einen Antriebskolben 15a und eine mit dem Antriebskolben 15a fest verbundene Antriebsstange 15b aufweist. Die zweite Antriebskomponente 9 besteht insbesondere aus einem Antriebsgehäuse 16, in dem der Antriebskolben 15a linear beweglich aufgenommen ist und aus dem die Antriebsstange 15b linear verschiebbar herausragt. Der Antriebskolben 15a begrenzt gemeinsam mit einer stirnseitigen Abschlusswand 16a des Antriebsgehäuses 16 die schon erwähnte Antriebskammer 12.The first drive component 8 is, in particular, a drive unit 15 which has a
Exemplarisch erstreckt sich die Antriebsstange 15b ausgehend vom Antriebskolben 15a geradlinig oder auch schräg nach unten. Die Betriebskraft "FB" zieht daher die Antriebseinheit 15 nach unten, wobei der als bewegliche Wand der Antriebskammer 12 fungierende Antriebskolben 15a in Richtung zu der unterhalb von ihm angeordneten stirnseitigen Abschlusswand 16a beaufschlagt ist. Der momentan zwischen dem Antriebskolben 15a und der stirnseitigen Abschlusswand 16a vorhandene axiale Abstand hängt vom momentanen Füllvolumen der Antriebskammer 12 mit Antriebsfluid ab.By way of example, the
Ersichtlich kann durch eine Veränderung des Füllvolumens der Antriebskammer 12 eine Hubbewegung 14, 3 im Sinne eines Anhebens oder Absenkens hervorgerufen werden.It can be seen that a change in the filling volume of the
Eine in dem Antriebsgehäuse 16 auf der der Antriebskammer 12 axial entgegengesetzten Seite des Antriebskolbens 15a liegende weitere Kammer 12a des Antriebsgehäuses 16 hat zweckmäßigerweise eine ständige Verbindung zur Atmosphäre, sodass in ihr Umgebungsdruck herrscht und bei der Hubbewegung 14 ein Luftaustausch mit der Atmosphäre, d.h. ein "Atmen" möglich ist.A in the drive housing 16 on the
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinrichtung 6 derart in ein kinematisches System integriert, dass die beiden Kammern 12, 12a hinsichtlich ihrer Funktion vertauscht sind.In one embodiment, not shown, the drive device 6 is integrated into a kinematic system such that the two
Zur gesteuerten Beaufschlagung der Antriebskammer 12 mit einem Antriebsfluid ist die Arbeitsvorrichtung 1 mit einer sich aus mehreren funktionellen Komponenten zusammensetzenden Betätigungseinrichtung 17 ausgestattet. Die Hauptkomponenten der Betätigungseinrichtung 17 sind ein Arbeitsventil 18 und eine zur Ansteuerung des Arbeitsventils 18 dienende Steuereinrichtung 19.For controlled actuation of the
Bei dem Arbeitsventil 18 handelt es sich vorzugsweise um ein Druckregelventil 22. Ein Druckregelventil 22 ermöglicht einen Betrieb der Handhabungsvorrichtung 1a in einer Weise, dass der Gegenstand 2 in jeder beliebigen eingestellten Höhenposition ausbalancierbar ist, sodass er so lange wie gewünscht die betreffende Höhenposition beibehält. Im Zusammenhang mit dieser Funktionalität kann die Handhabungsvorrichtung 1a auch als Balancer bezeichnet werden.The working valve 18 is preferably a pressure regulating valve 22. A pressure regulating valve 22 permits operation of the handling device 1a in such a manner that the
Das Druckregelventil 22 ist zweckmäßigerweise ein mechanisches oder servo-pneumatisches Druckregelventil.The pressure regulating valve 22 is expediently a mechanical or servo-pneumatic pressure regulating valve.
Ist die ausbalancierende Funktionalität nicht gewünscht oder ist die Arbeitsvorrichtung 1 von anderer Art als eine Handhabungsvorrichtung 1a, kann das Arbeitsventil 18 auch von einer anderen Ventilbauart sein, insbesondere auch von der Art eines nichtregelnden Proportionalventils.If the balancing functionality is not desired or if the working device 1 is of a different type than a handling device 1a, the working valve 18 can also be of a different type of valve, in particular also of the type of a non-regulating proportional valve.
Der weiteren Erläuterung des Ausführungsbeispiels soll ein als Druckregelventil 22 ausgebildetes Arbeitsventil 18 zugrunde liegen.The further explanation of the embodiment should be based on a designed as a pressure control valve 22 working valve 18.
Das Druckregelventil 22 hat einen Primäranschluss 23, der im Betrieb der Arbeitsvorrichtung 1 an eine das zur Betätigung des Antriebseinrichtung 6 erforderliche Antriebsfluid liefernde Druckquelle 24 angeschlossen ist. Die Druckquelle 24 stellt das Antriebsfluid so zur Verfügung, dass es unter einem Überdruck steht, der als Primärdruck bezeichnet sei.The pressure regulating valve 22 has a
Das Druckregelventil 22 ist außerdem mit einem Entlastungsanschluss 25 versehen, der ständig mit einer Drucksenke 26 verbunden ist. Bei dieser Drucksenke 26 handelt es sich insbesondere um die Atmosphäre.The pressure control valve 22 is also provided with a
An dieser Stelle sei erwähnt, dass es sich bei dem Antriebsfluid vorzugsweise um Druckluft handelt. In diesem Fall erfolgt eine pneumatische Betätigung der Antriebseinrichtung 6. Eine Realisierung als hydraulische Antriebseinrichtung 6 mit einem flüssigen Antriebsfluid ist aber ohne weiteres ebenfalls möglich.It should be mentioned at this point that the drive fluid is preferably compressed air. In this case, a pneumatic actuation of the drive device 6 takes place. A realization as a hydraulic drive device 6 with a liquid drive fluid is, however, also readily possible.
Das Druckregelventil 22 weist außerdem einen Sekundäranschluss 27 auf, der im Betrieb der Arbeitsvorrichtung 1 an die Antriebskammer 12 angeschlossen ist. Ein beispielsweise mittels einer Fluidleitung realisierter Arbeitskanal 28 verbindet den Sekundäranschluss 27 mit einer Anschlussöffnung 32 des Antriebsgehäuses 16, die mit der Antriebskammer 12 in Fluidverbindung steht.The pressure regulating valve 22 also has a
Das Druckregelventil 22 verfügt über ein Ventilgehäuse 33 und ein in dem Ventilgehäuse 33 beweglich angeordnetes Ventilglied 34. Im Rahmen einer Regelungsbewegung ist das Ventilglied 34 innerhalb des Ventilgehäuses 33 variabel positionierbar, um den Sekundäranschluss 27 entweder mit dem Primäranschluss 23 oder mit dem Entlastungsanschluss 25 zu verbinden, wobei die jeweilige Fluidverbindung vorzugsweise jeweils mit einem variablen Strömungsquerschnitt realisierbar ist, oder auch abzusperren. Auf diese Weise ist abhängig von der momentanen Regelungsposition des Ventilgliedes 34 eine Fluidströmung mit unterschiedlichen Strömungsraten möglich.The pressure control valve 22 has a
Das Druckregelventil 22 ist in der Lage, am Sekundäranschluss 27 einen geregelten Sekundärdruck bereitzustellen. Dieser Sekundärdruck ist maximal so groß wie der Primärdruck, regelmäßig jedoch niedriger.The pressure control valve 22 is capable of providing a regulated secondary pressure at the
Die Höhe des geregelten, am Sekundäranschluss 27 anstehenden Sekundärdruckes ist mittels eines Steuersignals vorgebbar, mit dem das Druckregelventil 22 angesteuert wird. Letztlich wird durch das Steuersignal diejenige Höhe des Sekundärdruckes bestimmt, bei der das Druckregelventil 22 den Sekundäranschluss 27 von sowohl dem Primäranschluss 23 als auch dem Entlastungsanschluss 25 abtrennt.The height of the regulated, prevailing at the
Bei dem Steuersignal kann es sich, je nach Typ des Arbeitsventils 18 beziehungsweise Druckregelventils 22, um ein elektrisches Steuersignal oder um ein pneumatisches Steuersignal handeln. Bevorzugt ist das Arbeitsventil 18 beziehungsweise Druckregelventil 22 vom elektrisch ansteuerbaren Typ, bei dem die Regelungsvorgänge auf der Grundlage eines elektrischen Steuersignals ablaufen. Dies trifft auf das Ausführungsbeispiel zu.Depending on the type of working valve 18 or pressure regulating valve 22, the control signal may be an electrical control signal or a pneumatic control signal. Preferably, the working valve 18 or pressure control valve 22 is of the electrically controllable type, in which the control processes take place on the basis of an electrical control signal. This applies to the embodiment.
Ungeachtet des Typs des Arbeitsventils 18 beziehungsweise Druckregelventils 22 basiert das Steuersignal allerdings auf einem pneumatischen Druck, der als Steuerdruck bezeichnet sei. Dieser pneumatische Steuerdruck wird dem Druckregelventil 22 mittels eines beispielsweise von einer Steuerleitung definierten Steuerkanals 35 zugeführt, der an einen pneumatischen Steuereingang 36 des Druckregelventils 22 angeschlossen ist. Eine Drucksensoreinrichtung 39 der Betätigungseinrichtung 17, die vorzugsweise als unmittelbarer Bestandteil des Druckregelventils 22 ausgeführt ist, fungiert als pneumatisch-elektrischer Wandler und erzeugt aus dem pneumatischen Steuerdruck das elektrische Betätigungssignal für das elektrisch betätigbare Druckregelventil 22.Regardless of the type of working valve 18 or pressure regulating valve 22, however, the control signal is based on a pneumatic pressure, which is referred to as control pressure. This pneumatic control pressure is supplied to the pressure regulating valve 22 by means of a
Wenn das Druckregelventil 22 vom pneumatisch ansteuerbaren Typ ist, wird der pneumatische Steuerdruck unmittelbar als pneumatisches Steuersignal für die Regelungsbetätigung des Ventilgliedes 34 herangezogen.When the pressure control valve 22 is of the pneumatically controllable type, the pneumatic control pressure is used directly as a pneumatic control signal for the control operation of the
Den an dem pneumatischen Steuereingang 36 anstehenden pneumatischen Steuerdruck liefert die oben erwähnte Steuereinrichtung 19. Ein Vorteil bei der Generierung des pneumatischen Steuerdruckes wird darin gesehen, dass das hierzu verwendete pneumatische Steuerdruckmedium, also insbesondere Druckluft, nicht ständig von außen her zugeführt wird, sondern in einem geschlossenen internen pneumatischen Hohlraumsystem 37 bereitgestellt ist, wobei die Menge des Steuerdruckmediums stets konstant bleibt. Zur Veränderung des pneumatischen Steuerdruckes wird letztlich nur das Volumen des Hohlraumsystems 37, in dem das pneumatische Steuerdruckmedium eingesperrt ist, verändert.An advantage in the generation of the pneumatic control pressure is seen in the fact that the pneumatic control pressure medium used for this purpose, ie in particular compressed air, is not constantly fed from the outside, but in one closed internal
Das vorgenannte, geschlossene pneumatische Hohlraumsystem 37, das im Folgenden zur Vereinfachung auch nur noch als "Hohlraumsystem" bezeichnet wird, verfügt über eine in der Steuereinrichtung 19 ausgebildete volumenveränderliche Steuerkammer 38. Abgreifbar ist der pneumatische Steuerdruck an einem in ständiger Fluidverbindung mit der Steuerkammer 38 stehenden Steuerausgang 42. Dieser Steuerausgang 42 steht mit dem Steuereingang 36 des Arbeitsventils 18 beziehungsweise Druckregelventils 22 in Fluidverbindung.The aforementioned, closed
Wenn das Druckregelventil 22 mit der Steuereinrichtung 19 zu einer Baueinheit zusammengefasst ist, können der Steuerausgang 42 und der Steuereingang 36 unmittelbar miteinander verbunden sein. Beim Ausführungsbeispiel wird die Fluidverbindung durch den schon erwähnten Steuerkanal 35 hergestellt, der einerseits an den Steuerausgang 42 und andererseits an den Steuereingang 36 angeschlossen ist. In diesem Fall gehört auch das in dem Steuerkanal 35 enthaltene Volumen zu dem Hohlraumsystem 37.If the pressure control valve 22 is combined with the
Die Steuereinrichtung 19 verfügt über ein im Rahmen einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Steuerbewegung 43 manuell bewegbares Handbetätigungsmittel 44, wobei die Steuerbewegung 43 des Handbetätigungsmittels 44 eine Volumenänderung der Steuerkammer 38 hervorruft. Je nachdem, ob die Steuerbewegung 43 eine Verkleinerung oder eine Vergrößerung der Steuerkammer 38 zur Folge hat, ergibt sich eine Erhöhung oder Reduzierung des in dem Hohlraumsystem 37 herrschenden, als pneumatischer Steuerdruck genutzten Innendruckes. Folglich kann der pneumatische Steuerdruck ohne jeglichen Fluidaustausch allein durch eine Volumenveränderung des Hohlraumsystems 37 und insbesondere der Steuerkammer 38 hervorgerufen werden. Auslöser ist dabei eine manuelle Betätigungskraft, die durch eine Bedienperson händisch in das Handbetätigungsmittel 44 eingeleitet wird.The
Der in dem Hohlraumsystem 37 herrschende pneumatische Steuerdruck ist proportional zur Steuerbewegung 43. Mithin ist der Steuerdruck stetig variierbar. Somit ist dem Druckregelventil 22 ein stetig veränderbares Steuersignal auferlegbar, was die vorteilhafte Möglichkeit bietet, nicht nur eine Änderung des am Sekundäranschluss anstehenden Sekundärdruckes zu bewirken, sondern auch die Strömungsrate des zwischen dem Druckregelventil 22 und der Antriebseinrichtung 6 überströmenden Antriebsfluides zu beeinflussen, was letztlich eine Beeinflussung der Bewegungsgeschwindigkeit der Hubbewegung 3 bzw. 14 gestattet. Man kann also nicht nur die Höhenposition des Gegenstandshaltemittels 13 beziehungsweise des daran gehaltenen Gegenstandes 2 variieren, sondern auch die mit der Veränderung der Höhenposition in Verbindung stehende Hubgeschwindigkeit.The prevailing in the
Um die einen Gegenstand 2 tragende Antriebseinheit 15 stationär in einer beliebigen Höhenposition zu positionieren, bedarf es in der Antriebskammer 12 eines bestimmten Arbeitsdruckes, der in Verbindung mit einer die Antriebskammer 12 begrenzenden Druckbeaufschlagungsfläche der Antriebseinheit 15 - exemplarisch an dem Antriebskolben 15a ausgebildet - eine Hubkraft erzeugt, die die Gewichtskraft der Antriebseinheit 15 und die Betriebskraft "FB" kompensiert. Soll die einen Gegenstand 2 tragende Antriebseinheit 15 hochgefahren werden, bedarf es einer Druckerhöhung in der Antriebskammer 12, die mittels einer Druckerhöhung des am Sekundäranschluss 27 anstehenden Sekundärdruckes hervorgerufen wird. Der hierzu gewünschte Anstieg des Sekundärdruckes wird durch eine zeitweilige Druckerhöhung des pneumatischen Steuerdruckes erreicht, indem das Handbetätigungsmittel 44 gemäß der strichpunktiert umrahmten Illustration entsprechend Pfeil 45 im Sinne einer Volumenverringerung der Steuerkammer 38 manuell verlagert wird. Ist die gewünschte Höhenposition der Antriebseinheit 15 erreicht, bewegt man das Handbetätigungsmittel 44 wieder in die vor Auslösung der Hubbewegung vorhandene Grundstellung zurück, in der die bewegte Masse wieder kräftemäßig ausbalanciert ist.In order to position the drive unit 15 carrying an
In entsprechender Weise kann ein Absenken der Antriebseinheit 15 hervorgerufen werden, indem das Handbetätigungsmittel 44 ausgehend von der das Kräftegleichgewicht an der Antriebseinrichtung 16 bewirkenden Grundstellung entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils 45a verlagert wird, sodass sich das Volumen des Hohlraumsystems 37 vergrößert und der pneumatische Steuerdruck niedriger wird. In einem solchen Fall stellt sich in dem Druckregelventil 22 eine Fluidverbindung zwischen dem Sekundäranschluss 27 und dem Entlastungsanschluss 25 ein, der ein Entweichen von Antriebsfluid aus der Antriebskammer 12 gestattet, um der Antriebseinheit 15 das angestrebte Absinken zu ermöglichen. Auch hier kann die Absinkgeschwindigkeit jederzeit und an jeder Stelle dadurch gestoppt werden, dass das Handbetätigungsmittel 44 wieder in die den Gleichgewichtszustand definierende Grundstellung zurückbewegt wird.In a corresponding manner, a lowering of the drive unit 15 can be caused by the manual actuating means 44 is displaced from the force balance on the drive means 16 causing basic position opposite to the direction of the
Beim Befüllen des Hohlraumsystems 37 mit dem Steuerdruckmedium und/oder durch eine entsprechende Justierung der Grundstellung des Handbetätigungsmittels 44 lässt sich das System problemlos hinsichtlich der jeweils handzuhabenden Gewichtskraft justieren, sodass eine konstante Höhenposition beibehalten wird, wenn das Handbetätigungsmittel 44 die Grundstellung einnimmt. Man kann ohne weiteres auch Mittel vorsehen, die ein sogenanntes Teachen von verschiedenen Lasten ermöglichen.When filling the
An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Steuereinrichtung 19 bei einer bevorzugten Weiterbildung an ein Sicherheitssystem gekoppelt ist, das bewirkt, dass eine Bewegung nur möglich ist, wenn das Handbetätigungsmittel 44 von einer Bedienperson bewegt wird.At this point, it should be mentioned that the
Es besteht auch die Möglichkeit, die Steuereinrichtung 19 als Rückmeldemittel zu nutzen, indem ein Sicherheitssystem im Falle einer Störung oder eines sonstigen Ereignisses eine pneumatische Rückwirkung auf das Handbetätigungsmittel 44 auslöst, die von einer das Handbetätigungsmittel 44 festhaltenden Person registriert wird.It is also possible to use the
Die für eine Handbetätigung ausgelegte Steuereinrichtung 19 enthält zweckmäßigerweise zwei unter Ausführung der Steuerbewegung 43 relativ zueinander bewegbare erste und zweite Steuerkomponenten 45, 46. Die erste Steuerkomponente 45 bildet zweckmäßigerweise das Handbetätigungsmittel 44, das im Rahmen der Steuerbewegung 43 relativ zu der zweiten Steuerkomponente 46 bewegbar ist. Beide Steuerkomponenten 45, 46 begrenzen gemeinsam die oben erwähnte Steuerkammer 38. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, die Steuereinrichtung 19 nach Art eines Pneumatikzylinders auszuführen, wie dies bei dem illustrierten vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Fall ist. Ein solcher Aufbau zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die das Handbetätigungsmittel 44 bildende erste Steuerkomponente 45 als ein Gehäuse 47 und die zweite Steuerkomponente 46 als eine Kolben-Kolbenstangen-Baueinheit 48 ausgeführt sind.The designed for a manual
Das Gehäuse 47, das quasi ein Zylindergehäuse ist, verfügt über einen länglichen Gehäuseinnenraum 51, in dem ein Kolben 48a der Kolben-Kolbenstangen-Baueinheit 48 unter Abdichtung linear verschiebbar aufgenommen ist. Eine mit diesem Kolben 48a fest verbundene Kolbenstange 48b ragt stirnseitig aus dem Gehäuse 47 heraus, wobei sein außerhalb des Gehäuses 47 befindlicher Längenabschnitt einen zur Fixierung der Steuereinrichtung 19 nutzbaren Befestigungsabschnitt 48c bildet.The housing 47, which is virtually a cylinder housing, has an
Von Vorteil ist es, wenn die Kolbenstange 48b das Gehäuse 47 komplett durchsetzt und, wie beim Ausführungsbeispiel, auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 47 mit je einem Befestigungsabschnitt 48c herausragt. Mittels der beiden Befestigungsabschnitte 48c ist die Kolben-Kolbenstangen-Baueinheit 48 an einer Halterung 52 befestigt.It is advantageous if the
Der Gehäuseinnenraum 51 ist durch den Kolben 48a in eine erste Gehäusekammer 53 und eine zweite Gehäusekammer 54 axial unterteilt. Bei der Steuerbewegung 43 verändert sich die Länge der beiden Gehäusekammern 53, 54, die an der dem Kolben 48a entgegengesetzten Stirnseite jeweils von einer stirnseitigen Abschlusswand 47a, 47b des Gehäuses 47 begrenzt sind. In dem Maße, in dem sich die jeweils eine Gehäusekammer 53 oder 54 verlängert, verkürzt sich die jeweils andere Gehäusekammer 54, 53.The
Die durch das Gehäuse 47 hindurchgehende Kolbenstange 48b durchsetzt unter Abdichtung gleitverschieblich die beiden stirnseitigen Abschlusswände 47a, 47b, von denen sie zweckmäßigerweise jeweils linear verschiebbar geführt ist.The passing through the housing 47
Die eine, erste Gehäusekammer 53 bildet die Steuerkammer 38. Die zweite Gehäusekammer 54 steht zweckmäßigerweise ständig mit der Atmosphäre in Verbindung, so dass sie drucklos ist und bei der Steuerbewegung 43 ein Luftaustausch mit der Atmosphäre möglich ist, um die Steuerbewegung 43 nicht zu behindern.The one, first housing chamber 53 forms the control chamber 38. The
Um die Steuerbewegung 43 hervorzurufen, genügt es, das Gehäuse 47 als Handbetätigungsmittel 44 zu nutzen und mit einer Hand zu erfassen und relativ zu der Kolben-Kolbenstangen-Baueinheit 48 linear in der einen oder anderen Richtung zu verschieben. Je nach Verschieberichtung stellt sich dabei eine Vergrößerung oder Verringerung des Volumens der die Steuerkammer 38 bildenden ersten Gehäusekammer 53 ein.To cause the
Bedingt durch die das Gehäuse 47 komplett durchsetzende Kolbenstange 48b ist das Handbetätigungsmittel 44, welches von dem Gehäuse 47 gebildet ist, quer zur Richtung der Steuerbewegung 43 optimal abgestützt, sodass ein verschleißarmer Betrieb der Steuereinrichtung 19 möglich ist.Due to the housing 47 completely passing through the
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kolbenstange 48b so ausgebildet und angeordnet, dass sie an nur einer Seite des Kolbens 48a wegragt und auch nur eine der stirnseitigen Abschlusswände 47a oder 47b durchsetzt.In an embodiment not shown, the
Die beiden Befestigungsabschnitte 48c können Endabschnitte einer einstückigen Kolbenstange sein oder auch die Endabschnitte von zwei Längenabschnitten einer mehrteiligen Kolbenstange, die von entgegengesetzten Seiten her mit dem Kolben 48a verbunden sind.The two
Um die oben bereits angesprochene Grundstellung des Handbetätigungsmittels 44 vorzugeben, ist die Steuereinrichtung 19 zweckmäßigerweise mit Federmitteln 55 ausgestattet, die die beiden Steuerkomponenten 45, 46 in einer die Grundstellung bildenden Relativposition elastisch nachgiebig gegenseitig fixieren.In order to specify the above-mentioned basic position of the manual operating means 44, the
Die beiden Steuerkomponenten 45, 46 sind durch die Federmittel 55 in einer derartigen relativen Grundstellung gegenseitig nachgiebig miteinander verspannt, dass die das Handbetätigungsmittel 44 bildende erste Steuerkomponente 45 ausgehend von der Grundstellung in einander entgegengesetzte Richtungen bewegbar ist. Je nach Bewegungsrichtung wird das Volumen der Steuerkammer 38 verkleinert oder vergrößert.The two
Die zweckmäßigerweise vorhandenen Federmittel 55 sind so angeordnet und ausgebildet, dass bei jeder Bewegungsrichtung der Steuerbewegung 43, die von der Grundstellung ausgeht, eine rückstellend wirkende Federkraft zu überwinden ist. Die Federkräfte sind in der Grundstellung des Handbetätigungsmittels 44 im Gleichgewicht. Mithin bewirkt ein Loslassen des Handbetätigungsmittels 44 ein automatisches Rückstellen in die Grundstellung und einen fast sofortigen Stopp der Arbeitsbewegung 7, weil sich der Sekundärdruck 27 in diesem Fall umgehend wieder auf den Arbeitsdruck einregelt, der die aktuelle Höhenposition der Antriebseinheit 15 fixiert.The expediently existing spring means 55 are arranged and designed so that in each direction of movement of the
Zweckmäßigerweise setzen sich die Federmittel 55 aus zwei gesonderten Federeinheiten 55a, 55b zusammen, die in einander entgegengesetzten Richtungen auf das Handbetätigungsmittel 44 beziehungsweise die erste Steuerkomponente 45 einwirken. In Verbindung mit einer Ausgestaltung der Steuereinrichtung 19 nach Art eines Pneumatikzylinders ist es vorteilhaft, jede der beiden Federeinheiten 55a, 55b in einer der beiden Gehäusekammern 53, 54 unterzubringen, sodass sie sich jeweils zwischen dem Gehäuse 47 und der Kolben-Kolbenstangen-Baueinheit 48 abstützen. Bei einer nicht gezeigten Aus-führungsform sind die Federeinheiten 55a, 55b außerhalb des Gehäuses 47 angeordnet.Expediently, the spring means 55 are composed of two separate spring units 55a, 55b which act in opposite directions on the manual operating means 44 and the first control component 45, respectively. In connection with an embodiment of the
Die Federmittel bewirken nicht nur eine definierte Grundstellung der Steuereinrichtung 19, sondern vermitteln dem Bediener auch ein Gefühl für die Betätigung, weil die zu überwindende Federkraft umso größer wird, je stärker das Handbetätigungsmittel 44 aus der Grundstellung ausgelenkt wird.The spring means not only cause a defined basic position of the
Als Halterung 52 für die zweite Steuerkomponente 46 bietet sich vor allem die erste Antriebskomponente 8 an, die mit dem zu bewegenden Gegenstand 2 verbunden oder verbindbar ist. Ein vorteilhafter Effekt dieser Anbringung besteht darin, dass sich die gesamte Steuereinrichtung 19 zusammen mit der ersten Antriebskomponente 8 verlagert. Somit besteht insbesondere auch die Möglichkeit, den umzupositionierenden Gegenstand 2 präzise manuell zu führen.As a
Grundsätzlich kann die zweite Steuerkomponente 46, relativ zu der die das Handbetätigungsmittel 44 bildende erste Steuerkomponente 45 im Rahmen der Steuerbewegung 43 bewegbar ist, auch an jeder beliebigen anderen Halterung 52 angebracht sein. In diesem Zusammenhang ist oben links in der Zeichnung strichpunktiert illustriert, alternativ die Tragstruktur 5 als Halterung 52 zu nutzen.In principle, the
Eine Realisierung der Steuereinrichtung 19 nach Art eines Pneumatikzylinders ist eine sehr kostengünstige Lösung, da man auf gängige Pneumatikzylinder zurückgreifen kann, die nur geringfügiger Anpassungen bedürfen.A realization of the
Claims (16)
- Work device, with an actuating device (17) suitable for actuation of a fluid-actuated drive unit (6), which has an operating valve (18) which may be controlled by a control signal generated on the basis of a pneumatic control pressure and which contains a control device (19) supplying the pneumatic control pressure and which, for its manual actuation, is equipped with movable manual actuation means (44) and has a control outlet (42) providing the pneumatic control pressure, wherein the actuating device (17) has a closed pneumatic hollow space system (37), characterised in that there belongs to the hollow space system (37) a volume-changing control chamber (38) of the control device (19) connected to the control outlet (42), the volume of which is continuously variable with the result of a constantly variable change in control pressure by manual movement of the manual actuation means (44).
- Work device according to claim 1, characterised in that the operating valve (18) is of the electrically controllable type, wherein the actuating device (17) has, for detecting the pneumatic control pressure and based on the detected pneumatic control pressure, a pressure sensor device (39) generating an electrical control signal serving to control the operating valve (18) and expediently forming a direct constituent of the operating valve (18).
- Work device according to claim 1, characterised in that the operating valve (18) is of the pneumatically controllable type, wherein a pneumatic control signal for the operating valve (18) is formed directly by the pneumatic control pressure.
- Work device according to claim 2 or 3, characterised in that the operating valve (18) has a pneumatic control inlet (36), which is pneumatically connected to the control outlet (42) of the control device (19) to receive the control pressure.
- Work device according to any of claims 1 to 4, characterised in that the control device (19) has two control components (45, 46), movable relative to one another in the execution of a control movement (43), and together bounding the volume-changing control chamber (38), wherein one of the control components (45) forms the manual actuation means (44), by manual actuation of which the control movement (43) changing the volume of the control chamber (38) relative to the other control component (46) may be generated.
- Work device according to claim 5, characterised in that the control device (19) is designed in the manner of a pneumatic cylinder, wherein its one control component (45) is formed by a housing (47) and its other control component (46) by a piston-piston rod assembly (48), wherein the piston (48a) of the piston-piston rod assembly (48) is mounted in the housing (47) and the piston rod (48b) of the piston-piston rod assembly (48) extends out of the housing (47), and wherein the piston (48a) together with the housing (47) bounds the volume-changing control chamber (38), the volume of which may be varied constantly by a relative movement between the housing (47) and the piston-piston rod assembly (48) which takes place during the control movement (43).
- Work device according to claim 6, characterised in that the piston-piston rod assembly (48) has a piston rod (48b) passing through the housing (47) and extending out of the housing (47) on opposite sides.
- Work device according to claim 6 or 7, characterised in that the housing (47) forms the manual actuation means (44), wherein the control movement (43) results from a manually generated linear movement of the housing (47) relative to the piston-piston rod assembly (48).
- Work device according to any of claims 5 to 8, characterised in that inside the housing (47) the piston (48a) divides two housing chambers (53, 54) axially from one another, with one housing chamber (53) forming the control chamber (38) while the other housing chamber (54) is expediently constantly vented.
- Work device according to any of claims 5 to 9, characterised in that the control device (19) has spring means (55) by which the two control components (45, 46) are held relative to one another in a basic position, starting from which the control component (45) with the manual actuation means (44) may be moved to execute the control movement (43) while overcoming a resetting spring force of the spring means (55), alternately in one of two opposite directions relative to the other control component (46), wherein the volume of the control chamber (38) undergoes an increase or a decrease depending on the direction of movement.
- Work device according to claim 10 in conjunction with claim 9, characterised in that, in each of the two housing chambers (53, 54), there is located one of two spring units (55a, 55b) of the spring means (55) which are effective between the piston (48a) and the housing (47).
- Work device according to any of claims 1 to 11, characterised in that the operating valve (18) controllable by the control device (19) is a pressure-control valve (22) which has a primary port (23) which may be connected to a pressure source (24) providing driving fluid, a relief port (25) communicating with a pressure sink (26), and a secondary port (27) which may be connected to a volume-changing drive chamber (12) of the drive unit (6), wherein expediently the level of secondary pressure at the secondary port (27) of the pressure-control valve (22) and/or the flow rate of the driving fluid flowing into or out of the drive chamber (12) may be constantly and variably preset by the pneumatic control pressure.
- Work device according to any of claims 1 to 12, characterised in that it has a drive unit (6) connected to the operating valve (18) and actuable by fluidic power from the actuating device (17).
- Work device according to claim 13 in conjunction with claim 12, characterised in that the drive unit (6) contains a volume-changing drive chamber (12) which is connected to the secondary port (27) of the pressure-control valve (22).
- Work device according to claim 14, characterised in that it is in the form of a handling device (1a) suitable for the raising or lowering of objects (2), wherein the drive unit (6) has two drive components (8, 9) which together bound the volume-changing drive chamber (12), of which the one first drive component (8) may be moved relative to the other second drive component (9), with simultaneous changing of the volume of the drive chamber (12) and executing an operating movement (7), wherein the movable first drive component (8) is or may be connected to object holding means (13) for holding an object (2), the height of which in space may be varied by the operating movement (7).
- Work device according to claim 15 in conjunction with any of claims 5 to 11, characterised in that the control component (46) not forming the manual actuation means (44) is mounted immovably relative to the first drive component (8), so that it accompanies the operating movement (7) of the latter.
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