SE509643C2 - Enkelverkande pneumatisk kolv-cylinderenhet - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 509 643 2 För detta ändamål är kolv-cylinderenheten enligt uppfinningen utförd i enlighet med det självständiga patentkravet. De osjälvständiga patentkraven anger kännetecken på utföringsformer.

Vid kolvcylinderenheten enligt uppfinningen skapas returlufttryck i en eller flera i cylindern anordnade trycklufttankar under ventilstyrning i ett se- kundärskede av kolvens rörelse, då hela arbetsslaget är avslutat. För att för- hindra ett kraftigt slag då kolven, åtminstone i sitt arbetsmoment, stöter emot den främre cylindergaveln är i en utföringsform kolven och cylindern ut- formade med samverkande medel för att åstadkomma en dämpning av slut- rörelsen hos kolven.

Närmare kännetecken på och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen, i vilken hänvisas till bifo- gade ritningar, på vilka figur 1 visar ett axiellt snitt genom ett utföringsexem- pel på en kolv-cylinderanordning enligt uppfinningen under dess arbetsslag.

Figur 2 visar ett transversellt snitt genom anordningen enligt figur 1, sett efter linjen Il-ll. Figur 3 visar samma kolv-cylinderanordning som i figur 1 i det ögonblick då arbetsslaget just är avslutat och kolven just skall påbörja sitt re- turslag, och figur 4 visar på samma sätt anordningen i det ögonblick då retur- slaget just är avslutat och en ny cykel med arbetsslag och returslag just skall ta sin början.

Den i figurerna visade kolv-cylinderanordningen består allmänt av en cylindermantel 1 med frontgavel 2 och bakgavel 3, med en i bakgaveln mon- terad evakueringsventil 4 samt en arbetskolv 5 med en därtill ansluten retur- luftventil 6.

Cylindermanteln 1 är av den i och för sig kända typ som är stjärnfor- mad i tvärsnitt, och där varje stjärnarm 7 har en axiell kanal. l det visade fallet är montageskruvar 8 monterade i fyra av stjärnarmarna, och av de öv- riga kanalerna används två motbelägna kanaler 9 och 10 som tryckluftkana- ler, den ena använd som en tryckluftkammare 9 och den andra som en retur- luftkanal 10. Resterande kanaler kan användas för genomföring av t ex elekt- riska ledningar.

Frontgaveln 2 bildar styrning för kolvstången 1 1 som sträcker sig ut genom frontgaveln 2. lnvändigt är frontgaveln utformad med en koppformad urtagning avsedd att bilda en dämpkammare 12 för en till kolven ansluten främre dämpkolv 13. Från denna främre dämpkammare 12 leder en smal kanal 14 in i mantelns returluftkanal 10. Frontgaveln har också en yttre 10 15 20 25 30 35 509 643 3 ansats med tätningsring, på vilken cylindermanteln 1 är anordnad att skjutas på.

Bakgaveln 3 har, liksom frontgaveln, en ansats med tätningsring, på vilken bakänden på cylindermanteln är anordnad att skjutas på och hållas fast med hjälp av de axiella skruvarna 8. Den är likaledes utformad med en bakre dämpkammare 15 anpassad till en bakre dämpkolv 16 som utgör en fast del av kolven 5. I bakgaveln finns en ventil anordnad, vilken består av en av en fjäder 17 påverkad ventilkolv 18 som är förskjutbar i en ventilkanal 19 mellan ett övre läge som intas under påverkan av fjädern 17 och ett intryckt, undre läge, vilket intas när ventilkanalen 19 sätts under arbetstryck. Från ventil- kanalen 19 leder en horisontell kanal 20 in i den övre kanalen 9 i cylinderman- teln. Denna mantel är tillpluggad 21 ett stycke in i kanalen och är bakom pluggen 21 utformad med en tvärgående öppning 22 in i tryckkammaren 23 mellan kolven 2 och bakgaveln 3. Från ett mellanläge i ventilkanalen 19 leder en axiell ventilöppning 24 och en därifrån gående kanal 25 in i returluftkana- len 10, varigenom returluftkammaren 26 genom kanalerna 14, 10, 25 och 24 är evakuerad när ventilkolven 18 befinner sig i intryckt läge, mot verkan av tryckfjädern 17. Ventilkanalen 19 är ansluten till en icke visad tryckluftventil som kan påverkas med någon lämplig stegmotor, så att tryckkammaren 23 omväxlande trycksätts och tryckavlastas.

På avlastningssidan av kolven 5 är denna försedd med en returluftventil 6, vilket består av en ventilstång 27 med en första axiell tryckkanal 28 som sträcker sig genom den bakre dämpkolven 16 och ett stycke in i ventilstång- en, och en andra tryckkanal 29 vilken sträcker sig från ett axiellt mellanläge i ventilstången 27 och axiellt in i en trycklufttank 30 i det inre av kolvstången 1 1 , vilken är pågängad på den främre änden 31 på ventilstångens 27 avlast- ningssida. På ventilstången 27 är en ventilslid 32 axiellt förskjutbar. Ãnden på ventilsliden utgörs av den främre dämpkolven 13. Ventilsliden är förskjutbar ett litet stycke på ventilstången under påverkan av en tryckfjäder 33 som an- ligger mot kolven 5 och strävar att skjuta ventilsliden 32 i riktning mot front- gaveln 2. Rörelsen framåt begränsas av en ansats 34 hos kolvstången 11, mot vilken den främre dämpkolven 13 anligger när ventilsliden är utskjuten av tryckfjädern 33. l ventilsliden 32 finns två olika axiella hål, ett bakre hål 35, vilket vid intryckt ventilslid kommunicerar med den bakre tryckkanalen 28 och därmed med tryckkammaren 23, och ett främre hål 36, vilket vid intryckt ventilslid kommunicerar med den främre tryckkanalen 29 och tryckluftkam- 10 15 20 25 30 35 509 643 4 maren 30 i kolvstången 11. Öppningen av ventilslidens hål 35 och 36 sker i och med att den främre dämpkolven 13 skjuts in i dämpkammaren 12, varvid en krage 37 vid den bakre änden på dämpkolven 13 kommer till anliggning mot bakkanten på dämpkammaren 12, och kolvstången 1 1 med ventilstången 27 förskjuts ytterligare ett litet stycke under ihoptryckning av ventilslidfjädern 33, och varvid slidens öppningar 35 och 36 ansluts till den första 28 respek- tive den andra tryckkanalen 29 i ventilstången 27. För att eliminera risken att luft från avlastningssidan trycks tillbaka genom öppningen 35 och in i tryck- kammaren 23 efter det att trycket upphört i tryckkammaren 23 och innan fjädern 33 hunnit expanderas och därmed stänga returluftventilen 6 är öpp- ningen 35 försedd med en backventil, t ex i form av en O-ring 38 som an- ligger i ett säte på utsidan av ventilsliden 32. O-ringen 38 öppnar för insläpp- ning av tryckluft i returluftkammaren 26 men hindrar utsläppning av luft däri- från.

Den främre dämpkolven 13 är anpassad efter storleken på den främre dämpkammaren, så att den vid slutet av kolvens rörelse mot sitt främre änd- läge skjuts in i kolvkammaren 12 och dämpar kolvens rörelse mot stoppläge.

På motsvarande sätt åstadkommer den bakre dämpkolven 16 en mjuk in- bromsning av kolvens returrörelse när den glider in i den bakre dämpkamma- ren 15.

Den visade ventilens funktion är följande: A. Arbetsmomentet En extern eller i kolv-cylinderanordningen inbyggd huvudventil 39 för anordningens funktion åstadkommer intermittent trycksättning respektive evakuering av tryckkammaren 23. För att åstadkomma ett arbetsslag ställs ventilen 39 in så att fullt tryck införs i ventilkanalen 19 i bakgaveln 3, genom den öppna delen av den övre kanalen 9, genom öppningen 22 och in i tryck- kammaren 23. Detta markeras i figur 1 med gråton. I och med att ventilkana- len 19 trycksätts pressas ventilkolven 18 ned och öppnar en förbindelse mel- lan ventilöppningen 24 och den omgivande atmosfären. Kolven 5 förskjuts i riktning mot frontgaveln 2. Luften i returluftkammaren 26 trycks därvid ut och evakueras genom kanalen 14 i frontgaveln 2, genom mantelns returluft- kanal 10, genom bakgavelns 3 kanal 25 och ventilöppning 24 och ut i det fria. Kolven 5 arbetar därigenom utan mottryck.

Det kan i vissa situationer vara önskvärt att något litet mottryck anord- nas i returluftkammaren, och för detta ändamål kan en strypventil 40 vara an- 10 15 20 25 30 35 509 643 5 ordnad någonstans i evakueringskanalerna, t ex nära ventilöppningen 24, så som visas i figurerna. Genom denna strypventil kan ett mottryck anordnas på ett reglerat sätt.

B. Uppbromsningsmomentet efter arbetsslag l figur 3 illustreras kolv-cylinderanordningens uppbromsnings- och vändningsmoment. När kolven 5 kommit så långt att den främre dämpkolven 13 börjar skjutas in i dämpkammaren 12 bromsas ventilslidens 32 rörelse upp under det att kolvstången 11 tillsammans med ventilstången 27 fortsätter sin rörelse ett litet stycke. Sliden 32 kommer därvid att relativförskjutas på ven- tilstången 27 under sammanpressning av fjädern 33. Vid full förskjutning, vil- ket sker när dämpkolvens 13 krage 37 slår an mot inneränden på frontgaveln 2, har ventilslidens 32 öppningar 35 och 36 skapat en kommunikation med tryckkanalerna 28 och 29. Fullt tryck överförs därvid från tryckkammaren 23 genom det bakre ventilslidhålet 35 till returluftkammaren 26 och vidare till tryckluftkammaren 9 i den övre kanalen i cylindermanteln. Vidare kommer fullt tryck att från returluftkammaren 26 införas genom det främre ventilslid- hålet 36 till den främre tryckluftkanalen 29 och till kolvstångstanken 30. Den lilla mängd luft som finns kvar i dämpkammaren 12 när dämpkolven skjuts in evakueras nu genom kanalen 14 till returluftkanalen 10. Kanalen 14 kan ut- formas med så liten dimension att det skapar en dämpande strypning av luft- utströmningen.

C. Vändningsmomentet l och med att kolven nu utfört ett fullt arbetsslag ställs huvudventilen 39 om så att kolvkammaren 23 förbinds med omgivningsluften. Genom att trycket upphör i ventilkanalen 19 pressar ventilfjädern 17 upp ventilkolven 18 i bakgaveln 3, som därvid stänger ventilöppningen 24 och därmed även retur- luftkanalen 10.

D. Returmomentet I returluftkammaren 26 och itrycklufttankarna 9, 29 och 30 finns ett lagrat tryck, markerat med gråton i figur 3, vilket driver kolven tillbaka till utgångsläget, vilket visas i figur 4 utan att någon tryckluft behöver tillföras.

Så snart kolven börjar röra sig bort från vändningspunkten vid frontgaveln 2 stänger ventilsliden 32 ventilhålen 35, 36 för ventilstången genom att fjädern 33 pressar tillbaka ventilsliden 32 till anliggning mot ansatsen hos kolvstång- en 1 1. I slutskedet av returrörelsen dämpas kolvrörelsen upp genom att den bakre dämpkolven 16 trycks in i den bakre dämpkammaren 15. 10 15 20 25 509 643 6 Därmed har en komplett arbetscykel slutförts, och huvudventilen 39 ställs åter om till tryck, varvid en ny cykel A-B-C-D tar sin början, från det läge som visas i figur 4.

HÄNVISNINGSSIFFROR 1 cylindermantei 2 frontgavel 3 bakgavel 4 evakueringsventil 5 arbetskolv 6 returluftventil 7 arm 8 montageskruv 9 tryckluftkammare 10 returluftkanal 1 1 kolvstång 12 främre dämpkammare 13 främre dämpkolv 14 kanal 15 bakre dämpkammare 16 bakre dämpkolv 17 fjäder 18 ventilkolv 1 9 ventilkanal 20 kanal 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 plugg tvärgående öppning tryckkammare ventilöppning kanal retur|uftkammare ventilstång första tryckkanal andra tryckkanal kolvstångstank gängad ände ventilslid tryckfjäder ansats bakre hål främre hål krage O-ring huvudventil strypventil

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 509 643 7 PATENTKRAV

1. Pneumatisk kolv-cylinderanordning av enkelverkande typ, vilken ut- för ett arbetsslag i den ena arbetsriktningen, och som återförs till ursprungs- läget utan yttre tillförsel av tryckluft, och bestående av en cylinderdel med cylindermantel (1), frontgavel (2) och bakgavel (3), och en i cylindern fram- och åter förskjutbar kolv (5), och där medel (39) för tillförsel av tryckluft finns anslutna endast till bakgaveln (3) och där cylindern (1 ,2,3) är utformad med medel (10,25,4) för evakuering av luften från avlastningssidan (26) av kolven (5) under kolvens arbetsslag samt medel (9,26,29,30) för att vid slutet av arbetsslaget bygga upp en lufttrycksreserv på kolvens (5) avlastningssida (26), vilket tryck utnyttjas för återföring av kolven till utgångsläget för arbetsslaget, kännetecknad av att medlen (9,26,29,30) för att vid slutet av arbetsslaget bygga upp en lufttrycksreserv på kolvens (5) avlastningssida (26) utgör en till kolven ansluten ventilstång (27) med en på ventilstången glidbar, rörformad ventilslid (32) och där ventilsliden (32) nor- malt hålls i ett från kolven (5) utskjutet läge under påverkan av en fjäder (33), och där ventilsliden (32) vid slutet av kolvens arbetsslag pressas i riktning mot kolven (5), varvid en eller flera kanaler (35,36) öppnas mellan anordning- ens tryckkammare (23) och en eller flera evakueringstankar (9,29,30), i vilka skapas ett tryck som används för återföring av kolven (5) till sitt ursprungs- läge för arbetsslaget.

2. Kolv-cylinderanordning enligt krav 1, kännetecknad av att ventil- stången (27) är utformad med en första tryckkanal (28) som leder från an- ordningens tryckkammare (23) till anordningens returluftkammare (26) via en ventilöppning (35) i ventilstången (27) och en andra tryckkanal (29) vilken från en andra ventilöppning (36) leder genom ventilstångens (27) andra tryck- kanal (29) till en trycklufttank (30) anordnad i kolvstången (11), och vilket tryck utnyttjas för återföring av kolven till ursprungsläget för arbetsslaget efter det att evakueringsventilen (4) i bakgaveln (3) stängt samt ventilsliden (32) förskjutits till stängande läge mot ventilstången (27).

3. Kolv-cylinderanordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att en kompletterande trycklufttank (9) är anordnad i en kanal i cylindermanteln (1).

4. Kolv-cylinderanordning enligt krav 1, 2 eller 3, kännetecknad av att medlen för evakuering av luften på kolvens avlastningssida innefattar en eva- kueringskanal (10,25) vilken kan öppnas respektive stängas med hjälp av en 10 509 643 s evakueringsventil (4) vars funktion styrs av tillförseln respektive avlastningen av tryckluft i en arbetskammare (23) mellan bakgaveln (3) och kolven (5).

5. Kolv-cylinderanordning enligt krav 4, kännetecknad av att evakue- ringsventilen (4) innehåller en ventilkolv (18) som är anordnad att påverkas till stängt läge av en fjäder (17) och till öppnat läge av trycket i arbetskammaren (23).

6. Kolv-cylinderanordning enligt något av föregående krav, känneteck- nad av att kolven (5) på sin baksida och ventilsliden (32) på sin framsida är utformade med var sin dämpkolv (16, 13) för samverkan med dämpkammare (15,12) i bakgaveln (3) respektive i frontgaveln (2).