DE3235784C2

DE3235784C2 - Druckmittelbetätigter doppeltwirkender Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE3235784C2
Application number: DE19823235784
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE3235784A1; FR2533643A1; JPS59140906A

Abstract

Bei einem druckmittelbetätigten Arbeitszylinder (10-16) sind die Druckbeaufschlagung der Arbeitsräume (24, 26) steuernde Magnetventile (28, 30) direkt angebaut, so daß eine Änderung der Steuersignale für die Magnetventile (28, 30) sofort in eine entsprechende Bewegungsänderung des Kolbens (16) umgesetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmiuclbctätigtcn doppeltwirkenden Arbeit-zylindj." mit einer Zylinderlaufbüchse, mit einem in d";r Zylinderlaufbuchse axial verstellbaren, zwei Arbeitsräume ür das Druckmittel abteilenden Kolben und mit zwei die Zylinderlaufbuchse an beiden axialen Enden verschließenden Zylinderdeckeln, die je einen Anschlußkanal für das Druckmittel enthalten, in dem eine magnetbetätigte Steucrventilanordnung unter Abdichtung integriert ist, über welche die Druckbeaufschlagung je eines der Arbcitsräume gesteuert wird.

Die Druckmittelbeaufschlagung derartiger Arbeit! ■ zylinder erfolgt üblicherweise unter Verwendung von Magnetventilen, welche z. B. zusammen mit einer entsprechenden elektronischen Steuerung in Schaltkasten untergebracht und mit den entsprechenden Arbeitszylindern über Leitungen verbunden sind. Diese Art des Vorgehens hat den Vorteil, daß man die gesamte Druckmittelsteuerung an einem Ort sauber zusammengefaßt und gegen Störeinflüsse wie Staub usw. geschützt hat. Nachteilig ist bei diesem bekannten Aufbau von Anlage mit druckmittelbetätigten Arbeitszylindern vor allem der Raumaufwand und auch die Tatsache, daß stets mit einer gewissen Verzögerung der Bewegung des Arbeitszylinders gegenüber den die Bewegung steuernden Signalen gerechnet werden muß, da die Druckmittelleitungen zu den Arbeitszylindern fluidische Kapazitäten darstellen, die zuerst geladen bzw. entladen werden müssen, bevor man die gewünschte Bewegungsänderung des Arbeitszyiinders erhält.

Man hat deshalb auch schon in der nicht vorvcröffcntlichten DE-OS 3130 056 eine Stcuervcntilanordnung für einen Druckmittel-Arbeits/ylindcr vorgeschlagen, bei der in die Zylinderdeckel jewei.ls eine Stcucrpatrone integriert, z. B. in die ZylinderunschluLlöffnungcn eingesteckt ist, die eine Mehrzahl von axial hintereinander angeordneten 2/2-Magnctventilen enthalt und die den zueeordneten Arbeitsraum über eine recht kompli

JO

40 zierte Steuerung mit programmierbarer Drosselcharakteristik mit einer Hochdruckquelle bzw. einer Niederdruckquclle verbinden kann. Nachteilig ist hier vor allem der relativ komplizierte Aufbau.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der baulichen Vorteile wie kurze Wege und Kompaktheit gegenüber dem Gegenstand der DE-OS 31 30 056 die Ventilsteuerung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlußkanäle an ihrem äußeren Ende mit einem Gewinde versehen sind und in jedem der Anschlußkanälc hierbei ein die Steuerventilanordnung bildendes 3/2-Wege-Ventil einschraubbar ist und daß die 3/2-Wege-Ventile mit den Ausgängen von zugeordneten ODER-Gliedern verbunden sind, deren erster Eingang jeweils mit den Ausgängen von Signalgebern für Vorwärts- und Rückwärtsbewegung verbunden sind und deren zweiter Eingang mit dem Ausgang eines weiteren Signalgebers verbunden ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Arbeitszylinder sind etwa ähnlich wie bei der Anordnung nach der nicht vorveröffentlichten DE-OS 31 30 056 servobetätigte Steuerventile direkt in den Arbeitszylinder integriert, so daß man nur ein sehr geringes Totvolumen der Strömungswege zwischen den Arbeitsräumen des Arbeitszylinders und der eigentlichen Steucrstelle erhält und die Unterbrechung der Druckmittelzufuhr somit bei einem erfindungsgemäßen Arbeitszylinder ein sofortiges Anhalten des Kolbens zur Folge hat und umgekehrt das öffnen eines Stcucrvcntiles sofort dazu führt, daß sich der Kolben in Bewegung setzt. Vor allem aber zeichnet sich die neue Anordnung dadurch aus. daß die Ventilsteuerung wesentlich vereinfacht wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispicles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur einen Druckluft-Arbcits/ylinder mit. integrierten Steuerventilen sowie eine zugeordnete elektronische Steuereinheit.

Der in der Zeichnung wiedergegebene Arbeitszylinder hat eine Zylinderlaufbuchse 10, die durch Zylinderdeckel 12, 14 stirnscitig verschlossen ist. Im Innern der Zylinderlaufbuchse 10 ist ein Kolben 16 verschiebbar, dessen Kolbenstange 18 dicht durch den Zylinderdeckel 14 nach außen geführt ist.

In den Zylinderdeckeln 12,14 sind Anschiußkanäle 20, 22 ausgebildet, die mit den durch Kolben 16 und Zylinderlaufbuchse 10 sowie Zylinderdeckeln 12,14 begrenzten Arbeitsräumen 24, 26 kommunizieren und in die MantelauUenfläche des Arbeitszylinders ausmünden. Die Anschlußkanäle 20, 22 sind mit Gewinde versehen, und in ihre äußeren Enden sind 3/2-Magnetventile 28,30 eingeschraubt. Deren Arbeitsöffnung kommuniziert jeweils mit dem zugeordneten Kanal der Anschlußkanäle 20, 22; einlaßscitig sind die Magnetventile 28, 30 mit einer Druckleitung 32 bzw. einer Niederdruckleilung 34 verbunden. Wenn das Arbeitsmedium Luft ist, kann die Niedcrdrucklciiung 34 entfallen, wobei üblicherweise dann direkt auf die Magnetventile 28, 30 mit den Abluftöffnungen kommunizierende Schalldämpfer aufgesetzt werden.

Die Schaltniiigncte der Magnetventile 28, 30 sind über Stcucrlcitungcn 36, 38 mit einer Steuereinheit verbunden.

Zur Steuereinheit 40 gehören drei durch nicht naher

gezeigte Federn in den offenen Zustand vorgespannte Tastschalter 42—46. von denen jeweils eine Klemme mit dem einen Pol + K einer Gleichspannungsquelle verbunden ist

Die jeweils zweite Klemme der Tastschalter 42—46 s ist mit einer zugeordneten Eingängsklemme eines ODER-Glieds 48 bzw. 50 verbunden. Die Ausgangsklemme des Tastschalters 44 ict mit jeweils einer weiteren Eingangskleoime der ODER-Glieder 48,50 verbunden. Das Ausgangssignal der ODER-Glieder 48,50 wird Ober Leistungsverstärker 52,54 auf die Steuerleitungen 36,38 gegeben.

Der oben beschriebene Arbeitszylinder mit integrierten Steuerventilen arbeitet zusammen mit der Steuereinheit 40 folgendermaßen:

Wenn die Tastschalter 42,44,46 alle geöffnet sind, ist keines der beiden Magnetventile 28, 30 erregt, und damit sind die Arbeitsräume 24, 26 beide druckentlastet. wenn es sich bei den Magnetventilen 28,30 um federnd in die Ruhelage vorgespannte Magnetventile handelt, in der die ArbeitsSfinung des Ventile« mit der Niederdrucköffnung verbunden ist.

Wird bei dieser Wahl der Magnetventile 28, 30 der Tastschalter 42 geschlossen, so wird praktisch verzögerungsfrei das Magnetventil 28 in diejenige Stellung geschaltet, in welcher die Druckleitung 32 mit dem AnschluBkanal 20 verbunden ist. Das Totvolumen des Anschlußkanals 20 ist sehr klein, deshalb wird der Kolben 16 unverzüglich in der Zeichnung nach rechts in Bewegung gesetzt Wird der Tastschalter 42 wieder losgelassen, so stellt das Magnetventil 28 wieder die Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 24 und der Niedcrdruckleitung 34 her, und der Kolben 16 bleibt stehen.

Analoge Bewegungsverhältnisse für den Kolben 16 in Richtung von rechts nach links hat man beim Betätigen js des Tastschalters 46.

Wird der Tastschalter 44 betätigt, so werden beide Arbeitsräume 24, 26 gleichzeitig mit Druck beaufschlagt, so daß man wiederum eine Schwimmstellung des Kolbens erzielt, diesmal jedoch unter Druckbcaufschlagung der beiden Arbeitsräume 24,26.

Man erkennt, daß man über die Tastschalter 42, 44 und 46 vier Arbeitszustände des Arbeitszylinders vorgeben kann: Vorlauf. Rücklauf, Schwimmstellung bei druckentlasteten Arbcilsräumcn, Schwimmstcllung bei 4^r> Druckbeauischlagung der Arbeitsräui.ie.

Durch einfache Abwandlung des oben beschriebenen Arbeitszylinders und der zugeordneten Steuereinheit kann man leicht auch andere Bewegungszuständc realisieren. Durch Ersetzen dc> Tastschalters 42 durch einen in die Schließstellung vorgespannten Tastschalter kann man z. B. ais normalerweise eingenommene Lage des Kolbens 16 die in der Zeichnung rechts gelegenen Endlage voreinstellen, wobei diese durch ständige Druckbcaufschlagung des Arbeitsraumes 24 aufrechterhalten wird.

Man erkennt, daß die oben geschilderten Vorteile der Energieeinsparung und der raschen Umsetzung einer Steuersignaländerung in eine Bewegungsänderung des Kolbens mit sehr einfachen baulichen Maßnahmen in m> flexibler Weise erzielt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Druckmittelbetätigter doppeltwirkender Arbeitszylinder mit einer Zylinderlaufbuchse (10). mil einem in der Zylinderlaufbüchse (10) axial verstellbaren, zwei Arbeitsräume für das Druckmittel abteilenden Kolben (16) und mit zwei die Zylinderlaufbuchse (10) an beiden axialen Enden verschließenden Zylinderdeckeln (12,14), die je einen Anschlußkanal (20,22) für das Druckmittel enthalten, in dem eine magnetbetätigte Steuerventilanordnung unter Abdichtung integriert ist, über welche die Druckbeaufschlagung je eines der Arbettsräume gesteuert wird, d a durch gekennzeichnet, daß die Anschlußkanäle (20, 22) an ihrem äußeren Ende mit einem Gewinde versehen sind und in jedem der Anschlußkanäle hierbei ein die Steuerventilanordnung bildendes 3/2-Wege-Ventil (28, 30) einschraubbar ist und daß die 3#-Wege-Venti!e mit den Ausgängen von zugeordneten ODER-Gliedern verbunden sind, deren erster Eingang jeweils mit den Ausgängen von Signalgebern (42,46) für Vorwärts- und Rückwärtsbewegung verbunden sind und deren zweiter Eingang mit dem Ausgang eines weiteren Signalgebers (44) verbunden ist.