CH684651A5 - Pneumatic drive device - Google Patents

Abstract

A pneumatic drive device has two pistons (1a, 1b) which can be advanced pneumatically from an initial position into an end position. For activation, at least two independent valves (24a) are provided for each piston (1a, 1b). One of them serves as an air inlet and a second serves as an air outlet. The first valve is only open for as long as the piston (1a) needs to be advanced from the initial position into the centre position. This results in a considerable air saving. An oil sump is provided for damping the piston (1a, 1b) upon reaching the end position. The exhaust heat of the oil sump is utilised to heat the valve block (22). This counteracts the icing risk to the valves (24a, 24b) in an elegant manner. <IMAGE>

Description

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Beschreibung description

Technisches Gebiet Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Antriebsvorrichtung mit mindestens einem von einer Ausgangsposition in eine Endposition pneumatisch vortreibbaren Kolben. Die Erfindung betrifft insbesondere eine solche Antriebsvorrichtung zum Betreiben einer industriellen Drahtschere. The invention relates to a pneumatic drive device with at least one piston which can be pneumatically driven from an initial position into an end position. The invention particularly relates to such a drive device for operating an industrial wire cutter.

Stand der Technik State of the art

Pneumatische Antriebe sind seit langem bekannt. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass eine kontrollierte Bewegung mit beliebig vorgebbarer Zykluszeit möglich ist. Der wesentliche Vorteil ergibt sich durch die Verwendung von Pressluft als Antriebsenergie. Pressluft lässt sich einfach speichern, ist sauber und wegen ihrer «Masselosigkeit» schnell. Vom Prinzip her lassen sich ungehemmte, explosionsartige Bewegungen durchführen. Zum Abdämpfen und Kontrollieren dieser grundsätzlich impulsartigen Bewegungen werden in der Regel Öldämpfun-gen vorgesehen. Pneumatic drives have been known for a long time. They are characterized by the fact that a controlled movement with any cycle time that can be specified is possible. The main advantage results from the use of compressed air as drive energy. Compressed air is easy to store, is clean and fast due to its «masslessness». In principle, uninhibited, explosive movements can be carried out. Oil damping is generally provided to dampen and control these basically impulsive movements.

Pneumatische Antriebe werden auf den verschiedensten Gebieten eingesetzt. Als Beispiel sei die Verwendung als Scherenantrieb bei der Metallverarbeitung genannt. Mit einer solchen pneumatisch betriebenen Schere werden z.B. Armierungseisen geschnitten. Zum Schneiden wird ein starker Impuls benötigt. Die Schnittfrequenz wird durch die Ansteu-erung der Luftventile des Antriebs geregelt. Pneumatic drives are used in a wide variety of areas. An example is the use as a scissor drive in metal processing. With such pneumatically operated scissors, e.g. Reinforcing iron cut. A strong pulse is required for cutting. The cutting frequency is regulated by the control of the air valves of the drive.

Damit ein pneumatischer Antrieb seine Vorteile voll zur Geltung bringen kann, ist es wichtig, dass die Energie der Luft optimal genutzt wird. Ebenfalls kommt der Kontrolle der Bewegung eine grosse Bedeutung zu. Beispielsweise sollte der Kolben beim Erreichen der Endposition gut gedämpft werden, um mechanische Überlastungen zu vermeiden. Da ein beträchtlicher Teil der pneumatischen Energie in die Öldämpfung geht, muss für eine gute Kühlung gesorgt werden. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, dass die Luft, der Energie entzogen wird, sich stark abkühlt. Wenn nun beispielsweise die Pressluft nicht hinreichend trocken ist, dann können die Ventile des Kolbens vereisen und den Antrieb blockieren. In order for a pneumatic drive to show its full benefits, it is important that the energy in the air is used optimally. Control of the movement is also of great importance. For example, the piston should be well damped when reaching the end position to avoid mechanical overloads. Since a considerable part of the pneumatic energy is used for oil damping, good cooling must be ensured. Another problem arises from the fact that the air from which energy is extracted cools down considerably. If, for example, the compressed air is not sufficiently dry, the piston valves can freeze and block the drive.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine pneumatische Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art insgesamt zu verbessern. Insbesondere ist es Ziel der Erfindung, einen Antrieb mit möglichst geringem Luftverbrauch zu schaffen. The object of the invention is to improve a pneumatic drive device of the type mentioned initially. In particular, the aim of the invention is to create a drive with the lowest possible air consumption.

Die Lösung gemäss der Erfindung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. The solution according to the invention results from the characterizing part of patent claim 1.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass abgestimmt auf die Verwendung des Antriebs so wenig Pressluft wie nötig resp. wie möglich verwendet wird. Die Zufuhr von Pressluft wird unterbunden, bevor der Kolben in Endposition ist. Dadurch wird Energie gespart, die sehr oft ohnehin nur noch in die Dämpfung und nicht in die gewünschte Anwendung geht. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass der Überdruck reduziert wird, während sich der Kolben von der vordefinierten Zwischenposition bei geschlossenen Ventilen in die Endposition bewegt. Wenn danach das Auslassventil geöffnet wird, dann strömt die Luft mit geringerem Überdruck aus dem Zylinder als beim Stand der Technik. Infolgedessen ergibt sich eine geringere Lärmentwicklung. Schliesslich muss auch insgesamt weniger Luft aus dem Zylinder gepresst werden, als es der Fall wäre, wenn das Einlassventil bis zum maximalen Hub des Kolbens geöffnet wäre. The essence of the invention is that tailored to the use of the drive as little compressed air as necessary or. is used as possible. The supply of compressed air is stopped before the piston is in the end position. This saves energy, which very often is only used for damping and not for the desired application. An additional advantage is that the overpressure is reduced as the piston moves from the predefined intermediate position to the end position when the valves are closed. If the outlet valve is then opened, the air flows out of the cylinder with a lower excess pressure than in the prior art. As a result, there is less noise. Finally, less air has to be pressed out of the cylinder than would be the case if the inlet valve were opened up to the maximum stroke of the piston.

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform entspricht die vorgegebene Zwischenposition im wesentlichen der Mittelposition zwischen Ausgangsund Endposition. Dies ist insbesondere bei pneumatisch angetriebenen Maschinen von Vorteil, bei denen während der ersten Hälfte des vollen Hubs die eigentliche Arbeit geleistet wird und während der zweiten Hälfte nur noch die Ausgangsposition zurückgewonnen wird (Vollendung des Zyklus). According to an advantageous embodiment, the predetermined intermediate position essentially corresponds to the middle position between the starting and end positions. This is particularly advantageous in the case of pneumatically driven machines, in which the actual work is done during the first half of the full stroke and only the starting position is regained during the second half (completion of the cycle).

Das zweite Ventil ist so angesteuert, dass es zum gleichen Zeitpunkt geschlossen wird, wie das erste Ventil geöffnet wird. Es bleibt mindestens während des Zeitraums geschlossen, während dem der Kolben von der Anfangsposition in die Endposition vorgeschoben wird. The second valve is controlled so that it closes at the same time as the first valve is opened. It remains closed at least during the period in which the piston is advanced from the start position to the end position.

Aus steuerungstechnischen Gründen ist es in diesem Fall besonders vorteilhaft, wenn erstes und zweites Ventil funktionsmässig invers zueinander ausgebildet sind. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn bei Beaufschlagung mit Pressluft das erste Ventil öffnet, das zweite aber schliesst. In this case, for reasons of control technology, it is particularly advantageous if the first and second valves are functionally inverse to one another. This is e.g. this is the case when the first valve opens when compressed air is applied, but the second closes.

Zum Dämpfen des Kolbens bei Erreichen der Endposition ist ein Ölsumpf vorgesehen. Die Bremswirkung entsteht dadurch, dass am Kolben eine Scheibe vorgesehen ist, die vor Erreichen der Endposition eine geeignete Bohrung durchläuft, derart, dass die Verdrängung des Öls durch einen zwischen Scheibe und Bohrung gebildeten Ringspalt die Bewegung sanft und kontrolliert abbremst. An oil sump is provided to dampen the piston when the end position is reached. The braking effect arises from the fact that a disk is provided on the piston which passes through a suitable bore before reaching the end position, such that the displacement of the oil by an annular gap formed between the disk and the bore brakes the movement gently and in a controlled manner.

Vorzugsweise weist die Bohrung einen sich verengenden Querschnitt auf. Die Verengung ist im Prinzip so bemessen, dass trotz abnehmender Geschwindigkeit des Kolbens die Bremswirkung im wesentlichen konstant bleibt. The bore preferably has a narrowing cross section. In principle, the constriction is dimensioned such that the braking effect remains essentially constant despite the decreasing speed of the piston.

Die Grundgeschwindigkeit des Kolbens lässt sich dadurch einstellen, dass der Querschnitt einer am Kolben befestigten und die erwähnte Bohrung durchlaufende Zahnstange im Verhältnis zum Querschnitt der Bohrung so gewählt ist, dass die Geschwindigkeit des Kolbens einen vorgegebenen konstanten Wert einhält. Durch einen zusätzlichen, im Querschnitt veränderbaren Bypass lässt sich die Geschwindigkeit in einfacher Weise an die jeweiligen Gegebenheiten (vorhandene Massen, wirkende Kräfte) anpassen. The basic speed of the piston can be set by selecting the cross section of a toothed rack attached to the piston and passing through the bore mentioned in relation to the cross section of the bore such that the speed of the piston maintains a predetermined constant value. With an additional bypass that can be changed in cross-section, the speed can be easily adapted to the prevailing circumstances (existing masses, acting forces).

Im Hinblick auf eine rationelle Energienutzung kann eine Heizung als Unterkühlungsschutz für die Ventile vorgesehen sein, die so ausgebildet ist, dass die gewünschte Heizungswärme aus der Abwärme des Öisumpfs bezogen wird. Vorzugsweise umfasst die Heizung eine von einem fluiden Medium durchströmte Kanalführung, dergestalt, dass die Abwärme des Öisumpfs als Heizwärme durch das With a view to efficient use of energy, a heater can be provided as protection against overcooling for the valves, which is designed such that the desired heating heat is obtained from the waste heat from the oil sump. The heating preferably comprises a channel guide through which a fluid medium flows, in such a way that the waste heat from the oil sump is generated as heating heat by the

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fluide Medium zum Ventilblock transportiert werden kann. fluid medium can be transported to the valve block.

Die genannte Energierückgewinnung lässt sich in konstruktiver Hinsicht besonders einfach venwirklichen, wenn als fluides Medium die den Kolben vorantreibende Pressluft dient. Dies hat den Vorteil, dass die Abkühlung während des Arbeitsprozesses zu weniger tiefen Temperaturen führt, da die Pressluft von Beginn an eine höhere Temperatur hat. The aforementioned energy recovery can be implemented particularly easily in terms of construction if the compressed air that drives the piston serves as the fluid medium. This has the advantage that cooling during the work process leads to lower temperatures, since the compressed air has a higher temperature from the start.

Eine besonders vorteilhafte und kompakte Konstruktion zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: Es sind zwei wechselseitig vortreibbare Kolben vorgesehen, die eine gemeinsame Rotationsachse zur Übertragung von Drehmomenten antreiben. Beim Vortreiben des einen Kolbens wird der andere durch die Rotationsachse, mit der beide Kolben in form- oder kraftschlüssiger Verbindung stehen in seine Ausgangsposition zurückgebracht. Die beiden Kolben sind im wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet. Sie weisen einen gemeinsamen Ölsumpf und einen gemeinsamen Ventilblock auf. Der Ölsumpf ist von einem Luftdruckspeicher umgeben, so dass durch die Abwärme des Öisumpfs die Pressluft vorgewärmt wird. Ein Vorteil dieser Konstruktion liegt auch darin, dass die Impulse immer in derselben Richtung wirken und es dadurch einfacher wird, die Antriebsvorrichtung zu verankern. A particularly advantageous and compact construction is characterized by the following features: two mutually propellable pistons are provided which drive a common axis of rotation for the transmission of torques. When one piston is propelled, the other is returned to its starting position by the axis of rotation with which both pistons are in positive or non-positive connection. The two pistons are arranged essentially parallel to one another. They have a common oil sump and a common valve block. The oil sump is surrounded by an air pressure accumulator, so that the compressed air is preheated by the waste heat from the oil sump. Another advantage of this construction is that the impulses always act in the same direction, making it easier to anchor the drive device.

Aus den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung ergeben sich weitere vorteilhafte Merkmalskombinationen. Further advantageous combinations of features result from the patent claims and the following description.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawings. Show it:

Fig. 1 Einen Längsschnitt durch die erfindungs-gemässe pneumatische Antriebsvorrichtung; 1 shows a longitudinal section through the pneumatic drive device according to the invention;

Fig. 2 einen Querschnitt auf der Höhe der Rotationsachse (Schnitt B-B); 2 shows a cross section at the level of the axis of rotation (section B-B);

Fig. 3 einen Schnitt durch den Ventilblock (Schnitt C-C); 3 shows a section through the valve block (section C-C);

Fig. 4 den Ventilblock mit dem Magnetsteuerventil in der Aufsicht (Ansicht D); und Figure 4 shows the valve block with the magnetic control valve in plan view (view D). and

Fig. 5 Zeitdiagramme zur Veranschaulichung des Arbeitsablaufs. Fig. 5 timing diagrams to illustrate the workflow.

In den Zeichnungen sind grundsätzlich gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the drawings, the same parts are basically provided with the same reference numerals.

Wege zur Ausführung der Erfindung Ways of Carrying Out the Invention

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe pneumatische Antriebsvorrichtung im Längsschnitt. Sie weist zwei parallel nebeneinander arbeitende Kolben 1a, 1b auf. Die beiden Kolben 1a, 1b sowie die auf sie abgestimmten übrigen Teile sind im wesentlichen identisch ausgebildet. Was im folgenden für den einen Teil der Antriebsvorrichtung gesagt wird, gilt deshalb sinngemäss für den anderen. Fig. 1 shows a pneumatic drive device according to the invention in longitudinal section. It has two pistons 1a, 1b working in parallel next to each other. The two pistons 1a, 1b and the other parts matched to them are essentially identical. What is said in the following for one part of the drive device therefore applies mutatis mutandis to the other.

Der Kolben 1a läuft in einem Zylinder 2a zwischen einer Ausgangsposition und einer Endposition hin und her. In Fig. 1 ist der Kolben 1a in Endposition, der Kolben 1b dagegen in Anfangsposition gezeigt. Der Kolben 1a weist einen Dichtungsring 3 und einen Kolbenring 4 auf. Auf der einen Seite des Kolbens 1a bildet sich während der Vorwärtsbewegung ein Hubraum 5, in den Pressluft eingelassen wird. Auf der anderen Seite ist der Ölsumpf vorgesehen. Auf der letztgenannten, in den Ölsumpf eintauchenden Seite des Kolbens 1a ist ein Formstück 6 vorgesehen, das zwei scheibenförmige Verbreiterungen (Scheiben 7 und 8) aufweist. Zwischen den beiden Scheiben 7 und 8 ergibt sich dadurch eine U-förmige, umlaufende Ausnehmung des Formstücks. Wenn der Kolben 1a in der Endposition ist, dann befindet sich das Formstück vollständig in einer vorzugsweise stufenförmig sich verengenden Bohrung 9. The piston 1a reciprocates in a cylinder 2a between a starting position and an end position. In Fig. 1, the piston 1a is shown in the end position, while the piston 1b is shown in the start position. The piston 1a has a sealing ring 3 and a piston ring 4. On the one side of the piston 1a, a displacement 5 is formed during the forward movement, into which compressed air is admitted. The oil sump is provided on the other side. On the last-mentioned side of the piston 1 a which is immersed in the oil sump, a shaped piece 6 is provided which has two disk-shaped widenings (disks 7 and 8). This results in a U-shaped, circumferential recess of the molding between the two disks 7 and 8. When the piston 1 a is in the end position, the shaped piece is located completely in a bore 9 that preferably narrows in a step-like manner.

Auf das Formstück 6 folgt eine Zahnstange 10a (resp. 10b). In diese greift ein Ritzel 11, das auf einer Rotationsachse 12 fixiert ist, ein. Die Rotationsachse 12 stellt die Antriebsachse dar. Führungsrollen 13 garantieren den kraftschlüssigen Kontakt zwischen Ritzel 11 und Zahnstange 10a (resp. 10b). A rack 10a (or 10b) follows the shaped piece 6. A pinion 11, which is fixed on a rotation axis 12, engages in this. The axis of rotation 12 represents the drive axis. Guide rollers 13 guarantee the non-positive contact between the pinion 11 and the rack 10a (or 10b).

Rotationsachse 12 und Führungsrolle 13 befinden sich in einem quaderförmigen Kasten 14. Der Kasten 14 ist zum grössten Teil mit Öl gefüllt. Er weist für jede Zahnstange 10a (resp. 10b) zwei Öffnungen auf. In der einen Öffnung ist die Bohrung 9 angeordnet und in der zweiten ein einseitig verschlossener Zylinder 15a (resp. 15b). Der Zylinder 15a, der wie der Kasten 14 mit Öl gefüllt ist, nimmt in ausgefahrener Position des Kolbens 1a die Zahnstange 10a auf. Der Zylinder 15a ist beispielsweise an den Kasten 14 angeflanscht (Anflanschung 16). The axis of rotation 12 and the guide roller 13 are located in a cuboid box 14. The box 14 is largely filled with oil. It has two openings for each rack 10a (or 10b). The bore 9 is arranged in one opening and a cylinder 15a (or 15b) which is closed on one side is arranged in the second. The cylinder 15a, which is filled with oil like the box 14, receives the rack 10a in the extended position of the piston 1a. The cylinder 15a is flanged to the box 14, for example (flange 16).

Am Kasten 14 ist ebenfalls ein Behälter 17 befestigt. Er umschliesst die beiden Zylinder 15a, 15b. Der Behälter stellt den Pressluftspeicher und gleichzeitig die Kühlung des Öisumpfs dar. Die Pressluft wird über einen Lufteinlass 18 zugeführt. Während ihrer Speicherung im Behälter 17 nimmt sie die Abwärme des Ölsumpfes auf. Der Wärmeaustausch wird durch Kühlbleche 19 gefördert. Die Kühlbleche 19 vergrössern die Oberfläche der Zylinder 15a, 15b rippenförmig. Es ist natürlich darauf zu achten, dass die Luft zwischen den Kühlblechen 19 mehr oder weniger frei zirkulieren kann. A container 17 is also attached to the box 14. It encloses the two cylinders 15a, 15b. The container represents the compressed air storage and at the same time the cooling of the oil sump. The compressed air is supplied via an air inlet 18. While it is being stored in container 17, it absorbs the waste heat from the oil sump. The heat exchange is promoted by cooling plates 19. The cooling plates 19 enlarge the surface of the cylinders 15a, 15b in a rib-like manner. It is of course important to ensure that the air can circulate more or less freely between the cooling plates 19.

Über eine Austrittsöffnung 20 und einen dicken Verbindungsschlauch 21 gelangt die Pressluft zum Ventilblock 22. Dort steht sie in einem Zuführkanal 23 bereit zum Antreiben der Kolben 1a, 1b. Zwei Kolbenventile 24a, 24b, je eines pro Kolben 1a resp. 1 b, kontrollieren den Lufteinlass in den jeweiligen Hubraum. The compressed air reaches the valve block 22 via an outlet opening 20 and a thick connecting hose 21, where it is ready in a feed channel 23 for driving the pistons 1a, 1b. Two piston valves 24a, 24b, one for each piston 1a and. 1 b, check the air intake into the respective cubic capacity.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Achse B-B. Von den bereits beschriebenen Teilen sind zu erkennen die U-förmigen Zahnstangen 10a resp. 10b, die Führungsrollen 13 und die Rotationsachse 12, auf der das Ritzel 11 aufgesetzt ist. Schliesslich sind auch die beiden einseitig abgeschlossenen Zylinder 15a und 15b zu erkennen. Zur Lagerung der Rotationsachse 12 dienen zwei Kugellager 25a, 25b. Ausserhalb der Kugellager 25a, 25b angeordnete Dichtungen 26a, 26b dichten den Ölsumpf gegen aussen ab. An einem Ende der Rotationsachse Fig. 2 shows a section along the axis B-B. Of the parts already described, the U-shaped racks 10a and. 10b, the guide rollers 13 and the axis of rotation 12 on which the pinion 11 is placed. Finally, the two cylinders 15a and 15b closed on one side can also be seen. Two ball bearings 25a, 25b serve to support the axis of rotation 12. Seals 26a, 26b arranged outside the ball bearings 25a, 25b seal the oil sump against the outside. At one end of the axis of rotation

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12 ist ein Kupplungsmechanismus 27 vorgesehen, an den z.B. eine Drahtschere angeschlossen werden kann. Über eine Entlüftung 28 kann ein Überoder Unterdruck des Ölsumpfes ausgeglichen werden. Die Entlüftung 28 weist Schikanen auf, die verhindern, dass das im Kasten 14 herumwirbelnde Öl austreten kann. Der Ölstand in Kasten 14 muss mindestens so hoch sein, dass beide Zylinder 15a, 15b und die Bohrungen 9 vollständig mit Öl gefüllt sind. Nur so ist die korrekte Dämpfung und der gute Wärmetausch gewährleistet. 12, a clutch mechanism 27 is provided, to which e.g. a wire cutter can be connected. An overpressure or underpressure of the oil sump can be compensated for via a vent 28. The vent 28 has baffles that prevent the oil whirling around in the box 14 from escaping. The oil level in box 14 must be at least so high that both cylinders 15a, 15b and the bores 9 are completely filled with oil. This is the only way to ensure correct damping and good heat exchange.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Ventilblock 22. Einlassventil 24a und Auslassventil 29a sind pneumatisch betrieben. Ein konischer Ventilzapfen 31a resp. 31b schliesst den Zuführkanal 23 resp. den Abführkanal 30 gegen den Hubraum hin ab. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Einlass- und Auslassventil 24a resp. 29a invers zueinander ausgebildet. D.h. das Einlassventil 24a öffnet sich, wenn es mit Pressluft beaufschlagt wird, während das Auslassventil 29a unter der genannten Bedingung schliesst. Dies hat verschiedene Vorteile. Fig. 3 shows a section through the valve block 22. Inlet valve 24a and outlet valve 29a are pneumatically operated. A conical valve pin 31a, respectively. 31b closes the feed channel 23 or the discharge duct 30 against the displacement. According to a preferred embodiment of the invention, inlet and outlet valve 24a and. 29a formed inversely to each other. I.e. the inlet valve 24a opens when compressed air is applied to it, while the outlet valve 29a closes under the condition mentioned. This has several advantages.

Als erstes ist dadurch gewährleistet, dass im ausgeschalteten Zustand des Antriebs das Auslassventil stets offen ist. Es ist deshalb möglich, den Kolben manuell zu verschieben, da sich weder ein Vakuum noch ein Überdruck im Zylinder aufbauen kann. First of all, this ensures that the outlet valve is always open when the drive is switched off. It is therefore possible to move the piston manually, since neither a vacuum nor an overpressure can build up in the cylinder.

Als zweites kann das Öffnen des Ausiassventils subtiler gesteuert werden, wenn dies durch langsames, gesteuertes Entweichen der im Ventil enthaltenen Pressluft geschehen kann. Wenn aber das Auslassventil langsam angesteuert werden kann, dann baut sich auch der im Zylinder 2 vorhandene Restdruck geräuscharmer ab. Second, the opening of the outlet valve can be controlled more subtly if this can be done by slowly, controlled escape of the compressed air contained in the valve. However, if the exhaust valve can be activated slowly, then the residual pressure in cylinder 2 will also decrease with less noise.

Schliesslich vereinfacht sich dadurch auch die Ansteuerung der Ventile. Sie können dann z.B. mit derselben Spannungsflanke angesteuert werden, welche beim Einlassventil 24a das Öffnen und beim Auslassventil 29a das Schliessen bewirkt. Das Schliessen des Einlassventils 24a resp. das Öffnen des Auslassventils 29a wird z.B. durch geeignet ausgebildete Zeitverzögerungsglieder bewirkt, die ebenfalls durch die genannte Spannungsflanke ge-triggert worden sind. Ultimately, this also simplifies the control of the valves. You can then e.g. can be controlled with the same voltage flank which causes the opening of the inlet valve 24a and the closing of the outlet valve 29a. The closing of the inlet valve 24a or. opening the exhaust valve 29a is e.g. by suitably designed time delay elements, which have also been triggered by the voltage edge mentioned.

Wenn sich das Einlassventil öffnet, dann wird der Ventilzapfen 31a ein wenig in den Hubraum des Kolbens 1a hineinbewegt. In Fig. 3 ist der Kolben 1a in Ausgangsposition gezeigt. Gemäss der Erfindung weist nun der Kolben 1a gegenüber dem Ventilzapfen 31 a eine Ausnehmung 32a auf. Die für das Einiassventil 24a vorgesehene Ausnehmung 32a ist kürzer als der maximale Hub dieses Ventils. Wenn der Kolben 1a in Ausgangsposition ist und das Einlassventil 24a geöffnet wird, dann verhindert die Ausnehmung 32a, dass sich das Ventil gleich ganz öffnen kann. Die Druckluft aus dem Zuführkanal 23 kann deshalb nur gebremst in den Hubraum 5 des Zylinders 2 eintreten. Sobald dadurch der Kolben 1 a in Bewegung gesetzt wird, kann sich das Ventil 24a allmählich weiter öffnen. Das Einlassventil 24a ist damit erst nach einer gewissen Zeit voll geöffnet. Mit dieser Massnahme wird verhindert, dass die Druckluft sogleich mit voller Wucht auf den Kolben 1a wirken kann. Der mechanische Impuls zu Beginn eines Zyklus wird damit weitgehend eliminiert. When the inlet valve opens, the valve pin 31a is moved a little into the displacement of the piston 1a. In Fig. 3 the piston 1a is shown in the starting position. According to the invention, the piston 1a now has a recess 32a with respect to the valve pin 31a. The recess 32a provided for the inlet valve 24a is shorter than the maximum stroke of this valve. When the piston 1a is in the starting position and the inlet valve 24a is opened, the recess 32a prevents the valve from being able to open completely. The compressed air from the supply channel 23 can therefore only enter the displacement 5 of the cylinder 2 with a brake. As soon as the piston 1 a is set in motion, the valve 24 a can gradually open further. The inlet valve 24a is thus only fully opened after a certain time. This measure prevents the compressed air from being able to act immediately on the piston 1a with full force. The mechanical impulse at the beginning of a cycle is largely eliminated.

Das Auslassventil 29a öffnet durch eine Bewegung gegen den Abführkanal 30 hin, also nicht in den Hubraum hinein. Wenn es also mit Pressluft beaufschlagt wird, wird der Ventilzapfen 31 b auf die Ventilöffnung gepresst; das Auslassventil ist geschlossen. Selbstverständlich können Ein- und Auslassventile 24a resp. 29a auch gleichartig ausgebildet sein, wobei sie dann nicht invers zueinander sind. Für diesen Fall (d.h. wenn auch das Auslassventil in den Hubraum hinein öffnet) ist der Kolben 1a mit einer entsprechenden Ausnehmung 32b versehen, die gewährleistet, dass das Auslassventil in jeder Position des Kolbens 1a voll geöffnet sein kann. The outlet valve 29a opens by moving against the discharge duct 30, that is to say not into the displacement. If it is pressurized with compressed air, the valve pin 31 b is pressed onto the valve opening; the outlet valve is closed. Of course, inlet and outlet valves 24a and. 29a can also be of the same design, in which case they are not inverse to one another. In this case (i.e. if the exhaust valve also opens into the displacement), the piston 1a is provided with a corresponding recess 32b, which ensures that the exhaust valve can be fully opened in any position of the piston 1a.

Fig. 4 schliesslich zeigt eine Aufsicht auf den Ventilblock 22. Die beiden Einlassventile 24a, 24b und die beiden Auslassventile 29a, 29b werden von je einem Magnetsteuerventil 33a, 33b, 34a, 34b gesteuert. Aufgrund von entsprechenden Steuerimpulsen werden die pneumatischen Einlass- und Auslassventile geöffnet und geschlossen. Die zum Öffnen und Schliessen der pneumatischen Ventile benötigte Pressluft wird aus dem Zuführkanal 23 bezogen (vgl. angedeutete Bohrungen in Fig. 1). Die gebrauchte Pressluft wird ihrerseits an den Abführkanal 30 (vgl. Fig. 3) abgegeben. 4 finally shows a top view of the valve block 22. The two inlet valves 24a, 24b and the two outlet valves 29a, 29b are each controlled by a solenoid control valve 33a, 33b, 34a, 34b. The pneumatic inlet and outlet valves are opened and closed on the basis of corresponding control pulses. The compressed air required to open and close the pneumatic valves is obtained from the feed channel 23 (see indicated holes in FIG. 1). The used compressed air is in turn delivered to the discharge duct 30 (see FIG. 3).

Im folgenden wird nun die Funktionsweise der beschriebenen Antriebsvorrichtung erläutert. Fig. 5 zeigt die zur Veranschaulichung hilfreichen Zeitdiagramme. The operation of the drive device described will now be explained below. 5 shows the time diagrams which are helpful for illustration.

Es wird angenommen, der Kolben 1a befindet sich in der Ausgangsposition (vgl. Fig. 3). Durch einen elektrischen Impuls einer in den Figuren nicht gezeigten Steuerung an das Magnetsteuerventil 33a wird Pressluft auf das Einlassventil 24a gegeben. Dieses öffnet sich wegen der kleinen Ausnehmung 32a allerdings nur teilweise. Die aus dem Zuführkanal 23 in den Hubraum eintretende Pressluft beginnt den Kolben nach vorn zu bewegen. Der Kolben 1a wird beschleunigt, bis sich die Kraft der Pressluft mit der Ölbremsung das Gleichgewicht hält. Nun kann die gewünschte mechanische Arbeit verrichtet werden (z.B. das Schneiden eines Drahtes). Bei halbem Hub, d.h. wenn sich der Kolben 1 a etwa in der Mitte zwischen Ausgangs- und Endposition befindet, wird das Einlassventil 24a wieder geschlossen. Die gewünschte mechanische Arbeit ist mittlerweile erledigt worden. Während der Kolben 1a weiter auf die Endposition zuläuft, baut sich der Überdruck zumindest teilweise ab. Kurz vor Erreichen der Endposition wird die Bewegung zu einem wesentlichen Teil durch die Öldämpfung abgebremst. Wenn der Kolben 1a die Endposition (vgl. Fig. 1) erreicht hat, dann herrscht im Hubraum 5 nur noch ein geringer Überdruck. Der Überdruck ist genügend gross, um den Kolben in der Endposition eingespannt zu halten. It is assumed that the piston 1a is in the starting position (see FIG. 3). Compressed air is applied to the inlet valve 24a by an electrical impulse from a controller (not shown in the figures) to the solenoid control valve 33a. However, this only partially opens because of the small recess 32a. The compressed air entering the displacement from the feed channel 23 begins to move the piston forward. The piston 1a is accelerated until the force of the compressed air is balanced with the oil braking. Now the desired mechanical work can be done (e.g. cutting a wire). At half stroke, i.e. when the piston 1 a is approximately in the middle between the starting and end positions, the inlet valve 24 a is closed again. The desired mechanical work has now been done. As the piston 1a continues to approach the end position, the excess pressure is at least partially reduced. Shortly before the end position is reached, the movement is largely slowed down by the oil damping. When the piston 1a has reached the end position (see FIG. 1), there is only a slight excess pressure in the displacement 5. The overpressure is high enough to keep the piston clamped in the end position.

Wenn der nächste Zyklus eingeleitet werden soll, dann wird das Auslassventil 29a, das durch das Magnetsteuerventil 34a angesteuert ist, geöffnet. Die Luft strömt aus dem Hubraum 5 in den Abführkanal 30. Dies geschieht verhältnismässig schnell When the next cycle is to be initiated, the exhaust valve 29a, which is actuated by the solenoid control valve 34a, is opened. The air flows from the displacement 5 into the discharge duct 30. This happens relatively quickly

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und geräuscharm, da ja die Luft nicht mehr den ursprünglich hohen Druck hat. and quiet, since the air is no longer at the originally high pressure.

Auf völlig analoge Weise wird nun der Kolben 1b (angesteuert durch die Magnetsteuerventile 33b, 34b) vorgetrieben. Dadurch wird der Kolben 1a, der ja ständig in kraftschlüssigem Kontakt mit der Rotationsachse 12 steht, in seine Ausgangsposition zurückbefördert. Der ursprüngliche Zustand ist wieder hergestellt. The piston 1b (driven by the solenoid control valves 33b, 34b) is now driven in a completely analogous manner. As a result, the piston 1a, which is constantly in frictional contact with the axis of rotation 12, is returned to its starting position. The original condition has been restored.

In Fig. 5 ist der beschriebene Ablauf grafisch dargestellt. Zum Zeitpunkt t = 0 werden Ein- und Auslassventile 24a resp. 29a gleichzeitig angesteuert, wobei sie inverse Funktionen ausführen. Beim Einlassventil 24a symbolisiert der gezeigte Balken den Zeitraum während dem das Ventil offen ist; im Gegensatz dazu zeigt der Balken für das Auslassventil 29a den Zeitraum, während dem dieses 29a geschlossen ist. Es ist eindeutig zu erkennen, dass im vorliegenden Beispiel das Auslassventil über den Zeitpunkt t = T (T = Zeitpunkt, zu dem der Kolben die Endposition erreicht hat) hinaus geschlossen bleibt. The process described is shown graphically in FIG. 5. At time t = 0, intake and exhaust valves 24a and. 29a controlled simultaneously, performing inverse functions. For inlet valve 24a, the bar shown symbolizes the period during which the valve is open; in contrast, the bar for the exhaust valve 29a shows the period during which this 29a is closed. It can be clearly seen that in the present example the outlet valve remains closed beyond the time t = T (T = time at which the piston has reached the end position).

Die Bewegung der Kolben 1a, 1b ist im Weg-Zeit-Diagramm s(1a), s(1b) festgehalten. Nach einer kurzen nichtlinearen Anlaufsphase bewegt sich der Kolben 1a mit konstanter Geschwindigkeit v(1a) vorwärts. Diese maximale Geschwindigkeit ist durch den freien Querschnitt bestimmt, der zwischen Zahnstange 10a und Bohrung 9 vorhanden ist. Die Verdrängung des Öls durch diesen freien Querschnitt erzeugt eine Bremskraft, die mit der Pressluft im Gleichgewicht steht. Die Bremskraft resp. das Verhältnis der Querschnitte Zahnstange: Bohrung bestimmt die Vorschubgeschwindigkeit. The movement of the pistons 1a, 1b is recorded in the path-time diagram s (1a), s (1b). After a short non-linear start-up phase, the piston 1a moves forward at a constant speed v (1a). This maximum speed is determined by the free cross section that is present between the rack 10a and the bore 9. The displacement of the oil by this free cross-section creates a braking force that is balanced with the compressed air. The braking force resp. the ratio of the toothed rack: bore cross section determines the feed rate.

p(1a) bezeichnet den auf den Kolben 1a durch die Pressluft ausgeübten Druck. Er ist im wesentlichen konstant, solange das Einlassventil 24a geöffnet ist, und fällt nachher grob gesagt nach dem Gesetz pV = const ab (wobei zu beachten ist, dass die Expansion nicht adiabatisch erfolgt). p (1a) denotes the pressure exerted on the piston 1a by the compressed air. It is essentially constant as long as the inlet valve 24a is open and subsequently falls roughly according to the law pV = const (it should be noted that the expansion does not take place adiabatically).

Sobald das Messer der bevorzugten Schneidvorrichtung auf den Draht aufsetzt, wird der Kolbenvorschub verzögert, der Dämpfungsdruck pd(1a) fällt zusammen und es wird Energie zum Schneiden frei (Schnittkraft K). As soon as the knife of the preferred cutting device is placed on the wire, the piston feed is decelerated, the damping pressure pd (1a) collapses and energy is released for cutting (cutting force K).

Nach einer beliebig langen Wartezeit wird der zweite Kolben 1 b mit Pressluft beaufschlagt. After an arbitrarily long waiting time, the second piston 1 b is pressurized with compressed air.

Die konstante maximale Geschwindigkeit des Kolbens wird wie bereits gesagt durch die Bremskraft bei der Ölverdrängung festgelegt. Wenn diese Geschwindigkeit an eine bestimmte Anwendung an-gepasst werden muss, dann kann es von Vorteil sein, parallel zur Bohrung 9 einen (in Fig. 1 nicht dargestellten) Bypass vorzusehen, dessen Querschnitt z.B. über eine Stellschraube veränderbar ist. As already mentioned, the constant maximum speed of the piston is determined by the braking force during the oil displacement. If this speed has to be adapted to a specific application, it may be advantageous to provide a bypass parallel to the bore 9 (not shown in FIG. 1), the cross section of which, e.g. can be changed using a set screw.

Im Fall einer industriellen Drahtschere entspricht jeder volle Kolbenvorschub einem ganzen Schneidzyklus. D.h. die Schere wird während der ersten Hälfte nach vorn geschlagen und führt den Schnitt aus und wird während der zweiten Hälfte des Hubs in die Ausgangsposition zurückbefördert. In the case of industrial wire cutters, each full piston feed corresponds to an entire cutting cycle. I.e. the scissors are pushed forward during the first half and carry out the cut and are returned to the starting position during the second half of the stroke.

Ein kleines Zahlenbeispiel soll das Gesagte verdeutlichen. Wenn die Pressluft mit 5 bar Überdruck zur Verfügung steht, dann kann das Schliessen des Einlassventils so gesteuert werden, dass in der A small numerical example should clarify what has been said. If the compressed air with 5 bar overpressure is available, the closing of the inlet valve can be controlled so that in the

Endposition nur noch etwa 1 bar Überdruck vorhanden ist. Dieser genügt um die Kolben vorübergehend zu «verriegeln». Es leuchtet auch ein, dass 1 bar Überdruck mit viel geringerer Lärmentwicklung abgeführt wird als die ursprünglichen 5 bar. End position is only about 1 bar excess pressure. This is enough to temporarily "lock" the pistons. It also makes sense that 1 bar overpressure is discharged with much less noise than the original 5 bar.

Wo die Zwischenposition ist, bei der die Einlassventile 24a, 24b geschlossen werden, hängt weniger vom Antrieb selber als vielmehr von der Anwendung, d.h. vom anzutreibenden Aggregat ab. Wenn bei diesem Aggregat, wie im Fall der bevorzugten Drahtschere, die eigentliche Arbeit bei der Hälfte des maximalen Hubs bereits geleistet worden ist, dann entspricht die Zwischenposition wie bereits erwähnt der Mittenposition. Wenn dagegen die Hauptleistung bereits früher erbracht werden muss und der wenig aufwendige Abschluss des Arbeitszyklus länger dauert, dann kann die Zwischenposition mehr gegen die Anfangsposition zurückgeschoben und damit entsprechend mehr Luft eingespart werden. Analog kann die Zwischenposition mehr gegen die Endposition hin verschoben werden, wobei zwar weniger Pessluft gespart, aber mehr Arbeit geleistet werden kann. Wesentlich ist nur, dass die Einlassventile geschlossen werden, bevor die Kolben die Endposition oder auch nur den dieser vorgelagerten Dämpfungsbereich erreicht haben, mit dem Ziel, während der arbeitsarmen Phase des Bewegungszyklus keine Pressluft zu verbrauchen, sondern den Druck im Kolben abzubauen. Where the intermediate position is at which the intake valves 24a, 24b are closed depends less on the drive itself than on the application, i.e. from the unit to be driven. If, as in the case of the preferred wire cutter, the actual work has already been done at half the maximum stroke with this unit, the intermediate position, as already mentioned, corresponds to the center position. If, on the other hand, the main service has to be performed earlier and the less complex completion of the work cycle takes longer, then the intermediate position can be pushed back more towards the starting position and thus more air can be saved. Similarly, the intermediate position can be shifted more towards the end position, whereby less polluted air is saved, but more work can be done. It is only important that the inlet valves are closed before the pistons have reached the end position or even the damping area upstream of this, with the aim of not using compressed air during the low-work phase of the movement cycle, but of reducing the pressure in the piston.

Von der in der Pressluft gespeicherten Energie kann nur ein kleiner Teil (ca. 20%) in die gewünschte mechanische Energie (d.h. zum Schneiden des Drahtes) umgesetzt werden. Der grösste Teil wird im Ölsumpf vernichtet. Es entsteht also eine beträchtliche Menge Abwärme. Gemäss der Erfindung wird diese im Druckluftspeicher (Behälter 17) an die Pressluft abgegeben. Diese transportiert die Wärme «automatisch» zum Ventilblock, der sich dadurch aufwärmt. Es wird also auf höchst einfache und elegante Art eine Heizung des Ventilblocks bewirkt. Only a small part (approx. 20%) of the energy stored in the compressed air can be converted into the desired mechanical energy (i.e. for cutting the wire). Most of it is destroyed in the oil sump. So there is a considerable amount of waste heat. According to the invention, this is delivered to the compressed air in the compressed air store (container 17). This “automatically” transports the heat to the valve block, which heats up as a result. The valve block is thus heated in a very simple and elegant manner.

Die Vorteile der erfindungsgemässen Heizung ergeben sich vor allem auch aufgrund der beschriebenen Anordnung der Kolben in Reihenstellung. Alle Ventile befinden sich dann nahe beieinander und lassen sich ohne aufwendige Kanalführung temperieren. Befänden sich die Kolben beispielsweise in Boxerstellung, dann könnte dieser Vorteil nicht genutzt werden. The advantages of the heating according to the invention arise above all from the arrangement of the pistons described in the row position. All valves are then close to each other and can be tempered without complex ducting. If the pistons were in the box position, for example, this advantage could not be used.

Wie bereits weiter oben erwähnt, basiert die er-findungsgemässe Dämpfung auf dem Zusammenwirken des Formstücks 6 mit der Bohrung 9. Die Bohrung verengt sich vorzugsweise stufenförmig. Der maximale Innendurchmesser ist kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 2a. Wenn der Kolben 1a in der Ausgangsposition ist, dann ist der Zylinder 2a zum grössten Teil mit Öl gefüllt. Dieses muss während des Kolbenvorschubs verdrängt werden und zwar durch die Bohrung 9 hindurch. As already mentioned above, the damping according to the invention is based on the interaction of the shaped piece 6 with the bore 9. The bore preferably narrows in a step-like manner. The maximum inside diameter is smaller than the inside diameter of the cylinder 2a. When the piston 1a is in the starting position, the cylinder 2a is largely filled with oil. This has to be displaced during the piston advance, specifically through the bore 9.

Das Formstück 6 weist zwei Scheiben 7, 8 auf. Sobald die vordere Scheibe 8 zum weiten Ende der Bohrung 9 gelangt, wird die Verdrängung des Öls beträchtlich erschwert. Statt der ganzen Querschnittsfläche der Bohrung 9 steht nur noch ein Ringspalt zwischen der Scheibe 8 und der Bohrung The shaped piece 6 has two disks 7, 8. As soon as the front disk 8 reaches the wide end of the bore 9, the displacement of the oil is made considerably more difficult. Instead of the entire cross-sectional area of the bore 9, there is only an annular gap between the disk 8 and the bore

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9 zur Verdrängung des Öls zur Verfügung. Es beginnt also eine grosse Bremskraft zu wirken. Diese hängt von der Breite des Ringspalts und von der Geschwindigkeit des Kolbens ab. Bei gleichbleibendem Ringspalt reduziert sich die Bremswirkung mit abfallender Geschwindigkeit. 9 available to displace the oil. So a big braking force starts to work. This depends on the width of the annular gap and the speed of the piston. If the annular gap remains the same, the braking effect is reduced as the speed drops.

Damit nun die Bremskraft nicht so schnell abfällt, sondern z.B. mehr oder weniger konstant bleibt, nimmt der Innendurchmesser der Bohrung sukzessive ab. Entsprechend wird der Ringspalt um so kleiner, je näher der Kolben 1a zur Endposition kommt. Wenn die Endposition erreicht ist, dann befindet sich das Formstück 6 mit beiden Scheiben 7, 8 innerhalb der Bohrung 9. So that the braking force does not drop so quickly, but e.g. remains more or less constant, the inner diameter of the bore gradually decreases. Accordingly, the closer the piston 1a comes to the end position, the smaller the annular gap. When the end position is reached, the fitting 6 with both disks 7, 8 is located within the bore 9.

Ideal wäre es natürlich, die Bohrung kontinuierlich verengend auszuführen. In der Praxis dürfte aber mit einer stufenförmig ausgebildeten Bohrung, die sich natürlich viel einfacher herstellen lässt, das angestrebte Ziel weitgehend erreicht werden können. Der genaue Verlauf der Bohrung hängt von den geometrischen Dimensionen der Antriebsvorrichtung und den auftretenden Kolbengeschwindigkeiten ab und kann ohne weiteres unter Einsatz fachmännischen Grundwissens berechnet oder empirisch ermittelt werden. It would be ideal, of course, to continuously narrow the bore. In practice, however, a stepped bore, which is of course much easier to manufacture, should largely achieve the desired goal. The exact course of the bore depends on the geometric dimensions of the drive device and the piston speeds that occur and can easily be calculated using empirical basic knowledge or determined empirically.

Die Abnahme des Bohrungsdurchmessers resp. des Ringspalts bestimmt im Prinzip den Verlauf der Bremsbeschleunigung. Grundsätzlich kann nämlich davon ausgegangen werden, dass der Kolben immer etwa mit derselben Geschwindigkeit auf die Endposition zuläuft. Je nachdem wie breit der Ringspalt zu Beginn des Bremsvorgangs (d.h. wenn die Scheibe des Formstücks in das breite Ende der Bohrung eintritt) ist, muss der Kolben mehr oder weniger Verdrängungsarbeit leisten und wird mehr oder weniger stark beschleunigt. The decrease in the bore diameter or. of the annular gap basically determines the course of the braking acceleration. Basically, it can be assumed that the piston always approaches the end position at approximately the same speed. Depending on how wide the annular gap is at the beginning of the braking process (i.e. when the disk of the fitting enters the wide end of the bore), the piston has to do more or less displacement work and is accelerated more or less strongly.

Durch die negative Beschleunigung reduziert sich nach bekannten Prinzipien die Geschwindigkeit. Bei gleichbleibendem Ringspalt reduziert sich entsprechend die Verdrängungsarbeit, d.h. die Bremsbeschleunigung. Je nachdem wie z.B. bei einer stufenförmigen Bohrung der Durchmesser der nächst engeren Stufe bemessen ist, kann die Bremsbeschleunigung gegenüber der vorhergehenden Stufe konstant gehalten, erhöht oder erniedrigt werden. Durch eine Vielzahl von Stufen oder durch einen axial kontinuierlich variierenden Verlauf kann somit die Bremsbeschleunigung an den im Einzelfall gewünschten Bremsverlauf angepasst werden. The negative acceleration reduces the speed according to known principles. If the annular gap remains the same, the displacement work is reduced accordingly, i.e. the braking acceleration. Depending on how e.g. in the case of a step-shaped bore, the diameter of the next narrower step is dimensioned, the braking acceleration can be kept constant, increased or decreased compared to the previous step. The braking acceleration can thus be adapted to the braking course desired in the individual case by a plurality of stages or by an axially continuously varying course.

Die beschriebene Antriebsvorrichtung vereinigt im wesentlichen alle vorteilhaften Merkmale auf sich. Selbstverständlich ist es auch möglich, einzelne Merkmale wegzulassen und nur die im Einzelfall gewünschten Vorteile zu realisieren. The drive device described essentially combines all advantageous features. Of course, it is also possible to omit individual features and only realize the advantages desired in individual cases.

So lässt sich namentlich die erfindungsgemässe Wärmerückgewinnung durchaus unabhängig von der Ventilansteuerung realisieren. Auch ist die Anzahl der Kolben und der Ventile im Zusammenhang mit der Heizung von untergeordneter Bedeutung, d.h. die erfindungsgemässe Wärmerückgewinnung lässt sich auch nur für einen Kolben und ein(e) Ventil(anordnung) einsetzen. Es leuchtet aufgrund der vorliegenden Beschreibung im weiteren ein, dass es z.B. auch bei vier pneumatischen Kolben durchaus vorteilhaft sein kann, einen gemeinsamen In particular, the heat recovery according to the invention can be implemented independently of the valve control. The number of pistons and valves in connection with the heating is also of minor importance, i.e. The heat recovery according to the invention can also be used only for a piston and a valve (arrangement). Based on the present description, it is further clear that e.g. even with four pneumatic pistons can be quite advantageous, a common

Druckiuftspeicher für die Rückgewinnung der Abwärme vorzusehen. Dabei ist es nicht einmal zwingend, dass auch ein gemeinsamer Ventilblock vorhanden ist. Wenn in einer pneumatischen Anlage eine Reihe von Antriebseinheiten vorhanden sind, dann kann die Abwärme der einen Einheit im Prinzip auch für die Heizung der Ventile einer anderen, in der Nähe angeordneten Einheit verwendet werden. Schliesslich kann die Heizung auch mit einem separaten, geschlossenen Kreislauf verwirklicht werden, der nichts mit der antreibenden Pressluft zu tun hat. To provide compressed air storage for the recovery of waste heat. It is not even imperative that there is a common valve block. If there are a number of drive units in a pneumatic system, the waste heat from one unit can in principle also be used to heat the valves of another unit located nearby. Finally, the heating can also be implemented with a separate, closed circuit that has nothing to do with the driving compressed air.

Dass bei einem pneumatischen Antrieb in der Regel irgendwelche Dämpfungsmittel zum Vernichten der überschüssigen kinematischen Energie der Kolben vorgesehen sein müssen, will aber noch lange nicht heissen, dass diese Mittel in der Art des Ausführungsbespiels ausgebildet sein müssen. Es sind durchaus auch andere Dämpfungsmassnah-men denkbar. Im Zusammenhang mit der erfin-dungsgemässen Heizung genügt es, wenn die kinetische Energie in den Ölsumpf (oder einen sonstigen Sumpf aus einer viskosen Flüssigkeit) abgegeben wird, von wo sie als Heizwärme zu den Ventilen transportiert werden kann. Vice versa kann die erfindungsgemässe Dämpfung durch den variablen Ringspalt auch unabhängig von der Wärmerückgewinnung oder der Ventilsteuerung verwendet werden. However, the fact that a pneumatic drive generally requires some damping means to destroy the excess kinematic energy of the pistons does not mean that these means must be designed in the manner of the exemplary embodiment. Other damping measures are also conceivable. In connection with the heating according to the invention, it is sufficient if the kinetic energy is released into the oil sump (or another sump from a viscous liquid), from where it can be transported as heating heat to the valves. Vice versa, the damping according to the invention can also be used independently of the heat recovery or the valve control due to the variable annular gap.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass mit der Erfindung eine Antriebsvorrichtung geschaffen worden ist, die sich durch eine gute Nutzung der zur Verfügung stehenden Ressourcen (Luft, Wärme) auszeichnet. In summary, it can be stated that the invention has created a drive device which is distinguished by a good use of the available resources (air, heat).

Claims (14)

PatentansprücheClaims 1. Pneumatische Antriebsvorrichtung mit mindestens einem von einer Ausgangsposition in eine Endposition pneumatisch vortreibbaren Kolben (1a, 1b), dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung des Kolbens (1a resp. 1b) mindestens zwei selbständige Ventile (24a, 29a resp. 24b, 29b) vorgesehen sind, wovon ein erstes (24a resp. 24b) als Lufteinlass und ein zweites (29a resp. 29b) als Luftaus-lass dient, und dass das erste Ventil (24a resp. 24b) durch eine Steuerung derart gesteuert ist, dass es nur so lange geöffnet ist, wie der Kolben braucht, um von der Ausgangsposition in eine vorgegebene Zwischenposition zu gelangen.1. Pneumatic drive device with at least one piston (1a, 1b) which can be pneumatically driven from an initial position into an end position, characterized in that at least two independent valves (24a, 29a or 24b, 29b) for controlling the piston (1a or 1b). are provided, of which a first (24a or 24b) serves as an air inlet and a second (29a or 29b) serves as an air outlet, and that the first valve (24a or 24b) is controlled by a controller in such a way that it only is open as long as the piston needs to get from the starting position to a predetermined intermediate position. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zwischenposition im wesentlichen der Mittelposition zwischen Ausgangs- und Endposition entspricht.2. Drive device according to claim 1, characterized in that the predetermined intermediate position substantially corresponds to the central position between the starting and end positions. 3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (29a resp. 29b) durch die Steuerung so angesteuert ist, dass es zum gleichen Zeitpunkt geschlossen wird, wie das erste Ventil (24a resp. 24b) geöffnet wird, und dass es mindestens während des Zeitraums geschlossen ist, während dem der Kolben (1 a resp. 1 b) von der Anfangsposition in die Endposition vorgeschoben wird.3. Drive device according to claim 1 or 2, characterized in that the second valve (29a or 29b) is controlled by the controller in such a way that it is closed at the same time as the first valve (24a or 24b) is opened, and that it is closed at least during the period during which the piston (1 a or 1 b) is advanced from the starting position to the end position. 4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öl-4. Drive device according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that an oil 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 66 1111 CH 684 651 A5CH 684 651 A5 sumpf zum Dämpfen des Kolbens (1a resp. 1b) bei Erreichen der Endposition vorgesehen ist.sump for damping the piston (1a or 1b) is provided when the end position is reached. 5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Dämpfen mindestens eine am Kolben (1a) angeordnete Scheibe (8) vorgesehen ist, die eine Bohrung (9) durchläuft, derart, dass die Verdrängung von Öl durch einen zwischen Scheibe (8) und Bohrung (9) gebildeten Ringspalt die Dämpfung des Kolben (1a) bewirkt.5. Drive device according to claim 4, characterized in that for damping at least one on the piston (1a) arranged disc (8) is provided, which passes through a bore (9), such that the displacement of oil by a between the disc (8) and bore (9) formed annular gap causes the damping of the piston (1a). 6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (9) einen Querschnitt aufweist, der sich in Vortriebsrichtung des Kolbens (1 a) sukzessive verengt.6. Drive device according to claim 5, characterized in that the bore (9) has a cross section which gradually narrows in the direction of advance of the piston (1 a). 7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bohrung (9) so verengt, dass die Dämpfungskraft auch bei abnehmender Kolbengeschwindigkeit im wesentlichen konstant bleibt.7. Drive device according to claim 5 or 6, characterized in that the bore (9) narrows so that the damping force remains substantially constant even with decreasing piston speed. 8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Kolben (1a) eine die Bohrung durchlaufende Zahnstange (10a) befestigt ist, deren Querschnitt im Verhältnis des Querschnitts der Bohrung (9) so ausgebildet ist, dass die Geschwindigkeit des Kolbens (1a) einen vorbestimmten konstanten Wert einhält.8. Drive device according to one of claims 4, 6 or 7, characterized in that on the piston (1a) a through the bore rack (10a) is fixed, the cross section in relation to the cross section of the bore (9) is formed so that the Speed of the piston (1a) maintains a predetermined constant value. 9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizung als Unterkühlungsschutz für den Ventilblock (22) vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, dass die gewünschte Heizungswärme aus der Abwärme des Öisumpfs bezogen wird.9. Drive device according to claim 4, characterized in that a heater is provided as protection against overcooling for the valve block (22), which is designed such that the desired heating heat is obtained from the waste heat of the oil sump. 10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung eine von einem fluiden Medium durchströmte Kanalführung (23) umfasst, dergestalt, dass die Abwärme des Öisumpfs als Heizwärme durch das fluide Medium zum Ventilblock (22) transportiert wird.10. Drive device according to claim 9, characterized in that the heating comprises a channel guide (23) through which a fluid medium flows, in such a way that the waste heat of the oil sump is transported as heating heat through the fluid medium to the valve block (22). 11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als fluides Medium die den Kolben (1a, 1b) vortreibende Pressiuft dient.11. Drive device according to claim 10, characterized in that the compressed air which drives the piston (1a, 1b) serves as the fluid medium. 12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei wechselseitig vortreibbare Kolben (1a, 1b) vorgesehen sind, die eine gemeinsame Rotationsachse (12) antreiben, wobei beim Vortreiben des einen Kolbens (1a resp. 1b) der andere (1b resp. 1a) durch die Rotationsachse (12) in seine Ausgangsposition zurückbefördert wird.12. Drive device according to one of claims 1 to 11, characterized in that two mutually propellable pistons (1a, 1b) are provided which drive a common axis of rotation (12), the one piston (1a or 1b), when the other is propelled (1b or 1a) is returned to its starting position by the axis of rotation (12). 13. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolben (1a, 1b) parallel nebeneinander angeordnet sind, einen gemeinsamen Ölsumpf aufweisen und dass die Ventile (24a, 24b, 29a, 29b) in einem gemeinsamen Ventilblock (22) untergebracht sind.13. Drive device according to claim 12, characterized in that the two pistons (1a, 1b) are arranged parallel next to one another, have a common oil sump and that the valves (24a, 24b, 29a, 29b) are accommodated in a common valve block (22) . 14. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftdruckspeicher (17) vorgesehen ist, der den Ölsumpf umgibt, so dass durch die Abwärme des Öisumpfs die Pressluft vorgewärmt wird.14. Drive device according to one of claims 11 to 13, characterized in that an air pressure accumulator (17) is provided which surrounds the oil sump, so that the compressed air is preheated by the waste heat of the oil sump. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 77