DE1751159A1

DE1751159A1 - Pneumatische Lineareinheit

Info

Publication number: DE1751159A1
Application number: DE19681751159
Authority: DE
Inventors: Rudolf Geiger
Original assignee: RUDOLF GEIGER PRAEZ S DREH und
Current assignee: RUDOLF GEIGER PRAEZ S DREH und
Priority date: 1968-04-13
Filing date: 1968-04-13
Publication date: 1971-04-22

Description

Pneuniatische L'neareinheit Die Erfindung betrifft eine pneumatische Line areinheit, bestehend aus einem Zylinder mit einem Kolben, der durch über Ventile zugefutxrte Druckluft abhängig von der Richtung, aus der die Druckluft auf ihn einwirkt, bewegt wird und eine starr mit ihm verbundene Kolbenstange zu entsprechender Bewegung veranlaßt. @::erarti@e Lineareinheten sind an sich bekannt. Sie werden all;emein als Vorschubeinrichtungen und speziell auch zum Öffnen und Schließen von Fenstern, Türen, Lichtkuppeln, Lüftungsklappen und ähnlichem eingesetzt. Dabei wird die -Uewegung der Kolbenstange, die die dem jeweiligen Einsatz. entsprechende Funktion unmittelbar ausübt oder über Hebel, !=estänge c. ä. mittelbar bewirkt, in der Weise gesteuert, daü die Druckluft, z. B. über ein Ver-Weg-Ventil, für eine Linksbewegung auf der rechten und für eine Rechtsbewegung auf der linken Kolbenseite ( bzw. für eine Aufwärtsbewegung auf vier unteren und für 'eine Abwärtsbewegung auf der oberen Kolbenseite) zugeführt wird. Eine Schwierigkeit besteht nur darin, den Kolben -und die Kolbenstange in der jeweils ge-#-wünschten Lage zu halten. Nach dem Stand der Technik ist dies entweder nur in bestimmten Positionen (Anfangs-- und Endlage möglich, oder es ist dazu die wertere Zufuhr von Druckluft, wenn auch,mit vermindertem Drxck,, erforderlich. Das letztere hat aber einmal: den Na cliteil, d.aß bei der Umstellung der Druckluftzufuhr von "Bewegen" auf "Halten'' ein Nachlaufen über die eigentlich geforderte Lage hinaus auftritt, zum zweiten den, daß ständig Druckluft.verbraucht wird, und drittens den noch schwerwiegenderen Nachteil, daß bei einem auch nur kurzzeitigen Ausfall des Druckluftnetzes die eingestellte Lage verlassen wird und ein zurr Beispiel nur um einen Spalt geöffnetes Fenster sich gänzlich öffnet, was vor allem-.zur Nachtzeit unabsehbare Folgen haben kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile bekannter Vorrichtungen zu überwinden und eine pneumatische Lineareinheit zu schaffen, bei der die Kolbenstange in jeder Lage festgestellt werden kann, und zwar ohne Nachlaufbewegung und unabhängig vom Druckluftnetz. Das wird bei einer pneumatischen Lineareinheit der oben beschriebenen Art dadurch erreicht, daß zum Festhalten von Kolben und Kolbenstange-in der jeweils gerade erreichten Lage'nach Aufhören der Druckluftzufuhr an der Kolbenstange Feststellmittel vorgesehen sind, die mit einem zweiten Kolben in einem zweiten Zylinder gekoppelt sind, wobei auf die eine Seite dieses zweiten Kolbens die Kraft einer Feder o. ä. in der Richtung wirkt, daß im Ruhezustand (keine Druckluftzufuhr) die Feststellmittel an der Kolbenstange angreifen, und wobei an der entgegengesetzten Seite des zweiten Kolbens ein Einlaß für Druckluft vorgesehen ist, durch den im Arbeitszustand (Druck-.

luftzufuhr in den ersten Zylinder) ein Druckluftström auf den zK%fcnkatt

wirkt, der diesen Kolben gegen die' Wirkung der Feder o. ä. in die Richtun4bewegt., daß die mit dem zweiten Kolben gekoppelten Feststellmittel die.Kolbenstange freigeben: Bei dieser Lineareinheit wird durch den zweiten Kolben., der unter Federkraft oder einer ähnlichen, selbsttätig wirkenden Kraft steht, zweierlei erzielt,'nämlich erstens die unmittelbare Feststellung - ohne Nachlaufbewegung - der Kolbenstange bei Aufhören der Druckluftzufuhr und zweitens eine vollständige Unabhängigkeit der Feststellung voni pruckluftnetz. Für das Anbringen vier Feststellänittel gibt es dabei mehrere Möglichkeiten, Bei einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß der zweite Zylinder in Reihe mit dein ersten Zylinder und der zweite Kolben 2n einigem Abstand vom ersten Kolben um die Kolbenstange herum angeordnet sind und als Feststellmittel eine Spannzange eingesetzt ist, die im Ruhestand durch den zweiten Kolben, der unter der Kraftwirkung .einer oder mehrerer Federn steht, zusammengedrückt wird: Line andere Ausführung der Erfindung, die vor allem bei geringem Gewicht von Kolben, Kolbenstange und daran befestigten Teilen einsetzbar ist, sieht demgegenüber vor, daß der zweite Zylinder senkrecht zum ersten Zylinder angeordnet ist und sein Kolben mit einem Feststellglied gekoppelt ist, das im Ruhezustand durch den unter der KraftwirkÜng einer oder mehrerer Federn stehenden Kolben seitlich an die Kolbenstange gedrückt wird. Die Feststellung. ist stets im nicht belüfteten Zustand wirksam, Wenn der erste Zylinder dagegen belüftet wird, muß die Fest-Stellung gelöst werden, gleichgültig ob der Kolbenfdes ersten Zylinders nach rechts oder links, bzw: oben oder unten bewegt werden soll. Ucn dies zu bewerkstelligen, ohne eine eigene Dguckluftleitung dafür verlegen zu müssen, ist: eine Weiterbildung, der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zum Bewegen des Kolbens in die eine oder andere Richtung zwei von einem Vier-Wege-Ventil bekannter Bauart gesteuerte Druckluftleitungen vorgesehen sind, von denen die eine zur einen und üie andere zur anderen Kolbenseite des ersten Zylinders führt, und daß beide Druckluftleitungen mit dem Drucklufteinl aß des zweiten Zylinders durch ein Doppelrückgchlagventil verbunden sind. Dadurch daß beide Druckluftleitungen mit dem Drucklufteinlaß des zweiten Zylinders verbunden sind, ist die Luftzufuhr in den zweiten Zylinder in jedem Fall sichergestellt. Das Doppelrückschlagventil hat die Aufgabe, ein Durchströmen der Luft von der einen zur anderen Leitung zu verhindern. Dazu ist in einer Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß das Doppelrück-schlagventil aus einer Kugel mit etwas größerem Durchmesser, als ihn die Einmündungen Tier Druckluftzuführungen aufweisen, in einem entsprechend größeren Kanal zwischen beiden Leitungen besteht, die durch die über eine Leitung zugeführte Druckluft an die Einmündung der jeweils anderen Leitung gedrückt wird und dadurch diese Einmündung schließt. Um auch bei einem Ausfall des Druckluftnetzes die Feststellung lösen zu können, ist in einer Weiterbildung der Erfindung mit dem zweiten Kolben ein Handgriff verbunden, durch den der Kolben gegen die Kraft der Feder o. ä. bewegbar ist. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in Fig. 1 bis 3 aarLestellten Ausführungsbeispiels beschrieben und in ihrer Wirkungsweise erläutert. T;`s stellen dar: Fig: 1 eine Ausführung der Erfindung für geringen Kraftbedarf Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fg. 1 zu der durch din Schnittlinie 11 - II° angedeuteten Ebene Fig. 3 eine Ausführung der Erfindung für höheren Kraftbedarf. Die Lineareinheit von Fig. 1 besteht aus einem Zylinder 1 mit einem Kolben 2, an dein die -3 befestigt ist.
Im Zylinder 1 sind zu. beiden Seiten des Kolbens 2 Durchbrüche (Bohriingen)4und > vorgesehen, über die Druckluft zugeführt werden kann,und zwar zur -Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 über die Bohrung 4 und zur Abwärtsbewegung des Kolbens 2 über die f$ohrunÜ 5. Senkrecht zum ersten Zylinder 1 ist ein zweites Zylinder, 6 reit einem Kolben 7 angeordnet, der über eine Kolben«. starii@e 9 reit einem Feststellglied 9o verbunden ist. nQlbenstange 9 und Feststellglied io bestehen hier aus einem Stück, das an dem .der Kolbenstange 3 zugewandten Ende entsprechend Geformt ist (vgl. Fig. 2). Zwischen der rechten Seite des Kolbens 7 und der rechten Zylinderwand befinden sich mehrere Tellerfedern 8, die der. Kolben 7 im Ruhezustand ' nach links drücken. Dadurch wird das Festetellglied 1o an die Kolfjenstange 3 gepreßt und heilt die Kolbenstange fest. Unmittelbar hinter dem Feststellglied .1o ist ferner ein Dichtungsring 11 auf der Kolbenstange 9 befestigt. Oberhalb des Zylinders 6 sind Einlaßstutzen 12 und 13 (Fig. _') für die Druckluft vorgesehen, die durch einen Kanal 14 miteinander verbunden sind. Im Kanal 14 befindet sich ein Doppelrückschlagventil 15 in Form einer Kugel von etwa dem Durchmesser dieses Kanals 14, aber von etwas trößererti Durchmesser, als ihn die Einmündungen der Stutzen J,% und 13 in den Kanal 14 aufweisen. Der Kanal 14 ist durch eine Bohrung 16 mit dem Raum des Zylinders 6, der links vom Kolben 7 liegt, verbunden. Eine weitere Bohrung 17 verbindet .den Einlaßstutzen 12 mit einem weiteren Stutzen, an dem ein Schlauch 19 anschließbar ist, der zur Bohrung 4 im Zylinder 1 führt. Ferner verbindet eine Bohrung 18 den Einlaßstutzen 13 direkt mit der Bohrung 5 im Zylinder 1. An den Stützen 12 ist eine Druckluftleitung 2o (Fig. 2) und an den anderen Stutzen 13 ist eine zweite Druckluftleitung 21 angeschlossen. Beide Druckluft 1 ei tungen sind mit dem Druc kluf tne t z durch ein Vier-Wege-Ventil 22 bekannter Bauart verbunden, das durch einen Hebel 23 so eingestellt wird, daß die Druckluft entweder in Pfeilrichtung überdie Leitung 2o einströmt und über die Leitung 21 zurückströmt(Aufwärtsbewegung) oder gerade den umgekehrten Verlauf nimmt (Abwärtsbewegung). In der mittleren Ruhestellung des Hebels 23 'sperrt das Vier-Wege-Ventil 22 die Druckluftzufuhr gänzlich.
Die in Fig. 1 und ? dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt. Wenn das Vier-Wege-Ventil 22 über den Hebel 23 in die Stellung "Aufwärts" gebracht wird, strömt über seinen Teil a Druckluft in Pfeilrichtung in die Leitung 2o und durch den Stutzen 1-9-in den Kanal 14, drückt dabei die Kugel 15 gegen die Einmündung des Stutzens 13 und dichtet diese dadurch ab. Durch die Bohrung 16 im Kanal 14 gelangt die Druckluft in den Zylinder 6 und drückt den Kolben 7 gegen die Wirkung der Federaa 8 nach rechts. Die Kolbenstange 9 wird dadurch ebenfalls nach rechts verschoben und rückt das Feststellglied 1o von der Kolbenstange 3 ab. Die Kolbenstange kann sich nun frei bewegen. Durch die Bohrung 17 gelangt die Druckluft aber auch in den Verbindungsschlauch 1c) und von dort aus über die Bohrung 4 in den Zylinder 1 und hebt den Kolben 2 und mit ihm die Kolbenstange 3. Die über dem Kolben 2 befindliche Luft strömt durch die Bohrung 5, die Bohrung 18 und die Leitung 21 zurück. Wird bei der gewünschten Stellung der Kolbenstange 3 der Hebel 23 in die Ruhestellung Gebracht, liegt das Vier-Wege-Ventil 22 mit seinem Teil b an den Leitungen 21 und 22 einerseits und dem Druckluft-netz andererseits. Dabei hört die Druckluftzufuhr auf, und :sofort drückt die Feder 8 den Kolben 7 nach links und mit ihm das ' Feststellglied 1o gegen die Kolbenstange 3. Über die Leitung 2o werden beide Zylinder 1 und 6 entlüftet. Dieser Zustand ist wieder stabil und von einer Druckluftzufuhr vollständig unabhängig. Wird dagegen der Heber 23 in die Stellung "Abwärts" gebracht, nimmt die Druckluft über das Vier-Wege-Ventil 22 (Teil c) genau den entgegengesetzten Verlauf zu oben.
Die Kolbenstange 3 -wird erneut freigegeben (Kugel 15 in der gestrichelt gezeichneten Lage), und durch die Bohrungen 18 und 5 strömt die Luft von oben in den Zylinder 1 und drückt den Kolben 2 jetzt nach unten. Am Prinzip selbst ändert sich nichts: Die Spannung der Tellerfedern 8 kann durch bekannte Mittel (Einstellmutter o. ä.) entsprechend deni jeweils erforderlichen Kraftbedarf eingestellt werden. Desdleichen läßt sich der Querschnitt der Bohrun£en in den Stutzen 12 und 13 sowie der Bohrungen 17 rtnc',L 1h dem jeweiligen Anwendungsfall anpassen. Am rechten Teil der Kolbenstange 9 ist noch ein Hebel 24 angebracht, durch den die Kolbenstange 9 z;egen die Wirkung üer Federn ö von hand nach rechts gezogen werden kann, um die Freigabe der Kolbenstange 3 unabhängig von einer Druckluftzufuhr zu erreichen. In Fig. 3 sind Zylinder 1 und Zylinder 6 übereinander angeordnet. Die Tellerfedern 8 drücken in diesem Fall im Ruhe. tand den Kolben 7 auf eine Spannzange 25, die sich dadurch fest an die Kolbenstange 3 anlegt. Oberhalb der Federn 8 ist eine Abziehmutter 26 vorgesehen, durch die sich die Spannung der Federn 8 einstellen läßt. In der Wand 27 zwischen den beiden Zylindern 1 und 6 ist im Kanal 14 ein Doppelrückschlugventil wie in Fig. 1 untergebracht. Hier hinein münden auch die nicht dargestellten Druckluftleitungen 2o und 21 sowie der Verbindungsschlauch 19. Wenn über eine der beiden Leitungen 2o oder 21 (in Fig. 2) Druckluft zugeführt wird, strömt sie (in Fig. 3) entweder über die Bohrung 18 in die obere oder - durch den Verbindungsschlauch 19 - in die untere Kaituner des Zylinders 1, in jedem Fall aber durch die Bohrung 16 in die untere Kammer des Zylinders 6. Der Kolben 7 wird dadurch einer der Federwirkung entgegengerichtetcn Kraft ausgesetzt, und die Spannzange 25 entspannt sich unter Freibabe der Kolbenstange 3. Diese Ausführung der Feststelleinrichtung ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Koltjenstange 3 einer stärkeren Feststellkraft ausgesetzt werden muß, als sie die Vorrichtung von Fig. 1 aufzuhrin;,en vermag.

Claims

Ansprüche 1. Pneumatische Lineareinhezt, bestehend aus einem Zylinder mit einem Kolben, der durch über Ventile zugeführte Druck:-Luft abhängig von der Richtung, aus der die Druckluft auf ihn einwirkt, bewegt wird und eine starr mit ihm verbundene Kolbenstange zu entsprechender Bewegung veranlaßt, dadurch nekennzeichnet, da0 zum Festhalten von Kolben (2) und Kolbenstange (3) in der jeweils gerade. erreichten Lage nach Aufhören der Druckluftzufuhr an der Kolbenstange (3) Feststellmittel (1o in Fiti. 1 und 2 bzw. 25 in Fig. 3) vorgesehen sind, die mit einem zweiten Kolben (7) in eineiri zweiten Zylinder (5) Gekoppelt sind, wobei auf die eine Seite dieses zweiten Kolbens die Kraft einer Feder o. ä. (ß) in der Richtung wirkt, daß im Ruhezustand (keine Druckluftzufuhr) die Fests fallmittel (1o bzw. 25) an der Kolbenstange (3) angreifen, und wvüei an der entgegengesetzten Seite das zweiten Kolbens ein Einlat (16) für Druckluft vorgesehen ist, durch den im Arbeitszustand (Druckluftzufuhr in den ersten Zylinder) eili D3#izuklizftstrom auf den zweiten Kolben (7) wirkt, der diesen Kolben gegen die Wirkung der Feder o. ä. (£i) in die Richtung bewegt, daß die mit dem zweiten Kolben (7)-gekoppelten Feststellmittel (1o bzw. 25) die Kolbenstange (3@ freigeben. ?. YneumaLische Lineareinheit nach, Anspruch 1, dadtirclr gekennzeichnet, däß der zweite Zylinder (6) in Reihe mit dem ersten Zylinder (1) .rund <her zweite Kolben in einiierrr Abstand vom ersten Kolben (2) um die Kolbenstange (3) herum anLeordnet sind lind als heststel.lrtrittel eine Spannzange (25) ein"e:;etzt ist, die im Ruhezristand durch den zweiten Kolben (7), der irrfiter O! r Kraftwirkung einer oder mehrerer Federn (M) steht, zusarwiengedrilckt wird (Fig. 3). 3. fnerirnatische Lineareinhei t nach, Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zylinder (6) senkrecht zizrn ersten Zylinder (1) angeordnet i.:,t irnd sein Kolben (7) mit einem Feststellglied (1o) gekul!1)elt i.. t, das im Ruhezustand durch den unter d(-ir Kraftwirkung einer oder mel-irerer'FeJ.ern (d) stehenden Kolben (j) seitlich an die Kolbenstange (3) gedrückt wird (Fig. 1 iind 4. hneuiriatische Lineareinheit nach Anspruch 1 bis An,9pruch dadurch gekennzeichnet, daß zum-Bewegen des Kolbens (2) in die eine oder andere Richtring zwei von einem Vier-Wege-Ventil bekannter Bauart gesteuerte nruckluftleitungen (2o, 21) vorgesehen sind, von denen die eine (2o) zuteinen und die andere (21) zur anderen Kolbenseite des ersten Zylinders (1) führt, und daß beide Drucl.luftleitungen (2o, 21) mit denn Drucklufteinlaß (16) des zweiten Zylinders (6) durch ein Doppelrückschlagventil (14, 15) verbunden sind. 5. Pneumatische Linearität nach Anspruch G , dadurch gekennzeichnet, dah das Doz:pelrticlssclilakventil aus einer Kugel (15) mit etwas gröC;erem Durchiiiesser, als ihn die Einmündungen ( 12, 13) der Druckluftzufülirungen (2o, ?1) aufweisen, in enei:i entsprechend gröPeren Kanal (14) zwischen beiden Leitunit;en bes Leht, die durch die über eine Leitung zugeführte Druckluft an die Einmündung der jeweils anderen Leitung gedrücht wird und dadurch 'diese schließt. Pneumatische Linearität nach Anspruch 1 bis Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dein zweiten Kolben ('7) ein Handgriff (z4) verbunden ist, durch den der Kolben (7) gegen die Kraft der Feder o. ä. (ß) bewegbar ist: