DE2020004C3 - Einrichtung zur selbsttätigen Umsteuerung für pneumatische Geräte - Google Patents
Einrichtung zur selbsttätigen Umsteuerung für pneumatische GeräteInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Umsteuerung für pneumatische Geräte
mit einem einzigen, sich entsprechend der Betätigungsfolge periodisch erweiternden und verkleinernden
Arbeitsraum, wobei die Umsteuerungseinrichtung ein über eine Druckluft-Einlaßverbindung und eine Druckluft-Auslaßverbindung
mit dem Arbeitsraum des Gerätes in Verbindung stehendes Schieberventil aufweist dessen Spindel unter dem Einfluß einer elastischen
Vorspannung steht die die Spindel in ihrer Ausgangsstellung hält bzw. in die Ausgangsstellung zurückdrängt.
Es ist eine Steuerung der oben beschriebenen Art für Drucklufthammer bekannt (OE-PS 1 58 762), bei welchen
ein gegen die Wirkung einer Rückholfeder vorzutreibender Arbeitskolben vorgesehen ist, durch
dessen Bewegung das Volumen des Arbeitsraumes entsprechend der Betätigungsfolge periodisch erweitert
und verkleinert wird. Ein wesentliches Element dieser ■ bekannten Steuerungsvorrichtung ist ein vor dem Ventil
angeordneter Druckluftvorraum, in welchem beim Einströmen der Druckluft in den Arbeitszylinder ein
Druckabfall eintritt, der das Steuerventil schließen läßt, während das öffnen des Steuerventils durch Aufbau
eines Überdruckes in dem Druckluftvorraum erfolgt Ferner ist bei dieser bekannten Steuerungseinrichtung
der Arbeitsraum mit einer zusätzlichen Auspufföffnung versehen. Diese bekannte An der Umsteuerung ist
S relativ anfällig, insbesondere gegen Verschmutzungen
oder sonstige Störungen in den Drucklufteinlaß- und Druckluftauslaß-Verbindungen zwischen dem Steuerventil
und dem Arbeitsraum. Ferner ist diese bekannte Umsteuerungseinrichtung auch sehr empfindlich gegen
unterschiedliche Betätigungsweise des Gerätes, da die Entstehung eines Unterdruckes und der Aufbau eines
Überdruckes in den Druckluftvorraum maßgeblich davon beeinflußt wird, wie stark das handbetätigt
Druckluft-Einlaßventil geöffnet wird. Schließlich ist
diese bekannte Umsteuerungseinrichtung auch sehr empfindlich gegen Druckschwankungen in der Arbeits-Druckluft
Um dies einigermaßen auszugleichen, ist bei dem bekannten Gerät vor dem handbetätigten Druckluftventil
noch eine Drosselschraube angeordnet
Es ist ferner eine Steuerungseinrichtung für Preßluft-Schlagwerkzeuge
mit federbelastetem Steuerschieber bekannt bei der das Steuerventil als Schieberventil eine
Ventilspindel mit zwei in entgegengesetzter Richtung wirksamen, unterschiedlich großen Kolben in zwei
voneinander getrennten Ventilkammem aufweist, von den<;n die von dem kleineren Kolben begrenzte
Yer.tükamrncr über eine .on Jtin Vcitiii gesteuerte
Verbindung in der Ausgangsstellung mit der Druckluftquelle und die von dem größeren Kolben begrenzte
Ventilkammer in der Endstellung über eine Verbindung zur Außenluft durch eine freigegebene öffnung
verfugen (OEPS 1 22 431). Diese letztere Steuerungseinrichtung
ist jedoch nur in Verbindung mit Arbeitszylindern bekannt, deren Kolben im Wechsel zweiseitig
mit Preßluft beaufschlagt wird Hierzu müssen im Arbeitszylinder selbst Auspufflöcher angebracht sein,
die der einen und der anderen Endlage des Arbeitskolbens zugeordnet sind, um jeweils bei Erreichen der
einen oder anderen Endlage des Arbeitskolbens auf der bis dahin mit Druckluft beaufschlagten Kolbenseite
Druckluft entweichen und einen Druckabfall entstehen zu lassen, der zur Betätigung des Schieberventils
benutzt wird. Diese bekannte Umsteuerungseinrichtung hat damit erheblichen Bedarf an Druckluft, da durch die
beiden Auspufföffnungen bei Erreichen der einen und anderen Endlage des Arbeitskolbens zeitweilig eine
di. ekte Verbindung zwischen dem Drucklufteinlaß und der jeweils freigegebenen Auspufföffnung besteht Im
übrigen neigen an Arbeitskolben angebrachte Auspufföffnungen zum Verschmutzen und vor allem bei kühler
Witterung zum Vereisen. Hierdurch wird jedoch bei dieser bekannten Umsteuerungseinrichtung die Funktion
des Schieberventils in Frage gestellt Außerdem ist bei dieser letzteren Einrichtung kein Arbeitsraum
vorgesehen, dessen Volumen sich entsprechend der Betatigungsfolge periodisch erweitert und verkleinert.
Vielmehr wird der zweiseitig beaufschlagte Kolben lediglich innerhalb des konstantes Volumen aufweisenden
Arbeitsraumes hin- und hergeschoben. Dadurch ist es bei derartigen Einrichtungen grundsätzlich notwendig,
ein die Bewegung des Kolbens übertragendes Element üblicherweise eine Kolbenstange, zu benutzen.
Es ist jedoch nicht möglich, ein den Arbeitsraum abgrenzendes bewegliches Element, beispielsweise
einen einseitig beaufschlagten Kolben, direkt zur Betätigung von Arbeits- oder Werkzeuggeräten, wie
Zangen, Scheren u. dgl. zu benutzen. Demgegenüber will die Erfindung für pneumatische
Geräte, deren Arbeitsvolumen sich en! sprechend der
Betätigungsfolge periodisch erweitert und verkleinert eine selbsttätige Umsteuerungseinnchtung schaffen, die
auch bei relativ kleiner Ausbildung der Geräte sicher
arbeitet und deren Druckluftaufwand <m Vergleich zu J den bekannten Steuerungen solcher Art wesentlich
verringert ist
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ventilspindel in an sich bekannter Weise
zwei in entgegengesetzter Richtung v/irksame, unterschiedlich
große Kolben in voreinander getrennten
Veniiifcammern aufweist, von denen die von dem
kleineren Kolben begrenzte Ventilkammer über eine von dem Vent·! gesteuerte Verbindung in der Ai_igangssteüung
nut der Druckiufiqueiie und die von dem
größeren Kolben begrenzte Ventilkammer in der Endstellung durch eine freigegebene öfFnung mit der
Außenluft verbunden sind und daß die Drucklufteinlaß- und Auslaßverbindungen zwischen dem Schiebeventil
und dem Arbeitsraum ständig offen sind und in je eine der beider. Ventilkammern münden, wobei die in den
durch den größeren Kolben begrenzte Ventilkammer mündende Druckluft-Auslaßverbindung zusammen mit
der von dem größeren Kolben gesteuerten öffnung die einzige Entlüftung für den Arbeitsraum darstellt.
Durch die Erfindung wird eine besonders günstige Umsteuerungseinrichtung geschaffen, in der das Schieberventil
mit nur sehr geringem Druckluftaufwand
arbeitet und auch bei Ausführung in kleinen Abmessungen keine Gefahr für die sichere Funktion der
Umsteuerungseinrichtung besteht Die Umsteuerungseinrichtung gemäß der Erfindung eignet sich daher
insbesondere für pneumatische Arbeitsgeräte und Werkzeuge wie Zangen, Scheren. Stoßgeräte od. dgl.
Die Art der Volumenänderung des Arbeitsraumes kann verschieden sein. Es kann sich um die Bewegung eines
einseitig mit Druckluft beaufschlagten Kolbens in einem Arbeitszylinder oder auch um die Dehnung und das
Zusammenziehen eines blähbaren Körpers handeln, der die Arbeitsenergie der Druckluft in die Betätigung eines
Arbeitsgerätes umsetzt. Um das jeweilige Arbeitsgerät auf einen gewünschten Arbeitstakt einstellbar ?u
machen, kann im Rahmen der Erfindung in der ständig offenen Druckluft-Einlaßverbindung zwischen dem
Arbeitsraum des Gerätes und der durch den kleineren Kolben begrenzten Ventilkammer, des Schieberventils
eine einstellbare Engstelle ausgebildet sein.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung in Verbindung mit einem pneumatischen
Kolbenantrieb für ein Werkzeug wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert; es 7.eigt
F i g. 1 die Errichtung schematisch in axialem Schnitt
in Ausgangsstellung und
F1 g. 2 die Einrichtung in entsprechender Darstellung
wie Fig. 1, jedoch in Endstellung, aus welcher die selbsttätige Umsteuerung in die Ausgangsstellung
erfolgt.
Das nicht dargestellte Werkzeug ist in oder an einem Schaft angeordnet, der aus einem Vorderteil 1, einem
mittleren Teil 2 und einem rückwärtigen Teil 3 zusammengesetzt ist. Der Vorderteil 1 enthält einen
zylindrischen Arbeitsraum 15, in welchem im dargestellten Beispiel ein unter dem Einfluß einer Rückholfeder 4
stehender Kolben angeordnet ist Der Mittelteil 2 enthält das Schieberventil 25, das ein kombiniertes
Einlaß- und Entlüftungs- oder Auslaßventil ist. Das Schieberventil 25 weist eine Spindel 8 auf, an deren
einem Ende ein kleinerer Kolben 9 und am anderen Ende ein größerer Kolben 10 vorgesehen sind. Die von
dem kleineren Koiben 9 begrenzte Ventilkammer 6 liegt in der Einlaß-Ventilseite und ist über eine von der
Spindel 8 gesteuerte Verbindung, nämlich über die Bohrungen 11, 12 und 13 in der in Fig. 1 gezeigten
Ausgangsstellung mit einer Druckluftquelle verbunden. Ferner besteht zwischen der Ventilkammer 6 und dem
Arbeitsraum 15 des Gerätes die ständig offene Druckluft-Einlaßverbindung 23, in welcher eine ständig
offene, jedoch einstellbare Fngstelle 14 angeordnet ist.
Die von dem größeren Kolben 10 begrenzte Ventilkammer 7 ist über die ständig offene Druckluft-Ausiaßverbindung
24 mit dem Arbeitsraum 15 verbunden und wird bei der Umsteuerung des Ventils durch die dann von
dem größeren Kolben 10 freigegebene Entlüftungsöffnung 16 mit der Außenluft in Verbindung gebracht.
Der rückwärtige Teil des Schaftes 2 enthält eine abgesetzte Bohrung 17, weiche den Anschluß 18 für die
Druckluft mit der Bohrung 13 des mittleren Schaftteiles 2 verbindet In der abgesetzten Bohrung 17 ist ein
Kugelventil 19 untergebracht das mit Hilfe eines Handhebels unter Vermittlung eines federbelasteten
Stößels 21 geöffnet werden kann.
Ohne Betätigung des Handhebels 20 nehmen das Schieberventil und das Handbetätigungsventil 19 die in
F i g. 1 gezeigte Lage ein. Dazu ist die Spindel 8 des Srhiebe«-venti!s 20 durch die Feder 22 belastet.
Wenn der Handhebel 20 gegen den Schaft gedrückt und dadurch das Kuppelventil 19 von seinem Sitz
verschoben wird, strömt Druckluft durch die Bohrungen 13, 12 und 11 in die vom kleineren Kolben 9 begrenzte
Arbeitskammer 6 des Schieberventils 25. Von dort strömt die Druckluft durch die Drucklufteinlaßverbin
dung 23 und die Engstelle 14 weiter in den Arbeitsraum
15 des Gerätes und wirkt auf den Kolben 5, der sich entgegen der Rückholfeder 4 bewegt. Solange sich der
Kolben 5 in Arbeitsrichtung bewegt, kann sich in dem Arbeitsraum 15 keine wesentliche Drucksteigerung
aufbauen, so daß die aus dem Arbeitsraum 15 in die Ventilkammer 7 gelangende Luft nicht in der lage ist,
den größeren Kolben 10 derart zu belasten, daß er die gemeinsame Wirkung der Druckiuftbeiastung des
kleineren Kolbens 9 und der Feder 22 überwinden könnte. Sobald sich der Druck in der Arbeitskammer 15
aber bei Verzögerung der Kolbenbewegung stetig im Interesse einer hohen Arbeitsleistung aufbaut, so wird
diese Drucksteigerung auch in die Ventilkammer 7 übertragen und auf den größeren Kolben 10 wirksam.
Bei zunehmendem Druck in der Ventilkammer 7 wird das Stadium erreicht das die von dem erhöhten
Luftdruck am größeren Kolben 10 erzeugte Kraft die entgegen wirkenden Kräfte des Kolbens 9 und der
Feder 22 überwindet und die Ventilspindel 8 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung bewegt Infolgedessen wird die
Verbindung der durch den kleineren Koiben 9 begrenzten Ventilkammer 6 mit der Druckquelle
unterbrochen, während die Entlüftungsöffnung 17 durch den Kolben 10 freigegeben wird. Die Druckluft kann
jetzt aus dem Arbeitsraum 5 durch die Druckluft Aus laßverbindung 24, die vom größeren Kolben 10
begrenzte Ventilkammer 7 und die Entlüftungsöffnung
16 ins Freie entweichen. Sobald dadurch der Druck im Arbeitsraum (5 und somit auch in der Ventilkammer 7
unter ein der Spannung der Feder 22 entsprechendes Maß abgesunken ist kann die Feder 22 jetzt die Spindel
8 mit den beiden Kolben 9 und 10 wieder in die in F i g. 1 gezeigte Lage zurückschieben, so daß der neue
Arbeitsvorgang beginnen kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Einrichtung zum selbsttätigen Umsteuern für pneumatische Geräte mit einem einzigen, sich
entsprechend der Betäügungsfolge periodisch erweiternden
und verkJeinerndeo Arbeitsraum, wobei
die Umsteuerungseinrichtung ein über eine Druckhifteinlaßverbindung
und eine Druckluftauslaßverbindung mit dem Arbeitsraum des Gerätes in
Verbindung stehendes Schieberventil aufweist, dessen Spindel unter dem Einfluß einer elastischen
Vorspannung steht, die die Spindel in ihrer Ausgangsstellung hält bzw. in die Ausgangsstellung
zurückdrängt dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (8) in an sich bekannter Weise
zwei in entgegengesetzter Richtung wirksame unterschiedlich große Kolben (9,10) in voneinander
getrennten Ventilkanunern (6, 7) aufweist von denen die von dem kleineren Kolben (9) begrenzte
Ventifkammer (6) über eine von dem Ventil (25)
gesteuerte Verbindung (11, 12, 13, 14) in der Ausgangsstellung (Fig. 1) mit der Druckluftquelle
(18) und die von dem größeren Kolben (10) begrenzte Ventilkammer (7) in der Endstellung
(Fig. 2) durch eine freigegebene öffnung (16) mit der Außenluft verbunden sind und daß die
Ürucklutteinlaß- und Auslaßverbindungen (23, 24)
zwischen dem Schieberventil (25) und dem Arbeitsraum (15) ständig offen sind und in je eine der beiden
Ventilkammem (6,7) münden, wobei die in die durch
den größeren Kolben (10) begrenzte Ventilkammer (7) mündende Druckluft-Auslaßverbindung (24)
zusammen mit der von dem größeren Kolben (10) gesteuerten öffnung (16) die einzige Entlüftung für
den Arbeitsraum (15) darstellt
2. Einrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet
daß in der ständig offenen Druckluft-Einlaßverbindung (23) zwischen dem Arbeitsraum (15)
des Gerätes und der durch den kleineren Kolben (9) begrenzten Ventilkammer (6) des Schieberventils
(25) eine einstellbare Engstelle (14) ausgebildet ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19702020004 DE2020004C3 (de) | 1970-04-24 | Einrichtung zur selbsttätigen Umsteuerung für pneumatische Geräte | |
AT657570A AT317804B (de) | 1970-04-24 | 1970-07-20 | Einrichtung zum selbsttätigen Umsteuern für pneumatische Geräte |
CH1255670A CH505981A (de) | 1970-04-24 | 1970-08-21 | Einrichtung zur selbsttätigen Umsteuerung pneumatischer Geräte |
GB5538270A GB1314358A (en) | 1970-04-24 | 1970-11-20 | Arrangement for automatically controlling pneumatic devices |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2020004A1 DE2020004A1 (de) | 1971-11-11 |
DE2020004B2 DE2020004B2 (de) | 1975-12-18 |
DE2020004C3 true DE2020004C3 (de) | 1976-07-29 |
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