DE4217405A1 - Druckmittelbetaetigter stellmotor - Google Patents
Druckmittelbetaetigter stellmotorInfo
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- F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
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Description
Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Stell
motor mit einem Hauptzylinder, einem im Hauptzylinder ver
schiebbaren ersten Hohlkolben, dessen Innenraum unmittelbar
mit einem angrenzend an den Zylinderdeckel des Hauptzy
linders vorgesehenen ersten Druckraum kommuniziert, in den
ein erster Druckmittelanschluß mündet, einem in dem ersten
Hohlkolben verschiebbaren Hauptkolben, dessen Druckseite den
ersten Druckraum begrenzt, einem zwischen dem ersten Hohl
kolben und dem Hauptzylinder gebildeteten ersten Rückzugs
druckraum, der mit einem zweiten Druckmittelanschluß in
Verbindung steht, und einem zwischen dem ersten Hohlkolben
und dem Hauptkolben gebildeten zweiten Rückzugsdruckraum,
wobei der erste Druckraum, der erste Rückzugsdruckraum und
der zweite Rückzugsdruckraum unabhängig voneinander über
eine Steuereinrichtung mit Druckmittel beaufschlagbar bzw.
entlastbar sind.
Aus der DE-PS 12 94 216 ist ein hydraulischer Stellmotor mit
Teleskopkolben, insbesondere für Kräne, mit den vorstehend
angegebenen Merkmalen bekannt, bei dem neben dem Hauptkolben
und dem ersten Hohlkolben kein weiterer Kolben innerhalb des
Hauptzylinders vorgesehen ist. Der zwischen dem Hauptkolben
und dem ersten Hohlkolben gebildete zweite Rückzugsdruckraum
weist einen separaten Druckmittelanschluß auf, der nahe dem
Kolbenkopf des ersten, beim vorstehend angegeben Stand der
Technik einzigen Hohlkolben seitlich aus dem ersten Hohl
kolben herausgeführt ist. Naturgemäß muß zumindest dieser
Druckmittelanschluß, der also nicht am Hauptzylinder,
sondern am ersten Hohlkolben vorgesehen ist, mit einer
flexiblen Anschlußleitung versehen sein, da der betreffende
Druckmittelanschluß ja je nach Ausfahrstellung des
Stellmotors relativ zu dem ersten und dem zweiten Druck
mittelanschluß des gattungsgemäßen Stellmotors eine
unterschiedliche Distanzlage hat. Die im Betrieb sich be
wegenden Anschlußleitungen machen den bekannten Stellmotor
verhältnismäßig sperrig, wobei außerdem Zwischenstellungen
des Arbeitsendes der Kolbenstange des Hauptkolbens zwar
stufenlos einstellbar, jedoch nur durch entsprechende Druck
mittelbeaufschlagung der verschiedenen Druck- und
Rückzugsdruckräume einhaltbar sind, wodurch sich insbe
sondere bei pneumatischer Arbeitsweise keine hinreichend
verläßliche Einstellung der gewünschten Positionen ergibt.
Aus der WO88/09 441 ist ein Stellmotor mit teleskopisch
verschiebbaren Kolben bekannt, bei dem zwar gewünschte
Zwischenstellungen durch entsprechende Endanschläge
erreichbar sind, wobei aber die Anzahl der erreichbaren
Zwischenstellungen nicht so groß ist, wie dies eigentlich
erwünscht wäre, und die gewählte Art der Entlastung der
einzelnen Druck- und Rückzugsdruckräume keine so kompakte
Baulänge ermöglicht, wie dies an sich angestrebt wird.
Auch die aus der DE-PS 15 80 264, der DE-AS 27 02 650 und
der DE-PS 27 19 848 bekannten Stellmotoren bzw. mehrstufigen
hydraulischen Teleskopzylinder lassen hinsichtlich der
Anzahl der zuverlässig einhaltbaren Zwischenstellungen bei
gleichzeitig geringer Baulänge noch zu wünschen übrig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellmotor
der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der insbesondere bei
Nadelgreifern oder dergleichen zum Aufnehmen und Ablegen
dünner Werkstoffe, wie sie in der DE-OS 28 39 257 und der
DE-PS 31 01 705 beschrieben sind, bei kompakter Bauweise die
zuverlässige, rasche Einstellung einer großen Anzahl von
Zwischenstellungen, bei gleichzeitig großer Gesamt-
Ausfahrlänge, gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der
erste Rückzugsdruckraum ständig mit dem zweiten Rückzugs
druckraum in Verbindung steht; daß der erste Hohlkolben mit
seinem dem Zylinderboden abgewandten Kopf in einem zweiten
Hohlkolben verschiebbar ist, der in einem an den Zylinder
deckel angrenzenden Abschnitt mit gegenüber dem an den
Zylinderboden angrenzenden Abschnitt erweitertem Durchmesser
des stufig ausgebildeten Hauptzylinders verschiebbar ist; daß
ein zwischen dem ersten Hohlkolben und dem zweiten Hohlkolben
vorgesehener, durch den Innenraum des zweiten Hohlkolbens
gebildeter zweiter Druckraum ständig mit einem zwischen dem
zweiten Hohlkolben und dem Hauptzylinder gebildeten dritten
Rückzugsdruckraum kommuniziert, in den ein dritter Druck
mittelanschluß mündet; daß ein zwischen dem zweiten Hohl
kolben und dem Hauptzylinder angrenzend an den Zylinderdeckel
vorgesehener vierter Rückzugsdruckraum mit einem vierten
Druckmittelanschluß verbunden ist; daß die Kolbenstange des
Hauptkolbens beide Hohlkolben und den Zylinderdeckel
verschieblich und im wesentlichen druckmitteldicht
durchsetzt; und daß sämtliche Druckmittelanschlüsse fest am
Hauptzylinder angeordnet und mittels der Steuereinrichtung
unabhängig voneinander mit Druckmittel beaufschlagbar bzw.
entlastbar sind.
Dabei kann vorgesehen sein, daß der erste Druckmittelanschluß
axial im Zylinderboden und die übrigen Druckmittelanschlüsse
seitlich am Hauptzylinder angeordnet sind.
Die Erfindung schlägt auch vor, daß die Verbindungen zwischen
dem ersten und dem zweiten Rückzugsdruckraum sowie zwischen den
zweiten Druckraum und dem dritten Rückzugsdruckraum durch die
Wandung des ersten Hohlkolbens bzw. des zweiten Hohlkolbens
nahe dem jeweiligen Kolbenkopf durchsetzende seitliche
Verbindungsöffnungen hergestellt sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die
wirksame Kolbenfläche des ersten Hohlkolbens größer ist als
diejenige des Hauptkolbens.
Auch kann nach der Erfindung vorgesehen sein, daß die wirksame
Kolbenfläche des zweiten Hohlkolbens größer ist als diejenige
des ersten Hohlkolbens.
Dadurch, daß bei dem druckmittelbetätigten Stellmotor nach der
Erfindung, bei dem es sich vorzugsweise um einen pneumatisch
betätigbaren Teleskopzylinder für Nadelgreifer oder dergleichen
handelt, die einzelnen Druckräume und Rückzugsdruckräume in der
beanspruchten Art permanent verbunden sind, wobei also die
Entlastung der einzelnen Räume über Öffnungen in den
Zylinderwänden erfolgt, gelingt es, bei kürzestmöglicher
Baulänge eine große Anzahl von Zwischenstellungen zuverlässig
anzufahren und gleichzeitig eine optimal große maximale
Ausfahrlänge zu erzielen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel
anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Stellmotors nach
der Erfindung im axialen Schnitt in der Ausgangs
stellung;
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel von Fig. 1, in Fig. 1
entsprechender Darstellung, in einer ersten
Stufenstellung;
Fig. 3 das Ausführungsbeispiel des Stellmotors von Fig. 1
und Fig. 2, in Fig. 1 und 2 entsprechender
Darstellung, in einer zweiten Stufenstellung; und
Fig. 4 das Ausführungsbeispiel des Stellmotors nach der
Erfindung gemäß den Fig. 1 bis 3 in einer
dritten Stufenstellung, wobei die Darstellung
derjenigen der Fig. 1 bis 3 entspricht.
Wie Fig. 1 erkennen läßt, weist der pneumatisch betätigbare
Stellmotor nach der Erfindung bei dem dort gezeigten Aus
führungsbeispiel einen Hauptzylinder 10 auf, in dem ein erster
Hohlkolben 12 gleitbeweglich geführt ist. Ein erster Druckraum
14 ist nahe einem Zylinderboden 16 des Hauptzylinders 10 ange
ordnet und steht mit einem ersten Druckmittelanschluß 18 in
Verbindung, der axial in den Zylinderboden 16 mündet. Innerhalb
des ersten Hohlkolbens 12 ist ein Hauptkolben 20 längsver
schiebbar angeordnet. Zwischen dem ersten Hohlkolben und dem
Hauptzylinder 10 ist in dem dem Zylinderboden 16 benachbarten
Abschnitt des Hauptzylinders 10 ein erster Rückzugsdruckraum 22
gebildet, in den ein zweiter Druckmittelanschluß 24 führt. Ein
zweiter Rückzugsdruckraum 26 ist im hohlen Innenraum des ersten
Hohlkolbens 12 auf der der Kolbenstange des Hauptkolbens 20
zugewandten Seite vorgesehen. Ein zweiter Hohlkolben 28 ist
längsverschiebbar in einem dem Zylinderdeckel 30 des
Hauptzylinders 10 benachbarten Abschnitt des Hauptzylinders 10
angeordnet, der einen größeren Durchmesser aufweist als
derjenige Abschnitt des Hauptzylinders 10, in dem der
Hohlkolben 12 mit seinem dem Kolbenkopf abgewandten Ende
längsverschiebbar geführt ist. Zwischen dem ersten Hohlkolben
12 und dem zweiten Hohlkolben 28 befindet sich ein zweiter
Druckraum 32, während zwischen dem zweiten Hohlkolben 28 und
dem Hauptzylinder 10 ein dritter Rückzugsdruckraum 34 gebildet
ist. In den dritten Rückzugsdruckraum 34 mündet ein dritter
Druckmittelanschluß 36. Ein vierter Rückzugsdruckraum 38 ist
zwischen dem Zylinderdeckel 30 und dem Kopf des zweiten
Hohlkolbens 28 gebildet. In den vierten Rückzugsdruckraum 38
mündet ein vierter Druckmittelanschluß 40. Die Druckmittel
anschlüsse 18, 24, 36 und 40 sind über eine geeignete Steuer
einrichtung wahlweise mit Druckmittel, beim gezeigten Aus
führungsbeispiel Druckluft, beaufschlagbar bzw. entlastbar.
Der zweite Rückzugsdruckraum 26 steht mit dem ersten Rückzugs
druckraum 22 und somit mit dem zweiten Druckmittelanschluß 24
ständig über eine Verbindungsöffnung 42 in Verbindung, die nahe
dem Kopf des ersten Hohlkolbens 12 dessen Seitenwandung durch
setzt. Der zweite Druckraum 32 steht mit dem dritten Rückzugs
druckraum 34 ständig über eine Verbindungsöffnung 44 in Ver
bindung und kommuniziert somit ständig mit dem dritten Druck
mittelanschluß 36.
Durch unterschiedliche Hublängen und entsprechende Ansteuerung
des Hauptkolbens 20, des ersten Hohlkolbens 12 und des zweiten
Hohlkolbens 28 lassen sich bei dem gezeigten Ausführungsbei
spiel bis zu sieben Schubstellungen erreichen. Die Abdichtung
der Hohlkolben 12 und 28 erfolgt durch Dichtringe 46, 48 bzw.
50. Die Abdichtung des Hauptkolbens 20 ist durch Dichtringe 52
und 54 gewährleistet.
Der Zylinderdeckel 30 ist im Hauptzylinder 10 unter Zwischen
schaltung eines Dichtringes 56 durch vier Zylinderschrauben 58
verschraubt. Die Druckmittelanschlüsse 24, 36 und 40 können im
übrigen je nach Einbauart auch seitlich versetzt am Haupt
zylinderumfang 10 vorgesehen sein. Die nicht benutzten
Anschlußstellen sind mit Blindstopfen 60 unter Zwischenschalten
von Dichtringen 62 verschlossen. Der Hauptkolben 20 ist in den
beiden Hohlkolben 12, 28 sowie in dem Zylinderdeckel 30 mittels
zweier eingesetzter Lagerbuchsen 64 gelagert. Im ersten
Hohlkolben 12 ist ein Spannring 66 angeordnet. Ferner befindet
sich ein Spannring 68 innerhalb des zweiten Hohlkolbens 28 nahe
dessen seinem Kolbenkopf abgewandten Ende.
Der Stellmotor arbeitet bei dem beschriebenen Ausführungs
beispiel wie folgt:
Um die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung zu erreichen, wird
über die Druckmittelanschlüsse 24, 34 und 40 Druckluft in den
Hauptzylinder 10 geleitet. Der erste Druckmittelanschluß 18
wird entlastet. Dabei werden die beiden Hohlkolben 12, 28 sowie
der Hauptkolben 20 in ihre Ausgangslage bewegt. Die Endlagen
für die Ausgangsstellung sind bei den Hohlkolben 12, 28 durch
den Hauptzylinder 10 und beim Hauptkolben 20 durch den
Spannring 66 im ersten Hohlkolben 12 definiert. Der Spannring
68 im zweiten Hohlkolben 28 verhindert das Herausfahren des
ersten Hohlkolbens 12 aus dem zweiten Hohlkolben 28.
Die in Fig. 2 gezeigte erste Stufenstellung des Stellmotors
läßt sich wie folgt erreichen: Leitet man Druckluft über den
ersten Druckmittelanschluß 18 in den Hauptzylinder 10 und
entlastet den zweiten Druckmittelanschluß 24, so bewegt sich
der Hauptkolben 20 in die Ausschubrichtung. Die Druckmittelan
schlüsse 34 und 40 bleiben dabei gemäß Fig. 1 belastet. Die
Hubendlage des Hauptkolbens 20 in Fig. 2 wird durch das Gehäuse
des ersten Hohlkolbens 12 begrenzt.
Die in Fig. 3 gezeigte zweite Stufenstellung des Stellmotors
läßt sich wie folgt erreichen: Ausgangsstellung für die zweite
Hubbewegung ist die in Fig. 2 gezeigte erste Stufenstellung.
Bei Entlastung des dritten Druckmittelanschlusses 36 bewegt
sich der Hauptkolben 20 gemeinsam mit dem ersten Hohlkolben 12
in Ausschubrichtung. Das Hubende des ersten Hohlkolbens 12 wird
mit der Gehäusewand des zweiten Hohlkolbens 28 begrenzt. Der
vierte Druckmittelanschluß 40 bleibt belastet.
Die in Fig. 4 wiedergegebene dritte Stufenstellung des
Stellmotors läßt sich wie folgt erreichen: Ausgangsstellung für
die Durchführung der dritten Hubbewegung ist die Darstellung
gemäß Fig. 3. Bei Entlastung des vierten Druckmittelanschlusses
40 bewegt sich der Hauptkolben 20 gemeinsam mit den Hohlkolben
12, 28 in Ausschubrichtung. Das Hubende des zweiten Hohlkolbens
28 wird mit der Stirnseite des Zylinderdeckels 30 begrenzt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in
den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl
einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirk
lichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
10 Hauptzylinder
12 erster Hohlkolben
14 erster Druckraum
16 Zylinderboden
18 erster Druckmittelanschluß
20 Hauptkolben
22 erster Rückzugsdruckraum
24 zweiter Druckmittelanschluß
26 zweiter Rückzugsdruckraum
28 zweiter Hohlkolben
30 Zylinderdeckel
32 zweiter Druckraum
34 dritter Rückzugsdruckraum
36 dritter Druckmittelanschluß
38 vierter Rückzugsdruckraum
40 vierter Druckmittelanschluß
42 Verbindungsöffnung
44 Verbindungsöffnung
46 Dichtring
48 Dichtring
50 Dichtring
52 Dichtring
54 Dichtring
56 Dichtring
58 Zylinderschraube
60 Blindstopfen
62 Dichtring
64 Lagerbuchse
66 Spannring
68 Spannring
12 erster Hohlkolben
14 erster Druckraum
16 Zylinderboden
18 erster Druckmittelanschluß
20 Hauptkolben
22 erster Rückzugsdruckraum
24 zweiter Druckmittelanschluß
26 zweiter Rückzugsdruckraum
28 zweiter Hohlkolben
30 Zylinderdeckel
32 zweiter Druckraum
34 dritter Rückzugsdruckraum
36 dritter Druckmittelanschluß
38 vierter Rückzugsdruckraum
40 vierter Druckmittelanschluß
42 Verbindungsöffnung
44 Verbindungsöffnung
46 Dichtring
48 Dichtring
50 Dichtring
52 Dichtring
54 Dichtring
56 Dichtring
58 Zylinderschraube
60 Blindstopfen
62 Dichtring
64 Lagerbuchse
66 Spannring
68 Spannring
Claims (5)
1. Druckmittelbetätigter Stellmotor mit einem Hauptzylinder,
einem im Hauptzylinder verschiebbaren ersten Hohlkolben,
dessen Innenraum unmittelbar mit einem angrenzend an den
Zylinderdeckel des Hauptzylinders vorgesehenen ersten
Druckraum kommuniziert, in den ein erster Druckmittelanschluß
mündet, einem in dem ersten Hohlkolben verschiebbaren
Hauptkolben, dessen Druckseite den ersten Druckraum be
grenzt, einem zwischen dem ersten Hohlkolben und dem Haupt
zylinder gebildeteten ersten Rückzugsdruckraum, der mit
einem zweiten Druckmittelanschluß in Verbindung steht, und
einem zwischen dem ersten Hohlkolben und dem Hauptkolben
gebildeten zweiten Rückzugsdruckraum, wobei der erste Druck
raum, der erste Rückzugsdruckraum und der zweite Rück
zugsdruckraum unabhängig voneinander über eine Steuerein
richtung mit Druckmittel beaufschlagbar bzw. entlastbar
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rückzugsdruck
raum (22) ständig mit dem zweiten Rückzugsdruckraum (26) in
Verbindung steht; daß der erste Hohlkolben (12) mit seinem
dem Zylinderboden (16) abgewandten Kopf in einem zweiten
Hohlkolben (28) verschiebbar ist, der in einem an den
Zylinderdeckel (30) angrenzenden Abschnitt mit gegenüber dem
an den Zylinderboden (16) angrenzenden Abschnitt erweitertem
Durchmesser des stufig ausgebildeten Hauptzylinders (10)
verschiebbar ist; daß ein zwischen dem ersten Hohlkolben
(12) und dem zweiten Hohlkolben (28) vorgesehener, durch den
Innenraum des zweiten Hohlkolbens (28) gebildeter zweiter
Druckraum (32) ständig mit einem zwischen dem zweiten
Hohlkolben (28) und dem Hauptzylinder (10) gebildeten
dritten Rückzugsdruckraum (34) kommuniziert, in den ein
dritter Druckmittelanschluß (36) mündet; daß ein zwischen
dem zweiten Hohlkolben (28) und dem Hauptzylinder (10) an
grenzend an den Zylinderdeckel (30) vorgesehener vierter
Rückzugsdruckraum (38) mit einem vierten Druckmittelanschluß
(40) verbunden ist; daß die Kolbenstange des Hauptkolbens
(20) beide Hohlkolben (12, 28) und den Zylinderdeckel (30)
verschieblich und im wesentlichen druckmitteldicht
durchsetzt; und daß sämtliche Druckmittelanschlüsse (18, 24, 36, 40)
fest am Hauptzylinder (10) angeordnet und mittels
der Steuereinrichtung unabhängig voneinander mit Druckmittel
beaufschlagbar bzw. entlastbar sind.
2. Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Druckmittelanschluß (18) axial im Zylinderboden (16) und
die übrigen Druckmittelanschlüsse (24, 36, 40) seitlich am
Hauptzylinder (10) angeordnet sind.
3. Stellmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungen zwischen dem ersten (22) und dem zweiten
Rückzugsdruckraum (26) sowie zwischen dem zweiten Druckraum
(32) und dem dritten Rückzugsdruckraum (34) durch die Wandung
des ersten Hohlkolbens (12) bzw. des zweiten Hohlkolbens (28)
nahe dem jeweiligen Kolbenkopf durchsetzende seitliche
Verbindungsöffnungen (42 bzw. 44) hergestellt sind.
4. Stellmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die wirksame Kolbenfläche des ersten
Hohlkolbens (12) größer ist als diejenige des Hauptkolbens
(20).
5. Stellmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die wirksame Kolbenfläche des zweiten
Hohlkolbens (28) größer ist als diejenige des ersten
Hohlkolbens (12).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924217405 DE4217405A1 (de) | 1991-06-14 | 1992-05-26 | Druckmittelbetaetigter stellmotor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9107517U DE9107517U1 (de) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Druckmittelbetätigter Stellmotor |
DE19924217405 DE4217405A1 (de) | 1991-06-14 | 1992-05-26 | Druckmittelbetaetigter stellmotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4217405A1 true DE4217405A1 (de) | 1993-01-07 |
Family
ID=25915171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924217405 Withdrawn DE4217405A1 (de) | 1991-06-14 | 1992-05-26 | Druckmittelbetaetigter stellmotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4217405A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-05-26 DE DE19924217405 patent/DE4217405A1/de not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8136 | Disposal/non-payment of the fee for publication/grant |