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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen eines
Bewegungsparameters für einen Kolben in einer Kolben-Zylinder-Gruppe, die eine
Einstelleinrichtung aufweist, die durch eine Einstellschraube zur Fluidflußregulierung
beeinflußt wird.
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Bei bis jetzt bekannten Fluiddruckvorrichtungen und insbesondere bei
pneumatischen Kolben-Zylinder-Gruppen muß ein relativ langwieriges Verfahren
durchgeführt werden, um eine gewünschte Zylinderleistung wie Periodenzeit,
Kolbengeschwindigkeit, Beschleunigung usw. zu erreichen. Bei diesen Vorrichtungen
müssen manchmal sehr zeitraubende Messungen und Berechnungen
durchgeführt werden, um z.B. die Kolbengeschwindigkeit zu schätzen. Deshalb besteht
ein Bedarf für eine Vorrichtung, die auf einfache Weise die Einstellung der
gewünschen Kolbengeschwindigkeit bei einer solchen Gruppe ermöglicht, womit
die Periodenzeit, die Beschleunigung usw. leicht geschätzt werden können.
Dieser Bedarf ist besonders hoch bei pneumatischen Kolben-Zylinder-Gruppen mit
Geschwindigkeitsregulierung und einstellbarem Hub und Dämpfung.
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Diese Aufgaben sind durch eine Vorrichtung gelöst, die die in Anspruch 1
dargelegten Merkmale aufweist. Wenn in einer Einstelleinrichtung, die im
wesentlichen ein Anzeigeelement aufweist, das gegen wenigstens eine Ablesemarke
lesbar ist, eines der Elemente an der daran angepaßten Einstelleinrichtung
angeordnet ist, sind die beiden Elemente relativ zueinander einstellbar, um eine
genaue Ausgangs- oder Nullposition für die Einstellung zu erhalten, die danach
fixierbar ist, läßt sich eine sehr genaue direkte Einstellung eines
Kolbenbewegungsparameters
in einer Kolben-Zylinder-Gruppe erreichen, und die Wirkung
von Herstellungstoleranzen wird minimiert.
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Ein beträchtlicher Vorteil liegt bei der Erfindung darin, daß eine einfache
Austauschbarkeit mit beibehaltenen Parametern möglich wird. Falls z.B. einer aus
einer Anzahl von Zylindern einer Maschine zusammenbricht, wird er einfach
durch den gleichen Zylinder ersetzt, dessen Einstelleinrichtung auf den gleichen
Wert wie denjenigen des ausgefallenen Zylinders eingestellt ist. Dadurch wird
eine sehr kurze Austauschzeit mit minimaler Einstellung erreicht. Irgendwelche
kleinere Abweichungen aufgrund von Toleranzen werden rasch verstellt.
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Die Einstellmöglichkeiten werden durch die Merkmale der Ansprüche 2-4 noch
weiter vereinfacht. Eine lineare Beziehung zwischen der Verschiebung des
Ventilkörpers und der Kolbengeschwindigkeit ermöglicht eine gleichmäßige
Verteilung der Anzeigemarkierungen des Anzeigeelements sowie eine Wiederholbarkeit
der Verstellung durch Drehung auf Drehung der Einstellschraube.
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Durch Verwendung eines der weiteren Merkmale nach Anspruch 5 oder 6 wird
eine sichere und einfache Anzeige der Position der Einstellschraube auch dann
erreicht, wenn sie um mehr als eine Drehung gedreht wird. Damit ist eine weite
Einstellspanne erreicht. Wird eine Einstellschraube mit kleiner Ganghöhe
verwendet, dann erhöhen sich die Möglichkeiten, eine genaue Einstellung zu
erreichen.
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Die Merkmale der Ansprüche 7 und 8 definieren vorteilhafte und einfache
Einstellungen der jeweiligen Elemente.
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Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 ist ein zentraler Schnitt durch einen Teil einer Kolben-Zylinder-Gruppe mit
einer Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit einer
Zylinderendplatte 7;
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Fig. 2a - 2c bilden eine perspektivische Explosionsansicht der Einstelleinrichtung
von Fig. 1 mit dem zugehörigen Anzeigeelement;
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Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung in einer Zylinderendplatte;
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Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer
Zylinderendplatte.
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Fig. 1 zeigt also eine Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit
einer Zylinderendplatte 7. Ein Anzeigeelement mit einem Anzeigering 2 ist an
dem äußeren Teil einer Einstellschraube 1 angeordnet. An der (nicht gezeigten)
von der Zylinderendplatte abgewandten Außenfläche ist der Anzeigering 2 mit
Anzeigemarkierungen in Form von Ziffern versehen (2.1 - 2.5 in Fig. 2a), die
gegen eine Ablesemarke in Form eines bevorzugt festgelegten Index abzulesen
sind, z.B. an einer Fläche an der Zylinderendplatte, wodurch die Drehposition
der Einstellschraube angegeben wird. Eine abgestufte Ableserampe 5 ist an der
Fläche der Zylinderendplatte unmittelbar radial außerhalb des Anzeigerings 2
angeordnet. Die Höhe der Stufen entspricht der Ganghöhe der Einstellschraube,
wodurch eine Anzeige der Drehposition der Einstellschraube für eine beliebige
Anzahl von Drehungen durch Sichtprüfung oder Tasten mit dem Finger erreicht
werden kann.
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Die in Fig. 1 gezeigte Kolben-Zylinder-Gruppe ist ein Pneumatikzylinder mit
Geschwindigkeitsregelung und Hubenddämpfung. Diese Vorrichtung, die dem
Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht, bildet den Gegenstand der Anmeldung
SE-A-467424 der Anmelderin selbst. Die Einstellschraube 1 wirkt auf einen
Ventilkörper 12, der mit zwei Drosselöffnungen 13, 14 zusammenwirkt, von denen
die eine 13 in einem speziellen Kanal 21 zur Dämpfung des Endhubs und die
andere 14 in dem Auslaßkanal 22 angeordnet ist. Fig. 2a - 2c zeigen den
Anzeigering 2 in Verbindung mit der Einstelleinrichtung in einer perspektivischen
Explosionsansicht, aus der deutlich wird, daß die Drosselöffnungen 13, 14 im
wesentlichen rechteckig sind. Mit dieser Form wird eine lineare Beziehung
zwischen der Kolbengeschwindigkeit und der axialen Verschiebung des
Ventilkörpers 12 und damit der Drehverschiebung der Einstellschraube 1 erreicht.
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Die Verstellung zum Erhalt einer genauen Ausgangsposition, hier der
Nullposition, wird wie folgt erhalten: die Einstellschraube 1 wird in ihre Hülse 9
geschraubt, bis der Ventilkörper 12 mit einem Anschlagbund 17 in Kontakt
gelangt, der im unteren Teil der Hülse 9 befestigt ist. Der Durchfluß durch die
Drosselöffnungen ist nun völlig geschlossen, und die Geschwindigkeit des
Kolbens
11 ist null. Der Anzeigering 2 ist nun am äußeren Teil der Einstellschraube
angeordnet, während sichergestellt bleibt, daß die Ziffer null direkt vor dem
Ableseindex erscheint. Schließlich wird der Anzeigering 2 z.B. auf an sich bekannte
Weise durch Anziehen einer Arretierschraube in einem Gewindeloch, das für
diesen Zweck auf an sich bekannte Weise geeignet ist, oder durch Aushärtung
eines aufgebrachten Klebers fixiert.
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Fig. 3 zeigt eine ähnliche Vorrichtung wie in Fig. 1 mit einem Anzeigeelement,
das auch in diesem Fall einen Anzeigering 2 aufweist, der am äußeren Teil einer
Einstellschraube 1 befestigt ist, und zwar in Verbindung mit einer
Zylinderendplatte 7, wobei ein mit der Einstellschraube 1 fest verbundener Ventilkörper
12 in gestrichelten Linien angezeigt ist. Der Anzeigering 2 ist an seiner
Außenfläche mit Anzeigeziffern von 0 bis 4 versehen (2.1 - 2.5 in Fig. 2a). Diese
Ziffern entsprechen hier den Geschwindigkeiten 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 mis. Die
Beziehung zwischen der Kolbengeschwindigkeit und der Verschiebung einer
Einstelleinrichtung wird durch einfaches Testen geeigneter Drosselöffnungsflächen
erhalten. Ist die Beziehung wie oben linear, dann sind die Ziffern in Drehrichtung
gleichmäßig an dem Anzeigering verteilt. Die Linien 2.1 - 2.5 werden gegen den
Index sowohl von der Seite als auch gerade von oben gelesen.
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Damit Geschwindigkeiten über 0,5 mis abgelesen werden können, was einer
geradzahligen Drehung der Einstellschraube entspricht, wurde die Skala mit
einer abgestuften Ableserampe 5 vervollständigt, die in diesem Fall drei Stufen mit
Abstufungen von 0,5; 1,0; 1,5 mis aufweist. Dieser Wert wird zu dem Wert des
Rings addiert, um eine wahre Anzeige der Geschwindigkeit zu erhalten.
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Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einer
Zylinderendplatte 7. Auch in diesem Fall weist das Anzeigeelement einen
Anzeigering 2 mit Anzeigeziffern von 0 - 4 an der Außenfläche auf, die auf die gleiche
Weise wie oben beschrieben gegen einen Index abgelesen werden. Um die
Ablesung der axialen Verschiebung der Einstelleinrichtung über einer Drehung zu
ermöglichen, ist der Anzeigering 2 ferner mit einer gewünschten Anzahl von
ringförmigen Nuten oder ähnlichen Markierungen 16 versehen, die über seine
axiale Länge verteilt und voneinander in einem Abstand angeordnet sind, der der
Ganghöhe der Einstellschraube entspricht. In der Ausgangsposition, wenn die
Geschwindigkeit des Kolbens null ist, ist die Einstelleinrichtung in ihre innere
Position geschraubt, wobei der Anzeigering 2 wenigstens mit seinem Hauptteil
innerhalb einer zylindrischen Ausnehmung 15 in der Zylinderendplatte
angeordnet
ist. Wird die Einstellschraube 1 dann herausgeschraubt, um die
Drosselöffnungen der Einstelleinrichtung teilweise zu öfffnen, dann wird der Anzeigering 2
ebenfalls axial nach außen verschoben, wodurch die ringförmigen Nuten 16 oder
ähnliche Markierungen in Entsprechung zu einer, zwei oder mehr
Schraubendrehungen aus der Ausnehmung 15 erscheinen. Abgelesen wird einfach durch
Blick auf einen Index, der neben dem Ring oder längs der Wand der
Zylinderendplatte oder des Ventilgehäuses angebracht ist.
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Wenn die Einstelleinrichtung eine Ableserampe, ringförmige Nuten oder
ähnliches zur Angabe einer axialen Verschiebung aufweist, dann wird die Verstellung
zum Erhalt einer genauen Ausgangsposition gegebenenfalls einfach durch eine
axiale Verstellung in Verbindung mit der Drehverstellung erhalten.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen, sondern
nur auf den Umfang der folgenden Ansprüche begrenzt. Die Einstelleinrichtung
kann also bei anderen Arten von Kolben-Zylinder-Gruppen als den gezeigten
verwendet werden und muß nicht in einer Zylinderendplatte enthalten sein.
Noch muß die Einstelleinrichtung einen Ventilkörper der in Verbindung mit den
Figuren beschriebenen Art aufweisen. So können auch andere
Ventilauslegungen wie z.B. Nadelventile in Frage kommen. Das Anzeigeelement muß nicht
notwendigerweise aus einem Anzeigering mit Anzeigemarkierungen bestehen,
sondern kann beispielsweise aus einem Zeiger bestehen, der mit Ablesemarken
in Form einer festgelegten Skala zusammenwirkt. Dies kann besonders geeignet
sein, wenn das Ventil ein sogenanntes Abgriffsventil ist. Das Anzeigeelement 2
kann aus einem geeigneten Material, z.B. einem Kunststoffmaterial oder Metall
bestehen und auf geeignete Weise an der Einstellschraube fixiert sein, z.B.
durch radiale oder axiale Arretierung der Schraube oder durch Kleben, Löten,
Kaltschlagen, Schrumpfen, Stauchen oder auf jede andere Weise.
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Die Ablesemarke(n) kann/können einstückig mit der Ableserampe ausgebildet
sein, die darüber hinaus nicht abgestuft sein muß, sondern kontinuierlich
verlaufen und möglicherweise eine Ableseskala aufweisen kann, die nahe an dem
Anzeigeelement angebracht ist. Das Anzeigeelement kann ferner einstückig mit der
Einstellschraube ausgebildet sein, wobei die Verstellung durch
Aufbringen/Verschieben des Ableseindexes zur Kalibrierung gegen "die Null" des
Anzeigeelements erreicht wird. In diesem Fall kann das Anzeigeelement aus einem
Punkt, einer Linie oder ähnlichem an der Einstellschraube und den Ablesemarken
einer Skala bestehen, die im Prinzip wie der Anzeigering in Fig. 4a geformt ist
sowie verstellbar und und dann nahe an der Einstelleinrichtung fixierbar ist. Der
Ableseindex kann an dem Ventilgehäuse oder der Zylinderendplatte durch Guß,
Stanzen, Malen, Kaltschlagen oder durch Aufbringen eines Körpers durch
Kleben, Verschrauben, Löten auf jede andere Weise angebracht werden. Falls der
Ableseindex sowie die abgestufte Ableserampe fixiert sind, können diese
Elemente mit der Zylinderendplatte/dem Ventilgehäuse einstückig ausgebildet sein.
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Beide Elemente können auch gleichzeitig, z.B. eines axial und das andere in
Drehrichtung verstellt werden.
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Schließlich ermöglicht die Erfindung die Erstellung einfach lesbarer Tabllen oder
Diagramme über die Zylinderleistung wie die Periodenzeit, die Beschleunigung
usw. als Funktionen des Ablesewerts. Dadurch werden die
Wettbewerbsfähigkeit und Anwendbarkeit von Produkten deutlich erhöht, bei denen die Erfindung
verwendet wird.