DE1117945B - Steuerung fuer einen Druckluftmotor - Google Patents

Description

• Steuerung für einen Druckluftmotor Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft eine Steuerung für einen Druckluftmotor mit hin- und hergehendem Arbeitskolben, die im wesentlichen aus einem den Druckluftein- und -austritt zu den beiden Arbeitskolbenseiten steuernden, in Abhängigkeit von der Bewegung des Arbeitskolbens hin- und herbewegten Rundschieber besteht.
• Es ist bereits bekannt, zur Steuerung oder zur Vorsteuerung von Druckluftmotoren Rundschieber zu verwenden, die eine drehende oder eine hin- und hergehende Bewegung ausführen und die als eigentliches Steuerelement einen quer zur Bewegungsrichtung des Rundschiebers beweglichen Dichtkörper tragen. Diese Dichtkörper werden im allgemeinen z. B. durch eine Feder gegen eine gekrümmte oder gerade Fläche gedrückt, in der von dem Dichtkörper gesteuerte Öffnungen vorgesehen sind. Es ist auch bekannt, bei einem einen Rundschieber als Verschlußelement aufweisenden Absperrventil in den Rundschieber Dichtkörper einzusetzen, die durch Federn und durch eine Anpreßvorrichtung gegen die Wand des Schieberzylinders angedrückt werden.
• Bei den bekannten Steuerungen verbindet der Dichtkörper meist zwei Steuerkanäle und gibt gleichzeitig einen dritten Kanal frei, oder der Dichtkörper steuert wechselweise zwei Druckmittelkanäle auf. Bei dem bekannten Absperrventil dient der Dichtkörper als Verschlußelement. In allen Fällen ist der verhältnismäßig große Dichtkörper entweder von dem in den Schieberzylinder eingeführten Druckmittel von innen oder von dem von ihm abgesperrten Druckmittel von außen her belastet, so daß sich im Betrieb wechselnde Anpreßkfäfte für den Dichtkörper an die Gleitfläche ergeben.
• Die hierdurch bedingten starken Unregelmäßigkeiten des Verschiebewiderstandes des Steuerschiebers bilden die Ursache für die Störanfälligkeit ähnlicher bekannter Steuerungen. Die Ausschaltung dieser Störungsquelle stellt das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem dar.
• Die Verschiebekraft, die das unbedingt erforderliche schlagartige Schalten des Steuerschiebers bewirkt, wird nämlich durch Druckspeicherung einer oder mehrerer Steuerfedern ausgelöst. Diese Verschiebekraft hat eine konstante Größe je nach Ausbildung der Feder und der Länge des Hubes des Steuerschiebers. Sie muß genau mit dem Anpreßdruck abgestimmt sein, mit dem die Indexfeder auf den Index wirkt, der den Steuerschieber in seinen beiden Endlagen bis zum Schaltmoment festhält und der ebenfalls einen konstanten Wert hat. Es ist klar, daß die Federn grundsätzlich nur bei einem annähernd konstanten Verschiebewiderstand des Schiebers korrekt arbeiten können und also grundsätzlich jeweils auf einen ganz bestimmten Preßluftdruck abgestimmt sein müssen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt der Erfindungsgedanke zugrunde, den Dichtkörper so klein wie möglich zu gestalten, weil mit der Größe desselben auch die Reibungswiderstände wechseln und also bei wechselnden Luftdrücken zwischen weiten Grenzen schwanken können.
• Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht nun darin, den Dichtkörper nicht als jeweils zwei Steuerkanäle verbindenden Hohlkörper auszubilden, sondern ihn unmittelbar als Übertragungselement der Druckluft zu verwenden, indem man ihn mit einer zentralen Bohrung versieht, die sich konzentrisch auf den betreffenden Steuerkanal in der Zylinderwand aufsetzt. Damit wird erreicht, daß der Durchmesser des Dichtkörpers auf einen Kleinstwert herabgesetzt wird.
• Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Druckluft durch das Innere des Rundschiebers herangeführt und aus dem Rundschieber in radialer Richtung, also senkrecht zur Bewegungsrichtung des Rundschiebers, in die Steuerkanäle eingeleitet wird, wobei ein Dichtungskörper mit zentraler Bohrung, der in eine radiale Bohrung des Rundschiebers eingesetzt ist, die Dichtung zwischen dem Rundschieber und den Steuerkanälen übernimmt. Dieser vorzugsweise als Topfmanschette ausgebildete Dichtkörper steht also dauernd unter Luftdruck und wird dadurch ständig gegen die Wand des Schieberzylinders angedrückt, wobei hinter diesem Dichtkörper im Innern des Schiebers noch eine schwache Feder zur Sicherung eines ständigen Kontaktes angeordnet sein kann. Da dieser Dichtkörper sehr klein gehalten werden:, kann, ist die Druckabhängigkeit einer solchen Einrichtung sehr gering und beeinflußt die Präzision der Schaltung nicht. Zugleich führt diese Anordnung zueiner weitgehend auf die Mittelachse zentrierten und daher sehr übersichtlichen und einfachen Gesamtkonstruktion, zumal für die Passung des Rundschiebers im Schieberzylinder sehr weite Toleranzen gewählt werden können, die eine billige Fertigung ermöglichen.
• Erfindungsgemäß wird die Topfmanschette aus einem äußerst abriebfesten Kunststoff gefertigt, der eine Auswechslung dieser Manschette nur nach sehr langen Zeiträumen erforderlich macht. Das Auswech= seln dieser Manschette ist bei der vorliegenden Anordnung mit wenigen Handgriffen ohne Zerlegen des Gerätes möglich.
• In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Die Einführung der Druckluft in den Deckel 1 des Schieberzylinders erfolgt durch die Anschlußverschraubung 2 in den Luftkanal 3. In diesen Luftkanal 3 greift der als Rundschieber ausgebildete Steuerschieber 4 mit dem Verlängerungsrohr 5 hinein, welches die Längsbohrung 6 aufweist. Das Rohr 5 ist gegen die Wandung des Luftkanals 3 durch eine Nutringmanschette 7 gedichtet. Der Kanal 6 mündet in eine radiale Querbohrung 8 des Rundschiebers, in der ein Dichtkörper 9 angeordnet ist. Der Dichtkörper 9 wird durch die Feder 10 unter leichter Spannung gegen die Wandung des Schieberzylinders 11 angedrückt. Die Bohrungen 12 und 13 bezeichnen die Steuerkanäle für die obere bzw. untere Beaufschlagung des Arbeitskolbens mit. Druckluft. Der Rundschieber 4 kann sich in dem Schieberzylinder-11 um das Maß des Steuerhubes bewegen, wobei er in seinen jeweiligen Endstellungen durch den Index 14 festgehalten wird. Die ruckartige Schaltbewegung des Rundschiebers erfolgt in an sich bekannter Weise mittels einer am Rundschieber befestigten Schleppstange unter Verwendung von einer beziehungsweise zwei . Druckspeicherfedern.
• Während gemäß Fig. 1 der Dichtkörper 9 unmittelbar die dichtende Überleitung der Antriebsdruckluft in die Steuerkanäle übernimmt und zu diesem Zweck gemäß Fig.2 als Topfmanschette mit verstärktem Boden 15 ausgebildet und mit einer zylindrischen Stirnfläche 16 versehen ist, ist in Fig. 3 und 4 eine zweiteilige Ausführung des Dichtkörpers dargestellt, wobei eine normale Topfmanschette 17- die Abdichtung des eigentlichen Dichtkörpers 18 gegenüber der Wandung der Querbohrung B übernimmt: Auch in diesem Falle dient die Feder 10 im wesentlichen nur dazu, den Dichtkörper 18 in seiner Lage festzuhalten, und der zur Abdichtung erforderliche Anpreßdruck wird durch die Druckluft selbst erzeugt.
• Gemäß Fig. 5 kann die Anordnung aber auch sowohl bei ein- bzw. zweiteiliger Ausbildung des Dichtkörpers so erfolgen, daß der Deckel f des Schieberzylinders mit einem Rohr 19 versehen ist, welches dichtend in eine Längsbohrung 20 des Rundschiebers eingreift, und zwar mit einer Tiefe, die dem -Steuerhub etwa entspricht. Auch in diesem Falle ' wird die Dichtung zwischen dem Schieberzylinder und dem druckluftzuführenden Kanal des Rundschiebers durch eine innerhalb des Hubweges wirkende Dichtung 21 im Rundschieber aufrechterhalten.
• Die Breite der jeweilig verwendeten Dichtkörper und der anschließenden Überdeckungsflächen im Mäntel des Rundschiebers ist so gewählt, daß in den jeweiligen Endstellungen des Rundschiebers einer der beiden Steuerkanäle frei wird und der Auspuff in das Innere des Schieberzylinders erfolgen kann, das zu diesem Zweck mit der Außenluft verbunden ist.
• Das Auswechseln der Dichtkörper 9 bzw. 17 und 18 ist bei der beschriebenen Anordnung sehr einfach, da der Schieber nach Lösen des Deckels 1 aus dem nach oben offenen Schieberzylinder herausgezogen werden kann.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Steuerung für einen Druckluftmotor mit hin-und hergehendem Arbeitskolben, bestehend aus einem den Druckluftein- und -austritt zu beiden Arbeitskolbenseiten steuernden, in Abhängigkeit von der Bewegung des Arbeitskolbens hin- und herbewegten Rundschieber, dadurch gekennzeich- net,- daß der Rundschieber in an sich bekannter Weise einen quer- zur Bewegungsrichtung des Rundschiebers-beweglichen Dichtkörper trägt, und daß der Dichtkörper in einer Querbohrung des Rundschiebers angeordnet -ist und eine koaxial zu dieser Querbohrung liegende Bohrung aufweist, durch die dem Inneren des Rundschiebers durch eine Längsbohrung desselben zugeführte Druckluft in die von dem Dichtkörper überschliffenen Steuerkanalöffnungen übertritt.
2. 2. Rundschiebersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß ein mit dem Rundschieber fest verbundenes koaxiales Rohr, welches die Längsbohrung des Rundschiebers fortsetzt, in einen mit der Druckluftzufuhr verbundenen koaxialen Kanal des Deckels des Schieberzylinders hineinragt und darin mittels eines O-Ringes oder äquivalenter Mittel dichtend geführt ist.
3. 3. Rundschiebersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß ein vom Deckel des Schieberzylinders ausgehendes, mit der Druckluftzufuhr in Verbindung stehendes Rohr in die axiale Längsbohrung des Rundschiebers hineinragt, wobei zur Abdichtung eine in -der Längsbohrung des Rundschiebers sitzende Ringdichtung oder Nutringmanschette vorgesehen ist.
4. 4. Rundschiebersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtkörper eine in der Querbohrung des Rundschiebers dichtend bewegliche Topfmanschette mit zylindrischer Stirnfläche und entsprechend stark ausgebildetem Boden verwendet wird.
5. 5. Rundschiebersteuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Dichtkörper zweiteilig-ausgebildet ist, wobei -der äußere Teil mit seiner -zylindrischen Oberfläche die Steuerkanalöffnung überschleift; während der innere Teil die dichtende Überleitung der Druckluft aus der Querbohrung des Rundschiebers in den äußeren Teil bewirkt.
6. 6. Rundschiebersteuerung nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Teile des Dichtkörpers aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, beispielsweise aus einem abriebfesten, elastischen Kunststoff einerseits und Messing oder Stahl andererseits.
7. 7. Rundschiebersteuerung nach Anspruch 1, 5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß der äußere Dichtkörper eine Dichtfläche von quadratischem oder rechteckigem Grundriß hat und durch Eingreifen in eine entsprechende Querfräsung des Rundschiebers gegen Drehung gesichert ist. B. Rundschiebersteuerung nach Anspruch 1, 5, 6 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß der äußere Dichtkörper mit einem durchbohrten Zapfen versehen ist, der durch einen O-Ring oder Nutring gegen die Innenwandung der Querbohrung des Rundschiebers abgedichtet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 591520; USA: Patentschriften Nr. 1480 940, 1869 741, 2443568.