DE2034634A1

DE2034634A1 - Pneumatischer Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE2034634A1
Application number: DE19702034634
Authority: DE
Inventors: der Anmelder P ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-07-13
Filing date: 1970-07-13
Publication date: 1972-01-20
Also published as: DE2034634B2; DE2034634C3

Description

Anlage zum Patentantrag bzw. Gebrauchsmusterantrag von Beschreibung zum: Pneumatischen Arbeitszylinder.
Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen Arbeitszylinder mit einem von Druckluft beaufschlagten Kolben, dessen Kolbenstange mit dem zu bewegenden leil in Verbindung steht.
Davon ausgehend, daß im Maschinenbau der pneumatischen Arbeitszylinder in großer Zahl als Antrieb für Schwenk-, Hebe-, Dreh-, Ausstoßbewegungen usw. verwendet wird, bes-teht ein Bedarf an solchen pneumatischen Arbeitszylindern die den Bedingungen der Berufsgenossenschaft und den Anforderungen des neuen lilaschinenschutz-Gesetzes gerecht werden.
In vielen Fällen müssen aus diesen Gründen kostspielige Hydraulikzylinder !li-t; inren dazugehörigen Hydraulikaggregaten dort eingabaut werden, wo normalerweise ein pneumatischer Arbeitszylinder genügen würde. Der Vorteil der Hydraulik liegt darin, daß derartige Arbeitszylinder in jeder S-tellung angehal-ten werden können.
Dies wird ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen pneumatischen Arbeitszylinder erreicht, ohne die kostspielige Hydraulik zur Hilfe zu nehmen.
Alle zur Zeit im Handel befindlichen pneumatischen Arbeitszylinder können, wenn sie einmal angesteuert sind nicht mehr angehalten, sondern bestenfalls durch Umsteuern des Steuerventils wieder in die Ausgangsstellung zurückgeholt weruen.
Diese @atsache zeigt, daß pneumatische Arbeitszylinder der herkömmlichen Bauweise nicht allen unfalltechnischen Gesichtspunkten gerecht werden.
Anders verhält sich in diesem Falle der erfindungsgemäße pneumatische ArbeitszJlinder, welcher ebenso wie der hydraulische Arbeitszylinder während qes Hubes angehalten werden kann. Er ist darüberhinaus in seiner Anwendung sicherer, da defekte Leitungen nich-t zu einer Bewegung führen können.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß i:Iittel vorgesehen sind, die den Kolben an der gewünschten Stelle mechanisch feststellen. In vorteilhafter Weise und um keine verlängerte Bauweise zu erhalten sind der Kolben bzw. die Kolbenstange mit einer Bohrung versehen7 in der Auffangstücke angeordnet sind, die mit den entsprechenden Vertiefungen im Kolben bzw. Kolbenstange zusammenwirken.
In weiterer Ausgestaltung, der Erfindung werden die Auffangstücke für das Anhalten des Kolbens von einem separaten negativen Steuersignal betätigt.
Dieses Steuersignal erfolgt zweckmäßig elektrisch oder pneumatisch.
Durch das negative Steuersignal, das das eingreifen der Auffangstücke auslöst, wird bewirkt, daß bei Ausfall des elek-trischen Stromes oder der Druckluft, der Kolben immer festgestellt wird. Die Einrichtung befindet sich somit in einem sicheren Zustand, d.h. es kann keine Bewegung mehr erfolgen.
Besondere Bedeutung erlangt dieser pneumatische Arbeitszylinder für die Notstop-Schaltingen von Einrichtungen. Es besteht nun die ijöglichkeit einen separaten Notstop-Schaltkreis aufzubauen. Durch die Betätigung des Notstop-Schalters entlüftet das Notstop-Ventil, bei allen daran angeschlossenen Arbeitszylindern, die Steuerleitungen die an den Anschluß 7 des Arbeitszylinders führen und löst somit das Eingreifen der Auffangstücke aus. Die Einrichtung hat somit ebenfalls einen gefahrlosen Zustand erreicht. Es ist keine Bewegung mehr möglich.
Zweckmäßig sind die Vertiefungen in Form einer Innenverzahnung gebildet.
Ferner ist die Bohrung im Kolben bzw. in der Kolbenstange mit einer festen Stange durchsetzt, an der die Auffangstücke gelagert sind. Die Stange besitzt einen zylindrischen Hohlraum, in dem ein von einer Seite von Druckluft beaufschlagten unter Federwirkung stehender Kolben angeordnet ist, dessen konische Kolbenstange mit den Auffangstücken zusammen wirkt. Die Auffangstücke sina in vorteilhafter Weise in einer Ausnehmung der Zylinclerwand gelagert und durch die konische Kolbenstange nach außen in die Innenverzahnung hinein bewe bar.
Damit die Auffangstücke beim Anstehen des Steuersignals nicht in die Vertiefungen eingraifen, sind die Auffangstücke auf der konischen Kolbenstange fti Ltels Schwalbens uhwaneführung verschiebbar gelagert. Selbs-t-vers-tändlich könnte dies auch durch ledern erfolgen.
Zweckmäßig kann der erfindungsgemäße pneumatische Arbeitszylinder als lerschiebezylinder für mehrere nacheinander folgende Verschiebungen eingesetzt werden. Das mehrmalige Verschieben wird dadurch erreicht, daß die Vertiefungen der Kolbenstange nur dort vorgenommen sind, wo jie Auffangstücke die Positionierung der Kolbenstange vornehmen sollen.
Wird der erfindungsgemäße pneumatische Arbeitszylinder als Antrieb für große Massen verwendet, so kann das Anhalten während des Hubes dadurch rfolen, uaß ein auf beide Kolbenseiten gegebener Druckluftstop die bewegte Masse abfängt, danach die Auffangstücke eingreifen und den Kol-Den feststellen.
Die Steuerung des Arbeitszlinders erfolgt durch ein ,-Schaltstellungsvantil 4/4 Wegeventil.
1. Schaltstellung: Keine Erregung eines Magnetteiles Beide Druckluftanschlüsse am Arbeitszylinder können in dieser Schaltstellung des Ventiles offen oder verschlossen sein.
2. Schaltstellung: Erregung des linken Magnetteiles.
Vorfahren der Kolbenstange.
3. Schaltstellung: Erregung des rechten Magnetteiles.
Zurückfahren der Kolbenstange.
4. Schaltstellung: Erregung beider Magnetteile gleichzeitig.
Dadurch wird auf beide Seiten des Kolbens über die Anschlüsse der Arbeitsluft des Arbeitszylinders Druckluft gegeben und bewirkt hiermit einen Stop. Sobald dieser Stop wirksam geworden ist, wird durch eine Verzögerungsschaltung das eingreifen der Auffangstücke eingeleitet, die den Kolben feststellen. Ebenfalls wird durch diese Schaltung das Ventil wieder nach Schaltstellung eins geschaltet.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Der Arbeitszylinder 1 besteht aus dem Zylinderrohr 2 und dem Boden 3, der mit einem Steg 4 versehen ist, welcher eine Befestigungsbohrung 5 enthält. Ferner ist im Boden 3 die Bohrung 6 für den Druckluftanschluß der Arbeitsluft vorgesehen, sowie eine Bohrung 7 für den Anschluß der Steuerluft. Der vom Rohr 2 und Boden 3 gebildete Zylinderraum 8 ist nach oben durch einen Zylinderdeckel 10 abgeschlossen, der ebenfalls eine Bohrung 11 für den Anschluß der Arbeitsluft enthält.
Durch den Deckel 10 ist die Kolbenstange 15, mittels Dichtungen 16 abgedichtet, hindurchgeführt. Sie steht mit dem Kolben 17 in Verbindung.
Die Kolbenstange 15 ist mit einer Bohrung 18 versehen, die eine Verzahnung 19 aufweist. lvIit dem Boden 3 fest verbunden ist eine Stange 20, die sich in die Bohrung 18 der Kolbenstange 15 hineinerstreckt.
Diese Stange 20 ist an ihrem oberen Ende mit einem Zylinderraum 22 versehen, in dem ein Kolben 23 geführt ist. Der Kolben 23 ist mit einer Kolbenstange 24 verbunden, auf deren oberes Ende eine Feder 25 einwirkt.
Der Zylinderraum 22 steht durch eine Bohrung 27 mit der Bohrung 7 in Verbindung.
Auf der konischen Kolbenstange 24 sind mittels Schwalbenschwanzführung 2O vier Auffangstücke 30 geführt. Diese Auffangstücke 30 gleiten in Ausnehmungen 31 der Wand 32 des Zylinderraumes 22, wobei sie durch die Ausnehmungen 31 hindurch in die Verzahnung 19 eingreifen können. Die Auffangstücke sind der Form der Verzahnung angepaßt, so daß sie beim Eingreifen in die Verzahnung die Kolbenstange feststellen.
Vorteilhafterweise wird die Verzahnung 19 in der Kolbenstange 15 nur in den Bereichen ausgeführt, in denen der Kolben bzw. die Kolbenstange während eines Hubes hintereinander angehalten werden soll. Verschiebezylinder können dadurch während eines Hubes mehrmals positioniert werden.
Bei dem Antrieb von großen Massen ist es zweckmäßig diese dadurch abzufangen, daß auf beide Anschlüsse 6 und 11 des Arbeitszylinders Druckluft gegeben wird. Danach werden durch das Steuersignal über den Anschluß 7 die Auffangstücke zum eingreifen gebracht.
Die von der Druckluftversorgung zur Verfügung stehende Druckluft wird über getrennte Steuerungen als Arbeitsluft an die Anschlüsse 6 und 11, und für die Steuerung an den Anschluß 7 des Arbeitszylinders gebracht.
Wirkungsweise: Durch den Anschluß 7 gelangt die Pressluft an den kleinen Kolben 23 der beim Zurückgehen die Feder 25 spannt. Die in einer Ausnehmung der Zylinderwand gelagerten Auffangstücke 30 werden durch die Schwalbenschwanzführung im konischen Teil des Kolbens 23 nach innen gezogen und geben die Kolbenstange 15 frei.
Strömt nun Preßluft in einen der beiden Anschlüsse 6 oder 11 hinein, so wirkt auf den Kolben 17 eine Kraft, die ihn, wenn er die ihm entgegenwirkende Kraft überwunden hat, in Bewegung setzt. Die dabei auftretenden maximalen Hubgeschwindigkeiten liegen bei 30 - 50 m/Min. nach Angabe von Herstellern normaler Pneumatikzylinder.
Soll nun während der Fahrt der Zylinder angehalten werden, so wird der Luftdruck vom Kolben 23 genommen. Somit drückt die Feder aus ihn nach vorn.
Dabei werden durch den konischen Teil des Kolbens die Auffangstücke in die innenverzahnte Kolbenstange 15 gedrückt.
Im Augenblick des Eindrückens der Auffangstücke wirkt auf diese nur die Kraft, die den Kolben bewegt, also die resultierende Kraft zwischen der Belastung und der tatsächlich aufgebrachten Kraft des Zylinders. Diese Kraft verstärkt sich nach dem Einrücken bis zur Nennkraft des Zylinders.
Anstelle der pneumatischen Betätigung des Kolbens 23 kann auch eine elektromagnetische Betätigung eingebaut werden.
Die Abdichtung des Zylinders wird mit den Dichtsätzen 16 erreicht.
Zweckmäßig werden die Auffangstücke aus Kunststoff, Nylon, Polyamid usw. gefertigt. Die Elastizität dieses Materiales bewirkt, daß beim Feststellen des Kolbens keine harten Schläge auftreten können.

Claims

Anlage zum Patentantrag bzw. Gebrauchsmusterantrag von

P A r E N r A iX S P R Ü C H æ ()Pneumatischer Arbeitszylinder mit einem von Druckluft beaufschlagten Kolben, dessen Kolbenstange mit dem zu bewegenden Teil in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die den Kolben an der gewünschten Stelle mechanisch feststellen.
2. Pneumatischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Kolben bzw. Kolbenstange mit einer Bohrung-versehen sind, in der Auffangstücke angeordnet sind, die mit entsprechenden Vertiefungen im Kolben bzw. der Kolbenstange zusammen wirken.
3. Pneumatischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangstücke für das Anhalten des Kolbens von einem separaten, negativen Steuersignal betätigt werden.
4. Pneumatischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal elektrisch oder pneumatisch erfolgt.
5. Pneumatischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen in Form einer Innenverzahnung gebilde-t sind und die Bohrung von einer festen Stane durchsetzt ist, an der die Auffangstücice gelagert sind.
O. Pneumatischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichne L, daß die Stange einen zylindrischen Hohlraum besitzt, in dein ein von einer Seite von Druckluft beaufschlagten unter Federwirkung stehender Kolben angeordnet ist, dessen konische Kolbenstange mit den Auffangstücken zusammen wirkt.
j. Pneumatischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangstücke in einer Ausnehmung der Zylinderwand gelagert unu von der konischen Kolbenstange nach außen in die Innenverzahnung hinein bewegbar sind.
O. Pneumatischer Arbeitsylinder nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, aaß die Auffangstücke auf der konischen Kolbenstange mittels Schwalbenschwanzführung verschiebbar gelagert sind.
Pneumatischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 als Verschiebezylinder uadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen der l;olbenstange nur dort vorgenommen sind, wo die Auffangstücke aie Positionierung der kolbenstange vornehmen soll.
10. Pneumatischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 bis l dadurch gekennzeichnet, daß ein auf beide Kolbenseiten gegebener Druckluftstop die bewegte iiasse abfängt, danach die Auffangstücke eingreifen und den Kolben feststellen.
11. Pneumatischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftstop über ein 4/4 Wegeventil und die Steuerung der Auffangstücke verzögert erfolgt.

L e e r s e i t e