DE2939765A1 - COMPRESSED AIR MOTOR - Google Patents
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Description
Druck! uftmotorPressure! air motor
Die Erfindung betrifft einen Druckluftmotor mit einem Zylindergehäuse und einem Hubkolben.The invention relates to a compressed air motor with a cylinder housing and a reciprocating piston.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kurzhubigen und kleinen Druckluftmotor dieser Art vorzuschlagen, der samt dem erforderlichen Umsteuerventil einfach und kompakt konstruiert ist.The invention has for its object to propose a short-stroke and small air motor of this type, which together with the required reversing valve is designed simply and compactly.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Druckluftmotor der eingangs genannten Art ein mit dem Kolben achsgleiches Drehscheibenventil vorgesehen ist, dessen drehbare Ventilscheibe mit einem Flügel drehelastisch verbunden ist, der mit der undrehbar geführten Kolbenstange eine Stoßschraubanordnung bildet. Unter einer Stoßschraubanordnung im weitesten Sinne ist ein nicht selbsthemmendes Gewinde zu verstehen, welches die Hubbewegung der Kolbenstange in eine Drehbewegung des Flügels umwandelt, von der wiederum mit Hilfe der erwähnten drehelastischen Verbindung, die als Drehmomentspeicher wirkt, eine ruckartige Drehbewegung der Ventilscheibe abgeleitet wird. Eine vorteilhafte StoßSchraubanordnung besteht zum Beispiel darin, daß in dem Steuerabschnit der Kolbenstange schraubenförmige Nuten eingefräst sind und der Flügel radiale Führungsstifte enthält, deren innere Enden in die Nuten eingreifen.This object is achieved in that in one Compressed air motor of the type mentioned is coaxial with the piston Rotary disk valve is provided, the rotatable valve disk is rotatably connected to a wing that is connected to the non-rotatably guided piston rod forms a butt screw arrangement. Under a butt screw assembly in the broadest sense is to understand a non-self-locking thread, which converts the stroke movement of the piston rod into a rotary movement of the wing, from which, in turn, with the help of the aforementioned torsionally elastic connection, which acts as a torque storage device, a jerky rotary movement the valve disc is derived. An advantageous butt-screw arrangement is, for example, that in the control section of the piston rod screw-shaped grooves are milled and the wing contains radial guide pins, the inner ends engage in the grooves.
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In Weiterbjldung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Kolbenstange mit der Membran einer Membranpumpe fest verbunden und allein dadurch undrehbar geführt ist. Diese Lösung ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Membran einen wesentlich größeren Durchmesser als der Kolben hat, weil bei diesen Größenverhältnissen die Membran steif genug ist, um der bei der Betätigung des Drehscheibenventils über die Kolbenstange ausgeübten Drehbeanspruchung standhalten zu können.In a further development of the invention, it is proposed that the piston rod be firmly connected to the diaphragm of a diaphragm pump and solely thereby guided non-rotatably. This solution is particularly advantageous if the membrane has a substantially larger diameter than the piston because in these proportions stiff diaphragm is enough to withstand to the way of the piston rod exerted on actuation of the turntable valve torsional stress to.
Zweckmäßigerweise wird das Drehscheibenventil in einer das Zylindergehäuse rückseitig verlängernden, mit einem Druckluftanschluß verbundenen Druckkammer angeordnet, in welche ein rückseitiger Steuerabschnitt der Kolbenstange hineinragt.The rotary disk valve is expediently in a cylinder housing that extends at the rear and has a compressed air connection connected pressure chamber arranged into which a rear control portion of the piston rod protrudes.
Das Drehscheibenventil kann aus einer an einer Stirnwand der Druckkammer befestigten Ventilscheibe und einer zwischen zwei Winkelanschlägen drehbaren und in den Endstellungen einrastbaren Ventilscheibe bestehen. Dabei wird die Anordnung vorzugsweise so getroffen, daß die Verbindungskanäle zu den abwechselnd mit Druckluft zu beaufschlagenden Zylinderkammern und der Abluftkanal die feststehende Ventilscheibe durchsetzend in die Druckkammer münden. Die drehbare Ventilscheibe weist mit diesen Mündungen zusammenwirkende Aussparungen und Durchlässe auf. Sie wird von dem in der Druckkammer herrschenden Speiseluftdruck auf die feststehende Ventilscheibe gedrückt.The rotary disk valve can consist of a valve disk fastened to an end wall of the pressure chamber and one between two There are angle stops rotatable and lockable in the end positions valve disc. At this time, the arrangement becomes preferable made so that the connecting channels to the cylinder chambers to which compressed air is to be applied alternately and the exhaust air channel the fixed valve disc open through the pressure chamber. The rotatable valve disc has with these Mouths interacting recesses and passages. she is pressed onto the stationary valve disc by the supply air pressure in the pressure chamber.
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Eine besonders platzsparende, einfache und zuverlässige drehelastische Verbindung läßt sich nach einem weiteren Vorschlag dadurch erreichen, daß die drehbare Ventilscheibe einen zylindermantelförmigen Rand hat und innerhalb dieses Randes Wendelfedern vorgesehen sind, die sich in Umfangsrichtung dem Rand anschmiegen und sich einenends an dem Flügel und anderenends an von dem Rand nach innen vorstehenden Mitnehmern abstützen. Schließlich ist es vorteilhaft, als Rastanordnung für die drehbare Ventilscheibe an der Außenfläche des Randes kleine Vertiefungen anzubringen und Kugeln über Federn radial von außen aufzudrücken. Dabei kann der Federdruck leicht von außen mittels einer Justierschraube eingestellt werden.A particularly space-saving, simple and reliable torsionally flexible one According to a further proposal, connection can be achieved in that the rotatable valve disc is in the shape of a cylinder jacket Has edge and spiral springs are provided within this edge, which cling to the edge in the circumferential direction and are supported at one end on the wing and at the other end on catches projecting inward from the edge. After all it is advantageous to attach small depressions as a latching arrangement for the rotatable valve disc on the outer surface of the edge and to push balls open radially from the outside using springs. Included the spring pressure can be easily adjusted from the outside using an adjusting screw.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Tm einzelnen zeigtAn embodiment of the invention is based on the following the drawing explained in more detail. Tm individual shows
Fig. 1 einen Axialschnitt I-I eines Druckluftmotors und einer Fig. 1 shows an axial section II of a compressed air motor and a
angebauten und von diesem angetriebenen Membranpumpe, Fig. 2 einen Querschnit II-II der Baueinheit nach Fig. 1 und Fig. 3 einen abgewinkelten Axialschnitt III-III dieser Baueinheit. attached and driven by this diaphragm pump, Fig. 2 a cross section II-II of the unit according to Fig. 1 and Fig. 3 an angled axial section III-III of this unit.
In den Zeichnungen, welche die Baueinheit etwa in doppelter natürlicher Größe wiedergeben, ist das Oberteil der Membranpumpe mit 1 und ihr Unterteil mit 2 bezeichnet. Mit Hilfe von Schrauben 3 ist eine Membran 4 zwischen diesen Teilen eingeklemmt. Der Raum über der Membran 4 weist zwei Belüftungsöffnungen 1a auf. Zwischen dem Unterteil 2 und einem von unten an dieses angeschraubten Ansaugstutzen 5 ist eine biegeelastische Folie 6 eingeklemmt. Diese hat zwei bogenförmige Ausschnitte und auf diese Weise freigelegte Zungen, welche sich von innen auf Bohrungen 7 in dem Ansaugstutzen auflegen und als Klappen-Ansaugventile wirken. Ferner ist in das Unterteil 2 ein Auslaßstutzen 8 radial eingeschraubt, der ein Kugelventil enthält. In the drawings, which show the structural unit approximately twice its natural size, is the upper part of the diaphragm pump with 1 and its lower part with 2. With the help of screws 3 there is a membrane 4 between these parts trapped. The space above the membrane 4 has two ventilation openings 1a. Between the lower part 2 and one from below this screwed-on intake port 5 is clamped in a flexible film 6. This has two arched cutouts and tongues exposed in this way, which rest from the inside on bores 7 in the intake manifold and act as flap intake valves works. Furthermore, an outlet port 8 is radially screwed into the lower part 2, which contains a ball valve.
Auf das Oberteil 1 ist ein Zylindergehäuse 9 aufgesetzt und samt einem Deckel 10 mittels zweier Schrauben 11 fest-A cylinder housing 9 is placed on the upper part 1 and secured together with a cover 10 by means of two screws 11.
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geschraubt. Das Zylindergehäuse 9 weist eine Querwand auf und bildet zwischen dieser und dem Oberteil 1 einen Raum, in dem sich ein Kolben 12 auf und ab bewegen kann. Die Kolbenstange ist zweiseitig. Ein unterer Abschnitt 13 greift durch das Oberteil 1 und ist mit der Membran 4 fest verbunden. Der obere sogenannte Steuerabschnitt 14 durchsetzt die Querwand und ragt in die anschließende, durch den Deckel 10 abgeschlossene Druckkammer 15 hinein. Der Deckel enthält einen Druckluftanschluß 16.screwed. The cylinder housing 9 has a transverse wall and forms between this and the upper part 1 a space in which a piston 12 can move up and down. The piston rod is two-sided. A lower section 13 extends through the upper part 1 and is firmly connected to the membrane 4. The upper so-called Control section 14 penetrates the transverse wall and protrudes into the adjoining pressure chamber 15 closed off by cover 10 into it. The cover contains a compressed air connection 16.
In der Kammer 15 befindet sich eine Ventilscheibe 17 die den Steuerabschnitt 14 der Kolbenstange konzentrisch umgibt und mittels einer Senkschraube 18 an der Querwand des Zylindergehäuses 9 befestigt ist. Auf der Ventilscheibe 17 liegt eine Ventilscheibe in Form einer Ringscheibe mit L-förmigem Querschnitt. Sie ist in das Ventilgehäuse 9 leicht drehbar eingepaßt und hat zum Deckel hin Spiel. Die aufeinanderliegenden ebenen Flächen der Ventilscheiben 17 und 19 sind geschliffen. Ein Anschlagstift 20 (Fig. D/ der in die feststehende Ventilscheibe 17 eingesteckt ist und diese nach oben überragt, greift in eine unterseitige Aussparung 21 der Ventilscheibe 19 ein und begrenzt deren Drehwinkel auf etwa 20°.In the chamber 15 there is a valve disc 17 which the Control section 14 of the piston rod concentrically surrounds and fastened to the transverse wall of the cylinder housing 9 by means of a countersunk screw 18 is. A valve disk in the form of an annular disk with an L-shaped cross section lies on the valve disk 17. she is in the valve housing 9 fitted easily rotatable and has play towards the cover. The flat surfaces of the valve disks lying on top of one another 17 and 19 are sanded. A stop pin 20 (FIG. D / which is inserted into the fixed valve disk 17) and this protrudes upwards, engages in a recess 21 on the underside of the valve disc 19 and limits its angle of rotation to about 20 °.
Aus Fig.2 ist die Rastvorrichtung für diese drehbare Ventilscheibe 19 erkennbar. Das im äußeren Umriß quadratische Zylindergehäuse 9 weist an zwei gegenüberliegenden Ecken in Höhe der Kammer 15 zwei Gehäuseansätze 22 auf. In diese Ge-From Figure 2 is the locking device for this rotatable valve disc 19 recognizable. The cylinder housing 9, which is square in outer outline, has at two opposite corners in Height of the chamber 15 two housing projections 22 on. In this
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häuseansätze 22 sind mit je einem Schraubenzieherschlitz versehene und mit einer Mutter 23 gekonterte Stellschrauben 24 eingeschraubt. An diesen stützen sich Druckfedern 25 ab, die je eine Rastkugel 26 gegen die Außenfläche des zylindrischen Randes der Ventilscheibe 19 drücken. Kleine Rastvertiefungen 27 in der genannten Außenfläche nehmen die Rastkugeln 26 auf.Housing approaches 22 are each provided with a screwdriver slot and screwed in with a nut 23 countered adjusting screws 24. On these compression springs 25 are supported, each press a locking ball 26 against the outer surface of the cylindrical edge of the valve disk 19. Small detent recesses 27 in the The locking balls 26 take on the outer surface mentioned.
Die drehbare Ventilscheibe 19 wird angetrieben mittels eines Doppelflügels 28, der auf dem Steuerabschnitt 14 drehbar gelagert ist und zwei radiale Führungsstifte 29 enthält, die mit ihren inneren Enden in je eine schraubenförmige Nut 30 des Steuerabschnitts 14 hineinragen. Zu dieser insbesondere aus Fig.2 ersichtlichen Anordnung gehören ferner zwei keilförmig gestaltete Mitnehmer 31, die mittels zylindrischer Ansätze an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen von innen in den Rand der Ventilscheibe 19 eingesteckt sind. Zwischen diesen Mitnehmern 31 und den in Umfangsrichtung benachbarten Armen des Doppelflügels 28 sind je zwei Wendelfedern 32 und 33 eingespannt, die sich der Krümmung des zylindrischen Randes der Ventilscheibe 19 anschmiegen und gegen Abrutschen von dem Doppelflügel 28 und den Mitnehmern durch je eine halbkugelige Warze 34 an diesen Teilen gesichert sind. Alle vier erwähnten Wendelfedern 32 und 33 sind gleich.The rotatable valve disk 19 is driven by means of a double wing 28 which is rotatably mounted on the control section 14 is and includes two radial guide pins 29, which with their inner ends protrude into a helical groove 30 of the control section 14. To this in particular from Fig.2 The apparent arrangement also includes two wedge-shaped drivers 31, which by means of cylindrical lugs on two diametrically opposite points are inserted from the inside into the edge of the valve disk 19. Between these drivers 31 and the arms of the double wing 28 that are adjacent in the circumferential direction two helical springs 32 and 33 each are clamped in, which cling to the curvature of the cylindrical edge of the valve disk 19 and secured against slipping off the double wing 28 and the drivers by a hemispherical lug 34 on each of these parts are. All four helical springs 32 and 33 mentioned are the same.
Zum Verständnis der Wirkungsweise des Drehscheibenventils ist anzumerken, daß in dem Zylindergehäuse 9 drei Kanäle enthalten sind, die durch Bohrungen in der feststehenden Ventilscheibe 17To understand how the rotary disk valve works, it should be noted that the cylinder housing 9 contains three channels are that through holes in the fixed valve disc 17
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fortgesetzt sind und in die Kammer 15 münden, wobei diese Bohrungen auf dem gleichen Kreisbogen liegen. Ungeachtet der genauen Winkelstellung dieser Kanäle und Mündungen, die nicht eigens dargestellt ist, sind in der Zeichnung angedeutet ein Auslaßkanal 35, ein von der unteren Zylinderkammer ausgehender* Verbindungskanal 36 (Fig.1) sowie ein von der oberen Zylinderkammer ausgehender Verbindungskanal 37. Der ebene Teil der Ventilscheibe 19 weist an der Unterseite eine zwei Mündungen verbindende Aussparung 38 und zwei nicht dargestellte Durchlaßöffnungen auf.are continued and open into the chamber 15, these holes lying on the same arc. Regardless of the exact angular position of these channels and mouths, which is not specifically shown, are indicated in the drawing Exhaust port 35, a * from the lower cylinder chamber Connection channel 36 (Fig.1) and one of the upper cylinder chamber outgoing connection channel 37. The flat part of the valve disc 19 has a two mouths on the underside Recess 38 and two passage openings, not shown.
Der beschriebene Druckluftmotor wirkt wie folgt. In der gezeichneten Stellung befindet sich der Kolben in seiner oberen Endstellung und die Ventilstellung ist so, daß über den Druckluftanschluß 16, die Kammer 15, eines der Löcher in der drehbaren Ventilscheibe 19 und den Verbindungskanal 37 der Kolben an seiner Oberseite mit Druckluft beaufschlagt wird, während die Kammer an seiner Unterseite über den Verbindungskanal 36, die Aussparung 38 und den Auslaßkanal 35 mit der Außenatmosphäre verbunden ist. Der Kolben 12 bewegt sich also nach unten. Dabei folgt der Doppelflügel 28 dem Drall der Nut 30 im Steuerabschnitt 14 der Kolbenstange und dreht sich gemäß Fig. 2 nach rechts. (In Fig. 1 sollte die Nut 30 nur sichtbar gemacht werden. Ihr Verlauf entspricht nicht der Wirklichkeit). Somit entspannen sich die Wendelfedern 33 und die Wendelfedern 32 werden zusammen-The air motor described works as follows. In the drawn Position is the piston in its upper end position and the valve position is such that via the compressed air connection 16, the chamber 15, one of the holes in the rotatable valve disc 19 and the connecting channel 37 of the pistons is acted upon at its top with compressed air, while the chamber at its bottom via the connecting channel 36, the Recess 38 and the outlet channel 35 is connected to the outside atmosphere. The piston 12 thus moves downwards. Included the double vane 28 follows the twist of the groove 30 in the control section 14 of the piston rod and rotates according to FIG to the right. (In Fig. 1, the groove 30 should only be made visible. Its course does not correspond to reality). So relax the helical springs 33 and the helical springs 32 are combined
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- IO -- OK -
gedrückt.. Kurz bevor der Kolben \2 seine untere Endstellung erreicht wird das rechtsdrehende Moment auf die drehbare Ventilscheibe 19 so stark, daß sie sich aus ihrer Verrastung löst und sich schlagartig in ihre andere Stellung dreht, wodurch die Steuerkanäle umgeschaltet werden, so daß der Kolben 12 sich wieder nach oben bewegt.pressed .. Shortly before the piston \ 2 reaches its lower end position, the clockwise torque on the rotatable valve disc 19 is so strong that it is released from its latching and suddenly rotates into its other position, whereby the control channels are switched so that the Piston 12 moves up again.
Es ist darauf hinzuweisen, daß bei der beschriebenen Baueinheit die Membranpumpe für die Funktion des Druckluftmotors insofern von wesentlicher Bedeutung ist, als die Membran 4 ein Verdrehen der Kolbenstange verhindert. Dies ist gewährleistet, weil die Membran im vorliegenden Falle bezogen auf die wirksamen Federkräfte stabil genug ist. Bei anderen Anwendungen des Druckluftmotors muß eine besondere, das Drehen der Kolbenstange verhindernde Längsführung vorgesehen sein.It should be pointed out that in the case of the structural unit described, the diaphragm pump for the function of the compressed air motor is insofar is of essential importance as the membrane 4 prevents rotation of the piston rod. This is guaranteed because in the present case the membrane is stable enough in relation to the effective spring forces. In other applications The air motor needs a special one, the turning of the piston rod preventing longitudinal guidance be provided.
Die gezeigte Baueinheit findet bevorzugte Anwendung zum Fördern von flüssigen Medien aus einem Transportbehälter in ein Leitungssystem, aus dem es unregelmäßig entnommen wird. Beispielsweise für den Einsatz bei betrieblichen Farbspritzanlagen kann an dem Ansaugstutzen 5 ein Standrohr angesetzt sein, welches in ein Farbfaß eingesteckt wird. Die Membranpumpe beliefert dann ein Ringleitungssystem für mehrere Farbspritzpistolen mit je eigenen Hochdruckpumpen. Sind die Spritz-The structural unit shown is preferably used for conveying of liquid media from a transport container into a pipeline system from which it is taken irregularly. For use in commercial paint spraying systems, for example, a standpipe can be attached to the intake port 5 be, which is inserted into a paint barrel. The diaphragm pump then supplies a ring line system for several paint spray guns each with its own high-pressure pumps. Are the spray
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pistolen außer Betrieb, so bleibt die Membranpumpe stehen. Sobald eine Spritzpistole betätigt und Farbe aus der Ringleitung entnommen wird, wodurch tieren Druck sinkt, läuft die Pumpe selbsttätig an und fördert die entsprechende Menge nach.pistols out of operation, the diaphragm pump stops. As soon as a spray gun is activated and paint comes out of the ring main is removed, which sinks animal pressure, the pump starts up automatically and delivers the corresponding amount.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1132885B (en) | 1986-07-09 |
| FR2466640A1 (en) | 1981-04-10 |
| IT8025008A0 (en) | 1980-09-30 |
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