DE1263402B

DE1263402B - Low-noise pneumatic control device

Info

Publication number: DE1263402B
Application number: DE1965V0030051
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Hennig
Original assignee: KONSTRUKTION ZEK HYDRAULIK; ZENTRALE ENTWICKLUNG VEB
Current assignee: KONSTRUKTION ZEK HYDRAULIK; ZENTRALE ENTWICKLUNG VEB
Priority date: 1965-12-28
Filing date: 1965-12-28
Publication date: 1968-03-14

Description

Geräuscharme pneumatische Steuervorrichtung Die Erfindung betrifft eine geräuscharme Steuervorrichtung für doppeltwirkende Druckluftschubkolbenmotoren mit einem beidseitig druckluftbetätigten Umsteuerschieber, der sowohl die Zufuhr von Druckluft in den Arbeitszylinder des Motors als auch den Auslaß steuert und der seine Umsteuersignale von zwei durch die Schnbkolbenbewegung mechanisch betätigten, als entsperrbare Rückschlagventile ausgebildeten Hilfssteuerventilen erhält.Low Noise Pneumatic Control Apparatus The invention relates to a low-noise control device for double-acting pneumatic piston motors with a reversing slide operated by compressed air on both sides, which controls both the supply of compressed air in the working cylinder of the motor as well as the outlet controls and the reversing signals of two mechanically actuated by the piston movement, receives pilot valves designed as pilot-operated check valves.

Mit dem Ausströmen der Druckluft unmittelbar am Arbeitsort sind Ausströmgeräusche verbunden, die die Arbeitsbedingungen in vielen Fällen erschweren können. Der der Druckluft zwecks Schmierung der bewegten Teile in pneumatischen Geräten zugesetzte Ölnebel wird nur zu einem Teil in den Geräten abgeschieden. Ein Teil des Ölnebels verbleibt in der Druckluft und gelangt mit der ausströmenden Druckluft ins Freie. Aus Gründen der Verbesserung der Arbeitsbedingungen und aus hygienischen Gründen ist deshalb eine derartige Steuerung überall dort wünschenswert, wo unmittelbar am Arbeitsort der Schubkolbenmotoren keine Druckluft ausströmen darf.With the outflow of compressed air directly at the work site, there are outflow noises connected, which can make working conditions difficult in many cases. The the Compressed air is added to the lubrication of the moving parts in pneumatic devices Oil mist is only partially separated in the devices. Part of the oil mist remains in the compressed air and is released into the open with the compressed air flowing out. For reasons of improving working conditions and for hygienic reasons Such a control is therefore desirable wherever immediate No compressed air may escape at the work site of the piston engine.

Es ist bekannt, doppeltwirkende Schubkolbenmotoren durch beidseitig druckluftbetätigte Umsteuerschieber, die sowohl die Zufuhr von Druckluft in die Arbeitszylinder der Motoren als auch den Auslaß steuern, zu betätigen. Weiterhin sind verschiedene Ausführungen von Hilfssteuerventilen bekannt, die, falls sie durch die Schubkolbenbewegung mechanisch betätigt werden, Umsteuersignale an die druckluftbetätigten Umsteuerschieber abgeben.. Die Hilfssteuerventile können dabei getrennt von den Umsteuerschiebern angeordnet oder unmittelbar mit diesen verbunden sein (deutsche Patentschrift 553 848, französische Patentschrift 1271152). Es sind auch Spezialkonstruktionen bekannt, bei denen Schubkolbenmotor, Umsteuerschieber und Hilfssteuerventile zu einem Aggregat zusammengefaßt sind (deutsche Patentschrift 904 858). Hilfssteuerventile sind im wesentlichen 2/2-Wege-Ventile, die mit Drosselstellen zusammenarbeiten, und 3/2-Wege-Ventile.It is known to use double-acting reciprocating piston engines on both sides Compressed air operated reversing spool, which both the supply of compressed air to the Control cylinders of the engines as well as the exhaust to actuate. Farther various versions of auxiliary control valves are known, which, if they are through the thrust piston movement is actuated mechanically, reversing signals to the compressed air actuated Release reversing spool .. The pilot valves can be separated from the Reversing spools arranged or directly connected to them (German Patent 553 848, French Patent 1271152). There are also special constructions known in which piston engine, reversing spool and auxiliary control valves too are combined in an aggregate (German patent specification 904 858). Pilot valves are essentially 2/2-way valves that work together with throttling points, and 3/2-way valves.

Weiterhin sind Kombinationen von 2/2-Wege-Ventilen mit Rückschlagventilen bekannt, die in ihrer Funktion entsperrbaren Rückschlagventilen entsprechen und die als Hilfssteuerventile verwendet werden können.There are also combinations of 2/2-way valves with check valves known, which correspond in their function to pilot operated check valves and which can be used as pilot control valves.

2/2-Wege-Ventile, die mitDrosselstellenzusammenarbeiten, und 3/2-Wege-Ventile können zum Aufbau geräuscharmer pneumatischer Steuerungen verwendet ; werden. Dabei muß durch zusätzliche Rohrleitungen die aus den Hilfssteuerventilen ausströmende Druckluft abgeführt werden. Es entstehen höhere Kosten durch Material- und Montageaufwand.2/2-way valves that work with throttling points and 3/2-way valves can be used to build low-noise pneumatic controls; will. Included must flow out of the pilot valves through additional pipelines Compressed air can be discharged. There are higher costs due to material and assembly costs.

Die Verlegung zusätzlicher Rohrleitungen erübrigt sich, wenn Kombinationen von 2/2-Wege-Ventilen mit Rückschlagventilen oder entsperrbare Rückschlagventile als Hilfssteuerventile eingesetzt werden.There is no need to lay additional pipelines if combinations of 2/2-way valves with check valves or pilot operated check valves can be used as pilot valves.

Diese Hilfssteuerventile erhalten ihre Zuluft nicht direkt von dem Drucklufterzeuger bzw. Druckluftnetz, sondern von den durch die Umsteuerschieber gesteuerten Arbeitsluftleitungen der Schubkolbenmotoren. Dadurch wird die bei der Entlüftung der pneumatischen Steuerräume abzuführende Druckluft in die Arbeitsluftleitungen zurückgeführt, die durch die Umsteüerschieber in der jeweiligen Schaltstellung entlüftet werden. Es ist bekannt, daß die für derartige Steuerungen erforderlichen Steuerglieder der Umsteuerschieber in ihren Endstellungen durch Rasten oder durch Reibkräfte gegen unbeabsichtigtes Verstellen gesichert sein müssen, weil in der Zeit zwischen ihren Umsteuerungen jeweils beide Steuerluftleitungen entlüftet sind. Wenn das Steuerglied eines Umsteuerschiebers umgesteuert wird, so wird aus dem druckbeaufschlagten Steuerraum Luft verdrängt. Diese kann aber nur über das entsperrbare Rückschlagventil und die entlüftete Arbeitsluftleitung des Schubkolbenmotors entweichen, bis die bisher entlüftete Arbeitsluftleitung des Schubkolbenmotors mit Druck beaufschlagt wird. Dabei wird das entsperrbare Rückschlagventil geschlossen. Da sich aber das Steuerglied bis in die Endstellung weiterbewegt, wird die in dem Steuerraum und der Steuerluftleitung bis zum entsperrbaren Rückschlagventil befindliche Luft komprimiert. Je kleiner der in der Endlage des Steuergliedes verbleibende Steuerraum bzw. je kürzer die vom Steuerraum zum Rückschlagventil führende Steuerluftleitung ist, desto höher wird der Druck ansteigen. Da aber nach erfolgter Umsteuerung des Um- Steuerschiebers die gesteuerte Arbeitsluftleitung entlüftet wird, kann der aufgebaute Druck in dem Steuerraum, indem er die Rast- bzw. Reibkraft des Steuergliedes überwindet, dasselbe zur Mittellage zurückdrücken und somit den Durchfiußquerschnitt des Umsteuerschiebers verringern bzw. ganz absperren oder gar alle Leitungen innerhalb des Umsteuerschiebers miteinander verbinden. Dies verhindert in vielen Fällen die Anwendbarkeit einer derartigen geräuscharmen Steuerung von Schubkolbenmotoren mit Umsteuerschiebern, die in der dargestellten Weise mit entsperrbaren Rückschlagventilen gesteuert werden.These auxiliary control valves do not receive their supply air directly from the Compressed air generator or compressed air network, but from the through the reversing slide controlled working air lines of the piston engines. This will make the Venting of the pneumatic control rooms, compressed air to be discharged into the working air lines which is vented through the changeover slide in the respective switching position will. It is known that the control elements required for such controls the reversing spool in its end positions by locking or by frictional forces unintentional adjustment must be secured because in the time between their Reversals, both control air lines are vented. When the control member of a reversing spool is reversed, the pressurized control room becomes Displaced air. This can only be done via the releasable check valve and the vented working air line of the piston engine escape until the previously vented The working air line of the piston engine is pressurized. It will the pilot operated check valve is closed. But since the control element is up Moved further into the end position, the in the control room and the control air line Air that is located up to the releasable check valve is compressed. The smaller the control space remaining in the end position of the control element or the shorter the The higher the control air line leading from the control room to the check valve the pressure will increase. However, since after the reversal of the Control slide the controlled working air line is vented, the pressure built up in the Control room, in that it overcomes the locking or frictional force of the control member, the same Press back to the central position and thus the flow cross-section of the reversing spool reduce or completely shut off or even all lines within the reversing spool connect with each other. In many cases this prevents the applicability of a such low-noise control of piston engines with reversing spools, which are controlled in the manner shown with pilot operated check valves.

Die Zeit für das Umsteuern des Umsteuerschiebers wird bei einer derartigen geräuscharmen Steuervbrrichtung relativ groß, weil die Entlüftung der Steuerräume des Umsteuerschiebers nicht nur durch den Strömungswiderstand in der Steuerluftleitung von dem zu entlüftenden Steuerraum zu dem Hilfssteuerventil verzögert wird, sondern auch noch durch den Strömungswiderstand in der Steuerluftleitung .von dem Hilfssteuerventil zu dem Umsteuerschieber und durch dessen eigenen Strömungswiderstand.The time for reversing the reversing slide is in such a low-noise control device relatively large, because the ventilation of the control rooms of the reversing spool not only due to the flow resistance in the control air line is delayed from the control chamber to be vented to the auxiliary control valve, but rather also due to the flow resistance in the control air line .of the auxiliary control valve to the reversing valve and through its own flow resistance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionsunsicherheit, die bei dem bekannten Aufbau geräuscharmer Steuervorrichtungen mit entsperrbaren Rückschlagventilen als Hilfssteuerventile auftritt, zu vermeiden und gleichzeitig eine Verkürzung der Umsteuerzeiten zu erreichen.The invention is based on the object of the functional uncertainty, those in the known construction of low-noise control devices with unlockable Check valves occurring as auxiliary control valves, avoid and at the same time to achieve a shortening of the reversing times.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Auslaßdoppelventil für die Steuerluft, dessen Ventilräume je mit einer von einem der beiden Hilfssteuerventile zu einem der Steuerräume des Umsteuerschiebers führenden Steuerluftleitung derartig verbunden sind, daß die jeweils unter niedrigerem ; Druck stehende Steuerluftleitung mit der freien Atmosphäre verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that a double outlet valve for the control air, its valve chambers each with one of the two auxiliary control valves such a control air line leading to one of the control rooms of the reversing slide are connected that each under lower; Pressurized control air line connected to the free atmosphere.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt , F i g. 1 den Schubkolben im Moment des Ausfahrens, F i g. 2 den Schubkolben im Moment des Umsteuerns, F i g. 3 ein vereinfachtes Schaltbild einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows F i g. 1 the thrust piston in Moment of extension, F i g. 2 the thrust piston at the moment of reversing, F i g. 3 shows a simplified circuit diagram of a control device according to the invention.

Ein pneumatischer Schubkolbenmotor 1 mit einem darin gleitenden Schubkolben 2 und mit einem Nokken 3 wird von einem Umsteuerschieber 4 durch ein in diesem beweglich angeordnetes Steuerglied 5 gesteuert. Dieses Steuerglied 5 wird bei Druckbeaufschlagung einer Steuerluftleitung 6 bzw. 7 vermittels Kolben 8 bzw. 9 nach links bzw. rechts geschoben. Dadurch werden Arbeitsluftleitungen 10 bzw. 11 mit einer Druckluftleitung 12 und die Arbeitsluftleitungen 11 bzw. 10 mit einer Entlüftungsleitung 13, an der ein Schalldämpfer 14 befestigt ist, verbunden. In der Leitung 10 ist ein Drosselrückschlagventil 15 angeordnet. Dadurch kann die Geschwindigkeit beim Ausfahren des Schubkolbens begrenzt werden. Zwei entsperrbare Rückschlagventile 16, 17 sind als Hilfssteuerventile so angebracht, daß ihre Rollenhebel 18, 19 in den Endlagen des Schubkolbens 2 durch den Nocken 3 entgegen der Wirkung von Federn 20, 21 niedergedrückt werden. Dadurch werden Rück Schlagelemente 22, 23 von ihren Sitzen 24, 25 abgehoben, und Druckluft kann von einer Steuerluftleitung 10 a nach einer Steuerluftleitung 26 und über ein geöffnetes Sperrventil 27 nach den Steuerhiftleitungen 7, 7 a bzw. von der Steuerluftleitung 11 a nach den Steuerluftleitungen 6, 6a gelangen. Die Steuerluftleitung 7 ist mit einem linken Steuerraum 28 und die Steuerluftleitung 6 mit einem rechten Steuerraum 29 des Umsteuerschiebers 4 verbunden. Ein Auslaßdoppelventil32 enthält an einem im Gehäuse 33 beweglichen Führungsteil 34 zwei Dichtscheiben 35, 36, die, gegen Sitze 37 oder 38 gedrückt, die Verbindung zwischen den Ventilräumen 30 oder 31 zur Atmosphäre über Öffnung 39 sperren können.A pneumatic thrust piston motor 1 with a thrust piston 2 sliding therein and with a cam 3 is controlled by a reversing slide 4 by a control member 5 movably arranged therein. When a control air line 6 or 7 is pressurized, this control member 5 is pushed to the left or right by means of pistons 8 and 9, respectively. As a result, working air lines 10 and 11 are connected to a compressed air line 12 and the working air lines 11 and 10 are connected to a ventilation line 13 to which a silencer 14 is attached. A one-way flow control valve 15 is arranged in line 10. This allows the speed to be limited when the thrust piston is extended. Two pilot operated check valves 16, 17 are attached as auxiliary control valves so that their roller levers 18, 19 are pressed down in the end positions of the thrust piston 2 by the cam 3 against the action of springs 20, 21. As a result, back impact elements 22, 23 are lifted from their seats 24, 25, and compressed air can from a control air line 10 a to a control air line 26 and via an open shut-off valve 27 to the control shift lines 7, 7 a or from the control air line 11 a to the control air lines 6, 6a arrive. The control air line 7 is connected to a left control chamber 28 and the control air line 6 is connected to a right control chamber 29 of the reversing slide 4. A double outlet valve 32 contains two sealing disks 35, 36 on a guide part 34 which is movable in the housing 33 and which, when pressed against seats 37 or 38, can block the connection between the valve chambers 30 or 31 to the atmosphere via opening 39.

Die Wirkungsweise der dargestellten Steuervorrichtung ist folgende: In F i g. 1 ist die Lage aller Steuergeräte während des Ausfahrens des Schubkolbens 2 dargestellt. Das Steuerglied 5 des Umsteuerschiebers 4 befindet sich in der rechten Endlage. Dadurch ist die Arbeitsluftleitung 11 und die Steuerluftleitung 11a mit der Druclduftzuführung 12 und die Arbeitsluftleitung 10 mit der Entlüftungsleitung 13 verbunden. Infolge der dadurch am Schubkolben wirkenden Druckdifferenz fährt derselbe aus, wobei das Drosselventil im Drosselrückschlagventi115 zur Wirkung kommt und die Schubkolbengeschwindigkeit begrenzt. Da die Steuerlutfleitung 11a mit Druck beaufschlagt ist, wird das Rückschlagelement 23 auf seinen Sitz 25 gedrückt und sperrt so den Luftdurchtritt zur Steuerluftleitung 6, die über die Steuerluftleitung 6a, Ventilraum 31 und Öffnung 39 mit der freien Atmosphäre verbunden ist. Die Steuerluftleitung 10a ist über die Arbeitsluftleitung 10 entlüftet, so daß das Rückschlagelement 22 von seinem Sitz abgehoben hat und die Steuerluftleitungen 7 und 7 a über das geöffnete Sperrventil 27 und Steuerluftleitung 26 mitentlüftet sind.The mode of operation of the control device shown is as follows: In FIG. 1 shows the position of all control units while the thrust piston 2 is being extended. The control member 5 of the reversing slide 4 is in the right end position. As a result, the working air line 11 and the control air line 11a are connected to the compressed air supply 12 and the working air line 10 is connected to the ventilation line 13. As a result of the pressure difference acting on the thrust piston, the piston moves out, whereby the throttle valve in the throttle check valve comes into effect and limits the thrust piston speed. Since the control air line 11a is pressurized, the non-return element 23 is pressed onto its seat 25 and thus blocks the passage of air to the control air line 6, which is connected to the free atmosphere via the control air line 6a, valve chamber 31 and opening 39. The control air line 10 a is vented via the working air line 10 so that the non-return element 22 has lifted from its seat and the control air lines 7 and 7 a are also vented via the open shut-off valve 27 and control air line 26.

In F i g. 2 ist die Lage aller Steuergeräte im Moment des Umsteuerns des Schubkolbens von Vorauf Rücklauf dargestellt. Der Nocken 3, der sich mit dem Schubkolben bewegt, drückt über den Rollenhebel 19 das Rückschlagelement 25 vom Sitz 23 ab. Dadurch gelangt die in der Steuerluftleitung 11a anliegende Druckluft über Steuerluftleitung 6 zum rechten Steuerraum 29 des Umsteuerschiebers 4 und über Steuerluftleitung 6a zum Auslaßdoppelventil 32. Dadurch hat sich das Führungsteil 34 mit den Scheiben 35, 36 nach links bewegt und die Verbindung zwischen dem Ventilraum 31 zur freien Atmosphäre über die öffnung 39 gesperrt, aber dafür die Verbindung des Ventilraumes 30 über die öffnung 39 zur freien Atmosphäre hergestellt. Das Steuerglied 5 des Umsteuerschiebers 4 befindet sich in einer mittleren Stellung auf dem Wege in die linke Endlage. Die Arbeitsluftleitung 10 und die Steuerluftleitung 10 a sind schon über einen gewissen Durchtrittsquerschnitt mit der Druckluftzuführung verbunden. Dadurch wird das Rückschlagelement 22 gegen seinen Sitz 24 gedrückt. Die infolge der Bewegung des Steuergliedes 5 aus dem Steuerraum 28 verdrängte Luft kann nicht mehr über das Rückschlagventil 16 entweichen. Dafür steht aber der linke Steuerraum 28 über die Steuerluftleitungen 7, 7 a mit dem Ventilraum 30 in Verbindung, der seinerseits direkt mit der freien Atmosphäre über die Öffnung 39 verbunden ist.In Fig. 2 is the position of all control units at the moment of reversing of the thrust piston shown from forward return. The cam 3, which is with the Moving the thrust piston, pushes the non-return element 25 from the roller lever 19 Seat 23 from. As a result, the compressed air present in the control air line 11a arrives Via control air line 6 to the right control chamber 29 of the reversing slide 4 and via Control air line 6a to the double outlet valve 32. As a result, the guide part has 34 with the disks 35, 36 moved to the left and the connection between the valve chamber 31 to the open atmosphere via the opening 39 is blocked, but the connection is therefor of the valve chamber 30 via the opening 39 to the free atmosphere. The control element 5 of the reversing slide 4 is in a middle position on the way in the left end position. The working air line 10 and the control air line 10 a are already connected to the compressed air supply via a certain passage cross-section. As a result, the non-return element 22 is pressed against its seat 24. The result the movement of the control member 5 from the control chamber 28 displaced air can not more escape via the check valve 16. But that's what the left control room stands for 28 via the control air lines 7, 7 a with the valve chamber 30 in connection, the is in turn connected directly to the free atmosphere via the opening 39.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen darin, daß geräuscharme Steuervorrichtungen mit großer Funktionssicherheit aufgebaut werden können, wobei gleichzeitig die Umsteuerzeiten der Umsteuerschieber niedrig gehalten werden können.The advantages achieved with the invention are that low noise Control devices can be built with great functional reliability, with at the same time, the reversing times of the reversing spool can be kept low.

Claims

Claim: Low-noise control device for double-acting Pneumatic piston motors with a reversing slide valve operated by compressed air on both sides, both the supply of compressed air in the working cylinder of the motor and the The outlet controls and its reversing signals of two by the thrust piston movement mechanically operated pilot valves designed as pilot operated check valves receives a double outlet valve (32) for the Control air, its valve chambers (30, 31) each with one of the two auxiliary control valves (16 or 17) leading to one of the control rooms (28 or 29) of the reversing spool (4) Control air line (7 or 6) are connected in such a way that each under lower Pressurized control air line (7 or 6) connected to the free atmosphere is. Considered publications: German Patent Specifications No. 904 858, 553 848; German Auslegeschrift No. 1017 855; French patent specification No. 1271152. Older patents considered: German patents No. 1230 264, 1230 263.