EP1860328A1

EP1860328A1 - Control device for a double-acting pneumatic actuator

Info

Publication number: EP1860328A1
Application number: EP06010906A
Authority: EP
Inventors: Felix Ams; Reiner Ritter; Harald Steinle
Original assignee: Asco Joucomatic GmbH
Current assignee: Asco Numatics GmbH
Priority date: 2006-05-27
Filing date: 2006-05-27
Publication date: 2007-11-28

Abstract

A control device has a housing (12) with a piston (19) movably driven in a closed interior space (18) and to which is coupled a piston rod (27) movably driven out of the housing (12). At least one device (60) seals both cylinder chambers (33,34) and blocks the piston (19) so that inadvertent piston movement is prevented during drop-out of the supply voltage, and that at least one device (70) is provided for re-ventilation of both cylinder-chambers (33,34) during drop-out the pressure supply.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung eines pneumatischen, insbesondere doppeltwirkenden, Zylinders mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for controlling a pneumatic, in particular double-acting, cylinder having the features in the preamble of claim 1.

Für einfachwirkende oder auch doppeltwirkende Zylinder in Form von Stellzylindern und/oder Kraft- und Arbeitszylindern wird eine möglichst kompakte und kostengünstige Bauform angestrebt, wobei dieses auch für die Mittel zur Regelung und/oder Steuerung solcher Zylinder gilt, die der betriebssicheren Funktion und Handhabung dienen sollen.For single-acting or double-acting cylinders in the form of adjusting cylinders and / or power and working cylinders a compact and cost-effective design is sought, this also applies to the means for controlling and / or control of such cylinders, which are to serve the reliable operation and handling ,

Hierzu sieht die Erfindung bei einer Einrichtung zur Steuerung eines pneumatischen Zylinders, insbesondere eines doppeltwirkenden Zylinders, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 vor, dass mindestens ein Mittel zur Absperrung beider Zylinderkammern und zum Blockieren des Kolbens vorgesehen ist, um bei Ausfall der Versorgungsspannung eine unbeabsichtigte Kolbenbewegung zu verhindern, dass ferner mindestens ein Mittel zur Rückentlüftung beider Zylinderkammern bei Ausfall der Druckversorgung vorgesehen ist und dass mindestens ein Mittel zur Ventilation beider Zylinderkammern vorgesehen ist, um den Kolben im drucklosen Zustand beweglich zu halten. Auf diese Weise ist ein derartiger Zylinder zuverlässig und betriebsicher zu handhaben. Die Wartung und Demontage wird erleichtert und kann sicherer durchgeführt werden. Von Vorteil ist außerdem, dass der Zylinder in vielfältiger Weise betrieben werden und leichter eingestellt werden kann. Ferner sind die Voraussetzungen dafür geschaffen, den Kolben mit Kolbenstange in jeder Stellung zu fixieren und durch Regelung jede gewünschte Position des Kolbens mit Kolbenstange exakt und reproduzierbar vorzugeben. Gleiches gilt ferner, zusätzlich zur Regelung der Position, auch für die Regelung der Zylinderkraft, die ebenfalls in einfacher Weise möglich ist. Die dazu erforderlichen Komponenten sind in den Zylinder integriert, der somit auch hinsichtlich einer solchen Regelung ein funktionsfertiges Bauteil darstellt. Dabei kann der Zylinder klein und kompakt gestaltet werden sowie einfach und kostengünstig. Die Montage des Zylinders und dadurch auch eine etwaige Wartung, Reparatur und Demontage kann einfach und schnell und damit kostengünstig durchgeführt werden.For this purpose, the invention provides in a device for controlling a pneumatic cylinder, in particular a double-acting cylinder, with the features of the preamble of claim 1, that at least one means for shutting off both cylinder chambers and blocking the piston is provided in case of failure of the supply voltage prevent unintended piston movement, that further comprises at least one means for Back ventilation of both cylinder chambers is provided in case of failure of the pressure supply and that at least one means for ventilating both cylinder chambers is provided to keep the piston in the pressureless state movable. In this way, such a cylinder is reliable and safe to handle. The maintenance and disassembly is facilitated and can be performed safer. Another advantage is that the cylinder can be operated in a variety of ways and can be easily adjusted. Furthermore, the conditions are created to fix the piston with piston rod in any position and predetermine by regulation any desired position of the piston with piston rod exactly and reproducibly. The same applies, in addition to the regulation of the position, also for the control of the cylinder force, which is also possible in a simple manner. The components required for this purpose are integrated in the cylinder, which thus also represents a functional component with regard to such a regulation. The cylinder can be made small and compact and easy and inexpensive. The assembly of the cylinder and thus any maintenance, repair and disassembly can be done easily and quickly and therefore cost.

Weitere besondere Erfindungsmerkmale sowie Ausgestaltungen des eingangs genannten Zylinders mit Steuereinrichtung sind in den Unteransprüchen enthalten.Other special features of the invention and embodiments of the above-mentioned cylinder with control device are contained in the subclaims.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further details and advantages of the invention will become apparent from the following description.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern stattdessen lediglich durch Hinweis auf die Ansprüche darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus den Zeichnungen entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.The full text of the claims is not reproduced above solely to avoid unnecessary repetition, but instead referred to merely by reference to the claims, however, whereby all of these claims have to be considered as explicit and essential to the invention at this point. All are in the The features mentioned above and following description, as well as the features which can be taken from the drawings alone, constitute further constituents of the invention, even if they are not particularly emphasized and, in particular, are not mentioned in the claims.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen schematischen Längsschnitt eines pneumatischen Zylinders,
Fig. 2: ein schematisches Blockschaltbild einer Steuereinrichtung des Zylinders in Fig. 1,
Fig. 3: ein schematisches Blockschaltbild eines Absperrmittels des Zylinders gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4: ein schematisches Blockschaltbild eines Absperrmittels des Zylinders gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5: einen schematischen Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles eines 2/2-Ventiles in Fig. 3,
Fig. 6: einen schematischen Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles eines Rückschlagventiles des Zylinders.

The invention is explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Show it:

Fig. 1: a schematic longitudinal section of a pneumatic cylinder,
Fig. 2: 1 is a schematic block diagram of a control device of the cylinder in FIG. 1,
Fig. 3: a schematic block diagram of a blocking means of the cylinder according to a first embodiment,
Fig. 4: a schematic block diagram of a blocking means of the cylinder according to a second embodiment,
Fig. 5: 3 shows a schematic longitudinal section of an exemplary embodiment of a 2/2 valve in FIG. 3,
Fig. 6: a schematic longitudinal section of an embodiment of a check valve of the cylinder.

In den Zeichnungen ist schematische eine Einrichtung 10 gezeigt, die zur Steuerung eines pneumatischen Zylinders 11 dient, wobei der Zylinder 11 vorzugsweise doppeltwirkend ist, was jedoch nicht zwingend ist. Der im Detail in Fig. 1 gezeigte Zylinder 11 hat ein einteiliges oder, wie gezeigt, mehrteiliges Gehäuse 12, das hier aus einem Zylinderrohr 13 und zwei Deckelteilen 14 und 15 gebildet ist, die mit dem Zylinderrohr 13 fest und dicht verbunden sind. Zur Abdichtung dienen beidseitige O-Ringe 16 und 17. Mittels des Zylinderrohres 13 und der beiden Deckelteile 14, 15 ist ein Innenraum 18 abgeschlossen, in dem ein Kolben 19 verschieblich geführt ist. Der Kolben 19 ist etwa scheibenförmig und trägt auf dem Umfang ein Führungsband 20 sowie beidseitig dieses der Abdichtung dienende Dichtungsringe 21 und 22. Ferner trägt der Kolben 19 an beiden axialen Kolbenflächen 23 und 24 in Nuten eingelassene Ringe 25 bzw. 26, z. B. O-Ringe, die beim axialen Anschlag des Kolbens 19 am jeweiligen Deckelteil 14 oder 15 zur Anschlagdämpfung dienen.In the drawings there is schematically shown a device 10 which serves to control a pneumatic cylinder 11, the cylinder 11 preferably being double-acting, but this is not mandatory. The cylinder 11 shown in detail in Fig. 1 has a one-piece or, as shown, a multi-part Housing 12, which is formed here of a cylinder tube 13 and two cover parts 14 and 15, which are fixedly and tightly connected to the cylinder tube 13. By means of the cylinder tube 13 and the two cover parts 14, 15, an interior space 18 is closed, in which a piston 19 is guided displaceably. The piston 19 is approximately disc-shaped and carries on the circumference a guide band 20 and on both sides of this seal serving sealing rings 21 and 22. Further carries the piston 19 at both axial piston surfaces 23 and 24 in grooves recessed rings 25 and 26, z. B. O-rings, which serve for the axial stop of the piston 19 on the respective cover part 14 or 15 for damping the stop.

Am Kolben 19 greift eine Kolbenstange 27 an, die mit dem Kolben 19 fest verbunden ist und sich in Fig. 1 vom Kolben 19 ausgehend nach rechts und durch den dortigen Deckelteil 15 hindurch erstreckt und aus dem Gehäuse 12 herausgeführt ist. Zwischen dem Deckelteil 15 und der Kolbenstange 27 ist eine Führungshülse 28 angeordnet, die der Lagerung und Führung der Kolbenstange 27 dient. Neben der Führungshülse 28 ist im Deckelteil 15 ein Abstreifring 29 gehalten, mit dem die Kolbenstange 27 in Berührung steht. Die Kolbenstange 27 ist im Inneren hohl, z. B. mit einer koaxialen Längsbohrung 30 versehen, die sich innerhalb der Kolbenstange 27 vom Kolben 19 ausgehend bis zu dem Bereich der Kolbenstange 27 erstreckt, der sich innerhalb des Deckelteiles 15 befindet. Die Längsbohrung 30 dient zusammen mit dem Kolben 19 der Aufnahme eines Teils eines schematisch angedeuteten Weggebers 31, der im Deckelteil 14 enthalten und fest angeordnet ist. Bestandteil des Weggebers 31 ist ferner ein Ringmagnet 32 im Kolben 19, der fester Bestandteil des Kolbens 19 mit Kolbenstange 27 ist und bei der Bewegung des Kolbens 19 mit Kolbenstange 27 relativ zum übrigen, gehäusefesten Teil des Weggebers 31 bewegt wird.On the piston 19 engages a piston rod 27, which is fixedly connected to the piston 19 and extending in Fig. 1 from the piston 19, starting to the right and through the local cover part 15 therethrough and is led out of the housing 12. Between the cover part 15 and the piston rod 27, a guide sleeve 28 is arranged, which serves to support and guide the piston rod 27. In addition to the guide sleeve 28, a scraper ring 29 is held in the cover part 15, with which the piston rod 27 is in contact. The piston rod 27 is hollow inside, z. B. is provided with a coaxial longitudinal bore 30 which extends from the piston 19, starting within the piston rod 27 up to the region of the piston rod 27, which is located within the cover part 15. The longitudinal bore 30 serves together with the piston 19 to receive a part of a schematically indicated displacement sensor 31 which is contained in the cover part 14 and fixedly arranged. Part of the encoder 31 is also a ring magnet 32 in the piston 19, which is an integral part of the piston 19 with piston rod 27 and is moved during the movement of the piston 19 with piston rod 27 relative to the rest, fixed to the housing part of the encoder 31.

Im Innenraum 18 ist beidseitig des Kolbens 19 je eine Zylinderkammer 33 und 34 gebildet, von denen die Zylinderkammer 33 durch den Deckelteil 14 und die eine Kolbenfläche 23 und die andere Zylinderkammer 34 durch den Deckelteil 15 und die andere Kolbenfläche 24 sowie jeweils durch den entsprechenden Abschnitt des Zylinderrohres 13 begrenzt sind. Der Deckelteil 14 enthält einen schematisch angedeuteten Druckanschluss 35 sowie damit in Verbindung stehende innere Kanäle 36, die mit der Zylinderkammer 33 in Verbindung stehen. Der Druckanschluss 35 dient der Druckluftzuführung P2. In analoger Weise enthält der andere Deckelteil 15 ebenfalls einen Druckanschluss 37 sowie damit in Verbindung stehende innere Kanäle 38, die mit der Zylinderkammer 34 in Verbindung stehen. Der Druckanschluss 37 dient zur Druckluftzufuhr P4.In the interior 18, a cylinder chamber 33 and 34 is formed on both sides of the piston 19, of which the cylinder chamber 33 through the cover part 14 and the one piston surface 23 and the other cylinder chamber 34 through the cover member 15 and the other piston surface 24 and each bounded by the corresponding portion of the cylinder tube 13. The lid portion 14 includes a schematically indicated pressure port 35 and associated inner channels 36 communicating with the cylinder chamber 33. The pressure port 35 serves the compressed air supply P2. In an analogous manner, the other cover part 15 also includes a pressure port 37 and associated therewith inner channels 38 which communicate with the cylinder chamber 34. The pressure port 37 is used for compressed air supply P4.

In jedem Deckelteil 14, 15 ist ein mit den Kanälen 36, 38 in Verbindung stehender Drucksensor 39 bzw. 40 enthalten, der über entsprechende Leitungen mit einem einzigen gemeinsamen oder mit je einem zugeordneten elektrischen Steckverbinder 41 bzw. 42 verbunden sein kann, der z. B. angesetzt ist. Der Zylinder 11 weist ferner z. B. beim Deckelteil 15 einen Druckanschluss 43 (P1) auf, der der Speisung mit Versorgungsdruck bzw. der Rückentlüftung dient.In each cover part 14, 15 is connected to the channels 36, 38 in communication pressure sensor 39 and 40 included, which may be connected via corresponding lines with a single common or each with an associated electrical connector 41 and 42, the z. B. is attached. The cylinder 11 also has z. B. the cover part 15, a pressure port 43 (P1), which serves the supply with supply pressure or the back vent.

Die Einrichtung 10 ist zur Steuerung des Zylinders 11 mit einem schematisch angedeuteten Steuerventil 50 versehen, das insbesondere aus einem 4/3-Servoventil besteht. Das Steuerventil 50 ist mit dem Zylinder 11 über Leitungen verbunden, die für den Versorgungsdruck bzw. die Rückentlüftung an den Druckanschluss 43 (P1) und für die Speisung mit P2 bzw. P4 an den Druckanschluss 35 bzw. 37 des Zylinders 11 angeschlossen sind. Die Steuereinrichtung 10 weist ferner einen schematisch angedeuteten Regler 51 auf, der zur Positions- und Kraftregelung des Zylinders 11 vorgesehen ist. Vom Regler 51 führt eine Leitung 52 zum Steuereingang 53 des Steuerventils 50, über die das jeweilige Stellsignal des Reglers 51 dem Steuerventil 50 des Zylinders 11 zu dessen Steuerung zugeführt wird. Vom Weggeber 31 des Zylinders 11 führt eine Leitung 54 zum Regler 51, über die ein jeweiliges Signal, das ein Maß für die jeweilige Position des Kolbens 19 darstellt, als Istwert dem Regler 51 zugeführt wird zur Regelung der Position des Kolbens 19 mit Kolbenstange 27. Der jeweilige, einer Zylinderkammer 33 bzw. 34 zugeordnete Drucksensor 39 bzw. 40 erfasst den in der Zylinderkammer 33 bzw. 34 herrschenden Druck und gibt ein Ausgangssignal ab als jeweiliges Maß für die erzeugte und an der Kolbenstange 27 wirkende Kraft. Die Drucksensoren 39, 40 sind über Leitungen 55 bzw. 56 mit dem Regler 51 verbunden, über die das jeweilige Ausgangssignal als Istwert dem Regler 51 zur Regelung der Zylinderkraft zugeführt wird. Der Regler 51 weist ferner einen Steuerausgang 57 auf, der über eine Leitung 58 mit einem Notstopp-Pilotventil 59 verbunden ist, das später noch näher erläutert wird. Das Steuerventil 50 ist ebenso wie das Notstopp-Pilotventil 59 elektromagnetisch gesteuert und in Normalstellung geschlossen. Wird vom Regler 51 über die Leitung 52 ein Stellsignal zum Steuereingang 53 geführt, so wird das Steuerventil 50 z. B. in der einen Richtung derart umgesteuert, dass am Druckanschluss 35 der Druck P2 ansteht und der Kolben 19 aus der Position gemäß Fig. 1 nach rechts bewegt wird. Die Zylinderkammer 34 wird über die inneren Kanäle 38 und den Druckanschluss 37 entlüftet. Wird das angesteuerte Steuerventil 50 in der anderen Richtung verstellt, so steht am Druckanschluss 37 der Druck P4 an, so dass der Kolben 19 auf der Kolbenfläche 24 mit dem Druck in der Zylinderkammer 34 beaufschlagt wird und sich in Fig. 1 nach links bewegt. Die andere Zylinderkammer 33 wird über die inneren Kanäle 36 und den Druckanschluss 35 entlüftet. Am Zylinder 11 wird ferner über den Druckanschluss 43 der Versorgungsdruck P1 zugeführt.The device 10 is provided for controlling the cylinder 11 with a schematically indicated control valve 50, which consists in particular of a 4/3 servo valve. The control valve 50 is connected to the cylinder 11 via lines which are connected to the pressure port 43 (P1) for the supply pressure and the back venting, and to the pressure port 35 or 37 of the cylinder 11 for the supply with P2 and P4, respectively. The control device 10 also has a schematically indicated regulator 51, which is provided for position and force control of the cylinder 11. From the regulator 51, a line 52 leads to the control input 53 of the control valve 50, via which the respective control signal of the regulator 51 is supplied to the control valve 50 of the cylinder 11 for its control. From the encoder 31 of the cylinder 11, a line 54 leads to the controller 51, via which a respective signal, which is a measure of the respective position of the piston 19, as the actual value of the controller 51 is supplied to control the position of the piston 19 with piston rod 27th The respective, a cylinder chamber 33 and 34 associated pressure sensor 39th or 40 detects the pressure prevailing in the cylinder chamber 33 and 34, respectively, and outputs an output signal as a respective measure of the force generated and acting on the piston rod 27. The pressure sensors 39, 40 are connected via lines 55 and 56 to the controller 51, via which the respective output signal is fed as an actual value to the controller 51 for controlling the cylinder force. The controller 51 also has a control output 57 which is connected via a line 58 with an emergency stop pilot valve 59, which will be explained later in more detail. The control valve 50 is as well as the emergency stop pilot valve 59 is electromagnetically controlled and closed in the normal position. If the controller 51 via the line 52, a control signal to the control input 53, so the control valve 50 z. B. reversed in one direction such that at the pressure port 35, the pressure P2 is present and the piston 19 is moved from the position shown in FIG. 1 to the right. The cylinder chamber 34 is vented via the inner channels 38 and the pressure port 37. If the activated control valve 50 is adjusted in the other direction, then the pressure P4 is applied to the pressure port 37, so that the piston 19 is acted upon by the pressure in the cylinder chamber 34 on the piston surface 24 and moves to the left in FIG. The other cylinder chamber 33 is vented via the inner channels 36 and the pressure port 35. On the cylinder 11, the supply pressure P1 is also supplied via the pressure port 43.

Die Einrichtung 10 weist mindestens ein Mittel 60 zur Absperrung beider Zylinderkammern 33 und 34 und zum Blockieren des Kolbens 19 in der jeweiligen Stellung auf, um bei Ausfall der Versorgungsspannung eine unbeabsichtigte Bewegung des Kolbens 19 mit Kolbenstange 27 zu verhindern. Fig. 3 und 4 zeigen jeweilige Ausführungsbeispiele derartiger Mittel 60. Beim Beispiel gemäß Fig. 3 ist das Mittel 60 zur Absperrung aus zwei Ventilen 61, 62 gebildet, von denen das Ventil 61 mit der Zylinderkammer 33 und das Ventil 62 mit der Zylinderkammer 34 in Verbindung steht und der jeweiligen Absperrung der zugeordneten Zylinderkammer 33 bzw. 34 dient. Jedes Ventil 61, 62 ist normalerweise geschlossen und rückdrucksicher. Das Ventil 61 ist innerhalb des Deckelteils 14 und das Ventil 62 innerhalb des Deckelteils 15 angeordnet, was zu einer einfachen, kompakten Bauweise führt. Jedes Ventil 61, 62 besteht aus einem 2/2-Ventil, das gemäß Fig. 3 pneumatisch über den Versorgungsdruck P1 angesteuert ist, stattdessen bei einem anderen Ausführungsbeispiel aber auch elektromagnetisch angesteuert sein kann. Für die pneumatische Ansteuerung der je Zylinderkammer 33, 34 vorgesehenen beiden 2/2-Ventile 61, 62 ist das Notstopp-Pilotventil 59 vorgesehen, das in Normalstellung geschlossen ist und aus einem 3/2-Wegeventil besteht, welches elektromagnetisch gesteuert ist. Dieses Notstopp-Pilotventil 59 nimmt bestromt seine nicht gezeigte Öffnungsstellung ein und wird bei Ausfall der Versorgungsspannung durch Federdruck in die dargestellte Schließstellung verstellt, in der beide Ventile 61, 62 entlüftet werden und dadurch über Federdruck in die gezeigte Schließstellung überführt werden. Dann werden die Drücke in den Zylinderkammern 33 und 34 eingesperrt, und der Kolben 19 kommt zum Stillstand. Der auf die jeweilige Kolbenfläche 23 bzw. 24 wirkende Druck in der Zylinderkammer 33 bzw. 34 bewirkt ein Blockieren des Kolbens 19 in der jeweiligen Position. Eine unbeabsichtigte Bewegung des Kolbens 19 mit Kolbenstange 27 ist somit bei Ausfall der Versorgungsspannung verhindert.The device 10 has at least one means 60 for shutting off both cylinder chambers 33 and 34 and for blocking the piston 19 in the respective position in order to prevent inadvertent movement of the piston 19 with piston rod 27 in the event of failure of the supply voltage. 3 and 4 show respective embodiments of such means 60. In the example according to FIG. 3, the means 60 for closing off is formed by two valves 61, 62, of which the valve 61 with the cylinder chamber 33 and the valve 62 with the cylinder chamber 34 in FIG Connection stands and the respective barrier of the associated cylinder chamber 33 and 34 is used. Each valve 61, 62 is normally closed and back pressure safe. The valve 61 is within the Cover member 14 and the valve 62 disposed within the lid member 15, resulting in a simple, compact design. Each valve 61, 62 consists of a 2/2-valve, which is pneumatically controlled according to FIG. 3 via the supply pressure P1, but instead may be driven electromagnetically in another embodiment. For the pneumatic control of each cylinder chamber 33, 34 provided two 2/2-valves 61, 62, the emergency stop pilot valve 59 is provided, which is closed in the normal position and consists of a 3/2-way valve, which is controlled electromagnetically. This emergency stop pilot valve 59 takes energized its open position, not shown, and is adjusted in case of failure of the supply voltage by spring pressure in the illustrated closed position in which both valves 61, 62 are vented and thereby transferred via spring pressure in the closed position shown. Then, the pressures in the cylinder chambers 33 and 34 are locked, and the piston 19 comes to a standstill. The force acting on the respective piston surface 23 and 24 pressure in the cylinder chamber 33 and 34 causes a blocking of the piston 19 in the respective position. An unintentional movement of the piston 19 with piston rod 27 is thus prevented in case of failure of the supply voltage.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Mittels 60 zur Absperrung beider Zylinderkammern 33 und 34 gezeigt. Dieses Mittel 60 ist aus einem einzigen 4/2-Schieberventil 63 gebildet, das in Normalstellung geschlossen und hier pneumatisch gesteuert ist, bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel aber stattdessen auch elektromagnetisch gesteuert sein kann. Ein Druckausgang des 4/2-Schieberventils 63 ist mit der Zylinderkammer 33 und der andere Druckausgang mit der Zylinderkammer 34 verbunden. Bei Ausfall der Versorgungsspannung des bestromt in Öffnungsstellung befindlichen Notstopp-Pilotventils 59 geht dieses in die gezeigte Schließstellung, so dass der Steuerdruck P1 am 4/2-Schieberventil abfällt und dieses dadurch über Federdruck in seine gezeigte Schließstellung verschoben wird, in der der Druck P2 in der Zylinderkammer 33 und der Druck P4 in der Zylinderkammer 34 abgesperrt wird und somit der Kolben 19 mit Kolbenstange 27 in der augenblicklichen Position gegen Verschiebung blockiert wird.4, a second embodiment of a means 60 for shutting off both cylinder chambers 33 and 34 is shown. This means 60 is formed of a single 4/2-slide valve 63 which is closed in the normal position and here pneumatically controlled, in another embodiment, not shown, but instead may also be controlled electromagnetically. One pressure outlet of the 4/2 spool valve 63 is connected to the cylinder chamber 33 and the other pressure outlet is connected to the cylinder chamber 34. In case of failure of the supply voltage of the energized in the open position emergency stop pilot valve 59 this goes into the closed position shown, so that the control pressure P1 at the 4/2-slide valve drops and this is moved by spring pressure in its closed position shown, in which the pressure P2 in the cylinder chamber 33 and the pressure P4 in the cylinder chamber 34th is shut off and thus the piston 19 is blocked with piston rod 27 in the instantaneous position against displacement.

Ersichtlich ist das Notstopp-Pilotventil 59 in der gezeigten Normalstellung geschlossen und bei anliegender Versorgungsspannung geöffnet. Es besteht aus einem 3/2-Wegeventil, das elektromagnetisch gesteuert ist. Die beschriebenen Mittel 60 zur Absperrung sind in platzsparender Bauweise im jeweiligen Deckelteil 14 und 15 angeordnet. Je nach den Gegebenheiten kann auch das Notstopp-Pilotventil 59 am Zylinder 11 angebracht oder in diesen integriert sein. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich dieses an einer schematisch angedeuteten Verteilerplatte 64, in der ein Kanal 65 enthalten ist, welcher die beiden Ventile 61 und 62 miteinander verbindet und unter Versorgungsdruck P1 stehen kann. Statt der Verteilerplatte 64 mit Kanal 65 kann auch eine beide Ventile 61, 62 verbindende Verbindungsleitung vorgesehen sein. Der Kanal 65 ist mit dem Notstopp-Pilotventil 59 verbunden, das an den Druckanschluss 43 angeschlossen ist.As can be seen, the emergency stop pilot valve 59 is closed in the normal position shown and open when the supply voltage is applied. It consists of a 3/2-way valve, which is electromagnetically controlled. The described means 60 for blocking are arranged in a space-saving design in the respective cover part 14 and 15. Depending on the circumstances and the emergency stop pilot valve 59 may be attached to the cylinder 11 or integrated in this. In the embodiment shown, this is located on a schematically indicated distributor plate 64, in which a channel 65 is contained, which connects the two valves 61 and 62 together and can be under supply pressure P1. Instead of the distributor plate 64 with channel 65, a connecting line connecting both valves 61, 62 may also be provided. The passage 65 is connected to the emergency stop pilot valve 59 which is connected to the pressure port 43.

Die Einrichtung 10 weist weiterhin mindestens ein Mittel 70 zur Rückentlüftung beider Zylinderkammern 33, 34 bei Ausfall der Druckversorgung auf. Durch dieses Rückentlüftungsmittel 70 ist eine Entlüftung beider Zylinderkammern 33 und 34 möglich, so dass sichergestellt ist, dass beim Demontieren des Zylinders 11 in den Zylinderkammern 33, 34 kein Druck mehr herrscht. In einfacher Weise ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel dieses mindestens eine Mittel 70 zur Rückentlüftung beider Zylinderkammern 33, 34 aus je Zylinderkammer 33, 34 einem Rückschlagventil 71, 72 gebildet, welches jeweils mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt wird und bei anstehendem Versorgungsdruck sperrt. Ein jeweiliges Rückschlagventil 71, 72 dieser Art ist in Fig. 1 dargestellt, wobei dieses ebenfalls in den jeweiligen Deckelteil 14, 15 in platzsparender Weise integriert ist. Ein Beispiel für ein derartiges Rückschlagventil 71, 72 zeigt Fig. 6. Dieses Rückschlagventil 71, 72 weist ein Gehäuse 73 auf, in dem ein Ventilkörper 74, z. B. eine Kugel, enthalten ist, der mittels einer Feder 75 und durch den Versorgungsdruck P1 an einen Ventilsitz 76 in Schließstellung gedrückt wird. Wirkt auf den Ventilkörper 74 kein Versorgungsdruck P1, der die Schließstellung sichert, so wird durch den in den Zylinderkammern 33, 34 stehenden Druck das jeweilige Rückschlagventil 71, 72 in Pfeilrichtung 77 geöffnet, wodurch die jeweilige Zylinderkammer 33, 34 rückentlüftet wird. Beide Rückschlagventile 71, 72 sind über einen Kanal 78 in der Verteilerplatte 64 miteinander verbunden, der an den Druckanschluss 43 angeschlossen ist, wobei auch hier statt des Kanals 78 eine Verbindungsleitung vorgesehen sein kann.The device 10 further has at least one means 70 for venting back both cylinder chambers 33, 34 in the event of failure of the pressure supply. By this back venting means 70, a venting of both cylinder chambers 33 and 34 is possible, so that it is ensured that upon disassembly of the cylinder 11 in the cylinder chambers 33, 34 no pressure prevails. In a simple manner, in the illustrated embodiment, this at least one means 70 for venting both cylinder chambers 33, 34 from each cylinder chamber 33, 34 a check valve 71, 72 is formed, which is acted upon by the supply pressure and locks in pending supply pressure. A respective check valve 71, 72 of this type is shown in Fig. 1, which is also integrated in the respective cover part 14, 15 in a space-saving manner. An example of such a check valve 71, 72, Fig. 6. This check valve 71, 72 has a housing 73 in which a valve body 74, z. As a ball is included, by means of a spring 75 and is pressed by the supply pressure P1 to a valve seat 76 in the closed position. Acts on the valve body 74 no supply pressure P1, which ensures the closed position, the respective check valve 71, 72 is opened in the direction of arrow 77 by the pressure in the cylinder chambers 33, 34, whereby the respective cylinder chamber 33, 34 is vented back. Both check valves 71, 72 are connected to each other via a channel 78 in the distributor plate 64, which is connected to the pressure port 43, wherein also here instead of the channel 78, a connecting line may be provided.

Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das mindestens eine Mittel 70 zur Rückentlüftung beider Zylinderkammern 33, 34 auch aus einem über den Versorgungsdruck gesteuerten 4/2-Schieberventil analog dem Schieberventil 63 in Fig. 4 gebildet sein.In another embodiment, not shown, the at least one means 70 for venting back both cylinder chambers 33, 34 may also be formed from a 4/2-slide valve controlled by the supply pressure analogous to the slide valve 63 in FIG.

Die Einrichtung 10 weist außerdem mindestens ein Mittel 80 zur Ventilation beider Zylinderkammern 33, 34 auf, um zu erreichen, dass der Kolben 19 im drucklosen Zustand beweglich ist. Dieses mindestens eine Mittel 80 zur Ventilation beider Zylinderkammern 33, 34 kann analog dem Mittel 70 zur Rückentlüftung aus je Zylinderkammer 33, 34 einem Rückschlagventil 81, 82 gebildet sein, das in Fig. 1 schematisch angedeutet und innerhalb des Deckelteils 14 bzw. 15 angeordnet ist, wobei jedes Rückschlagventil 81, 82 mit der Atmosphäre in Verbindung steht und bei Entstehen eines durch Kolbenbewegung in der jeweiligen Zylinderkammer 33, 34 ausgelösten Unterdrucks öffnet. Diese in den Deckelteilen 14, 15 enthaltenen, zur Atmosphäre offenen Ausgänge weisen jeweils einen Filter 83 bzw. 84 auf, der eine Schmutzansaugung in das Innere des Zylinders 11 vermeidet. Die konstruktive Gestaltung jedes Rückschlagventils 81, 82 kann derjenigen gemäß Fig. 6 entsprechen.The device 10 also has at least one means 80 for ventilating both cylinder chambers 33, 34 in order to make the piston 19 movable in the unpressurized state. This at least one means 80 for ventilating both cylinder chambers 33, 34 may be analogous to the means 70 for venting from each cylinder chamber 33, 34 a check valve 81, 82 formed, which is indicated schematically in Fig. 1 and disposed within the cover member 14 and 15 respectively wherein each check valve 81, 82 communicates with the atmosphere and opens upon the occurrence of a triggered by piston movement in the respective cylinder chamber 33, 34 negative pressure. These open to the atmosphere contained in the cover parts 14, 15 outputs each have a filter 83 and 84, which avoids a Schmutzansaugung into the interior of the cylinder 11. The structural design of each check valve 81, 82 may correspond to that of FIG. 6.

Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann auch dieses mindestens eine Mittel zur Ventilation 80 beider Zylinderkammern 33, 34 aus einem über den Versorgungsdruck gesteuerten 4/2-Schieberventil gebildet sein entsprechend demjenigen 63 in Fig. 4.In another embodiment, not shown, this also at least one means for ventilation 80 of both cylinder chambers 33, 34 from a 4/2-slide valve controlled via the supply pressure corresponding to that 63 in FIG. 4.

In Fig. 5 ist ein Beispiel für die konstruktive Ausbildung eines der Ventile 61, 62 des Mittels 60 zur Absperrung dargestellt. Das Ventil 61, 62 weist einen Steueranschluss 66 auf, an dem der Versorgungsdruck P1 anstehen kann. Innerhalb eines Gehäuses 67 ist ein Ventilglied 68 gegen die Wirkung einer Feder 69 zwischen einer dargestellten Schließstellung und einer Öffnungsstellung verschiebbar. Das Ventilglied 68 wird zur Bewegung in die Öffnungsstellung von einer im Gehäuse 67 eingespannten Membran 86 beaufschlagt, die unter dem wirkenden Versorgungsdruck in Fig. 5 nach unten gewölbt oder geklappt wird und relativ großflächig einen Kopfteil 87 des Ventilgliedes 68 berührt und letzteres gegen die Feder 69 aus der Schließstellung in die nicht gezeigte Öffnungsstellung gemäß Pfeil 88 verschiebt. In dieser Öffnungsstellung wird über den Steuerkanal 89 der Arbeitsdruck zum Steuerkanal 90 geführt, der mit einer entsprechenden Zylinderkammer, z. B. der Zylinderkammer 33 beim Ventil 61, in Verbindung steht.In Fig. 5, an example of the structural design of one of the valves 61, 62 of the means 60 for blocking is shown. The valve 61, 62 has a control port 66, at which the supply pressure P1 can be present. Within a housing 67, a valve member 68 is displaceable against the action of a spring 69 between a closed position shown and an open position. The valve member 68 is urged to move into the open position by a clamped in the housing 67 membrane 86 which is curved or folded down under the effective supply pressure in Fig. 5 and a relatively large area a head portion 87 of the valve member 68 touches and the latter against the spring 69th from the closed position in the open position, not shown, moves according to arrow 88. In this open position, the working pressure is fed to the control channel 90 via the control channel 89, which is connected to a corresponding cylinder chamber, for. B. the cylinder chamber 33 at the valve 61, is in communication.

Ersichtlich sind die beschriebene Steuereinrichtung 10 und der Zylinder 11 einfach und insbesondere außerordentlich kompakt, was insbesondere durch die Integration der mindestens einen Mittel zur Absperrung 60, zur Rückentlüftung 70 und zur Ventilation 80 in den jeweiligen Deckelteil 14, 15 erreicht wird. Der Zylinder 11 bietet verschiedene Funktionen, und zwar die Blockierung des Kolbens bei Ausfall der Versorgungsspannung, ferner die Entlüftung beider Zylinderkammern 33, 34 bei Ausfall der Druckversorgung, so dass bei Demontage des Zylinders 11 kein Druck in den Zylinderkammern 33, 34 mehr herrscht, sowie die Möglichkeit der Ventilation beider Zylinderkammern 33, 34, um den Kolben 19 im drucklosen Zustand beweglich zu halten.As can be seen, the described control device 10 and the cylinder 11 are simple and in particular extremely compact, which is achieved in particular by the integration of the at least one means for blocking 60, for back ventilation 70 and for ventilation 80 in the respective cover part 14, 15. The cylinder 11 offers various functions, namely the blocking of the piston in case of failure of the supply voltage, further the venting of both cylinder chambers 33, 34 in case of failure of the pressure supply, so that upon disassembly of the cylinder 11 no pressure in the cylinder chambers 33, 34 more prevails, as well the possibility of ventilation of both cylinder chambers 33, 34 to keep the piston 19 in the pressureless state movable.

Claims

Device for controlling a pneumatic, in particular double-acting, cylinder (11), with a housing (12) in whose closed interior (18) a piston (19) is displaceably guided, on which a piston rod (27) led out of the housing (12) is displaceably guided engages, wherein in the interior (18) on both sides of the piston (19) each have a cylinder chamber (33, 34) is formed, each of which via associated channels (36, 38) and connections (35, 37) with compressed air outputs of a control valve (50 ), in particular a 4/3 servovalve,
characterized,
in that at least one means (60) for shutting off both cylinder chambers (33, 34) and blocking the piston (19) is provided in order to prevent inadvertent piston movement when the supply voltage fails, and at least one means (70) for bleeding back both cylinder chambers (33, 34) is provided in case of failure of the pressure supply and that at least one means (80) for ventilating both cylinder chambers (33, 34) is provided to keep the piston (19) movable in the unpressurized state.

Device according to claim 1,
characterized,
in that the at least one shut-off means (60) is formed by a 4/2 slide valve (63) whose pressure outputs are connected to the cylinder chambers (33, 34) and which is closed in normal position.

Device according to claim 2,
characterized,
that the 4/2-gate valve (63) is controlled electromagnetically.

Device according to claim 2,
characterized,
that the 4/2-gate valve (63) is pneumatically controlled.

Device according to claim 1,
characterized,
in that the at least one means (60) for closing off each cylinder chamber (33, 34) is formed by a 2/2 valve (61, 62) which is each back pressure-proof and is actuated either electromagnetically or pneumatically, whereby the 2/2 Valve (61, 62) is closed in normal position.

Device according to claim 4 or 5, characterized
characterized,
in that an emergency stop pilot valve (59) is provided for the pneumatic actuation of the one 4/2 slide valve (63) or the two 2/2 valves (61, 62) provided for each cylinder chamber (33, 34).

Device according to claim 6,
characterized,
that the emergency stop pilot valve (59) is formed of a 3/2-way valve that is closed in the normal position.

Device according to claim 6 or 7,
characterized,
that the emergency stop pilot valve (59) is electromagnetically controlled.

Device according to claim 1,
characterized,
in that the at least one means (70) for venting both cylinder chambers (33, 34) and / or the at least one means (80) for ventilating both cylinder chambers (33, 34) is formed by a 4/2-slide valve controlled by the supply pressure, whose pressure outputs are connected to the cylinder chambers (33, 34).

Device according to claim 1,
characterized,
in that the at least one means (70) for venting both cylinder chambers (33, 34) out of each cylinder chamber (33, 34) is formed by a check valve (71, 72), which is acted upon by the supply pressure and blocks when there is a supply pressure.

Device according to claim 1,
characterized,
in that the at least one means (80) for ventilating both cylinder chambers (33, 34) of a cylinder chamber (33, 34) is formed by a non-return valve (81, 82) which communicates with the atmosphere in each case and in the event of piston movement in the cylinder each cylinder chamber (33, 34) triggered negative pressure opens.

Device according to one of claims 1 to 11,
characterized,
in that a regulator (51) is provided for regulating the position and force of the cylinder (11), whose control signal is supplied to the control valve (50) of the cylinder (11) for its control.

Device according to one of claims 1 to 12,
characterized,
in that the cylinder (11) per cylinder chamber (33, 34) has a pressure sensor (39, 40) detecting the pressure therefrom, the respective output signal of which a measure of the generated force is supplied to the regulator (51) for controlling the cylinder force.

Device according to one of claims 1 to 13,
characterized,
in that the cylinder (11) has a displacement sensor (31) which detects the respective position of the piston (19) with piston rod (27) and whose respective output signal representing the respective piston position is fed to the regulator (51) for controlling the position of the piston (19) with piston rod (27).

Device according to one of claims 7 to 14,
characterized,
that the controller (51) has an emergency stop with the pilot valve (59), in particular a 3/2-way valve, connected to the control output (57) through which the emergency stop pilot valve (52) is driven.

Device according to one of claims 1 to 15,
characterized,
in that the means (60) for blocking and / or the means (70) for venting and / or the means (80) for ventilation are contained in the housing (12) of the cylinder (11).

Device according to one of claims 1 to 16,
characterized,
in that the housing (12) has a cylinder tube (13) which is tightly closed at both ends by means of cover parts (14, 15), the piston rod (27) being guided in and guided out of a cover part (15).

Device according to claim 17,
characterized,
in that each cover part (14, 15) contains a pressure connection (35, 37) and inner channels (36, 38) connected to the pressure connection (35, 37) and to the means (60) and / or back ventilation (70) and / or ventilation (80) and contain these.

Device according to one of Claims 16 to 18,
characterized,
in that the means for blocking (60) and for venting (70) a cover part (14) to those of the other cover part (15) via respective connecting lines, eg channels (65, 78) of a distributor plate (64) in communication.

Device according to claim 19,
characterized,
in that the connecting lines are connected to an emergency stop pilot valve (59), in particular a 3/2 valve.

Device according to one of claims 1 to 20,
characterized,
in that the openings of the means (80) for ventilation, which are open to the atmosphere in the cover parts (14, 15), each have a filter (83, 84) for preventing dirt suction.