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Verfahren zum Positionieren eines
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Druckmittelzylinders und Steuerungseinrichtung hierfür Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines durch ein Druckmedium angetriebenen
Kolbens in einem Zylinder, bei dem der Kolben durch Öffnen eines Einlaßventils auf
der Antriebsseite und eines Auslaßventils auf der Abtriebsseite des Zylinders bewegt
wird.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Steuerungseinrichtung für einen
Druckmittel zylinder mit mindestens einem Einlaßventil für das Antriebsende des
Zylinders und mindestens einem Auslaßventil für das Abtriebsende des Zylinders,
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
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Bei Druckmittelzylindern dieser Art ist mit dem Kolben ein Maschinenelement
verbunden, das von dem Kolben bewegt werden soll. Es soll dabei üblicherweise zu
einem bestimmten Punkt hin bewegt und dort angehalten werden.
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Es ist bereits ein hydraulischer Antrieb für einen Druckmittel zylinder
bekannt (DE-OS 31 10 676). Bei diesem bekannten
Druckmittelzylinder
erfolgt der Antrieb mit Hilfe einer Druckflüssigkeit, wobei die Strömung der Flüssigkeit
mit Hilfe eines Proportionalventiles gesteuert wird. Proportionalventile sind teuer
und aufwendig, so daß die genannte Anordnung insgesamt sehr aufwendig wird. Zur
Positionierung wird das Volumen der in den Zylinder eingespeisten Flüssigkeit gemessen,
und die Abbremsung derart durchgeführt, daß nach Einlassen einer genau berechneten
Flüssigkeitsmenge der Kolben zum Stillstand gebracht wird. Diese Möglichkeit besteht
daher nur bei Antrieb mit Hilfe einer Flüssigkeit, während sie bei komprimierbaren
Gasen nicht mehr gegeben ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Positionieren
eines Druckmittelzylinders und einer Steuerungseinrichtung für einen Druckmittelzylinder
zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, unter Beachtung eventuell vorhandener
Nebenbedingungen den Kolben bzw. das mit ihm verbundene Maschinenelement möglichst
schnell an die exakt gewünschte Position zu bringen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren vor,
bei dem der Kolben bis zu einem ersten Arbeitspunkt mit konstanter maximaler Geschwindigkeit
bewegt, danach mindestens einmal an einem weiteren Arbeitspunkt auf eine weitere
niedrigere, konstante Geschwindigkeit abgebremst und anschließend zum Stillstand
gebracht wird. Würde man den Kolben aus seiner Maximalgeschwindigkeit direkt zum
Stillstand abbremsen, so verschlechtert sich die Positionierungsgenauigkeit.
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Durch die stufenweise Abbremsung auf eine niedrigere Geschwindigkeit
läßt sich die Genauigkeit des Positionierens wesentlich verbessern, ohne daß dadurch
die Schnelligkeit beeinträchtigt wird. Das Vorsehen mehrerer konstanter Geschwindigkeiten
macht
es möglich, auf die teueren Proportionalventile zu verzichten und statt dessen einfache
Magnetventile zu verwenden. Aufgrund der konstanten Geschwindigkeit läßt sich die
tatsächliche augenblickliche Geschwindigkeit des Kolbens wesentlich genauer bestimmen,
so daß sich diese Geschwindigkeitsbestimmung zur Festlegung des letzten Arbeitspunktes,
an dem der Stillstand ausgelöst wird, heranziehen läßt.
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Die exakte Positionierung soll jeweils am Ende einer Bewegung vorhanden
sein. Deswegen sind die Maßnahmen nach der Erfindung beim Abbremsen der Kolbenbewegung
angebracht. Es ist jedoch ebenfalls möglich, wenn beispielsweise die Bewegung zwar
schnell aber dennoch schonend vor sich gehen soll, auch die Beschleunigung zu Beginn
der Bewegung in abgestuften Schritten durchzuführen.
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Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß die verschiedenen Abbremsungsvorgänge
in Abhängigkeit von der ab Beginn der Bewegung abgelaufenen Zeit ausgelöst werden
können. Aufgrund der bei einer bestimmten Druckmittelzylinderanordnung vorhandenen
konstanten Parameter besteht ein fester Zusammenhang zwischen der abgelaufenen Zeit
und der zurückgelegten Strecke.
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Daher ist es möglich, mit Hilfe einer Zeitmessung einen der verschiedenen
Arbeitspunkte festzulegen. Diese zeitliche Festlegung hat den Vorteil, daß bereits
zu Beginn der Bewegung der Arbeitspunkt bekannt ist, so daß auf Zeitverzögerungen
der zugehörigen Steuereinrichtung nicht Rücksicht genommen zu werden braucht.
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Es ist jedoch ebenfalls mit Vorteil möglich, daß die verschiedenen
Abbremsvorgänge in Abhängigkeit von dem von dem Kolben zurückgelegten Weg ausgelöst
werden. In diesem Fall spielen Schwankungen in den Betriebsparametern der Druckmittelzylinderanordnung
keine
Rolle, beispielsweise wenn der Antriebsdruck nicht ausreichend konstant ist.
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Besonders günstig ist es, wenn eine Kombination der beiden Möglichkeiten
vorgenommen wird, d.h. wenn ein Arbeitspunkt zeitlich und ein weiterer Arbeitspunkt
örtlich definiert sind.
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Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß zur Erreichung mehrerer konstanter
Geschwindigkeiten mehrere parallel angeordnete Ventile einzeln und in Kombination
angesteuert werden.
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So lassen sich beispielsweise durch die Parallelschaltung zweier Ventile
unterschiedlichen konstanten Drosselquerschnittes insgesamt drei wirksame Drosselquerschnitte
bilden.
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Die Erfindung schlägt vor, daß die Kolbenbewegung durch Schließen
von einzelnen Auslaßventilen auf der Abtriebsseite abgebremst wird. Es erfolgt ein
Antrieb des Kolbens durch Öffnen eines Ventiles mit konstanten Querschnitt, wobei
der Drosselquerschnitt eines oder mehrerer geöffneter Auslaßventile die Geschwindigkeit
des Kolbens reguliert. Wird der wirksame Auslaßquerschnitt durch Schließen von einzelnen
Ventilen verringert, wird der Kolben dementsprechend langsamer bewegt.
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Es ist jedoch auch möglich, daß die Kolbenbewegung durch Schließen
des Einlaßventils auf der Antriebsseite abgebremst wird. Dies kann als eine Zwischenbremsung
verwendet werden, da dies ein langsames Absinken der Geschwindigkeit zur Folge hat.
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Besonders günstig ist es, wenn die Kolbenbewegung durch eine Kombination
von Schließen und Öffnen der Einlaßventile auf
der Antriebsseite
und der Auslaßventile auf der Abtriebsseite abgebremst wird. Hier sind beliebige
Kombinationen von unterschiedlichen Öffnungs- und Schließbewegungen möglich. Aus
dieser Zahl von Kombinationen kann die für den Einzelfall jeweils besonders günstige
herausgesucht werden.
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Die Erfindung schlägt ebenfalls vor, daß die Kolbenbewegung durch
Öffnen der Einlaßventile und Schließen der Auslaßventile auf beiden Seiten zum Stillstand
abgebremst wird. Dadurch wird eine feste Arretierung des Kolbens und des mit ihm
verbundenen Maschinenelementes in der gewünschten Position erreicht, ohne daß eine
mechanische Bremse erforderlich wäre.
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Wenn der Druckmittelzylinder zur Positionierung in zwei unterschiedlichen
Richtungen verwendet werden soll, so erfolgt die beschriebene stufenweise Abbremsung
dann auch in zwei Richtungen. Dabei können die einzelnen Arbeitspunkte und auch
die Abstände zwischen den Arbeitspunkten in beiden Richtungen durchaus unterschiedlich
sein. Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen eine exakte Positionierung nur
in einer Richtung erforderlich ist, so daß in diesem Fall die Maßnahme nach der
Erfindung Nur bei der Bewegung des Kolbens in der einen Richtung Anwendung finden
würden.
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Die Erfindung schlägt ebenfalls eine Steuereinrichtung für einen Druckmittel
zylinder bzw. einen Druckmittelzylinder mit einer Steuerungseinrichtung vor, bei
der das Antriebsende des Zylinders mindestens ein Einlaßventil und das Abtriebsende
des. Zylinders mindestens ein Auslaßventil aufweist, wobei erfindungsgemäß mindestens
zwei Auslaßventile am Abtriebsende des Zylinders parallel zueinander geschaltet
sind,
unabhängig voneinander ansteuerbar sind und eine abgestufte
Verringerung des Auslaßquerschnittes ermöglichen.
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Auf diese Weise läßt sich das stufenweise Abbremsen auf jeweils konstante
Geschwindigkeiten besonders einfach durchführen, wobei keine teueren Proportionalventile
benötigt werden. Da das letzte Abbremsen zum Stillstand aus einer relativ niedrigen
Geschwindigkeit erfolgt, läßt sich der Stillstandspunkt exakt einhalten. Die einzelnen
konstanten Geschwindigkeiten können durch die Größe des Drosselquerschnittes der
Auslaßventile bestimmt werden. Es ist dadurch möglich, eine Mindestgeschwindigkeit
so einzustellen, daß kein Ruckeln o.dgl. auftritt.
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Falls der Druckmittel zylinder in beide Richtungen positioniert werden
soll, sind beide Zylinderenden von ihrer Funktion her identisch ausgebildet, so
daß das eine Ende sowohl Antriebsende für eine Bewegung in eine Richtung als auch
Abtriebsende für eine Bewegung in umgekehrter Richtung sein kann.
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Die Steuereinrichtung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
derart ausgebildet sein, daß sie zur Bewegung des Kolbens mit maximaler Geschwindigkeit
alle Auslaßventile auf der Abtriebsseite öffnet und zur stufenweise Abbremsung einzelne
Auslaßventile oder Kombinationen von Auslaßventilen öffnet und/oder schließt. Die
Maximal geschwindigkeit wird also durch den wirksamen Drosselquerschnitt auf der
Auslaßseite bestimmt. Falls für eine bestimmte Anwendungsart die Maximalgeschwindigkeit
des Kolbens verringert werden soll, kann dies auch dadurch geschehen, daß ein Auslaßventil
ständig geschlossen bleibt. Dies erfordert keinen Eingriff am
Kolben
selbst, sondern nur eine unterschiedliche Schaltung, die von vornherein vorgesehen
sein kann und durch einen manuell betätigbaren Schalter einschaltbar ist.
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In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß die Steuerungseinrichtung
eine mit einer Vergleichseinrichtung verbundene Zeitmeßeinrichtung aufweist, und
daß die Steuerungseinrichtung zu vorgewählten Zeitpunkten die Auslaßventile schaltet
und dadurch die Abbremsungsvorgänge auslöst. Diese Möglichkeit ist insbesondere
für die Wahl des ersten Arbeitspunktes von Vorteil, wenn aus der maximalen Geschwindigkeit
auf eine niedrigere Geschwindigkeit abgebremst werden soll.
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Die Erfindung schlägt ebenfalls vor, daß in Längsrichtung des Zylinders
ein Längenmaßstab angeordnet und mit dem Kolben ein mit dem Längenmaßstab zusammenwirkender
Lesekopf verbunden ist, und daß die Steuerungseinrichtung die Auslaßventile bei
Erreichen bestimmter einstellbarer Positionswerte schaltet. Diese wegabhängige Schaltung
der Auslaßventile hat den Vorteil, daß die Abbremsung tatsächlich exakt bei bestimmten
Positionswerten erfolgt, während unterschiedliche Reibung bei der Kolbenbewegung
oder sonstige nicht exakt konstante Parameter keinen Einfluß auf dieses Ergebnis
haben.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn, wie die Erfindung weiterhin vorschlägt,
das Umschalten von der maximalen auf die verringerte Geschwindigkeit zu einem Zeitpunkt
und das Abbremsen zum Stillstand bei Erreichen einer bestimmten Position erfolgt.
Dies ermöglicht ein Optimum an exakter Positionierung bei gleichzeitig geringem
Steuerungsaufwand.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Steuerungseinrichtung
derart ausgebildet ist, daß die Arbeitspunkte bzw. Schaltpunkte der Auslaßventile
und damit
die Auslösepunkte der Abbremsung in Abhängigkeit von
bestimmten Parametern veränderbar sind.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß an dem Ausgang des Auslaßventiles
mit dem kleinsten Drosselquerschnitt ein einstellbares Überdruckventil angeschlossen
ist. Dieses Auslaßventil definiert die geringste konstante Geschwindigkeit, mit
der sich der Kolben vor seinem Stillstand bewegt. Wenn von einer relativ hohen Maximal
geschwindigkeit auf eine sehr niedrige konstante Geschwindigkeit umgeschaltet wird,
kann die Gefahr bestehen, daß es zu Druckschwingungen in der Luftsäule an der Auslaßseite
des Zylinders kommt. Diese Druckschwingungen werden durch das auslaßseitig angeschlossene
Überdruckventil beseitigt. Daher kann mit dieser Maßnahme bis dicht an den gewünschten
Positionswert mit hoher Geschwindigkeit herangefahren werden, ohne daß derartige
Schwingungen auftreten.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie
anhand der Zeichnung.
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Hierbei zeigen: Fig. 1 schematisch die Anordnung eines kolbenstangenlosen
Druckmittelzylinders mit an jedem Ende einem Einlaß- und ein drei Auslaßventilen;
Fig. 2 die Geschwindigkeitsverläufe bei unterschiedbis 5 lichen Abbremsungsvorgängen.
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Ein Druckmittel zylinder 11 enthält ein zylindrisches Gehäuse 12,
in dem ein Kolben 13 längsverschiebbar angeordnet ist.
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Der Kolben 13 weist an beiden Enden je eine Dichtung 14 auf,
die
ihn gegenüber der Innenwandung des Gehäuses 12 abdichtet.
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Das Gehäuse 12 ist mit einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz
15 versehen, durch den ein seitlich an dem Kolben 13 befestigter Ansatz 16 hindurchgreift.
Der Längsschlitz 15 ist bei der tatsächlichen Ausführungsform von außen und innen
durch jeweils ein Dichtband abgedichtet. Diese Dichtbänder sind aus Gründen der
vereinfachten Darstellung nicht dargestellt.
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Am oberen Ende ist der Ansatz 16 verbreitert, an dieser Stelle kann
ein zu bewegendes Maschinenteil befestigt werden.
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Der Ansatz 16 weist an seiner in Fig. 1 rechten Seite ein Halterung
17 für einen magnetischen Lesekopf 18 auf. Der magnetische Lesekopf 18 ist derart
angeordnet, daß er unmittelbar seitlich oder oberhalb eines Maßstabes 19 verläuft,
wobei der Maßstab 19 magnetische Markierungen aufweist, die von dem Lesekopf 18
gelesen werden können. Der Maßstab 19 ist in Längsrichtung des Druckmittelzylinders
11 verlaufend angeordnet. Er kann beispielsweise direkt an dem Gehäuse 12 angebracht
sein.
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Bei Bewegung des Kolbens 13 bewegt sich der Lesekopf 18 unmittelbar
an dem Maßstab 19 vorbei, wobei die Markierungen auf dem Längenmaßstab 19 so angeordnet
sind, daß der Lesekopf nicht nur die Bewegung, sondern auch die Bewegungsrichtung
erkennen kann.
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An beiden Enden 20, 21 des Zylindergehäuses ist je eine Druckmittelleitung
22, 23 angeschlossen. In der Fig. 1 stellen die dick gezeichneten Leitungen Druckmittelleitungen
und die dünn gezeichneten Leitungen elektrische Leitungen dar.
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An beide Druckmittelleitungen 22, 23 sind je drei Auslaßventile 24,
25, 26 bzw. 27, 28, 29 angeschlossen. Die Auslaßventile 24 und 29 sind in ihren
Abmessungen und Anordnungen jeweils identisch, das gleiche gilt für die Auslaßventile
25 und 28 und für die Auslaßventile 26 und 27.
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An die gleiche Druckmittelleitung 22 bzw. 23 ist jeweils ein Einlaßventil
30, 31 angeschlossen. Beide Einlaßventile stellen die Verbindung zwischen der Druckmittelleitung
22 bzw. 23 und einer schematisch angedeuteten Druckmittelquelle 32 her. Zwischen
jedes Einlaßventil 30, 31 und die Druckmitteil quelle 32 ist ein Rückschlagventil
33 eingeschaltet.
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Bei allen Ventilen 24 bis 29 handelt es sich um pneumatische Magnetventile,
die dann, wenn Spannung an den Steuerleitungen liegt, den Luftdurchfluß vollständig
öffnen und ohne angelegte Spannung den Luftdurchfluß vollständig sperren.
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Die Ventile 30 und 31, d.h. die Einlaßventile auf beiden Seiten des
Druckmittelzylinders, haben die umgekehrte Funktion.
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Sie sperren den Luftdurchlaß bei angelegter Spannung und öffnen ihn
bei fehlender Spannung. Dadurch besteht die Möglichkeit, je ein Ventil der Ventilgruppe
24 bis 29 mit einem Ventil 30 bzw. 31 zu einem 3/2-Wege-Ventil zusammenzufassen.
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Auf der dem Druckmittelzylinder 11 abgewandten Seite je zweier Auslaßventile,
nämlich der Ventile 24, 26, 27, 29 ist je eine einstellbare Drossel 34 in Reihe
geschaltet. Der Ausgang der Drossel 34 führt zum Atmosphärendruck. An der den Druckmittelleitungen
22, 23 abgewandten Seite je eines Auslaßventils auf beiden Seiten, nämlich der Ventile
25 und 28, ist je ein einstellbares Überdruckventil 35, 36 in Reihe geschaltet.
Der Ausgang dieser Überdruckventile führt ebenfalls zum Atmosphärendruck. Dies ist
durch die Pfeile an den Enden der Druckmittelleitungen angedeutet.
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Jedes der Pneumatikventile weist eine Steuerleitung auf, mit deren
Hilfe das jeweilige Ventil geöffnet und geschlossen werden kann. Alle Steuerleitungen
sind mit der Steuereinrichtung
verbunden, die aus mehreren schematisch
dargestellten Teilen besteht. Die Steuerleitungen selbst sind mit der eigentlichen
Steuerung 37 verbunden, in der die zum Betrieb der pneumatischen Ventile erforderlichen
Spannungen und Ströme zur Verfügung gestellt werden. Die Ventilsteuerung 37 ist
über eine Steuerleitung 38 mit einem Vergleicher 39 verbunden, in dem Vergleiche
zwischen voreingestellten und bei der Bewegung des Kolbens tatsächlich auftretenden
Werten durchgeführt werden.
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Die im Einzelfall einzustellenden Werte werden mit Hilfe einer Vorwahleinstellung
40 eingestellt. Hier werden also die sog. Soll-Werte eingestellt, wobei die Einstellung
von dem Benutzer vorgenommen werden kann, jedoch auch die Möglichkeit besteht, daß
die Steuereinrichtung die voreingestellten Werte selbst verändert. Mit dem Vergleicher
39 ist über eine Steuerleitung 41 ein Zähler 42 verbunden, der die von dem magnetischen
Lesekopf 18 über eine Steuerleitung 43 einem Signalumformer 44 zugeführten und von
diesem verarbeiteten Impulse zählt. Der Zähler 42 besitzt also Informationen darüber,
an welcher Stelle des Zylindergehäuses 12 der Kolben 13 angeordnet ist. Diese Information
kann er über eine angeschlossene Anzeige 45 abgeben.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung kann beispielsweise folgendermaßen
arbeiten. Es wird zunächst angenommen, daß der Kolben 13 beispielsweise in seiner
linken Endstellung am linken Ende des Zylindergehäuses 12 ist. Zur Bewegung nach
rechts mit maximaler Geschwindigkeit wird gleichzeitig das Einlaßventil 31 auf der
Antriebsseite geöffnet und das Einlaßventil 30 auf der Abtriebsseite geschlossen.
Gleichzeitig werden ebenfalls die Auslaßventile 27 bis 29 auf der Antriebsseite
geschlossen und alle Auslaßventile 24 bis 26 auf der Abtriebsseite geöffnet. Dadurch
bewegt sich der Kolben 13 mit maximaler Geschwindigkeit nach rechts. Eine Abbremsung
kann
auf verschiedene Arten erfolgen. Zum einen kann bei sonst unveränderten Ventilen
das Einlaßventil 31 auf der Antriebsseite geschlossen werden. Der Kolben bewegt
sich aufgrund seiner Trägheit ohne Antrieb weiter. Die Abbremsung kann dadurch verstärkt
werden, daß eines oder mehrere der Auslaßventile 24 bis 26 auf der Abtriebsseite
geschlossen werden. Damit dennoch eine definierte Geschwindigkeit aufrechterhalten
bleibt, kann zu diesem Zweck das Einlaßventil 31 auf der Antriebsseite wieder geöffnet
werden. Die Abbremsung zum Stillstand geschieht dadurch, daß alle Auslaßventile
auf der Abtriebsseite geschlossen und beide Einlaßventile 30, 31 geöffnet werden.
Die Auslaßventile auf der Antriebsseite 27 bis 29 sind immer noch geschlossen. In
diesem Fall wird der Kolben 13 vollständig festgelegt und festgehalten, selbst ein
Verschieben des Kolbens 13 von Hand ist nicht möglich, da in den Leitungen zu der
Druckmittel quelle zwei in umgekehrter Richtung geschaltete Rückschlagventile angeordnet
sind.
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Fig. 2 zeigt nun zwei mögliche Abbremsungsvorgänge bei einem Druckmittelkolben
nach der Erfindung entsprechend Fig. 1.
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Es wird angenommen, daß der Kolben 13 nach Fig. 1 am linken Ende des
Zylindergehäuses 12 angeordnet ist. Die Kurve I stellt die Bewegung dar, die auftritt,
wenn am rechten Abtriebsende des Zylinders 11 die Ventile 24 und 25 geöffnet, die
Ventile 26 und 30 geschlossen sind. Am linken, im Antriebsende des Zylinders, ist
das Ventil 31 geöffnet und die Auslaßventile 27 bis 29 geschlossen. An einem Arbeitspunkt
P4, der auf der den Fahrweg darstellenden Abszisse aufgetragen ist, wird das Einlaßventil
31 auf der Antriebsseite geschlossen. Die Geschwindigkeit des Kolbens 13 verlangsamt
sich, beim Arbeitspunkt P3 wird das Auslaßventil 24 geschlossen und das Einlaßventil
31 auf der Antriebsseite wiederum geöffnet.
Dies führt zur Abbremsung
bis zu einer konstanten Geschwindigkeit, die durch den Druck auf der Antriebsseite
und den Auslaßquerschnitt des Ventiles 25 auf der Abtriebsseite bestimmt ist. An
einem dritten Arbeitspunkt P2 wird auch das Auslaßventil 25 geschlossen und gleichzeitig
das Einlaßventil 30 auf der Abtriebsseite geöffnet, so daß der Kolben 13 innerhalb
kurzer Zeit beim Arbeitspunkt P1 zum Stillstand kommt. Es hat sich herausgestellt,
daß aufgrund der exakt eingehaltenen Geschwindigkeit im Bereich zwischen den Arbeitspunkten
P3 und P2 der Abstand zwischen P2 und P1 außerordentlich konstant ist, so daß der
Soll-Wert des Kolbens 13, d.h. die dem Punkt P1 entsprechende Position, außerordentlich
exakt eingehalten werden kann.
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Der Kurvenzug II in Fig. 2 kommt dadurch zustande, daß während der
maximalen Geschwindigkeit auf der Abtriebsseite alle Auslaßventile 24, 25 und 26
geöffnet sind, während wiederum zum Arbeitspunkt P4 nur das Einlaßventil 31 auf
der Antriebsseite geschlossen wird. Zum Zeitpunkt P3 werden die Ventile 24 und 26
geschlossen, so daß wiederum die gleiche nur durch das Ventil 25 bestimmte Geschwindigkeit
im Bereich von P3 bis P2 auftritt.
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In Fig. 3 ist durch den dargestellten Kurvenzug ein anderes Abbremsverfahren
beschrieben. Die maximale Geschwindigkeit bis zum Arbeitspunkt P4 entspricht der
durch die Kurve II in Fig. 2 dargestellten Geschwindigkeit.
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Am Arbeitspunkt P4 wird das Auslaßventil 24 auf der Abtriebsseite
geschlossen, die übrigen Ventile bleiben unverändert.
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Der Kolben wird dadurch auf eine Geschwindigkeit abgebremst, die durch
die Summe der Drosselquerschnitte der Ventile 25 und 26 gebildet ist. Am Arbeitspunkt
P3 wird ein zweites Auslaßventil 26 auf der Abtriebsseite geschlossen, es entsteht
eine
Geschwindigkeit, wie zwischen den Arbeitspunkten P 3 und P2 in Fig. 2. Diese Geschwindigkeit
ist durch den Droselquerschnitt des Auslaßventiles 25 bestimmt. Am Arbeitspunkt
P2 wird wiederum das letzte noch offene Auslaßventil 25 auf der Abtriebsseite geschlossen
und das Einlaßventil 30 auf der Abtriebsseite geöffnet. Zum Arbeitspunkt P1 kommt
der Kolben zum Stillstand.
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In Fig. 4 ist ein drittes Abbremsverfahren beschrieben. Am Arbeitspunkt
P4 geschieht in diesem Fall gar nichts, der Arbeitspunkt P4 braucht nicht berücksichtigt
zu werden. Die Geschwindigkeit entspricht wieder der Maximalgeschwindigkeit entsprechend
der Kurve II in Fig. 2 und der Kurve in Fig. 3.
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Am Arbeitspunkt P3 werden die Auslaßventile 24 und 26 auf der Abtriebsseite
geschlossen, die Geschwindigkeit wird stark abgebremst auf die durch das einzig
noch offene Auslaßventil 25 auf der Abtriebsseite bestimmte Geschwindigkeit. Am
Arbeitspunkt P2 wird auch dieses letzte noch offene Auslaßventil geschlossen und
das Einlaßventil 30 auf der Abtriebsseite geöffnet. Wiederum gelangt der Kolben
13 bei P1 zum Stillstand.
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In Fig. 5 ist ein weiteres Abbremsverfahren dargestellt.
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Am Arbeitspunkt P4 wird das Auslaßventil 24 auf der Abtriebsseite
und das Einlaßventil 31 auf der Antriebsseite geschlossen. Die Bewegung des Kolbens
wird stärker abgebremst als beim Kurvenzug II in Fig. 2, da nicht nur kein Antrieb
mehr erfolgt, sondern auch der Auslaßquerschnitt verringert ist.
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Am Arbeitspunkt P3 wird das Einlaßventil 31 auf der Antriebsseite
wieder geöffnet und auf der Abtriebsseite zusätzlich das Auslaßventil 26 geschlossen.
Wiederum tritt die nur durch das letzte noch offene Auslaßventil 25 auf der Abtriebsseite
definierte Geschwindigkeit bis zum Arbeitspunkt P2 auf, an dem auch das letzte Auslaßventil
25 geschlossen und das Einlaßventil
auf der Abtriebsseite geöffnet
wird. Der Kolben 13 kommt beim Arbeitspunkt P1 zum Stillstand.
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Während in den Fig. 2 bis 5 die Arbeitspunkte auf der den Weg darstellenden
Abszisse aufgetragen sind, könnten die Arbeitspunkte ebenfalls auf einer Zeitachse
aufgetragen sein.
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Besonders günstig ist es, wenn beispielsweise die Arbeitspunkte P4
und P3 zeitabhängig und der Arbeitspunkt P2 ortsabhängig gewählt sind.
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In den Fig. 2 und 5 sind Abbremsvorgänge dargestellt. Wenn mit dem
Verfahren nach der Erfindung ein Kolben bewegt werden soll, der eine vorsichtig
zu behandelnde Last bewegt, so kann es unter Umständen gewünscht und sinnvoll sein,
die Bewegung nicht mit voller Beschleunigung auf die maximale Geschwindigkeit zu
beginnen. In diesem Fall könnte mit den Maßnahmen nach der Erfindung zunächst nur
auf eine Beschleunigung auf eine erste stufenweise konstante Geschwindigkeit erfolgen
und anschließend wiederum eine nochmalige Beschleunigung auf eine höhere konstante
Geschwindigkeit. Dies läßt sich bei der Anordnung nach Fig. 1 dadurch erreichen,
daß die Auslaßventile auf der Abtriebsseite nacheinander geöffnet werden, so daß
sich der wirksame Drosselquerschnitt auf der Abtriebsseite ebenfalls stufenweise
erhöht. Auch hierzu sind nur die kostengünstigen und zuverlässig arbeitenden Pneumatikventile
erforderlich, es werden keine teueren Proportionalventile nötig.