振荡气缸装置
技术领域
本发明涉及一种用于振荡气缸的控制装置。这种振荡器气缸装置包括：工作气缸，将压缩空气引导至工作气缸的不同部分内的工作气缸的主阀，以及对振荡气缸控制的致动器内的由工作气缸引起的移动方向的变化进行控制的脉冲阀。该脉冲阀由控制装置进行控制，该控制装置固定于在工作气缸中移动的活塞杆上、且活塞杆的位于气缸外部的部分上。可将若干控制装置固定于活塞杆上的多个不同的位置上。由于活塞的运动，所以根据本发明，控制装置碰撞脉冲阀的杠杆臂，从而定义了活塞移动方向的极限位置。
背景技术
在业内，振荡气缸用于在加工设备中产生重复性的、最通常是往复运动的致动器运动。振荡气缸具有往复式活塞和与往复式活塞相连并延伸至振荡气缸的相对两侧的活塞杆。由振荡气缸驱动的致动器被设置在该活塞杆的第一端中。诸如控制盘的至少一个控制部件被设置在活塞杆的第二端中，当控制盘撞击到与振荡气缸的控制相关的脉冲阀时，会使活塞杆的运动方向产生变化。活塞杆上控制盘的位置是可调节的，借以在需要时改变加工设备的运行。在已知的技术方案中，脉冲阀被设置于可调节的控制盘之间，导致也在行程长度较短的情况中，活塞杆必须运动远离振荡气缸的后端。因此，在活塞杆上，控制盘必须被安装成彼此之间的间隔远大于致动器的必要振荡气缸冲程长度所要求设定的。
在WO 2006/056642的图1中所示的装置中，脉冲阀设置在如上所述的用于对脉冲阀进行控制的可调节止动盘之间的间隔中。此装置耗费空间并形成较长的机械振荡气缸结构。
WO 2006/056642还描述了另一种振荡气缸且显示了如何放置用于控制振荡气缸的阀和与定义振荡气缸状态相关的脉冲阀。
图1为WO 2006/056642的图2中所示的另一种振荡气缸的示意图，通过经由与安装在活塞杆18上的控制盘4相接触的合适的杠杆装置13控制脉冲阀5缩短了该振荡气缸的总长度。在这种解决方案中，将脉冲阀从可移动的控制盘4之间移到可移动的控制盘之外。
在WO 2006/056642的图2中，控制盘4仍然处于活塞杆上，但是控制盘可以彼此非常靠近。然而，所使用的脉冲阀5均未置于控制盘4之间。独立的可移动的控制臂13将控制盘4的运动传递至脉冲阀5。可枢转固定构件将控制臂13固定至振荡气缸1的主体。当所描述的控制盘4中的任何一个控制盘撞到控制臂13中的一根控制臂时，打开脉冲阀5，脉冲阀的开口由控制臂13控制。此时，改变活塞杆18的运动方向。在此之后，当固定于活塞杆上的第二控制盘4撞到第二控制臂13时，打开第二脉冲阀。此时，由脉冲阀控制的活塞杆再次改变其运动方向。这导致工作气缸的活塞进行往复运动，进而又使致动器运动，致动器的运动也可以是线性往复运动。
在根据WO 2006/056642的图2的振荡气缸中，控制盘4可以比在根据同一专利说明书的图1的振荡气缸方案中的控制盘彼此更加非常靠近。这允许在活塞杆的运动方向上减小振荡气缸的必要外部尺寸。
在根据WO 2006/056642的图2的结构中，在作为换向阀10的外罩的端盖15内，将脉冲阀5放置于气缸的活塞杆18的两侧。在这种脉冲阀装置中，盖部分15在活塞杆的方向上既宽又高，允许脉冲阀以及脉冲阀的控制器被盖部分防护。盖部分15还必须使活塞18移动至振荡气缸的设置有脉冲阀5的后端中的极限位置。因此，盖部分15也必须被设计为具有足够的高度以允许活塞杆18进行运动。这种盖部分15需要通过复杂机械加工的部件，且因此具有高的制造成本。
因此，需要一种振荡气缸装置，其包含有两个脉冲阀、控制阀主体及带杆的活塞，具有振荡气缸的活塞的运动方向上的尽可能小的结构尺寸以及低的制造成本和高的运行可靠性。
发明目的
本发明旨在提供一种新的振荡气缸装置，借以显著地消除与现有技术的振荡气缸装置相关的缺陷与弊病。
本发明的目的通过具有包括集成在同一主体中的主阀和脉冲阀的振荡气缸结构的振荡气缸装置来实现。
与已知的技术方案相比，本发明的优点在于允许在活塞杆的方向上减小振荡气缸的外部尺寸。
本发明的另一个优点在于控制阀结构在横向于活塞杆的方向上较窄，且该脉冲阀已经被设置于主阀的主体中，因此允许主阀的盖被制造得较薄。
本发明的另一个优点在于在同一主体内设置控制阀结构的所有流体通道，允许较少数目的密封件与连接件。
发明内容
根据本发明的振荡气缸装置包括工作气缸；控制部件，固定于工作气缸的可移动的活塞杆；及控制阀结构，用于该工作气缸，该控制阀结构又包括向工作气缸的第一子室传送压力介质或向工作气缸的第二子室传送压力介质，以便使活塞杆在工作室内进行线性运动；以及脉冲阀与用于控制脉冲阀的杠杆臂，以便设定主阀的运行状态，其特征在于，通过杠杆臂从主阀的主体部分突出并控制该脉冲阀来设定脉冲阀的运行状态，且在于杠杆臂适于在活塞杆运动的极限位置与控制部件相接触。
从属权利要求公开了本发明的优选实施方式。
本发明的基本构想在于根据本发明的振荡气缸装置包括现有技术的工作气缸及连接于工作气缸的第二端的控制阀结构。该控制阀结构又包括振荡气缸的主阀，设置有压力介质，优选压缩空气。主阀的运行状态决定了向工作气缸的第一子室或第二子室中的哪一个子室提供压力介质，借以使活塞杆在工作气缸内进行线性运动。同一个控制阀结构还引入用于控制主阀的主轴的运动方向的脉冲阀。优选地，使用从主阀的主体的一侧突出的一个或多个杠杆臂对脉冲阀的运行状态进行控制，杠杆臂具有使活塞运动方向倾斜的能力，且被设置成在活塞杆到达其任一个极限位置时被设置在工作气缸的活塞杆上的至少一个(优选盘形的)控制部件撞击。撞击杠杆臂的控制部件使杠杆臂枢轴转动，此枢轴转动运动被设置成打开脉冲阀。脉冲阀的打开又改变压力介质流，其由主阀流动至工作气缸的因压力升高迫使活塞杆的运动方向产生180度改变的子室。
具体实施方式
下面，将对本发明进行详述。描述指的是所附的示意图，其中，
图1为现有技术的振荡气缸装置的运行方案的示意图，
图2为根据本发明的振荡气缸装置的运行方案的示意图，
图3为将根据本发明的振荡气缸的控制阀结构连接到振荡气缸的第二端的方式的透视图，以及
图4A至图4D示出了根据本发明的主阀的四个优选实施方式。
以下描述中所包括的实施方式仅是示例性的，允许本领域技术人员以与描述不同的方式实现本发明的基本构想。虽然描述中的一些部分可能参照具体的实施方式，但这既不意味着引用仅限制到所描述的此单个实施方式，也不意味着所公开的特征仅适用于所描述的此单个实施方式。为形成本发明的某些新的实施方式，对两个或更多个实施方式中的任一单个特征进行组合是可行的。
图1示出了现有技术的振荡气缸技术方案的运行方案，这已经在上文的现有技术描述中得到了说明。
图2是根据本发明的振荡气缸装置100的运行方案的示意图。
在工业过程中，振荡气缸装置100控制致动器3的运动。例如，此运动可以是如致动器3的往复式线性运动，图2中由两端带头部的且具有由字母A和B表示的极限位置的箭头示出了该线性运动。
该线性运动由活塞27产生，该活塞被布置成在工作气缸10A中前后运动并连接至活塞杆27A。在工作气缸10A中，活塞27是沿方向A进行运动还是沿方向B进行运动取决于工作气缸10A的形成在活塞27的不同侧上且容积变化的子室10A1或子室10A2中的哪一个子室具有更高的压力。压力介质分别通过管线31和32流入第一子室10A1和第二子室10A2。优选地，所采用的压力介质是通过管线31、32从控制工作气缸10A运行的主阀24供给的或排出的压缩空气。由压缩空气格栅进入的压缩空气从控制阀结构20的压缩空气入口30被供给至主阀24。
主阀24控制压缩空气在管线31和32中的流动。优选地，主阀24内设置了被布置成从一个极限位置运动到另一个极限位置的主轴。在主轴的第一极限位置中，主轴24通过管线31将压缩空气供给到工作气缸10A的第一子室10A1中，且同时打开排放通道33使气体从第二子室10A2排出。在主轴的第二极限位置中，主阀24通过管线32将压缩空气供给到工作气缸10A的第二子室10A2中，且同时打开排放通道33使气体从第一子室10A1排出。
用下列方式对主阀24的主轴进行控制：以脉冲阀22及脉冲阀23作为压力释放阀，交替地从主阀24释放压力，借以对主轴的运动进行控制。但是，少量的压缩空气不断地从阻气喷嘴28A、28B流入通道系统中的延伸至脉冲阀22、23的部分中。阻气喷嘴指的是通道系统中的具有适当尺寸的点。阻气部位或阻气点在通道系统中所处的位置是非常重要的。喷嘴既可以是与通道系统分开的，又可以作为通道系统的一部分。然而，由于脉冲阀22和23的流量孔大于阻气喷嘴28A和28B的流量孔，所以所述脉冲阀22、23能够在控制下产生足够快的压降，以便改变主阀24的运行状态。通过固定到在工作气缸10A中运动的活塞杆27A上的一个或多个控制部件27B使脉冲阀22、23在杠杆臂25、26的控制下运行。
对于更简化的振荡气缸结构，脉冲阀22和23被设置在主阀24的主体中。在图2所示的优选实施方式中，控制脉冲阀22和23的杠杆臂25和26被安装于主阀24的主体内，在主体一个表面的相对两侧上，杠杆臂被适当地延长以与被固定到在工作气缸10A中运动的活塞杆27A上的一个或多个控制部件27B相接触。优选地，主阀24的盖是简单的板状部件。由于在根据本发明的控制阀结构20中，对阀进行控制所需的所有通道都被引入到主阀24的主体中，所以根据本发明的振荡气缸装置100具有低的成本和高的操作可靠性。
如果主阀24的主轴设置有密封件，则总会产生一些摩擦。如果进入振荡气缸装置100的压缩空气的压力变得过低，则存在压力不足以将主轴有效地推到第二极限位置的危险，该压力使主阀24的控制主轴产生运动并且存在于喷嘴和脉冲阀之间的容积中。因此，无法改变工作气缸的运动方向。
为了避免根据本发明的振荡气缸装置100出现上述故障情况，在通道系统的从喷嘴28A、28B延伸至脉冲阀22、23的填充有压缩空气的部分内设置有附加容积(additionalvolume)。优选地，可以通过扩大通道系统的直径，或通过提供由21A和21B所标出的额外钻孔或作为额外的压缩空气储存器的室29A、29B来在通道系统内产生该附加容积。在本发明的优选实施方式中，通过诸如提供图4B所示的钻孔，或者增设图4A所示的冲程长度限制凸出部，或者以图4C和图4D所示的一些其他方式限制主轴运动，来在主阀24的主轴的每一端上加工出附加容积。优选地，在主阀24的主轴从一个极限位置运动到另一极限位置期间，所形成的空气储存器的容积是主轴位移的容积的两倍多。
图3是根据本发明的振荡气缸系统100的透视图。设置在工作气缸10A内的活塞27在方向A<->B上进行往复式运动。在图3所示的活塞杆27A的端部内设置优选环形的控制部件27B。在图3所示的示例中，控制阀结构20附接于工作气缸的位于活塞杆27A之下的第二端10B。当活塞杆27A在方向A上行进得足够远时，设置在活塞杆27A上的控制部件27B最终会撞到脉冲阀22的杠杆臂25。当杠杆臂25的顶端在方向A上运动时，打开脉冲阀22的排放阀。脉冲阀22产生压降，将主阀24的主轴引导至使工作气缸10A的第一子室10A1中的压缩空气被带出此处的位置。此时，引入工作气缸10A的第二子室10A2中的压缩空气的较高压力使活塞杆27A的运动转而沿方向B进行。当设置于活塞杆27D上的控制部件27B在一段时间后到达第二脉冲阀23的杠杆臂26时，如上所述，活塞杆27A转而再次沿方向A运动。
图4A、图4B、图4C和图4D示出了用于在控制通道系统中提供附加容积的本发明的可选择的实施方式。
图4A示出了根据本发明的第一主阀24A的主轴240A的优选实施方式。主轴240A的两端设置有销凸出部。销凸出部240A1在主阀24A的第一端中产生附加容积29A1。销凸出部240B1在主阀24A的第一端中产生附加容积29B1。
图4B示出了根据本发明的第二主阀24B的主轴240B的优选实施方式。在主轴240B的两端钻出了腔。所钻出的腔29A2在主阀24B的主轴240B的第一端中产生附加容积。所钻出的腔29B2在主阀24B的主轴240B的第二端中产生附加容积。
图4C示出了根据本发明的第三主阀24C的主轴240C的优选实施方式。主阀24C的两端设置有腔，该腔的直径小于主阀24C的主轴240C的直径。因此，主阀的两端具有限定主轴240C的极限位置的肩部。主阀24C的第一端中设置有主轴240C无法到达的腔29A3。相应地，主阀24C的第二端中设置有主轴240C无法到达的腔29B3。
图4D示出了根据本发明的第四主阀24D和主轴240D的优选实施方式。在此实施方式中，主阀24D的主体部分的两端内设置有朝向主轴240D的销凸出部。销凸出部240D1在主阀24D的第一端中产生附加容积29A4。销凸出部240D2在主阀24D的第一端中产生附加容积29B4。
振荡气缸装置100中所使用的控制阀结构20的外部尺寸如此的小，使得这种控制阀结构可装入圆形部分，此圆形部分的面积小于工作气缸10A的圆形后端10B的面积的1/3。
上文描述了根据本发明的振荡气缸技术方案的优选实施方式。本发明并不限于这些实施方式，而是本发明的构想具有在由权利要求所限定的范围内的多种应用。
