Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Rütt 1er.
Am besten eignet sich der erfindungsgemässe hydraulische Rüttler beim Rütteldrehen für die Antriebe der ausführenden Organe der Werkzeugmaschinen für spanabhebende Formung, wie Schleif-, Hon- und Drehmaschinen.
Daneben kann dieser hydraulische Rüttler auch in Rüttelfördereinrichtungen, Rüttelbunkerbeschickern usw. verwendet werden.
Es sind hydraulische Rüttler für die Antriebe von ausführenden Organen bekannt, welche ein Gehäuse mit einem darin eingebrachten Differentialkolben haben. In diesem Kolben ist ein Doppelplungerschieber koaxial eingebracht.
Der Kolben bildet mit dem Gehäuse drei Räume, von welchen der erste zwischen der Seitenfläche des Gehäuses und der des Kolbens, wo sein Durchmesser am geringsten ist, der zweite zwischen dem Gehäuse und der einen Kolbenstirn, der dritte zwischen dem Gehäuse und der anderen Kolbenstirn liegt.
Der erste Raum ist mit einer Druckleitung und der zweite mit einer Abflussleitung verbunden. Der dritte Raum verbindet sich mittels des genannten Schiebers über die im Kolbenkörper geführten Kanäle abwechselnd mit dem ersten und zweiten Raum, so dass der Differentialkolben hin und her gehende Bewegungen vollführt.
Der Schieber ist mit einer Feder belastet, deren Kraft durch eine koaxial zu dem genannten Schieber angebrachte Schraube geregelt wird.
In den zweiten Raum mündet eine bewegliche Büchse mit Ausflussöffnungen zur Eintellung der Schwingungsweite des Differentialkolbens mit Hilfe einer im Gehäuse befindlichen Mutter.
Die Schwingungsfrequenz des Differentialkolbens wird da durch gesteuert, dass dem ersten Raum ein komprimiertes Medium unter bestimmtem Druck bei entsprechender Stellung der beweglichen Büchse und Federkraft des Schiebers, die mittels der Mutter und Schraube geregelt werden, zugeführt wird (siehe z. B. Urheberschein Nr. 174921, Kl. 47h22; Int. Kl. F06 h, UdSSR).
Die vorstehend beschriebenen hydraulischen Rüttler sichern keine Schwingungsweite unterhalb eines Millimeters, was für den Antrieb der Werkzeugmaschinen für spanabhebende Formung notwendig ist.
Darüber hinaus hängt die Schwingungszahl des Differentialkolbens von vielen Einflussfaktoren, nämlich von der zu fördernden Flüssigkeit, deren Druck, der Federkraft des Schiebers und der Lage der beweglichen Büchse ab. Von der Lage der beweglichen Büchse, die durch die Mutter eingestellt wird, ist ihrerseits die Kraft der Schieberfeder abhängig.
Alles in einem erschwert dies während des Betriebes eine Steuerung der vorgegebenen Grössen für die Schwingungsbewegungen des Differentialkolbens, also die Schwingungszahl und -weite.
Der weitere Nachteil des bekannten hydraulischen Rüttlers liegt in seiner konstruktiven Kompliziertheit, da der Kolben mit zahlreichen Radial- und Längskanälen sowie Blindlöchern, welche den dritten Raum mit dem ersten und zweiten Raum verbinden, versehen ist.
Bei diesem hydraulischen Rüttler verbindet sich der Schieber mit dem Differentialkolben durch einen Ring mit einem Stift, der sich in den Radialschlitzen des Differentialkolbens befindet, so dass er eine symmetrische Bewegung des Differentialkolbens nicht sichern kann und ausserdem einen Schlag, also betrieblichen Lärm erzeugt, was sich schädlich auf die Gesundheit der Bedienungsleute auswirkt.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der genannten Nachteile.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Rütt ler für den Antrieb eines ausführenden Organs zu schaffen, bei welchem der Schieber im Differentialkolben derart angeordnet ist, dass er sich dank der Flüssigkeit, die ihm aus dem mit einer Druckleitung verbundenen Raum zufliesst, für eine abwechselnde Verbindung des dritten Raumes mit dem ersten und zweiten Raum bewegen kann, wodurch eine Schwingungsweite des Differentialkolbens unterhalb eines Millimeters bei einem stoss- und lärmfreien Betrieb des letzteren erreicht wird.
Die Aufgabe ist dadurch gelöst, dass bei dem hydraulischen Rüttler für den Antrieb eines ausführenden Organs, innerhalb dessen Gehäuses ein Differentialkolben eingebracht ist, der mit diesem Gehäuse drei Räume ausbildet, von welchen ein erster zwischen der Seitenfläche des Gehäuses und der des Differentialkolbens liegt und mit einer Druckleitung verbunden ist, ein zweiter zwischen dem Gehäuse und einer Stirn des Differentialkolbens liegt und mit einer Abflussleitung verbunden ist und ein dritter zwischen der anderen Stirn des Differentialkolbens und dem Gehäuse angeordnet ist und mittels eines im Differentialkolben koaxial eingebrachten federbelasteten Doppelkolbenschiebers abwechselnd mit den genannten Räumen verbindbar ist, gemäss der Erfindung im Differentialkolben zusätzliche geschlossene auf der den Schieberstirnen zugewandten Seite liegende Räume,
die mit dem ersten angegebenen Raum über Drosseln unver änderlichen Querschnittes und mit dem zweiten angegebenen Raum über Drosseln veränderlichen Querschnittes verbindbar sind, vorgesehen sind.
Der gemäss der Erfindung ausgebildete hydraulische Rüttler für den Antrieb eines ausführenden Organs erzeugt eine Schwingungsweite des Kolbens unterhalb eines Milli meter bei einer symmetrischen bzw. unsymmetrischen Bewegung des Differentialkolbens, dadurch werden der Anwendungsbereich des hydraulischen Rüttlers erweitert, die konstruktive Bauform, die Einstellung und Steuerung der Schwingungsgrössen des Differentialkolbens vereinfacht, ein stoss- und lärmfreier Betrieb des hydraulischen Rüttlers sichergestellt.
Nachstehend wird eine konkrete Ausführungsform der Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in welcher der erfindungsgemässe hydraulische Rüttler in einem Längsschnitt wiedergegeben ist, beschrieben.
Der hydraulische Rüttler für den Antrieb eines ausführenden Organs hat ein Gehäuse 1, das sich aus einem zylindrischen Teil 2 und zwei Deckeln 3, 4 zusammensetzt. Im Gehäuse 1 sind zwei Kanäle 5 und 6 geführt. Der Kanal 5 sorgt für die Verbindung mit einer Abflussleitung (nicht veranschaulicht) und der Kanal 6 für die Verbindung mit einer Druckleitung (nicht gezeigt). Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich ein Differentialkolben 7, bestehend aus zwei Abschnitten, nämlich aus einem Abschnitt 8 mit dem grösseren Durchmesser D und einem Abschnitt 9 mit dem kleineren Durchmesser d . Der Kolben 7 bildet mit dem Gehäuse 1 drei Räume. Ein erster Raum 10 liegt zwischen der Seitenfläche des zylindrischen Teiles des Gehäuses 1 und der des Abschnittes 9 des Kolbens 7 mit dem kleineren Durchmesser.
Dieser Raum 10 verbindetsich über den Kanal 6 mit der Druckleitung. Ein zweiter Raum 11 befindet sich zwischen dem Deckel 4 des Gehäuses 1 und der einen Stirn des Kolbens 7. Die Verbindung dieses Raumes mit der Abflussleitung erfolgt über den Kanal 5.
Ein dritter Raum 12 ist zwischen dem Deckel 3 des Gehäusses 1 und der anderen Stirn des Kolbens 7 angeordnet.
Im Kolben 7 ist ein Schieber 13 mit zwei in einem gewissen Abstand voneinander liegenden Plungern 14 und 15 koaxial eingebracht. Die Stirnseiten des Schiebers 13 bilden mit dem Kolben 7 zusätzliche geschlossene Räume 16 und 17 aus.
Der Schieber 13 sorgt für eine abwechselnde Verbindung des Raumes 12 mit dem Raum 10 und Raum 11. Zu diesem Zweck ist der zwischen dem Kolben 7 und den Plungern 14, 15 befindliche Raum 18 über einen Kanal 19 mit dem Raum 10, über einen Kanal 20 mit dem Raum 11 und über einen Kanal 21 mit dem Raum 12 verbunden.
Die zusätzlichen Räume 16 und 17 sind über einen Kanal 22 und Drosseln 23 unveränderlichen Querschnittes miteinander und mit dem an die Druckleitung angeschlossenen Raum 10 verbunden.
Als Drossel unveränderlichen Querschnittes kann hierbei jede für den Verwendungszweck taugliche Ausführung eingesetzt werden.
Der zusätzliche Raum 16 verbindet sich über einen Kanal 24, eine Drossel 25 veränderlichen Querschnittes und einen Kanal 26 mit dem an die Abflussleitung angeschlossenen Raum 11. Der zusätzliche Raum 17 ist über eine Drossel 27 veränderlichen Querschnittes, den Raum 12 und die Kanäle 21, 20 mit dem an die Abflussleitung angeschlossenen Raum 11 verbunden.
Innerhalb der zusätzlichen Räume 16 und 17 befinden sich Federn 28 und 29, die den Schieber 13 in seiner Ausgangslage, d. h. wenn der Plunger 15 den den Raum 18 mit dem Raum 10 verbindenden Kanal 19 absperrt, festhalten.
Die Drossel 25 veränderlichen Querschnittes stellt zwei Ringnuten 30 und 31 dar. Die Ringnut 30 ist im zylindrischen
Teil 2 des Gehäuses 1 und die Ringnut 31 im Abschnitt 9 des Kolbens 7 geführt. Die Ringnuten 30 und 31 besitzen scharfe Arbeitskanten, durch welche der Raum 16 vom Raum 11 schnell abgetrennt wird, so dass der Druck in den Räumen 16 und 17 rapide ausgeglichen wird.
Die Drossel 27 veränderlichen Querschnittes ist als eine Kombination aus einer Düse und einer Klappe ausgebildet, wobei sich die Düse 32 am Kolben 7 auf seiner Stirnseite befindet und die Klappe 33 mit einem Bolzen 34 des Deckels 3 befestigt ist.
Die im Abschnitt 9 befindliche Stirn des Kolbens 7 verbindet sich mit einem an das ausführende Organ (nicht abgebildet) angeschlossenen Teil 35.
Damit der Differentialkolben eine symmetrische Bewegung ausführen kann, ist es vonnöten, dass der Abschnitt 9 des Kolbens 7 mit dem kleineren Durchmesser d zu dem Abschnitt 8 des Kolbens 7 mit dem grösseren Durchmesser D in einem Verhältnis steht, das rechnerisch nach
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ermittelt wird.
Der hydraulische Rüttler für den Antrieb eines ausführenden Organs wirkt wie folgt.
Am Anfang befindet sich der Schieber 13 in seiner Ausgangslage, dabei ist der Kanal 19 durch den Plunger 15 abgesperrt, und der Raum 10 hat keine Verbindung mit dem Raum 12. Um diese Zeit verbindet sich der Raum 12 über den Kanal 21, den Raum 18 und den Kanal 20 mit dem Raum 11.
Bei Zuführung eines Betriebsmittels unter Druck zum Raum 10 gelangt die FlLssigkeit über die Drosseln 23 und den Kanal 22 in die zusätzlichen Räume 16 und 17.
Dadurch, dass die Drosseln 23 ein grosses Druckgefälle in dem Raum 10, den zusätzlichen Räumen 16, 17 und dem Raum 12 bewirken, beginnt der Differentialkolben 7 nach rechts (in Zeichnung) zu wandern. Der Kolben 7 bewegt sich nun so lange, bis sich die Stirnseite der Düse 32 der Klappe 33 nähert und dadurch in dem zusätzlichen Raum 17 einen für die Bewegung des Schiebers 13 nach links genügenden Druck entstehen lässt. Hierbei zieht sich die Feder 29 zusammen, und der Schieber 13 öffnet mit seinem Plunger 15 den Kanal 19 und schliesst mit dem Plunger 14 den Kanal 20. Um diese Zeit beginnt das Betriebsmittel aus dem Raum 10 über den Kanal 19, den Raum 18 und den Kanal 21 dem Raum 12 zuzufliessen. In dieser Weise nimmt der Druck des Betriebsmittels im Raum 12 zu, bis er gleich dem Druck des Betriebsmittels im Raum 10 wird.
Wegen einer Differenz der Flächen des Differentialkolbens 7, welche einem gleichen Druck in den Räumen 10 und 12 ausgesetzt werden, versetzt sich der Kolben 7 zusammen mit dem Schieber 13 nach links so lange, bis die Ringnut 31 und der Kanal 24 zum Ausfluss des Betriebsmittels aus dem zusätzlichen Raum 16 abgesperrt werden.
Zu dieser Zeit steigt der Druck innerhalb des zusätzlichen Raumes 16 an, bis er gleich dem Druck in dem zusätzlichen Raum 17 wird, und die kinetische Energie der Feder 29 lässt den Schieber 13 in seine Ausgangslage zurückkommen, wonach sich der Kolben 7 ebenfalls nach rechts zu bewegen beginnt, d. h. sich der Zyklus der hin und her gehenden Bewegungen des Kolbens 7 von neuem wiederholt.
Der Kolben 7 wird die hin und her gehenden Bewegungen so lange vollführen, bis das Betriebsmittel unter Druck dem Raum 10 zufliesst.
Die Schwingungszahl des Kolbens 7 kann sich durch eine Verminderung bzw. Vergrösserung der dem Raum 10 zuzuführenden Betriebsmittelmenge verändern.
Die Schwingungsweite wird leicht durch die Klappe 33 eingestellt, da diese eine Schwingungsweite von der Null bis einem beliebigen Sollwert zu erreichen gestattet.
Die erfindungsgemässe konstruktive Bauart des hydraulischen Rüttlers vereinfacht die Einstellung und Regelung der Schwingungsgrössen (Schwingungsweite und -zahl) und ermöglicht eine Fernsteuerung der Schwingungszahl.
Daneben gewährleistet der erfindungsgemässe hydraulische Rüttler eine breite Palette von geringen und grossen Schwingungsweiten, wodurch er umfangreich in verschiedenen Industriezweigen verwendet werden kann.
The invention relates to a hydraulic vibrator 1er.
The hydraulic vibrator according to the invention is best suited for vibratory turning for the drives of the executing organs of the machine tools for metal-removing forming, such as grinding, honing and lathes.
This hydraulic vibrator can also be used in vibratory conveyors, vibratory hopper feeders, etc.
There are hydraulic vibrators for the drives of executive organs known which have a housing with a differential piston introduced therein. A double plunger slide is coaxially installed in this piston.
The piston forms three spaces with the housing, the first of which lies between the side surface of the housing and that of the piston, where its diameter is smallest, the second between the housing and one piston end, the third between the housing and the other piston end .
The first space is connected to a pressure line and the second to a drain line. The third space alternately connects to the first and second spaces by means of the said slide via the channels guided in the piston body, so that the differential piston performs back and forth movements.
The slide is loaded with a spring, the force of which is regulated by a screw attached coaxially to the said slide.
A movable sleeve with outflow openings for adjusting the oscillation amplitude of the differential piston with the aid of a nut located in the housing opens into the second space.
The oscillation frequency of the differential piston is controlled by the fact that the first space is supplied with a compressed medium under a certain pressure with the appropriate position of the movable sleeve and the spring force of the slide, which are regulated by means of the nut and screw (see e.g. copyright certificate no. 174921, class 47h22; Int. Class F06 h, USSR).
The hydraulic vibrators described above do not ensure an oscillation amplitude below one millimeter, which is necessary for driving machine tools for metal-cutting forming.
In addition, the number of vibrations of the differential piston depends on many influencing factors, namely on the fluid to be pumped, its pressure, the spring force of the slide and the position of the movable sleeve. The force of the slide spring is in turn dependent on the position of the movable sleeve, which is set by the nut.
All in all, this makes it more difficult to control the specified variables for the vibratory movements of the differential piston, i.e. the number and width of vibrations, during operation.
The further disadvantage of the known hydraulic vibrator is its structural complexity, since the piston is provided with numerous radial and longitudinal channels and blind holes which connect the third space with the first and second space.
In this hydraulic vibrator, the slide is connected to the differential piston by a ring with a pin, which is located in the radial slots of the differential piston, so that it cannot ensure a symmetrical movement of the differential piston and also generates an impact, i.e. operational noise, which is harmful to the health of the operators.
The invention aims to eliminate the disadvantages mentioned.
It is based on the task of creating a hydraulic vibrator for driving an executing organ, in which the slide in the differential piston is arranged in such a way that it can alternate thanks to the liquid that flows into it from the space connected to a pressure line Can move connection of the third space with the first and second space, whereby an oscillation amplitude of the differential piston below a millimeter is achieved with a shock-free and noise-free operation of the latter.
The object is achieved in that in the hydraulic vibrator for the drive of an executing organ, a differential piston is introduced within its housing, which with this housing forms three spaces, a first of which is between the side surface of the housing and that of the differential piston and with a pressure line is connected, a second is located between the housing and one end of the differential piston and is connected to a discharge line and a third is arranged between the other end of the differential piston and the housing and alternating with said spaces by means of a spring-loaded double piston slide coaxially inserted in the differential piston is connectable, according to the invention in the differential piston additional closed spaces on the side facing the slide faces,
which can be connected to the first specified space via throttles of unchangeable cross section and to the second specified space via throttles of variable cross section are provided.
The hydraulic vibrator designed according to the invention for driving an executing organ generates an oscillation amplitude of the piston below one millimeter with a symmetrical or asymmetrical movement of the differential piston, thereby expanding the range of application of the hydraulic vibrator, the structural shape, the setting and control of the Vibration parameters of the differential piston simplified, shock-free and noise-free operation of the hydraulic vibrator ensured.
A specific embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawing, in which the hydraulic vibrator according to the invention is shown in a longitudinal section.
The hydraulic vibrator for driving an executing organ has a housing 1 which is composed of a cylindrical part 2 and two covers 3, 4. Two channels 5 and 6 are guided in the housing 1. The channel 5 provides for the connection to a drain line (not shown) and the channel 6 for the connection to a pressure line (not shown). Inside the housing 1 is a differential piston 7, consisting of two sections, namely a section 8 with the larger diameter D and a section 9 with the smaller diameter d. The piston 7 forms three spaces with the housing 1. A first space 10 lies between the side surface of the cylindrical part of the housing 1 and that of the section 9 of the piston 7 with the smaller diameter.
This space 10 connects to the pressure line via the channel 6. A second space 11 is located between the cover 4 of the housing 1 and one end of the piston 7. This space is connected to the drainage line via the channel 5.
A third space 12 is arranged between the cover 3 of the housing 1 and the other end of the piston 7.
A slide 13 with two plungers 14 and 15 located at a certain distance from one another is introduced coaxially into the piston 7. The end faces of the slide 13 form additional closed spaces 16 and 17 with the piston 7.
The slide 13 provides an alternating connection of the space 12 with the space 10 and space 11. For this purpose, the space 18 located between the piston 7 and the plungers 14, 15 is via a channel 19 with the space 10, via a channel 20 connected to room 11 and via a duct 21 to room 12.
The additional spaces 16 and 17 are connected to one another and to the space 10 connected to the pressure line via a channel 22 and throttles 23 of invariable cross section.
Any design suitable for the intended use can be used as a throttle with an unchangeable cross section.
The additional space 16 connects via a channel 24, a throttle 25 of variable cross-section and a channel 26 to the space 11 connected to the drainage line. The additional space 17 is via a throttle 27 of variable cross-section, the space 12 and the channels 21, 20 connected to the room 11 connected to the drainage line.
Within the additional spaces 16 and 17 there are springs 28 and 29 which keep the slide 13 in its initial position, i. H. when the plunger 15 closes off the channel 19 connecting the space 18 with the space 10, hold tight.
The throttle 25 of variable cross-section represents two annular grooves 30 and 31. The annular groove 30 is cylindrical
Part 2 of the housing 1 and the annular groove 31 guided in section 9 of the piston 7. The annular grooves 30 and 31 have sharp working edges, by means of which the space 16 is quickly separated from the space 11, so that the pressure in the spaces 16 and 17 is rapidly equalized.
The throttle 27 of variable cross-section is designed as a combination of a nozzle and a flap, the nozzle 32 being located on the piston 7 on its end face and the flap 33 being fastened with a bolt 34 of the cover 3.
The face of the piston 7 located in the section 9 connects to a part 35 connected to the executing element (not shown).
So that the differential piston can perform a symmetrical movement, it is necessary that the section 9 of the piston 7 with the smaller diameter d to the section 8 of the piston 7 with the larger diameter D is in a ratio that arithmetically after
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is determined.
The hydraulic vibrator for driving an executive organ works as follows.
At the beginning the slide 13 is in its starting position, the channel 19 is blocked by the plunger 15, and the room 10 has no connection with the room 12.At this time, the room 12 connects via the channel 21, the room 18 and the channel 20 with the room 11.
When a pressurized operating medium is supplied to space 10, the liquid passes through throttles 23 and channel 22 into additional spaces 16 and 17.
Because the throttles 23 cause a large pressure gradient in the space 10, the additional spaces 16, 17 and the space 12, the differential piston 7 begins to move to the right (in the drawing). The piston 7 now moves until the end face of the nozzle 32 approaches the flap 33 and thereby creates a pressure in the additional space 17 that is sufficient for the movement of the slide 13 to the left. Here, the spring 29 contracts, and the slide 13 opens the channel 19 with its plunger 15 and closes the channel 20 with the plunger 14. At this time, the operating medium begins from the room 10 via the channel 19, the room 18 and the Channel 21 to flow into room 12. In this way, the pressure of the operating medium in space 12 increases until it becomes equal to the pressure of the operating medium in space 10.
Because of a difference in the areas of the differential piston 7, which are exposed to the same pressure in the spaces 10 and 12, the piston 7 moves together with the slide 13 to the left until the annular groove 31 and the channel 24 to the outflow of the operating medium the additional room 16 are locked.
At this time, the pressure within the additional space 16 rises until it becomes equal to the pressure in the additional space 17, and the kinetic energy of the spring 29 allows the slide 13 to return to its original position, after which the piston 7 also moves to the right starts moving, d. H. the cycle of the reciprocating movements of the piston 7 is repeated anew.
The piston 7 will carry out the reciprocating movements until the operating medium flows into the space 10 under pressure.
The number of vibrations of the piston 7 can change by reducing or increasing the amount of operating medium to be supplied to the space 10.
The oscillation amplitude is easily adjusted by the flap 33, since this allows an oscillation amplitude from zero to any desired value to be achieved.
The structural design of the hydraulic vibrator according to the invention simplifies the setting and regulation of the vibration magnitudes (vibration amplitude and number) and enables remote control of the vibration number.
In addition, the hydraulic vibrator according to the invention ensures a wide range of small and large oscillation amplitudes, as a result of which it can be used extensively in various branches of industry.