Vorrichtung für hydraulische Kraftübertragung
Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung fair hydraulische
Kraftübertragung zum Gegenstand, die mit einem: schnelleren
Zustellhub von geringerer Kraft automatisch auf einen lang-
sameren Ar beitshub,von größerer Kraft entweder druck- oder
wegbedingt umschaltet, möglichst vielseitig- verwendbar und
einfach ist: Solche Vorriphtungen können zum Pressen,
Stanzen, Kisten, Schneiden, Prägen, Spannen, Zustellen,
Bremsen, Bei Blasmaschinan oder zum Kokallanguß beispielsweise
Verwendung finden.
Zylinder mitEilrlang ,sind bekannt. Sie sind entweder dadurch
gekennzeichnet, daß: ein kleiner Kolben 'im Eilgang Einen.
gleichachsig angeordneten großen Kolben mitschleppt, wobei
vom großen Kolben drucklose Flüssigkeit- angesaugt -wird und
beim Ansteigen- des Widerstandes der große Kolben mit Druck-
Plüssgkeit-beaufschlagt wird, oder dadurch,, d-aß der größere
Druck beim Arbeitsgang durch Druckübersetzung erreicht wird,
oder dadurch, daß ein Arbeitszylinder über ein ausserhalb--
deo Zylinders liegendes Schaltsystem während des Eilganges
durch eine Pumpe mit großär Literleistung und geringem Druck
und während des- Arbeitsganges durch eins Pumpe mit Bernger"
Listerleistung und großem Druck beschickt wird. ,Alle diese
Ausführungen haben -Nachteil: So erfordert -das Ansaugen druck-
loser Flüssigkeit Zeit, eine eigene Leistung hierfür und
ein großes: Überdruckventil, eine Druckübersetzung bedingt
große
Bauhöhe und ermöglicht keinen Krafthub zurück, die dritte-
Ausführung erfordert eine -Hoch-Niderdruckpumpe mit komplizier-
tem Schaltsystem.
Eiei anderen Vorrichtungen mit Eilgang wird bei zwei konzen-
trisch angsä.rdneten Kolben verschiedenen Durchmessers der
Eilhub mit dem kleineren Kolben und der Arbeitshub nach
Sperrung des kleinen Zylinders mit dem größeren Kolben -ausga=
übt, wobei die Ueaurschlagungsfläche des Arbeitskolbens durch
gesgnet. angeordnoteDichtungen während des im Eilgang er-
Forderlichen Anutellhubes gegen die Druckflüssigkeit abge-
dichtet ist" rJi daß diese keine nennenswerte Uirkung auf den
Arbeitskolben e,ustiFben kann. Hei diesen Vorrichtungen ist
ein
.Überdruckventil notwendig, welches den F1uß der Flüssig-
keit unter die Geaufechlagungafläche das Arbeitskolbens
erst dann freigibt, wann der Anstellkolben auf Widerstand
stäst. Bei einer Ausführung dieser Art läuft der Anstell-
kalben in einem Ansätz am Arbeitskclben, und dieser An-
setz ist :wieder druckdicht und beweglich in einer Sohrung"
des großen Zylinders angeordnet. Hier ist eine getrennte
Leitung .zum großen Kolben unter 'Dazwischenschaltung eines
Üb@Tdruck- und unes.Rückschlagventiles notwendig. Bei
einer andseren Ausführung dieser Art entfällt zwar eine
getrennte äussgre LetHung zu großen Kolben, doch sind
die Zylinder nAht taleskopartig angeordnet. Der Anstell-
kalben läuft in einem,Ansatz am großen Zylinder und wird
während des .Arbeitsganges durch die im Inneren des Ar-
beitIknlb;ens: verdrängte Flüssigkeit weiter beaufschlagt.
Der Nachteil der ersteren Ausführung liegt darin, daß
ausser dem Überdruckventil und dem Rückschlagventil eine
getrennte Leitung zu@großun Zylinder und viele Dichtungen
notwendig sind. Der Nachteil der zweiten Ausführung liegt
darin,, dA dar große Kolben einen verhältnismässig großen
Durchmesser aufweisen mußda durch die Druckumsetzung
Kreft verlören geht, und daß der ganze Zylinder im Durch--
,Meer .und der Höhe größer gebaut sein muß, als- ein Zy-
linder gemäß Windung gleicher Leistung, und schließlich
dadurch, da13 kein Krafthub zurück möglich ist. In beiden
Fällen ist die Bauweise verhältnismässig kompliziert.
Bei einem bereits bekannten Teleskopzylinder mit Eilgang -
werden beide Kalben während des Eilganges-parallel beauf-
schlagt. Damit eich der große Kolben nicht sofort bewegt,
wird dieser durch eine m.echanische.Bremae zurückgehalten.
Der kleine Zylinder wird über ein-im Arbeitskol en anga-
ordnetes Rücksahlagventil beschibktw:welchee bei der:
inneren Endstellung des grüßen Kolbens zwangsweise
durch
einen Anschlagstift .offen gehalten wirdDiese Anordnung
'hat den Nachtei.¢ -daß der E.igeng nur
Überwinden kann, die Br:amse -den fil@rbeteylinu®t- at@nlt'E
und der Druck, bei dem der'-Arbeitsgang beginnen sollt
nicht genau einstellbar ist*
Alle bisher besuhriebe.ngn U.brri:chtungen fischalten nur .
druckbedingt nicht aber w'ägbeldingt auf Arbeitsgang ums
Es ist ein Ziel der, vorliegenden Erflndung, die Nachteile
der bekannten Vnrt-chtüngen zu vermelden `und eine- ueew
besserte Vorrichtung va eZUeehen$:°-wsrithe, bei mögÜnhst
@ ... _ .
geringer SauhMhe und. sen@etiten 4uameßen :dcld urltlbr-: Uar#m
meidüng vieler -1fantile ai.iänge.tn. Qi.hturge#.r _a.t@#.-
. .
fathatyr Art und Weise# ohne .hohe -fertgugicett'=harü»
etbile n ist -allentretee:zbngr@Cs eine b:oot4ebbsieherr
Funti.flivoll und ga`enUge leistet. und:ti.eleei.g.,@!@r.
wandbar ist. .- - - ,-. - - ._-
Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin,
daß der resultierende Druck auf die Beaufschlagungsflächen
der Arbeitskolben abhängig ist vom Druck, der auf die
untere Be@aufschlagungsfläche wirkt und dem Gegendruck,
wirkend auf die obere Beaufschlagungsfläche.
Durch -eine derartige Maßnahme wird ein vollkommen neuer
Ka nstruktionsweg beschritten. Die an sich widersinnig
erscheinende Maßnahme, daß man einer Beaufschlagungsflächs
eine entgegengesetzt wirkende Beaufschlagungsfläche ant-
gegensetzt, wird dadurch begründet,, daß man jetzt in der.
Lage ist, den Arbeitskolben in Abhängigkeit vom Anstell-
kalben ganz oder teilweise zurückzuhalten-. Dieses Zurück-
halten des Arbeitskolbens kann auf die verschiedenste Art
und Weise erfolgen. Es ist möglich, den resulier4anden
Druck so zu ändern, daß man bei gleichwirkeendem Gegen-
druck eine immer größer wirkende Kraft auf den
wirken lässt snd dadurch in der Arbeitsrichtung
die Geschwindigkeit bzw. das Arbeitsvermögen das Kolbens
vergrößert. Es ist auch umgekehrt möglich, bei gleich-
b`leibgrrdem Druck auf die Beaufschlagungafläche, die den
Kolben in Arbeitsrichtung bewegt, Jetzt den Gegendruck
in seiner Größe zu ändern. Diese Maßnahmen können durch
die verschiedenen Konstruktionsmöglichkeiten erreicht
werden. Eine dieser
ist, daß ein auf beide
Beaufschlagungsflächen des Arbeitskölbang wirkender Druck
mit der daraus resultierenden Kraft diesen während des
Eilgangs teilweise oder ganz# dadurch zurückhält, daß der
innen auf den Arte itskolben wirkende Raktionsdruck, vorn
mehrt um den suf'den restlichen Teil das Arbeitszylinders
18 wirkendem Luftdruck größer ist als der auf den unteren
der unbehinderten Dsaufächlagung ausgesetzten Teil
16
des Arbeitskolbens wirkende Druck.
Sei dieser Ausführung ist also die den Arbeitskolbsn zurück-
haltende Kraft bzw. Gegenkraft zum Arbeitsdruck abhängig
vom Reaktionsdruck, herrührend aus dem Raum, der zwischen
dem Eilgangkolben und dem Arbeitskolben besteht.
Bei einer anderen Ausführung wird die Größe der Deaufschla-
gungsflächs geändert. Es wird hierbei so vorgegangen, da ß
die den Arbeitskolben in Arbeitsrichtung verschiebende
Seaufsählaguhgsrläche abgedeckt ist, so daß durch die
kleine Geaufsählagungsflächet die in Arbeitsrichtung wirkt
und der größeren Beaufsählagungsf-lüche,, welche den Gegen-
druck erzeugt, der Arbeitskolben in seiner Ruhelage ge-
halten wird.Bei einsr.geringfügigen Verschiebung das Ar-
beitskolbens in der Arbeitsrichtung ändert sich dann die
ƒeauFschlagungsfläähe in Arbeitsrichtung, so daß unter
Vermeidung eines Ventilgis jetzt zwar die gleichen Wirkungen
erzielt worden, d.h. der Arbeitskolben sich mit großer
Kraft in Arbeitariähtung bawegt,be Komplikation eines
llentiles vermieden wird und,, was wesentlich ist, man diese
Vergrößerung der Deaufschlagungsf'läche wegabhängig vom
Arbeitakol-ben machen kann. Man hat es in der Hand, die
Abdeckung der verschiedenen Beaufschlagüngsflächen ..
stufenweise so durchzuführen, daß eine gewünschte Charakte-
ristik inbezug Wegabhängigkeit und Arbeitsvermögen des
.Arbeitskolbens entsteht. Wesentlich ist dabei, daß für
diese Freigabe größerer oder zusätzlicher Beaufsnhlagunge#-
-
fl.ächen nur die normalert Schiebesitze das Arbeitsk.olbene
im
Gehäuse oder das Anetelkulbens verwandt wsrd®n. Eine Möglch--
keit,, den Gegendyüc@ zu, steigern und zu regulieren, besteht
darin, 4e'e.._z.urÜckfliessende Druckmitteln beispielsweise
durch
ein Ü_drep;en,rivänt-il;unter Druck Zu setzen.
Umeine rögi,i.bhst geringe -Baühdha .zV erreicheno wird zweck-
fit.. .,. ^. ,
mäsei9 ei.n.Tele"pzylnder vertdandet-. Des -Prcbem bei. '
einem 'te,;eeapzylind.ar mit Eilgang ,und Arbottsgeng liegt
in der zt.üc@f@altur das Arbeitszylindern während des
Elgat@e A-Deae wurde nüh erfipdungegemäa am ainfadh®ten
a edura i, erreicht, daß der i.onere Reaktionsdruck
im kleinen
ylindir dazu benützt wurde'. Um diä 'Opeufechlagdng des
Arbeitsköl't,ehe; @e;i einetli he st@mmteh Widerstignd zu exrsicheta"`
wag se .näheliegend@ d@n Zufluß ztt: dieasm über ein herdruck-
t<entil. zu .e.iter@. _ Die .erfinderischa Idee liegt nun
darin.
die @d_,daeireeitaciberas so zu-wählen" - daß, dieser
selbst
w113 ein,b$_i;drubkvehtill Wirkt
Eine..rid,ere ün,d..allgerneir@sr .entandbere Lösung des Probi.sms
'
z.igt ;eicfi-b-aieaufiatrh.sgung einen Tstles das Ahrheit
kol,bg@H ,trrährartt-dei -gilgangee über ,:e.n;e Drossel.
Hier
konnte wieder erfindungsgemäß die Form des ARbeitskol-
bens als weggebunden.e_Drossel wirken. Bei der Anwendung
einer Drossel zeigte sich ein besonderer Vorteil darin,
daß diese so eingestellt werden kann, daß der Eilgang vor .
Auftreffen auf einen Widerstand beendigt werden konnte,
so daß.vor Beginn des Arbeitsganges ein L'angsamgang statt-
fand. Dies kann z.B. bei Pulverpressen, Glaspressen oder-.
bei Heranführen eines Werkzeuges an ein Werkstück-von
Bedeutung sein, Durch die oben ausgeführte Ausbildung des
Arbeitskolbens als Ventil entfallen aber viele Ventile,
,Dichtungen und Leitungen.
Sei -der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird: nur ein Teil
des Arbeitskolbens gleichzeitig mit dem Anstellkolben wäh-
rend des Eilganges ungehindert beaufschlagt und der rast-
liehe Teil über -eine Drossel-. Erst während des Arbei ts-
ganges wird die ganze Fläche des Arbeitskolbens ungehn-
dert und ungedrosselt beaufschlagt. Da während des Eil-
ganges der innere Reaktionsdruck im Arbeitskolben der
4uerschnittsflä.e_he- des Anstellkalbens paropartianal ist,
braucht die der-ungedrosselten.8eaufschlagung ausgesetzte
Fläche des Arbeitskolbens;- nur, kleiner zu sein als die
des Anstall'kolbens, damit der Arbeitskn7:ben än seinen inne:.
ran Endstellung zurückgehalten wird. Versuche haben r-.
geben, daß diese Fläche sogar etwas gröfer sein kann, da
auf die restliche Fläche des Arbeitskolbens noch, der äussere
Luftdruck wirkt oder fall das 'abfliessende Druckmittel unter
Druck gesetzt wird. Unter Berücksichtigung dieser Umstände
tcönnen die Größe der der ungedrasselten Beaufschlagung ausge-
setzten Fläche des Arbeitskolbens und ein eventueller Druck
im
Abfluß genau' dem Druck angepasst werden, bei dem wunschgemäß
der Arbeitägang"beginnen soll. Dies hat beispielsweise- bei
Anwendung der Erfindung auf einen Bremszylinder Bedeutung.
Soll jedoch die Vorrichtung gemäß der Erfindung auf verschie-
dene Drücke einstellbar mit dem Arbeitsgang beginnen, kann
auch
zweckmässig zusätzlich ein :Überdruckventil angeordnet sein,
das beispielsweise durch Verstellen der Vorspannung
der.
Ventilfeder regulierbar ist.
Durch eine bestimmte Form des Arbeitskölbens, beispielsweise
ähnlich einem Dämpfungskalben, kann dieser die Wirkung
eines Überdruckventils oder einer Drossel ausüben. Im
ersten Falle muß die der Beaufschlagung ungehindert aus-
geseizte.Fläche:des Arbeitskolbens bei seiner inneren
Endstellung etwas größer sein als die Querschnittsfläche
des Anstellkolbens, im zweiten Falle kann sie auch wesentlich
kleiner sein. -
Um das Rückströmen des Druckmittels aus dem großen Zylinder.
zu ermöglichen, muß entweder eine Drossel oder ein R=eück-
achlagventil vorgesehen sein. Eine ähnliche Wirkung kann
jedoch auch durch eine- nur nach einer Richtung wirkende
Dichtung-, beispielsweise eine Innenlippendichtung, er-
ziolt werden.
Die anliegenden Zeichnungen .dienen n dem besseren Verständ-
nis der Erfindung. Aus den@einzelnen Figuren und der dazu-
gehörenden Beschreibung lassen sich noch weitere wichtige
Erlfindungsmerkmale und -vortei-le entnehmen.
Fig: 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen einfach wir-
-
kenden Druckzylinder mit Eilgang als eine der mö_glich:en.
Ausführungsformen einer Vorrichtung gemäß der Erfnd-u:ng..
Fig. 2 zeigt einen doppelwirkenden Druck- und -Zugzylinde-r;
"_
mit- Eilgang, Anschlag und Drossel" als eine weitere- y-
" mögliche. Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß _ --
der Erfindung, "
Fig. 3 zeigt eine anders Farm des Arbeitszylinders und eine
mögliche Anordnung eines Überdruck- und eines R.ück-
schlagventlesa
Fig. 4 zeigt eine weitere mögliche Ausbildung-des Arbeite-
" kolb-ens und die Anwendung einer Innenlippendichtung.
Fig. 1 zeigt einen hydraulischen Zylinder 1, in welchem ein
großflächiger Arbeitskolben 2 gleitet und durch geeignete'
Dichtungen 3 druckdicht abgedichtet ist.. Der Arbeitskolben
2 hat eine Bohrung.4, in der teldskopartig ein Anstellkal-
ben 5 gleitet, der gleichfalls mittels geeigneter Dichtungen
6 druckdicht abgedichtet ist. Das untere abgeschlossene Ende
des Zylinders steht über eine Druckleitung 7 mit einer
geeigneten hydratlis chen Kraftquelle (nicht eingezeichnet)
,in Vafb`indung: D.ae untere oder innere Ende des Arbeitskolbens
2 ist. unrteilhafterweise durch eine Platte B, die gleich-
zeitig als Ventillager dient, abgescheossen. Sie ist
mittels Schrauben 9 oder in sonst einer geeigneten Art
tnit der' Wandung des Arbeitskolbens 2 -verbunden oder mit
diesem in _ei.nem ,'Stück angefertigt. Länge der Mittelachse
der
Platte,8 ist ein Ventil 1o angeordnet, welches durch eine-`
DruckfedsT 11 mit dem Ende des Ventilstössels 12 gegen
die innere Fläch@e,1#3 des abgeschlossenen Endes des Zylin-
ders gedrückt wird. In der in Fig. 1 gezeichneten Stellung
befindet sich der Arbeitskolben ! in der inneren Endlage
und
der Stössel 12 des Ventils lo ist durch die Innenfläche
13 gegan die Wirkung der Feder 11 in Richtung des Pfeiles
A
verschöben, so daiß das Ventil 1n sich vom Ventilsitz 14
abhebt, Unterhal=b des Ventilsitzes münden Bohrungen 15,
welche durch die Platte 8 .hindurchführen. Die Aussenfläche
der Platte 8 hat einen verstehenden ringförmigen Ansatz,
ähnlich,, einem Dämpfunigskolben, der mit einem gewissen
Spiel,in eins zylinderfürmige Vertiefung 17 das abgeachlos-
se;nfen Zylinderendes' hineinragt. Der Aussendurchmesser des
rin.@förrngen Ansatzes 16 entspricht ungefähr dem Durchmesser
des Anste'llkol:bens, kann aber such kleiner sein.
Im Betriab-wird-_durch die Druckleitung 7 Drtfickflüssigkeit
aus einer geeigneten hydraulischem Kraftquelle, beispiels-
weise einer hydraulischen Pumps, in 'das untere-:a-bgeschlos-
sene Ende des Zylinders 17 eingeführt. Die Druckf-lüssigkeIt
fließt durch die Bohrungen 15 nach oben und gelangt durch
das offenstehende Ventil 9o unter -den Anstellkolben 5 und
drückt diesen mit verhältnismässig schnellem Vorschub. im
sogen. Eilgang in der Richtung des Pfeiles A. Während dieses
Vorganges ist die kreisringförmige B'saufschlagungsfläche
18 ausserhalb -des ringfürmgen Ansatzes der Platte 8'@durch
die gleichfalls kreisringförmige Fläche 19 ausserhalb der
zylinderförmigen Vertiefung 17 abgedeckt und kann n.ur ,-
durch einen schmalen: Spalt X zwischen dem äusseren Umfang
'des-ringförmigen Ansatzes 16 und der Zylinderförmigen V,er-
tiefung 17 durch dis dort in kleiner menge sindring,ende
Druckflüssigkeit beaufschl®gt werden.
.Aufgrund dieser Ausbildung erfolgt parallel zur Bsauf-
schlegu-ng des Anstallkolbens 5 während des Eilganges eine
8®aufschlogung das Arbeitskolbens 8, wobei der imierhalb
des Umfanges der zylinderförmigen Vertiefung 17 liegende
Teil voll und ungsdrosselt;, der übrig®- Teil 18 nur
über
den Spalt X b®eufschlagt werden.. Dem deLei auf den. Arbeite-
kalben ausgeübten Druck_in der Richtung -des Pfeilse A wirkt
jedoch der Reaktionsdruck der durch die Bohrungen
15 durch--
strömenden
entgegen, welcher in--Richt- ung
des Pfeiles 8 auf die Innenfläche der Platte B -wirkt, De -
gemäß einem besonderen Erfindungsmerkmal die nicht abgedeckte
8eaufachiagungsfläche der Platte 8 unge@fährt -die gleiche
qdar
eine klsiner'a- Größe aufweist, wie die Beaufschlagungsfläche
das Ansts-llkollbens, hebt der Druck von oben den auf diese
Fläche wirkenden Druck von unten auf, so daß nur der Druck
zur@Auswirkung kommt, der durch das durch den Spalt X ein-
dringende Druckmittel ausgeübt wird. Da die Menge dieses
Druckmittäls infolge der Drosselung, gering ist, wird
sich. dar Arbeitskolben während das Eilganges nur wenig ab-
heben. Erst wenn diese Bewegung größer als die Höhe
das
Spaltes X ist, kann eine ungsdrosselte Saaufschlagung der
ganzen Mcbe des Arbeitakolbsns,erfolgen. Die Höhe des
Spaltee.iat---daher so zu bemessen, dafi dann der Eilgang
be-
endigt .i-st Stti0-t der Arbeitskolben früher auf einen Wider-
stand, steigt der Druck im 'Innern des Arbeitszylinders 4
und im Raums 1;7 rasch an, so daß das Druckmittel rascher
durch den Zwischenraum X eindringt und der Ansatz 16 den
Raum 17' verlässt.
Die-Wirkun@ dieser Ausbildung des Arbeitskolbens ist die
einer -waggabundanen Drossel. Die Drosselwirkung-ist durch
die GrUa des Spiels X bestimmt, die. Dauer der Drossel-
wirkung durch die Höhe des Ansatzes i 6. Diese Anordnung
erübrigt ä4 eh auf eirfächsta Weise eine Abdichtung
gegenüber
dein "Arbeitskolben sowie Ventils und Leitungen zu diesem.
"
Wenn nach Besgdt-güng des Eilganges die ganze Fläche dee
Atba,,ite'kalbane ünrgedraseelt beauf schlagt wird folgte da
inzwischen der Ventilstüeeel nicht mehr aufliegt, das Druck-
,
mittel dem geringeren Widerstand und versucht, aus dem Raume
4 zurückzuströmen. Dadurch und durch die Wirkung der Ventil-
Feder .1 -1 schliesst eich d es Ventil 10. - Durch Weiterbewegung
des Arbeitskolbens entsteht Hochdruck innerhalb des Raumes
4 zwischen Anstellkolben und Ventil. Der Arbeitskolben wird
sich nunmehr langsam und mit großer Kraft in der Richtung
des Pfeiles A bewegen. Die in der Bohrung des Arbeitskalbens
eingeschlossene Flüssigkeit stellt nun eine praktisch nicht
zusammendrüc-kbare Verlängerung des Anstellkolb®na dar.
Fig. .2 zeigt einen doppelwirkenden Druck- und Zugzylinder
mit
Eilgang gemäß Erfindung. Der Druckgang in Richtung A voll-
zieht sich hier ganz ähnlich,wde unter Fig. 1 beschrieben.
Nur wird hier das. -Druckmittel aus dem Raume 2a über den An-
schluß 21 beispielsweise zum (nicht eingezeichnhen) Tank
fliessen. Beim_Druckgang in Richtung B wird: der Anschluß 21
mit der Pumpe verbunden und der AnschluD.1 mit dem Tanke
Dadurch werden beide Kolben, der An@atel-lkälben.. 5 . und
der
Arbeitskolben 2, beaufschlegtDa sich der Anstellk®lben
wegen ddr im Arbeitskolben.eingeschlose®nen Flüssigkeit
vor-
läufig in diesem nicht bewegen .kann,.wird.er aiph nur gemein-
eam: mit dem Arbeitskolben in Richtung B bewegen,
Soll die
dabei ausgeübte Zugkradt: größer a :ein _ale- der @ Ringflä.oh®
den
Anstellkalbans entsprechen würde, muß dar Anatallkalben durch
@ -
dean.Arhatakglb®n mitgenommen wqrdenDazu dignt exfIndung8-
gemäß der.Anschiag 22, der am oberen Ende das Arbeite-
kolbBns entweder durch Schrauben oder auf sonst eine geeig-
knete Weiss- befastigt ist oder mit diesem in einem Teil
gefertigt wird. Dieser Anschlag ragt in die Bohrung 4 soweit
hinein, daß der Anstellkolben an diesem nicht vorbeikann,
anderseits muß aber zwischen dem Anschlag 22 und der Kalben
Stange 23 nach genügend Raum freigelassen werden, um ein
Rückströmen: das Druckmitt®ls beim Druckgang sowie eine Beauf-
schlagung dpa,@Anetellkolbene beim Zug zu ermöglichen. Falls
eine größere Kraft beim Zug erforderlich ist, wird der Zy-
linder in seinem Ahst®nd zum Widerstand so eingestellt, daß
bei Beendigung des Eilganges der Anatellkalben nahe dem
40-:
-1-6en-stehen bleibt, so daß er beim Rückgang das
Arbeite, kolb@e@na von diesem mitgenommen wird.
Am, Boden das.;Ärbeitszylinders ist eine Drossel 24
angeordnet
die hier ele,Deosselenrichtung mit Umfangskarbe gezeichnet
ist, aber ebenso durch eine Drosselschraube, eins Drossel-
einrinhtung reit Axialkerbe oder sonst irgendeine Vorrichtung,
die eins Veränderung das Durchflußqu®rechnittes von 7 unter
die Fläche 18 das Arbeitskolbens bewirkt. Sie hat den
Zweck,
die durch tiae Spiel X während das Eilganges fliessende
Plenge an Druckmittel regelbar zu vergrößern. Dadurch kann
der Eilgang Schon vor dem Auftreffen der Kolbenstange
23
auf einen Wid,erstahd beendigt werden, da durch ein echnelleraa
Abheben das Arb®itekolbens 2 der Spalt X-schnellder geöffnet
wird.. _. ,
Fig. 3 zeigt eine andere Form des Arbeit-skcibens und eine
mögliche Anwendung von Überdruck und Rückschlegventilbei
einer fägl@ Vorrichtung gemäß der Erfindung. Im abge-
schlossenen Ende des Zylinders 1 sind zwei rechtwinklig
zueinänder liegende Kanäle 25, 26 angeordnet. Der Kanal
25 mündet in die zylinderförmige Vertiefung 17 und der
Kanal 26 mündet 4R e gegenüber der durch de-n ringförmigen
.
Ansatz 16 abgedeckten Seaufschlagungsfläche 18 das Arbeite-.
c"/%
kolbens. Im Kanal 25 ist ein Überdruck/bekannter Art ange-
ordnet, weiches durch Verstellen der Vorspannung einer
Feder oder durch Auswechseln dieser Feder auf einen. bestimmten
Druck einstellbar ist. Zwei ebenfalls zueinander rechtwinklig
angeordnete weitere Kanäle 27, 28 sind zur Aufnähme eines
Rückschlagventils bestimmt, das einen üurchfluß des :Druck-
mittels. nur in der Richtung vom Raums unter der Fläche
10
zur Vertisfun-g 17 zuläßt.
Das Uberdreuckventil hat, falls der Arbeitskolben als Drossel
ausgebildet ist, den Zweck, bei einem bestimmten Widereta,nd
den Arbeitshub sofort -einzuleiten: Das Rückachlagvaitil hat
unter andbrem dann einen Zweck, wenn eine.große-Arbeitege-
schwindigkeit gefordert wird: und eine Dämpfung de® Arbeite-
kclbene beim Rückgang nicht notwendig ist. Bei Anwendung
beider Ventile: kann auch ein kombiniertes Überdruck-R'ück-
schlagventil verwendet werden.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung einer Vorrichtung gemäß
der Erfindung, bei der der ArbBi_tskalben als Überdruckventil
ausgebildet ist und eine Abdichtung des Ansatzes 16 gegenüber
der Innenwand der Bohrung 17 durch eine Innenlippendichtung
29
erfolgt: Der Durchmesser des Ansatzes 16 ist etwas größer
als der Durchmesser des Anstsllkolbens, so daß beim Umschalten
auf Arbeitsgang der Druck auf den Ansatz 16 gleich ist dem
Reaktionsdruck im Anstellzylinder, vermehrt um den äusseren
Luftdruck auf die Fläche 18 des Arbeitskolbens. Die
Dichtung
muß in Richtung. A abdichten und in Richtung B den Durchfluß--
des Druckmittels freigeben. Hier ist beispielsweise eine
Innenlippendichtung gezeigt. Diese Vorrichtung hat dann
einen Zweck, wenn der Arbeitsgang nur bei einem bestimmten
Mindestdruck einsetzen darf und bis dorthin der Arbeitskolben
keinerlei Bewegung ausführan'soll. Durch Steigerung des Druckes
im Abfluß, beispielsweise durch Anordnung ä eines Vorspann-
ventilee zwischen dem Raum 2a und dem Tank, kann der Umschalt-
kontakt erhöht u-nd geregelt werden.
Dies kann beiapislaweise dann von Bedeutung sein, wenn bei
einerMaac,hine Merkstücke mit Hand eingeführt werden und
eins Gaf'ährd,ung, durch zu frühes Einsetzen des Arbeitshubes
ve.rmiddan werden soll.
Eine atufan.färmge Ausführung der Fläche 18 des Arbeite-
kalbens ermöglicht eine stufenweise Steigerung der ArbBits-
kraft..
Hydraulic power transmission device
The present invention has a device fair hydraulic
Power transmission to the object with a: faster
Infeed stroke of less force automatically to a long
Sameren work stroke, of greater force either pressure or
changes depending on the path, as versatile as possible and
is simple: Such arrangements can be used for pressing,
Punching, boxes, cutting, embossing, clamping, delivering,
Brakes, for example with blow molding machines or for Kokallan casting
Find use.
Eilrlang cylinders are known. You're either through
characterized in that: a small piston 'in rapid traverse a.
coaxially arranged large piston entrains, whereby
Pressureless liquid is sucked in by the large piston and
when the resistance increases, the large piston with pressure
Plüssgkeit is acted upon, or thereby, d-ate the greater one
Pressure is achieved during the operation by pressure intensification,
or by the fact that a working cylinder has an outside--
deo cylinder's horizontal switching system during rapid traverse
by a pump with a large capacity per liter and low pressure
and during the process by a pump with Bernger "
Lister performance and high pressure is charged. ,All these
Versions have the disadvantage: So suction requires pressure
loose fluid time, a separate achievement for this and
a large one: pressure relief valve, a pressure booster requires a large one
Height and does not allow a power stroke back, the third
Execution requires a -high-low pressure pump with complicated-
system switching system.
Other devices with rapid traverse are used in the case of two
trisch angsä.rdneten pistons of different diameters
Rapid stroke with the smaller piston and the working stroke after
Blocking the small cylinder with the larger piston -ausga =
exercises, whereby the Ueaurschlagungsfläche of the working piston through
blessed. angeordnote seals during rapid traverse
Required anutell stroke against the hydraulic fluid
poems is "rJi that this has no noteworthy effect on the
Working piston e, ustiFben can. Hei of these devices is a
. Overpressure valve necessary, which reduces the flow of the liquid
speed under the bearing surface of the working piston
only then releases when the adjusting piston has resistance
stäst. With this type of design, the
calve in one approach to the workcloth, and this
set is: again pressure-tight and movable in one socket "
of the large cylinder. Here is a separate one
Line .to the large piston with a
Overpressure and unes.check valves necessary. at
another version of this type is not applicable
separate outer size letHung to large pistons, but are
the cylinders are arranged like a talescope. The clerk
Kalben runs in one, neck at the large cylinder and becomes
during the work cycle through the inside of the work
BeitIknlb; ens: displaced liquid continues to act.
The disadvantage of the former design is that
apart from the pressure relief valve and the non-return valve one
separate line to @ grossun cylinder and many seals
are necessary. The disadvantage of the second version is
in it, the large piston is a comparatively large one
Must have a diameter because of the pressure conversion
Kreft is lost, and that the whole cylinder in the through-
, Sea. And the height must be built higher than a cycle
less according to the turn of the same power, and finally
due to the fact that no power stroke back is possible. In both
In some cases, the construction is relatively complicated.
In the case of an already known telescopic cylinder with rapid traverse -
both calves are acted on in parallel during rapid traverse
beats. So that the large piston does not move immediately,
this is held back by a mechanical brake.
The small cylinder is specified via a -in the working piston
properly arranged Rückahlag valve: welchee at the:
inner end position of the piston forcibly greet
a stop pin is held open This arrangement
'has the disadvantage. ¢ -that the E.igeng only
Can overcome, the Br: amse -den fil @ rbeteylinu®t- at @ nlt'E
and the pressure at which the 'operation is to begin
is not exactly adjustable *
All previously besuhriebe.ngn U.brri: gtungen only fish.
Due to the pressure, not due to the work process
It is an aim of the present invention to address the disadvantages
the known events to report `and a-ueew
better device va eZUeehen $: ° -wsrithe, if possible
@ ... _.
low SauhMhe and. sen @ etiten 4uameßen: dcld urltlbr-: Uar # m
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Funti.fli fully and ga`enUge. and: ti.eleei.g., @! @ r.
is changeable. .- - -, -. - - ._-
The solution to the problem according to the invention is to
that the resulting pressure on the application surfaces
the working piston depends on the pressure that is applied to the
the lower impact surface acts and the counter pressure,
acting on the upper impact surface.
Such a measure becomes a completely new one
Ca nstruction path taken. Which in itself is nonsensical
appearing measure that you have a loading surface
an oppositely acting impact surface ant-
opposed, is justified by the fact that one is now in the.
Is able to adjust the working piston depending on the
to withhold calving in whole or in part. This back
holding the working piston can be done in a wide variety of ways
and be done in a manner. It is possible to change the result
To change the pressure in such a way that one
pressure an increasing force acting on the
can thus work in the direction of work
the speed or the working capacity of the piston
enlarged. It is also possible the other way round, with the same
permanent pressure on the admission surface, which the
Piston moved in working direction, now the counter pressure
change in size. These measures can be carried out by
the various construction options achieved
will. One of these
is that one on both
Pressure acting on the surfaces of the working collar
with the resulting force this during the
Rapid traverse partially or completely # holds back by the fact that the
Reaction pressure acting on the inside of the piston, in front
increases by the remaining part of the working cylinder
18 acting air pressure is greater than that on the lower
Part 16 exposed to unhindered support
of the working piston acting pressure.
In this version, the working piston is back
holding force or counterforce dependent on the working pressure
from the reaction pressure resulting from the space between
the rapid traverse piston and the working piston.
In another version, the size of the disconnection
changed area. The procedure here is that ß
which moves the working piston in the working direction
Seaufsählaguhgsrläche is covered so that by the
small area that acts in the working direction
and the larger assertions, which the opposing
pressure generated, the working piston in its rest position
If there is a slight shift, the work
The working piston then changes in the working direction
ƒeauFschlagungsfläche in the working direction, so that under
Avoiding a valve gis now has the same effects
has been achieved, ie the working piston with large
Strength in worker sewing bawegt, with complication of one
llentiles is avoided and, what is essential, you get these
Enlargement of the de-impact area depending on the path
Work piston can do. It's in your hand
Coverage of the various impact areas.
to be carried out gradually in such a way that a desired character
ristics in relation to travel dependency and work capacity of the
.Working piston arises. It is essential that for
this release of larger or additional requirements # - -
fl. only the normalized sliding seats surface the working piston in the
Housing or the Anetelkulbens related wsrd®n. One possibility
The ability to, increase and regulate the counter yüc @ exists
therein, 4e'e .._ z.back-flowing pressure means through, for example
a Ü_drep; en, rivänt-il; To put under pressure.
In order to achieve a rögi, i.bhst low -Baühdha .zV o is purposeful-
fit ...,. ^. ,
mäsei9 ei.n.Tele "pzylnder vertdandet-. Des -Prcbem bei. '
a 'te,; eeapzylind.ar with rapid traverse, and Arbottsgeng lies
in the zt .üc @ f @ altur the working cylinders during the
Elgat @ e A-Deae was soon invented on ainfadh®ten
a EDURA i, achieved because of the ß i.onere reaction pressure in the small
ylindir was used for this'. To diä 'Opeufechlagdng des
Arbeitsköl't, before; @e; i einetli he st @ mmteh Resistive to exrsicheta "`
dare to be close @ d @ n inflow ztt: theeasm over a herdruck-
t <entil. to .e.iter @. _ The .inventive idea now lies in this.
the @ d_, daeireeitaciberas so to-choose "- that, this himself
w113 a, b $ _i; drubkvehtill Acts
A..rid, ere ün, d..allgerneir @ sr .entandbere solution of the probi.sms'
z.igt; eicfi-b-aieaufiatrh.sgung a Tstles the Ahrheit
kol, b g @H, trrährartt-dei -gilgangee over,: en; e throttle. here
could again according to the invention the shape of the working group
bens act as weggebunden.e_Drossel. In the application
a throttle showed a particular advantage in that
that this can be set so that the rapid traverse before.
Encountering a resistance could be ended,
so that before the start of the process, a slow process takes place
found. This can be done, for example, with powder presses, glass presses or -.
when moving a tool to a workpiece from
Being meaningful, through the above-mentioned training of the
Working piston as a valve, but many valves are omitted,
, Seals and pipes.
Be the device according to the invention: only a part
of the working piston at the same time as the adjusting piston
at the end of the rapid traverse and the locking
borrowed part about -a throttle-. Only during work
the entire surface of the working piston is
applied in a modest and unthrottled manner. Since during the express
ganges the internal reaction pressure in the working piston of the
4uschnittsflächee_he- of the adjusting calves is paropartianal,
needs the exposed to the-unthrottled
Area of the working piston; - only to be smaller than that
of the installation flask, so that the workstation changes its position.
ran end position is held back. Attempts have r-.
give that this area can even be a little larger than that
on the remaining surface of the working piston, the outer one
Air pressure acts or falls under the outflowing pressure medium
Pressure is applied. Taking these circumstances into account
t can determine the size of the uncontrolled exposure
set area of the working piston and any pressure in the
The discharge can be adjusted exactly to the pressure at which it is desired
the work "should begin. This has, for example, at
Application of the invention to a brake cylinder meaning.
However, if the device according to the invention is to be used on different
These pressures can also be set to begin the operation
expediently additionally a: overpressure valve be arranged,
for example, by adjusting the bias of the.
Valve spring is adjustable.
By a certain shape of the working piston, for example
similar to a damping calf, this can have the effect
a pressure relief valve or a throttle. in the
in the first case, the loading must be prevented unhindered.
Pickled.surface: of the working piston at its inner
End position must be slightly larger than the cross-sectional area
of the adjusting piston, in the second case it can also be significant
be smaller . -
About the return flow of the pressure medium from the large cylinder.
to enable, either a throttle or a R = back-
be provided achlagventil. Can have a similar effect
but also by acting in one direction only
Seal, for example an inner lip seal,
be ziolt.
The attached drawings are intended to provide a better understanding
nis of the invention. From the @ individual figures and the accompanying
belonging description can be further important
Find features and advantages of the invention.
Fig: 1 shows a vertical section through a simple we-
printing cylinder with rapid traverse as one of the possible: s.
Embodiments of a device according to the invention.
Fig. 2 shows a double-acting push and pull cylinder; "_
with- rapid traverse, stop and throttle "as a further- y-
"possible. embodiment of a device according to _ -
the invention, "
Fig. 3 shows another farm of the working cylinder and one
possible arrangement of an overpressure and a reverse
blow ventlesa
Fig. 4 shows a further possible training-the work-
"kolb-ens and the use of an inner lip seal.
Fig. 1 shows a hydraulic cylinder 1, in which a
large working piston 2 slides and through suitable '
Seals 3 is sealed pressure-tight .. The working piston
2 has a hole. 4, in which an adjustable caliper
ben 5 slides, which also by means of suitable seals
6 is sealed pressure-tight. The lower closed end
of the cylinder is via a pressure line 7 with a
suitable hydratical power source (not shown)
, in binding: D.ae lower or inner end of the working piston
2 is. unfavorably by a plate B, which is equally
early used as a valve bearing, shot down. she is
by means of screws 9 or in any other suitable way
tnit the 'wall of the working piston 2 -connected or with
this in _ei.nem, 'piece made. Length of the central axis of the
Plate, 8 a valve 1o is arranged, which by a-`
DruckfedsT 11 with the end of the valve stem 12 against
the inner surface @ e, 1 # 3 of the closed end of the cylinder
which is pressed. In the position shown in FIG
is the working piston ! in the inner end position and
the stem 12 of the valve lo is through the inner surface
13 the action of the spring 11 in the direction of arrow A has gone
shifted so that the valve 1n moves away from the valve seat 14
lifts, bores 15 open below the valve seat,
which pass through the plate 8. The outside area
the plate 8 has an understanding ring-shaped approach,
similar, to a damping piston, which with a certain
Game, in a cylindrical recess 17 the dismounted
se; nf cylinder end 'protrudes. The outside diameter of the
rin. @ förrngen approach 16 corresponds approximately to the diameter
des Anste'llkol: bens, but can also be smaller.
During operation, pressure line 7 is used to discharge pressure fluid
from a suitable hydraulic power source, for example
way of a hydraulic pump, in 'the lower-: a-bgeschlos-
sene end of the cylinder 17 is introduced. THE PRESSURE LIQUID
flows up through the bores 15 and passes through
the open valve 9o under the adjusting piston 5 and
pushes it with a relatively fast advance. in the
sucked Rapid traverse in the direction of arrow A. During this
The process is the circular B's impact surface
18 outside the ring-shaped approach of the plate 8 '@
the likewise circular surface 19 outside the
cylindrical recess 17 covered and can only, -
through a narrow: gap X between the outer circumference
'of the ring-shaped projection 16 and the cylindrical V, he
depression 17 through dis there in a small amount are ring, end
Hydraulic fluid are applied.
Due to this training, parallel to the trainee
Schlegu-ng of the installation piston 5 during the rapid traverse
8® Aufschlogung the working piston 8, whereby the imierhalb
the circumference of the cylindrical recess 17 lying
Part full and throttled; the remaining® part 18 just about
open the gap X b. Dem deLei on the. Work-
pressure exerted calving in the direction of arrow A acts
however, the reaction pressure of the through the holes 15 through--
pouring
contrary to which in - direction
of the arrow 8 on the inner surface of the plate B -acts, De -
according to a special feature of the invention, the one not covered
8aufachiagungsfläche the plate 8 unge @ travels - the same qdar
has a klsiner'a- size, like the impingement surface
the push-button, the pressure from above lifts the pressure on them
Pressure acting on the surface from below, so that only the pressure
comes to the @ effect, which is caused by the entry through the gap X
urgent pressure is exercised. Because the amount of this
Druckmittäls as a result of the throttling, is low, is
themselves. the working piston only moves slightly during rapid traverse.
to lift. Only when this movement is greater than the height that
Gap X is, a throttled Saaufschlagung the
whole Mcbe of the working piston. The amount of the
Column.iat --- therefore to be dimensioned in such a way that the rapid traverse is then
ends .i-st Stti0-t the working piston earlier on a counter-
the pressure rises inside the working cylinder 4
and in room 1; 7 quickly, so that the pressure medium faster
penetrates through the space X and the approach 16 the
Leaves room 17 '.
The effect of this training of the working piston is that
a -waggabundan throttle. The throttling effect is through
the GrUa of the game X determines the. Duration of the throttle
effect by the height of the approach i 6. This arrangement
Needless to AE4 eh eirfächsta way a seal against
your "working piston as well as valve and lines to this."
If, after the rapid traverse, the entire area dee
Atba ,, ite'kalbane ünrgedraseelt is hit followed there
meanwhile the valve stem no longer rests, the pressure,
means the lower resistance and tries to get out of the room
4 to flow back. This and the effect of the valve
Spring .1-1 closes valve 10. - By moving further
of the working piston creates high pressure within the space
4 between the adjusting piston and valve. The working piston will
now slowly and with great force in the direction
of arrow A. The one in the working piston bore
trapped liquid is now practically non-existent
compressible extension of the Anstellkolb®na.
Fig. 2 shows a double-acting push and pull cylinder with
Rapid traverse according to the invention. The print run in direction A is fully
is very similar here, as described under FIG. 1.
Only here is the. -Pressure medium from the room 2a via the
circuit 21, for example, to the tank (not shown)
flow. When_Druckgang in direction B becomes: the connection 21
connected to the pump and connection 1 to the tank
This causes both pistons, the An @ atel calves .. 5. and the
Working piston 2, applied because the adjusting piston
because of ddr in the working piston.
in this .can not move, .be. the aiph will only
eam: move the working piston in direction B, if the
Pulling wheel exercised in the process: larger a: a _ale- der @ Ringflä.oh® den
Anatallkalben must be represented by @ -
dean.Arhatakglb®n would be taken along plus dignt exfIndung8-
according to Anschiag 22, which at the upper end shows the working
KolbBns either by screws or on some other suitable
Knead Weiss- is attached to it or in one part with it
is manufactured. This stop protrudes into the bore 4 so far
so that the adjusting piston cannot pass it,
on the other hand, however, between the stop 22 and the calving
Rod 23 after leaving enough space to insert a
Backflow: the pressure medium during the printing process as well as an
impact dpa, @ Anetellkolbene to enable the train. If
greater force is required when pulling, the
linder adjusted in his Ahst®nd to the resistance so that
at the end of the rapid traverse of the anatel calves near the
40-:
-1-6en-stops, so that when he goes back he does
Work, kolb @ e @ na is taken by this one.
A throttle 24 is arranged on the bottom of the working cylinder
the here ele, Deosselenrichtung drawn with circumferential disc
is, but also by a throttle screw, a throttle
Einrinhtung rides axial notch or any other device,
the one change in the flow cross section from 7 below
the surface 18 causes the working piston. It has the purpose
the one flowing through tiae game X during rapid traverse
Plenge to increase the pressure medium adjustable. This can
The rapid traverse even before the piston rod hits 23
on a Wid, be terminated by a echnelleraa
Lift off the Arb®ite piston 2 the gap X-quickly the opened
will.. _. ,
Fig. 3 shows another form of work skcibens and a
possible use of overpressure and non-return valve
a fägl @ device according to the invention. In the
closed end of the cylinder 1 are two at right angles
Mutually lying channels 25, 26 are arranged. The channel
25 opens into the cylindrical recess 17 and the
Channel 26 opens into 4R e opposite to that through de-n ring-shaped.
Approach 16 covered sea impact area 18 the working.
c "/%
piston. An overpressure / known type is present in channel 25.
arranges, soft by adjusting the bias of a
Spring or by changing this spring to one. certain
Pressure is adjustable. Two also at right angles to each other
arranged further channels 27, 28 are for receiving a
Check valve determines the flow of the: pressure
by means of. only in the direction of the space under the surface 10
zur Vertisfun-g 17 allows.
The pressure relief valve has, if the working piston as a throttle
is designed, the purpose at a certain Widereta, nd
- to initiate the working stroke immediately: The Rückachlagvaitil has
among other things, a purpose if a large work
speed is required: and a damping of the® work
kclbene is not necessary in the case of decline. When applied
of both valves: a combined overpressure return
check valve can be used.
Fig. 4 shows another embodiment of a device according to
of the invention, in which the ArbBi_tskalben as a pressure relief valve
is formed and a seal of the projection 16 opposite
the inner wall of the bore 17 through an inner lip seal 29
takes place: The diameter of the projection 16 is slightly larger
than the diameter of the actuator piston, so that when switching
on operation, the pressure on the approach 16 is the same
Reaction pressure in the adjusting cylinder, increased by the outer one
Air pressure on surface 18 of the working piston. The seal
must go towards. Seal A and in direction B the flow -
release the pressure medium. For example, here is one
Inner lip seal shown. This device then has
a purpose if the operation is only for a specific one
Minimum pressure and up to that point the working piston
no movement should be carried out. By increasing the pressure
in the drain, for example by arranging a prestressing
ventilee between space 2a and the tank, the switchover
Contact increased and regulated.
In the case of apisla, this can be important if in
A Maac, memorabilia can be inserted into it by hand and
One danger from starting the working stroke too early
ve.rmiddan should be.
An atufan.färmge execution of the surface 18 of the working
calving enables a gradual increase in the ArbBits
force..