DE1576077A1

DE1576077A1 - Druckmittelmotor mit Absperrorgan

Info

Publication number: DE1576077A1
Application number: DE19661576077
Authority: DE
Inventors: Walker David Dean; Benjamin Milton Lloyd
Original assignee: Erickson Tool Co
Current assignee: Erickson Tool Co
Priority date: 1966-03-14
Filing date: 1966-06-29
Publication date: 1970-03-26
Also published as: US3411415A; GB1127584A

Description

Druckmittelmotor mit Absperrorgan Die Erfindung betrifft einen Druckmitt#elmotor mit Absperrorgan, der insbesondere zum Halten eines Spannfutters oder dergleichen in einer gewählten Stellung dient, dazu auch geeignet ist, wenn der Druckmitteldruck nachgelassen hat# und dessen Wirkung selbst bei hohen Arbeitsdrehzahlen durch die Fliehkraft nicht beeinträchtigt wird.
Es ist bekannt, mit Hilfe eines Absperrorganz daa Arbeitsmittel in einem Motor einzuschließen, um ein Spannfutter in der Spannstellung zu halteng selbst wenn der zur Betätigung des Spannfutters dienende Druckmitteldruck nachläßt. Die derzeit erhältlichen Einrichtuncen dieser Art sind für ein einwandfreies Einschließen des Druckmittels jedoch im allgemeinen Aur geeignet, wenn das Spannfutter stillsteht oder relativ langsam rotiert, weil bei hohen Arbeitsdrehzahlen die.Fliehkraft gewöhnlich eine kleine Verlagerung der beweglichen Teile des Absperrorgans in Stellungen bewirkt, in denen dae eingeschlossene :pruckmittel entweichen kann. Die Erfindung bezweckt somit vor allem# einen Druckmittelmotor mit Absperrorgan der angegebenen Art zu schaffen# der unabhängig von seiner Drehzahl von der Pliehkraft nicht be-' einträohtigt wird, so daß nach der Bewegung des Motors in die gewünschte Stellung die Druckmittelbeaufaohlagung unterbrochen worden kann und somit ein Betrieb mit hoher Drehzahl möglioh-int, ohne daß die Drehkupplung überhitzt und ihre Dichtungen beechädigt worden, Eine weit'ere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schafüang eines derartigen Drudcmittelmotors mit Absperrorgan, bei dem die Ventilkegel des Absperrorgans auf der Drehachse de-a Motors zentriert sind, so daß sie keiner Fliehkraftwirkunc. ausgesetzt sind und einen Betrieb mit hoher Drehzahl ohne ein Entweichen des eingeschlossenen Druckruittels aus dem Motor geotattm Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung einen derartigen Druckmittelmotors mit Absperrorgang in dem ein neuartiges Rückschlagventil vorgesehen ist, welches in dem Zylinder des Notore ein Druckmittel- einschließt, das den Kolben des Motors in einer Richtung zu bewegen trachtetg wenn wenig oder gar kein Druckmitteldruck vorhanden ist, der trachtetg den Kolben in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen, wobei diese Funktion des Rückechlagventils durch Fliehkraftwirkung nicht beeinträchtigt wird und das Rückschlagventil ein Entweichen des eingeschlosoenen Druckmittels gestattet, wenn ein hoher Druckmitteldgek trachtet, den Kolben in der entge",engesetztdn Richtung zu bewegen. Weitere Z*,äeoke und Vorteile der Erfindung gehen Aue ist nachstehenden Beschreibung hervor, Irtindumgegemäß worden die vorstehend angegebenen und Aaxit in Zuemmenhagg stehenden Aufgaben durch die naohntehend «»tUrltoh beschriebenen und in den Patentansprüchen gekonnnoiohmten Kerkwie gelöst. In der nachatehenden Beschreibung uad der Zeichnung ist die Erfindung anhand einer AunfUhrungeforn erläutert# 4L9 jedoch nur eino der zahlreichen Anwendungemöglich-.»iten der Erfindung darstellt, In der Zeichnung neigt 1 in liärgauohnitt eine bevorzugte Ausführungeforn *inne ertiUA=gogeaäüen Druokuittelmotors mit Absperrorgang der mit einen OpameVor oder dergleiahen verbunden intg dessen >,okon eich tit der offenen 8t411ung befinden.
46iXt in einen ähnliohen längeaohnitt wie )tue 1 die Bioken den ßpanntutters In der Bpannstellunge Der in der Zeichnung mit 1 bezeichnete Druckmittelmotor akt Absporrorgan gemäß der Erfindung besitzt ein zweiteiligen d4ä4Lunt 2# deaaen Gehäuseteil 3 eine Vertiefung 4 hat, während ,der gehtiuaeteil 5 an den Gehämeteil 3 beispielsweise mit Seeig-#et*a BetentigwWael«4uten 6 so befestigt intg dU die beiden Aeiuapteile eiaen Zylinderraux 7 begrenneng in den ein Kolben 8 Vorauhiebbar ist* Die Kolbenstange 9 ist mit den Backen 10 einen .,lioben Spanntuttern 11 verbunden und bewirkt bei einer Altialden Kolben% 9 in einander entgegengesetzten Richtungen 7 ei,#'ee Bewegung der Backen 10 in eine Spannstellung und aus* ihr Mraue. Die» wird nachstehend genauer beschrieben. Der Druckäittelmotor mit-Absperrorgan 1 könnte jedoch auch zur Betätigung' .vieler anderer Einrichtungen als von Spannfuttern verwende t werden.
In der Vorderfläche 14 des Körpers 12 des Spanntutter@ 11 sind mehrere radiale Schlitze 13 ausgebildetv-welche diä Backen 10 aufnehmen. Vertiefungen des Körpers 12 nehmen mehrere Betätigungehebel 15 aufg die je einer Backe 10 zugeordne't und auf Drehzapfen 16 schwenkbar gelagert sind. Jeder der Betätigungshebel 15 hat einen allgedein axial auswärtsgerichteten Arm 17, der von einem Schlitz 18 der zugeordneten Backenhalterung 19 aufgenommen wird, tind einen allgemein radial einwärtsgerichteten Arm 209 der in eine verjüngte"Ringtiut 21 eines azialbeweglichen Gleitatücke 22 eingreift, das durch eine Zugstange 23 mit der Kolbenstange 9 verbunden ist. Der Spannfutterkörper 12 wird von einer Spindel B getragen, die durch eine geeignete Kupplung 24 mit dem Gehäuse 2 des Druokmittelmotors verbunden ist und in üblicher Weise von einer nicht gezeigten Werkzeugmaschine angetrieben werden kann.
Wenn die Kolbenstange 9 in Fig. 1 nach rechts bewegt wird und eine entsprechende Bewegung des Gleitstücke 22 bewirkt, .greift die Schulter 25 der verjüngten Nut 21 an-den Hebelarmen 20 an und bewirkt, daß sie sich im Gegensinn des Uhrzeigers drehen. Dabei werden die Backen 10 radial von einem zwischen ihnen eingeapannten Werkstück abgerückt. Wenn die Kolbenotange 9 dagegen in der entgegengesetzten Richtung nach links in die in Fig. 2 gezeigte Stellung bewegt wird, greift die Schrägfläche der Nut 21 an den Hebelarmen 20 an, so daß sie sich im Uhrzeigersinn drehen und die Backen 10 radial einwärts in die Spannstel-.lung bewegen.
Zur Beaufschlagung des Motors 1 mit einem geeigneten, zuaammendrückbaren Druckmittel, beispielsweise Luft, ist auf dem Motorgehäuse 2 eine Drehkupplung 28 montiert, die zwei Öffnungen 29 und 30 besitzt, duroh welche der 2ylinderraum 7 wahlweise mit ,Druckluft beaufschlarrbar ist, damit der Kolben 8 in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt wird, während sich das Motorgehäuse 2 und die Spindel S drehen und die Drehkupplung 28 stillsteht, wie dies bekannt ist. Die eine der Öffnungen 29 steht über den Kanal 35 und die Vertiefung 36 in dem Gehäuseteil 5 mit dem benachbarten Teil des Zylinderraums 7 in Verbindung. Die längsachse der Vertiefung 36 fluchtet mit der Drehachse des Gehäuses 2. Die andere Öffnung 30 stehtcürch die 'LI,'anäle 37 und 38 in den Gehäuseteilen 5 und 3t eine Ringnut 39 in der Wandung der Öff- nung 409 einen ersten Kanal 41, der sich in der Kolbenstange 9 von der Ringnut 39 zu einer Vertiefung 42 in dem Kolben 8 erstreckt, und einen zweiten Kanal 449 der in dem Kolben 8 ausge-, bildet ist-und die Vertiefung 42 mit dem der entgegengesetzten Seite des Kolbens 8 benachbarten Teil des Zylinderraums 7 verbindet, mit diesem Teil des Zylinderraums in Verbindung. Dabei erstreckt sich die Kolbenstange 9 durch die Öffnung 40 aus dem Gehäuse 2 heraus und fluchtet die Vertiefung 42 des Kolbens mit .der Vertiefung 36 des Gehäuseteils 5. In den Vertiefungen 36 und-42 sinJ Rückschlagventile 45 und 46 angeordnet. Jedes dieser Ventile besteht aus einer Hülse 47, die mit einem Sitz 48 versehen ist, und einem Ventilkegel 49, der von einer Peder 50 nachgiebig gegen den Sitz 48 gedrückt wird und eine Druckmittelströmung aw den zugeordne ten öf fnunge n 29 oder 30 in den entsprechenden Teil des Zylinderraums 79 aber nicht in der entgegengesetzten Richtung gestattet. In den Rückschlagventilen 45 und 46 ist f erner je ein Hilfskolben 52 vorgesehen, dessen wirksame Querschnittsfläche größer ist als die wirksame Querschnittafläche des benachbarten Ventilkegels 49 und der einen Forteatz 53 hat, der zu dem Ventilkegel 49 hin vorsteht, so daß unter hohem Druck stehendes Druckmittel, das aus der Öffnung 29 in den kopfseitigen Teil des Zylinderraums 7 eintritt, auf den Hilf skolben 52 des Rückechlagventils 46 einwirktg worauf dieser Hilfskolben den zugeordneten Ventilkegel 49 von seinem Sitz abhebt und von dem stangenseitigen Teil des Zylinderraums 7 Druckmittel abströmen kann, Wenn unter hohem Druck stehendes Druckmittel von der Öff- nung 30 her über einen Zweigkanal 55 auf den Hilfskolben 52 des Rückschlagventils 45 einwirkt, wird der zugeordnete Ventilkegel 49 von seinem Sitz abgehoben, so daß von dem kopfseitigen Teil des Zylinderraums Druckmittel abströmen kann. Die Rückschlagventile 45 und 46 können auf beliebige Weise festgehalten werdens beispielsweise mit Hilfe der Halteplatte 56 oder eines Federringe 57.
Wenn der Druckmittelmotor mit Absperrorgan 1 dazu verwendet werden soll, das Spannfutter 11 oder dergleichen in, die - Spannstellung zu bewegen, wird Druckluft voA einer geeigneten, nicht gezeigten Quelle über die Öffnung 30 und das Rückschlagventil 46 dem stangenseitigen- Teil des Zylinderraums 7 zugeführt, 'wie in Fig. 2 durch die Pfeile angedeutet ist, Dadurch wird der-Kolben 8 in die in Pige 2 gezeigte ßtellung bewegt. Gleichzeitig wird mit den hohen Druck, der in den etangenseitigen Teil des Zylinderraum 7 eintritt@ über den Kanal 37 und den Zweigkanal 55 woh der Hillekolben 50 des RUokaohlagventils 45 beaufschla«ti no daß dennen Voirtilkegel-49 von seinen Sitz abgehoben wird und Druckmittel von dem kopfeeitigen Teil'des Zylinderraume 7 durch du Rüokaohlagvontil 459 den Kanal .35 und die Öffnung 29 abetr4$*on kann.
Die in den stangenseitigen Teil des Zylinderraums 7 eingetretene Luft kann durch das Rüokochlagventil 46 erst abströmen, wenn der kopfeeitige Teil didees Zylinderraums mit einem solchen 1)ru.akmitteldruck beaufachlagt wird» daß der älfekelben 52 den Rüakochlagrentils 46 deesen Ventilkegel 49 von esinem Sitz abhobt. Wenn die Spannbacken 10 daher das Werkatüok fest eingespim4t habeng worden sie in dieser Stellung gehalten# ao lange dien erwünscht ist, selbst wenn stromaufwärts von dem Zylinderraum 7 Druckmittel aus dem System entweicht oder der Druck von der Eintrittaöffnung 30 vollständig weggenommen wird. bieser Effekt ist unabhängig von der Drehzahl des Druelmitteluotore 1 und den Spanntutters 11, weil die auf die Rückschlagvontile 45 und 46 wirkende Pliehkraft nicht die Stellung der Yaatilkegel 49 beeinflußt, die auf der Drehachee des Motors 1 aentriert sind. Nach der Bewegung den Spannfutters 11 in eine gewählte Stellung kann daher die Druckluft weggenommen vordeng er# daß eine Überhitzung der Drehkupplung 28 und eine Beschädi-L-ang ihrer Die.htungen 60 und 61 vermieden wird, ohne daß selbst -bei hoher Drehzahl Druckmittel aus dem Motor entweichen kann. Eine Freigabe der eingeschlossenen Luft zum Öffnän der Spannbacken 10 kann nur erfolgen# wenn der kopfseitige Teil des' Zylinderraums 7 von der Öffnung 29 über den Kanal 359 die Vertiefung 36 und das Rückschlagventil 45 mit Druckluft beaufechlagt wird. Wie vorstehend angegeben wurde, wi-rd mit diesem hohen Drur.kmitteldruck, der in den Zylinderraum 7 durch das Rückschlagventil 45 eintritt, der Hilfskolben 52 des anderen Rückschlagventils 46 beaufschlagtg so daß dieses den zugehörigen Ventilkogel 49 von seinem Sitz4abhebt und die am anderen Ende des Zylinders eingeschlossene Luft durch das Rückschlagventil 46 über die Kanäle 44 und 41, die Vertiefung 42, die Kanäle 389 37 und die Öffnung 30 abströmen ianne Die Erfindung schafft somit einen Druckmittelmotor mit Abaperrorgan in einer neuartigen Anordnungg die eine Wegnahme des Beaufschlagungsdrucks gestattety wenn der Kolben des Motors in eine gewünschte Stellung bewegt worden istg so daß eine Überhitzung derbrehkupplung und eine Beschädigung ihrer Dichtungen auch bei hoher Drehzahl vermieden wirdg ohne daß die Gefahr eines Verlustes von eingeschlossenem Druckmittel bestehtg welches den Motor in der erreichten Stellung hält.

Claims

Patentansprüchei 1. Druckmittelmotor mit Absperrorgan, gekennzeichnet ..durch ein Gehäuse (2) mit einem Zylinderraum (7) eines Motors, einen in dem Zylinderraum verechiebbaren Kolben (8)9 in dem Ge--häuse (2)#ausgebildete Kanäle (359 379 38) zum wahlweisen Verbinden der entgegengesetzten Enden d'es Zylinderraums (7) mit .einer Druckmittelquelle (29, 30) und ein in einem der Kanäle (38) angeordnetes Absperrorgan (46) zum Einschließen von'Druckmittel am einen Ende den Zylinderraums (7), so daß der Kolben (8) in einer gewählten Stellung gehalten wird, auch wenn später stromaufwärts von dem Zylinderraum (7) ein Druckverlust auftritt# wobei die Längsachse des Absperrorgans (46) mit der Drehachse des Motors übereinstimmt$ so daß die beim Drehen des Motors erzeugte Fliehkraft nicht imstande ist, das Abaperrorgan (46) in eine Stellung zu bewegen, in der es ein Entweichen des eingeschlossenen Druckmittels gestattet.
2. Druckmittelmotor mit Absperrorgan nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnetg daß der Motor mit einer Drehkupplung (28) verbunden'ist, durch welche die einander entgegengesetzten Enden des Zylinderraums (7) wahlweise mit der Druckmittelquelle in der vorstehend angegebenen Weise in Verbindung gebracht werden können, und das Absperrorgan (46) eine Wegnahme des Druckmitteldrucke stromaufwärts von der Drehkupplung (28) gestattetp so daß eine Überhitzung der Kupplung (28) und eine Beschädigung ihrer Dichtupgen verhindert wird# ohne daß das am einen Ende des Zylinders eingeschlossene Druckmittel entweichen kann. 3. Druckmittelmoter mit Aboperrorgan nach Anapruch l!' oder 2 9 dadurch gekennzeichnet, daß das Abaperrorgan (46) rum Einschließen des Druckmittels am einen Ende den Zylinderraums (7 in der vorstehend angegebenen Weise ein Verechlußstück (49) einen Rückschlagventils besitzt und eine Einrichtung (52, 53) vorgesehen ist, die dazu dient, bei einer Beaufschlagung des'anderen Endes des Zylinderraums mit einem hohen Druckmitteldruck das Vorschlußatück (49) voh seinem Sitz abzuheben, so daß das eingeschlossene Druckmittel von dem einen Ende des Zylinderraums (7) entweichen kann. 4. Druckmittelmotor mit Absperrorgan nach einem der vorhergehenden AnsprUcheg dadurch gekennzeichnet» daß in einem anderen der Kanäle (35) ein zweites Absperrorgan (45) angeordnet iotg das dazu dienti Druckmittel am anderen Ende des Zylinderraums (7) einzuschließen, um den Kolben (8) in einer anderen gewählten Stellung zu halten, auch wenn später stromaufwärts von dem Zylinderraum (7) ein Druckverluot auftrittl wobei die Längeachse des zweiten Absperrorgans (45) ebenfalls mit der Drehachse des Motors übereinstimmt, so daß seine Funktion von der beim Drehen des Motors erzeugten Pliehkraft nicht beeinflußt wird, und eine Einrichtung (52, 53) vorgesehen ist, die ein Entweichen des eingeschlossenen Druckmittels von dem einen Ende des Zylinderrauma (7) geatattett wenn das andere Ende des Zylinderraums mit einem hohen Druckmitteldruok beauf schlagt wird und umgekeh'rt. 5. Druckmittelmotor mit Absperrorian nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Absperrorgane je ein,'feder belastetes Verschlußstück (49) eiaes Rücksohlagventile besitz4u, welchen eine Strömung des Druckmittels in den Zylinderraum (7) nur in einer Richtung gestattet, und die Einrichtung (529 53)9 .die ein Entweichen des eingeschlossenen Druckmittels in der voritehend angegebenen Weise gestatteti für die beiden Verschlußotüoke (49) je einen axialbewegbaren Hilfskolben (52) besitzt# der gegen das zupordnete Verechlußatück (49) bewegbar ist, um dieses von seinem Sitz abzuheben und dadurch ein Entweichen von Druckmittel von dem entsprechenden Ende des Zylinderraums (7) zu goetatteng wenn das entgegengesetzte Unde des Zylinderraums (7) mit einem hohen Druckmitteldruck beaufschlagt wird. 6. Druckmittelmotor und Abaperrorgan nach Anspruch 4# dadurch gekennzeichnet, daß eines der'Absperrorgane (46) konzentrisch in dem Kolben (8) montiert und mit ihm bewegbar ist. 7, Druckmittelmotor mit Absperrorgan nach Anspruch 69 "ei,;ernzeichnety daß der Kolben (8) eine Kolbenstange #9) besitzt, die ei.ne Öffnung (40) det3 Gehäuses (2) durchsetzt# in der Kolbenstange (9) und dem Kolben (8) ein weiterer Kanal (42) vorgesehen ist, welcher die Stangenseite des Kolbens (8) mit ei-,em, der in dem Gehäuse ausgebildeten Kanäle (38) verbindet, die wahlweise mit der Druckmittelquelle (29) in Verbindung stehen, und das eine Absperrorgan (46) koaxial mit dem Kolben in weiteren Kanal montiert ist. 8. Druckmittelmotor mit Absperrorgan nach Anspruch 7, e#z,Jurch gekennzeichnet, daß die Einrich-IGung, die ein Entweichen vG-, eingeBehlossenem Druckmittel von-dem stan..enseitigen Ende dea Zylinderraums (7) gestattetg einen Hilfskolben (52) besitzt, der in einer zentralen Vertiefung des Motorkolbens (8) angeordnet und dem Druckmitteldruck am Kopfende des Zylinderraums-(7) ausgesetzt ist und einen Forteatz (53) hat, der zu dem einen Absperrorgan (46) hin vorsteht und an diesem angreift und es öffnet, um ein Entweichen von eingeschlossenem Druckmittel von dem stangenseitigen Ende des Zylinderraums (7) zu gestatten, wenn das Kopfende des Zylinderraums mit einem hohen Druckmitteldruck beauf schlagt wird. 9. Druckmittelmotor mit Absperrorgan nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnetg daß die Einrichtung, die ein Entweichen von eingeschlossenem Druckmittel von dem Kopf Ende des Zylinderraums gestattetg einen weiteren Hilfskolben (52) aufweist, der in einer zentralen Vertiefung (36) im Zylinderkopf angeordnet und dem Druckmitteldruck in dem Kanal ausgesetzt istg der zu dem stangenseitigen #;nde des Zylinderraums führt und der weitere Hilfskolben (52) einen Fortsatz (53) besitzt, der zu dem anderen Absperrorgan (45) hin vorsteht und an ihm angreifen und es öff- nen kanng um ein Entweichen von eingeschlossenem Druckmittel von dem kopfseitigen Binde des Zylinderraums (7) zu gestatteng wenn das stan,-enseitige Ende des Zylinderraums mit einem hohen iruckmitteldruck beaufschlagt wird.