DE19747298A1 - Schweißzangenzylinder - Google Patents
SchweißzangenzylinderInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung
zur Durchführung eines Doppelhubes (Vorhub, Ar
beitshub), insbesondere zum Antrieb einer Schweißelektrode
einer Schweißzange, bestehend aus einem Zylinder, einem in
dem Zylinder geführten Vorhub-Hohlkolben, sowie einem in
dem Vorhub-Hohlkolben geführten, mit einer Kolbenstange
verbundenen Arbeitskolben, wobei zwischen dem Vorhub-Hohl
kolben und einem Zylinderkopf ein erster Druckraum, zwi
schen dem Vorhub-Hohlkolben und dem Arbeitskolben ein
zweiter Druckraum und zwischen der aus dem Arbeitskolben
und dem Vorhub-Hohlkolben gebildeten Kolbenanordnung und
einem Zylinderboden ein dritter, die Kolbenstange umschlie
ßender Druckraum gebildet ist und die Druckräume wahlweise
mit einem Druckmedium, insbesondere Druckluft, beaufschlag
bar sind, und zwar der erste Druckraum zur Ausführung des
Vorhubs des Vorhub-Hohlkolbens, der zweite Druckraum zur
Ausführung des Arbeitshubes des Arbeitskolbens und der
dritte Druckraum für mindestens einen Rückhub der Kolben.
Eine solche Kolben-Zylinder-Anordnung ist beispielsweise
aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 94 19 815 U1 bekannt
und hat sich in der Praxis bewährt. Sie dient dazu, bei
Punktschweißvorrichtungen die Punktschweißelektroden, so
genannte Schweißzangen, zu schließen und zu öffnen, wobei
die gesamte Zylindereinheit, der Schweißzangenzylinder, -
üblicherweise durch einen Roboterarm - an den jeweiligen
Schweißpunkt bewegt wird. Der Zylinder ist starr mit der
einen Elektrode verbunden, während die Kolben-Anordnung
über eine Kolbenstange die bewegliche Elektrode betätigt.
Der Roboterzangenkörper wird aus hochfesten Aluminium
platten, die auf modernen CNC-gesteuerten Bearbeitungs
maschinen hergestellt werden können, nach dem Baukastensy
stem montiert.
In der Kolben-Zylinder-Anordnung ist üblicherweise der
gesamte Bewegungshub der beweglichen Elektrode in minde
stens zwei Bereiche eingeteilt, und zwar einen Vorhub, um
die Schweißvorrichtung zunächst im Schweißbereich des
jeweiligen Werkstückes zu positionieren und teilschließen
zu können, und einen gegenüber dem Vorhub recht kleinen
Arbeitshub, in dem die eigentlichen Schweißvorgänge erfol
gen. Um nun diese Bewegungen, d. h. den Vorhub, den Arbeits
hub und den jeweiligen Rückhub, zu steuern, ist eine Ven
tilanordnung vorgesehen, über die die Druckräume der Kol
ben-Zylinder-Anordnung gesteuert mit Druckmittel, ins
besondere mit Druckluft, beaufschlagt werden.
Gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster DE 94 19 815 U1 sind
Pneumatikventile über eine entsprechende Grundplatte direkt
in den Zylinder integriert und somit als komplett wechsel
bares Aggregat aufgebaut. Störende Luftverschlauchungen
können auf diese Weise entfallen. Die Vermeidung von Ver
schlauchungen wird dabei insbesondere dadurch erreicht, daß
zur Beaufschlagung des zweiten Druckraums mit dem Druckme
dium ein sich ausgehend von einer Kanalöffnung im Zylin
derkopf zentrisch und axial durch den Vorhub-Hohlkolben
hindurch in den zweiten Druckraum erstreckendes Rohr
vorgesehen ist.
Bei der bekannten Kolben-Zylinder-Anordnung findet das
"Überdrückungsprinzip" Anwendung, d. h. beim Vorhub steht
bis mindestens zum Beginn des Arbeitshubes der dritte
Druckraum, der sowohl für den Rückhub des Arbeitskolbens
als auch für den Rückhub des Vorhub-Hohlkolbens bestimmt
ist, unter Druck. Damit wird verhindert, daß der Arbeits
kolben vorzeitig die Arbeitshub-Bewegung ausführt. Der
Vorhub-Hohlkolben fährt somit immer gegen ein Druckpolster
im dritten Druckraum, wobei die Hubbewegung durch die Dif
ferenz der in axialer Richtung gegensinnig mit dem Druckme
dium beaufschlagten Flächen im ersten und im dritten Druck
raum zustande kommt. Da die druckbeaufschlagte Fläche im
ersten Druckraum größer als die unter dem Gegendruck ste
hende Fläche im dritten Druckraum ist, entsteht eine
resultierende Kraft, die den Vorhub bewirkt. Die mit einer
derartigen Kolben-Zylinder-Anordnung erreichbaren Arbeits
geschwindigkeiten sind sehr langsam; beispielsweise liegt
die Zeit für einen Arbeitstakt bei 500 ms. Um höhere
Arbeitsgeschwindigkeiten zu erreichen, muß eine solche
Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem zusätzlichen Entlüf
tungsventil ausgerüstet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolben-
Zylinder-Anordnung der eingangs beschriebenen Art herzu
stellen, mit der ohne zusätzliches Entlüftungsventil eine
höhere Arbeitsgeschwindigkeit erreicht werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies durch eine Kolben-Zylinder-An
ordnung der eingangs beschriebenen Art erreicht, die einen
vierten, wahlweise mit dem Druckmedium beaufschlagbaren
Druckraum für den Rückhub des Arbeitskolbens aufweist, wo
bei der vierte Druckraum, zumindest teilweise, zwischen dem
Vorhub-Hohlkolben und dem Arbeitskolben angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung ist ein
Zweikammer-Zylinder, der nur mit zwei Ventilen um bis zu 45
Prozent schneller läuft als der bekannte Schweißzangen
zylinder. Jede der beiden Kammern umfaßt dabei zwei Druck
räume - einerseits für den jeweiligen Vorhub, andererseits
für den jeweiligen Rückhub des Arbeitskolbens und des Vor
hub-Hohlkolbens. Der Geschwindigkeitsvorteil gegenüber der
bekannten Anordnung wird dabei dadurch erreicht, daß beim
Vorhub des Vorhub-Hohlkolbens der dritte Druckraum drucklos
sein kann, ohne daß jedoch der Arbeitskolben vorzeitig die
Arbeitshub-Bewegung ausführt, weil dies durch einen im
vierten Druckraum anstehenden Druck unterbunden werden
kann.
Die Versorgung des vierten Druckraumes mit dem Druckmedium
kann dabei - wie die Versorgung der anderen Druckräume auch -
über interne in den Zylinderkopf verlaufende Kanäle er
folgen und ist dadurch vorteilhafterweise durch eine kom
pakte Bauweise gekennzeichnet.
Insbesondere kann vorteilhafterweise zur Beaufschlagung des
zweiten und des vierten Druckraums mit dem Druckmedium eine
Doppelrohranordnung vorgesehen sein, die ein erstes Rohr,
das sich ausgehend von einer Kanalöffnung im Zylinderkopf
zentrisch und axial durch den Vorhub-Hohlkolben hindurch in
den zweiten Druckraum erstreckt, und ein zweites Rohr um
faßt, das sich ausgehend von einer weiteren Kanalöffnung im
Zylinderkopf innerhalb und koaxial zu dem ersten Rohr durch
den Vorhub-Hohlkolben und durch den Arbeitskolben hindurch
in den vierten Druckraum erstreckt. Bei einem Arbeitsdruck
von etwa 10 bar können beim Punktschweißen mit einer
Schweißzange, die eine erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung
enthält, je nach Ausführung Zylinderkräfte von
3500 bis 11000 N erzeugt werden, wobei der Arbeitstakt sich
beispielsweise von 500 ms auf 180 ms reduzieren kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung
sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschrei
bung enthalten.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten
Ausführungsbeispiels soll im folgenden die Erfindung näher
erläutert werden. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 4 jeweils im
Axialschnitt eine erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anord
nung in verschiedenen Arbeitsphasen.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche
Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß sie in
der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.
Fig. 1 stellt eine Arbeitsphase einer erfindungsgemäßen
Kolben-Zylinder-Anordnung dar, aus der insbesondere der
Aufbau und die Lage der verschiedenen Druckräume sehr
anschaulich hervorgeht. Es wird noch genauer darauf
eingegangen werden, um welche Arbeitsphase es sich dabei
handelt.
Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung ist eine
doppeltwirkende Anordnung, d. h. sie ist dazu bestimmt,
einen Doppelhub, und zwar einen Vorhub VH und einen
Arbeitshub AH, auszuführen. Die erfindungsgemäße Kolben-
Zylinder-Anordnung dient insbesondere zum Antrieb einer
Schweißelektrode 1 einer Schweißzange und besteht aus einem
Zylinder 2, einem in dem Zylinder 2 axialbeweglich geführ
ten Vorhub-Hohlkolben 3, sowie einem in dem Vorhub-Hohl
kolben 3 axialbeweglich geführten, mit einer Kolbenstange
4 verbundenen Arbeitskolben 5. Die Länge der axialen
Führungsstrecke des Vorhub-Hohlkolbens 3 im Zylinder 2
entspricht dabei dem Vorhub VH bzw. dem korrespondierenden
Rückhub RHV. Die Länge der axialen Führungsstrecke des
Arbeitskolbens 5 entspricht dem Arbeitshub AH bzw. dem
korrespondierenden Rückhub RHA. In einer Schweißzange ist
der Zylinder 2 mit einer (nicht dargestellten) feststehen
den Schweißelektrode und die Kolbenstange 4 mit der beweg
lichen Schweißelektrode 1 verbunden.
Zwischen dem Vorhub-Hohlkolben 3 und einem Zylinderkopf 6
ist ein erster Druckraum 7, zwischen dem Vorhub-Hohlkolben
3 und dem Arbeitskolben 5 ein zweiter Druckraum 8 und zwi
schen der aus dem Arbeitskolben 5 und dem Vorhub-Hohlkolben
3 gebildeten Kolbenanordnung 9 und einem Zylinderboden 10
ist ein dritter, die Kolbenstange 4 umschließender Druck
raum 11 gebildet. Die einzelnen Druckräume 7, 8, 11 sind
wahlweise mit einem Druckmedium, insbesondere mit Druck
luft, beaufschlagbar. Der erste Druckraum 7 wird mit dem
Druckmedium zur Ausführung des Vorhubs VH des Vorhub-Hohlkolbens
3 beaufschlagt. Der zweite Druckraum 8 wird mit
dem Druckmedium zur Ausführung des Arbeitshubes AH des
Arbeitskolbens 3 beaufschlagt, und der dritte Druckraum 11
wird mit dem Druckmedium zur Ausführung des Rückhubes RHV
des Vorhub-Hohlkolbens 3 beaufschlagt.
Erfindungsgemäß weist die Kolben-Zylinder-Anordnung einen
vierten, wahlweise mit dem Druckmedium beaufschlagbaren
Druckraum 12 für den Rückhub RHA des Arbeitskolbens 5 auf.
Der vierte Druckraum 12 ist zu einem Teil zwischen dem
Vorhub-Hohlkolben 3 und dem Arbeitskolben 5 angeordnet. Ein
weiterer Teil des vierten Druckraums 12 ist durch eine In
nenkammer 13 der Kolbenstange 4 gebildet. Dies ist ins
besondere unter dem Aspekt der noch nachstehend im einzel
nen zu beschreibenden besonderen Zuführung des Druckmediums
in den vierten Druckraum von Bedeutung.
Zur Beaufschlagung des ersten Druckraums 7 mit dem Druck
medium ist eine sich ausgehend vom Zylinderkopf 6 in den
ersten Druckraum 7 erstreckende Kanalöffnung 14 vorgesehen.
Zur Beaufschlagung des zweiten Druckraums 8 mit dem Druck
medium ist im Anschluß an eine vom Zylinderkopf 6 ausgehen
de Kanalöffnung 15 ein sich zentrisch und axial durch den
Vorhub-Hohlkolben 3 hindurch in den zweiten Druckraum 8 er
streckendes Rohr 16 vorgesehen. Der zweite Druckraum er
streckt sich durch eine zentrisch angeordnete Öffnung 17 im
Arbeitskolben 5 bis in eine Innenkammer 18 der Kolbenstange
4 hinein. Dadurch besitzt der zweite Druckraum 8 im Hin
blick auf die Zuführung des Druckmediums durch das Rohr 16
eine strömungsmechanisch besonders günstige Ausbildung.
Zur Beaufschlagung des dritten Druckraums 11 mit dem Druck
medium ist eine sich ausgehend vom Zylinderboden 10 in den
dritten Druckraum 11 erstreckende Kanalöffnung 19 vor
gesehen.
Zur Beaufschlagung des vierten Druckraums 12 mit dem Druck
medium ist - ausgehend von einer im Zylinderkopf 6 begin
nenden Kanalöffnung 20 - ein weiteres Rohr 21 vorgesehen.
Dieses zweite Rohr 21 erstreckt sich koaxial innerhalb des
in den zweiten Druckraum 7 führenden Rohres 16 durch den
Vorhub-Hohlkolben 3 und durch die zentrische Öffnung 17 im
Arbeitskolben 5 hindurch in den vierten Druckraum 12. Das
Rohr ragt dabei bis in die oben erwähnte Innenkammer 13 der
Kolbenstange 4, wodurch auch hier - ähnlich wie beim zwei
ten Druckraum 8 - eine strömungsmechanisch besonders gün
stige Ausbildung der Druckmittelzuführung für den vierten
Druckraum 12 gegeben ist.
Die verschiedenen Kanalöffnungen 14, 15, 19, 20 können
vorteilhafterweise mit einer nicht dargestellten Ventil
anordnung mit einem am Zylinderkopf 6 befestigten Ventil
steuerblock verbunden sein, wobei die Druckräume 7, 8, 11,
12 über die internen, durch den Ventilsteuerblock und den
Zylinderkopf 6 verlaufenden Kanalöffnungen 14, 15 und Rohre
16, 21 mit der Ventilanordnung verbunden sind. Die Kanal
öffnung 19 im Zylinderboden 10 zur Beaufschlagung des drit
ten Druckraums 11 mit dem Druckmedium kann - mit allen
Vorteilen einer schlauchlosen Führung des Druckmediums -
ebenfalls, und zwar über eine nicht dargestellte, außerhalb
des Zylinders 2 geführte Rohrleitung, mit dem Zylinderkopf
6 verbunden sein.
Die einzelnen Druckräume 7, 8, 11, 12 sind gegeneinander
und gegen die Atmosphäre druckdicht abgeschlossen:
Zur Abdichtung des ersten Druckraums 7 gegen den zweiten Druckraum 8 ist am Außendurchmesser des sich in den zweiten Druckraum 8 erstreckenden Rohres 16 ein Dichtungsring 22 im Bereich der Wandung bzw. des nicht näher bezeichneten Kopfes des Vorhub-Hohlkolbens 3 angeordnet. Zur Abdichtung des ersten Druckraums 7 gegen den dritten Druckraum 11 ist am Außendurchmesser des Vorhub-Hohlkolbens 3 ein weiterer Dichtungsring 23 angeordnet.
Zur Abdichtung des ersten Druckraums 7 gegen den zweiten Druckraum 8 ist am Außendurchmesser des sich in den zweiten Druckraum 8 erstreckenden Rohres 16 ein Dichtungsring 22 im Bereich der Wandung bzw. des nicht näher bezeichneten Kopfes des Vorhub-Hohlkolbens 3 angeordnet. Zur Abdichtung des ersten Druckraums 7 gegen den dritten Druckraum 11 ist am Außendurchmesser des Vorhub-Hohlkolbens 3 ein weiterer Dichtungsring 23 angeordnet.
Der Arbeitskolben 5 ist innerhalb des Vorhub-Hohlkolbens 3
unter Bildung des zweiten Druckraums 7 und des vierten
Druckraums 12 druckdicht gekammert und - wie bereits er
wähnt - axialbeweglich geführt. Zum druckdichten Abschluß
des zweiten Druckraums 8 gegen den vierten Druckraum 12 ist
am Außendurchmesser des Arbeitskolbens 5 ein dritter
Dichtungsring 24 und am Außendurchmesser des sich in den
vierten Druckraum 12 erstreckenden Rohres 21 ein weiterer
Dichtungsring 25 angeordnet. Zur Abdichtung des dritten
Druckraums 11 gegen den vierten Druckraum 12 ist auch am
Außendurchmesser der Kolbenstange 4 im Bereich der Wandung
bzw. des nicht näher bezeichneten Bodens des Vorhub-Hohl
kolbens 3 ein Dichtungsring 26 angeordnet.
Ein weiterer Dichtungsring 27 befindet sich zur Abdichtung
des dritten Druckraums 11 gegen die Atmosphäre elektroden
seitig am Außendurchmesser der Kolbenstange 4.
Wie Fig. 1 zeigt, ist der Arbeitskolben 5 mit der Kolben
stange 4 über eine lösbare Verbindung 28, insbesondere über
eine Schraubverbindung, verbunden. Auf diese Weise ist eine
Herstellung der Arbeitskolben-Kolbenstangen-Einheit aus den
einfacher aufgebauten Einzelteilen (Arbeitskolben 5, Kol
benstange 4) möglich. Insbesondere läßt sich so die Kolben
stange 4 mit ihren Innenkammern 13, 18 leichter fertigen.
Anhand der Fig. 1 bis 4 soll nun die Arbeitsweise der
erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung beschrieben
werden.
Fig. 2 zeigt die Grundstellung der erfindungsgemäßen Kol
ben-Zylinder-Anordnung, die durch die geringste axiale
Ausdehnung (Länge) der Anordnung gekennzeichnet ist. Sowohl
der Vorhub-Hohlkolben 3, als auch der in dem Vorhub-Hohl
kolben 3 geführte, mit der Kolbenstange 4 verbundene Ar
beitskolben 5 befinden sich in einer Endposition an der
Seite des Zylinderkopfes 6, so daß der erste Druckraum 7
und der zweite Druckraum 8 jeweils ein Volumen aufweisen,
das nahezu Null bzw. minimal ist. Diese Grundstellung wird
erreicht, wenn der dritte Druckraum 11 und der vierte
Druckraum 12 mit dem Druckmedium beaufschlagt werden und so
sowohl der Vorhub-Hohlkolben 3 als auch der Arbeitskolben
5 ihren Rückhub RH (RHV bzw. RHA) durchgeführt haben.
Fig. 2 veranschaulicht in besonderer Weise die konstruktive
Vorteilhaftigkeit der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung.
Durch die Doppelrohrzuführung 16, 21 des Druck
mediums wird eine sehr raumsparende teleskopartige Inein
anderschachtelung der einzelnen Bauteile erreicht: Vorhub-Hohlkolben
3 im Zylinder 2, Arbeitskolben 5 im Vorhub-Hohlkolben
3, erstes Rohr 16 in der zentralen Öffnung 17
des Arbeitskolbens 5 und in der Innenkammer 18 der Kolben
stange 4, zweites Rohr 21 innerhalb des ersten Rohres 17
und in der Innenkammer 13 der Kolbenstange 4. Die Tiefe der
Innenkammern 13, 18 ist dabei genau auf die Länge der Rohre
21, 16 abgestimmt.
Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung
in einer Arbeitsphase am Ende der Durchführung des Vorhubs
VH vor Beginn des Arbeitshubes AH. Der Vorhub-Hohlkolben 3,
befindet sich in einer Endposition an der Seite des Zylin
derbodens 10, so daß der erste Druckraum 7 sein maximales
Volumen aufweist, während das Volumen des dritten Druck
raums 11 nahezu Null bzw. minimal ist. Der Arbeitskolben 5
befindet sich - relativ zum Vorhub-Hohlkolben 3 - gesehen
immer noch in seiner in Fig. 2 dargestellten Endposition.
Der Arbeitskolben 5 liegt zylinderkopfseitig am Vorhub-Hohlkolben
3 an und hat mit diesem zusammen unter Wirkung
eines Druckes im ersten Druckraum 7 den Vorhub VH ausge
führt. Die beständige Anlage des Arbeitskolbens 5 am
Vorhub-Hohlkolben 3 während des gesamten Vorhubs VH kann
dabei durch eine Beaufschlagung des vierten Druckraums 12
mit dem Druckmedium erreicht werden. Der zweite Druckraum
8 weist immer noch ein Volumen auf, das nahezu Null bzw.
minimal ist. Der dritte Druckraum 11 ist drucklos.
Fig. 4 zeigt die Schweißstellung der erfindungsgemäßen Kol
ben-Zylinder-Anordnung, die durch die größte axiale Aus
dehnung der Anordnung gekennzeichnet ist. Sowohl der Vor
hub-Hohlkolben 3, als auch der Arbeitskolben 5 befinden
sich in einer Endposition an der Seite des Zylinderbodens
10, so daß der erste Druckraum 7 und der zweite Druckraum
8 jeweils ein maximales Volumen aufweisen, während das
Volumen des dritten Druckraumes 12 und des vierten Druck
raumes 12 jeweils nahezu Null bzw. minimal ist. Diese
Schweißstellung wird erreicht, wenn zusätzlich zum ersten
Druckraum 11 der zweite Druckraum 12 mit dem Druckmedium
beaufschlagt wird.
In der nachstehenden Tabelle sind die Arbeitsphasen der
erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung mit den
Schritten 0 bis 8 bezeichnet, wobei der Schritt 0 der in
Fig. 2 dargestellten Grundstellung, der Schritt 1 der in
Fig. 3 dargestellten Stellung nach Ausführung des Vorhubs
VH und der Schritt 3 der in Fig. 4 dargestellten Schweiß
stellung nach Ausführung des Vorhubs VH und des Arbeits
hubes AH entspricht. In den einzelnen Feldern der Tabelle
ist jeweils eingetragen, ob eine Druckbeaufschlagung der
entsprechenden Druckräume 7, 8, 11, 12 stattfindet oder
nicht. 0 bedeutet dabei, daß der entsprechende Druckraum 7,
8, 11, 12 drucklos ist, 1 symbolisiert das Vorhandensein
einer Druckbeaufschlagung. Die Druckräume 7, 8, 11, 12 sind
in der Tabelle durch ihre Bezugszeichen gekennzeichnet.
Der wichtigste durch die Erfindung erzielte Vorteil besteht
darin, daß der dritte Druckraum 11, wie die Tabelle zeigt,
bei der Durchführung des Vorhubs VH (Schritt 1) drucklos
sein kann, da der Arbeitskolben 5 - relativ zum Vorhub-Hohlkolben
3 - durch den Druck im vierten Druckraum 12 in
seiner in Fig. 2 dargestellten Endposition gehalten wird.
Dies ist bei einer bekannten, nach dem Überdrückungsprinzip
arbeitenden Kolben-Zylinder-Anordnung, die beispielsweise
eine Taktzeit von etwa 500 ms aufweist, nicht der Fall,
wodurch sich die Dauer eines Arbeitstaktes einer vergleich
baren erfindungsgemäßen Anordnung ohne ein zusätzliches
Entlüftungsventil auf etwa 180 ms verkürzen läßt.
Zur Durchführung des Arbeitshubes AH wird nach erfolgtem
Vorhub VH der vierte Druckraum 12 druckentlastet und der
zweite Druckraum 8 mit dem Druckmedium beaufschlagt
(Schritte 2 und 3). Bei Vorliegen des Arbeitshubes AH kann
der Schweißvorgang ausgeführt werden.
Nach der Ausführung des Schweißvorganges wird zunächst der
zweite Druckraum 8 druckentlastet, während der vierte
Druckraum 12 wieder mit dem Druckmedium beaufschlagt wird
(Schritt 4). Der Arbeitskolben 5 führt dadurch seinen
Rückhub RHA aus, d. h. er wird wieder in Richtung seiner in
Fig. 2 und 3 dargestellten Grundstellung bewegt.
Schließlich wird der erste Druckraum 7 druckentlastet,
während der dritte Druckraum 11 wieder mit dem Druckmedium
beaufschlagt wird (Schritt 5), wodurch nun auch der Vorhub-Hohlkolben
3 seinen Rückhub RHV ausführt und sich wieder in
seine Grundstellung (Fig. 2) zurückbewegt. Aus all dem geht
hervor, daß die in Fig. 1 dargestellte Arbeitsphase eine
Zwischenstellung der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung
zeigt, die etwa Schritt 6 oder 7 in der Tabelle
entspricht.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs
beispiel beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der
Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Beispielsweise die
Größe der Hübe variieren: So kann die Größe des Vorhubs VH
in einem Bereich von 10 bis 100 mm und die des Arbeitshubes
AH in einem Bereich von 5 bis 50 mm liegen. Insbesondere
fällt es beispielsweise auch in den Rahmen der Erfindung,
wenn die Gestalt der Druckräume 7, 8, 11, 12, die auf einen
Druckmittel-Netzdruck von bis zu 12 bar abgestimmt sein
können, von der in der Zeichnung dargestellten Gestalt ab
weicht. Ferner ist die Erfindung nicht auf die im Anspruch
1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann
auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten
Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale defi
niert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch
jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch
mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes
Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der
Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch
für eine Erfindung zu verstehen.
1
Schweißelektrode
2
Zylinder
3
Vorhub-Hohlkolben
4
Kolbenstange
5
Arbeitskolben
6
Zylinderkopf
7
erster Druckraum
8
zweiter Druckraum
9
Kolbenanordnung aus
3
und
5
10
Zylinderboden
11
dritter Druckraum
12
vierter Druckraum
13
Innenkammer von
4
, Bestandteil von
12
14
Kanalöffnung zwischen
6
und
7
15
Kanalöffnung zwischen
6
und
8
16
Rohr zwischen
6
und
8
17
zentrale Öffnung in
5
18
Innenkammer von
4
, Bestandteil von
8
19
Kanalöffnung zwischen
10
und
11
20
Kanalöffnung zwischen
6
und
12
21
Rohr zwischen
6
und
12
22
Dichtungsring an
17
23
Dichtungsring an
3
24
Dichtungsring an
5
25
Dichtungsring an
21
26
Dichtungsring an
4
27
Dichtungsring an
4
AH Arbeitshub
VH Vorhub
RH Rückhub allgemein, bestehend aus RHA
VH Vorhub
RH Rückhub allgemein, bestehend aus RHA
und RHV
RHA
Rückhub von
5
RHV
Rückhub von
3
Claims (9)
1. Kolben-Zylinder-Anordnung zur Durchführung eines
Doppelhubes (Vorhub VH, Arbeitshub AH), insbesondere
zum Antrieb einer Schweißelektrode (1) einer Schweiß
zange, bestehend aus einem Zylinder (2), einem in dem
Zylinder (2) geführten Vorhub-Hohlkolben (3), sowie
einem in dem Vorhub-Hohlkolben (3) geführten, mit
einer Kolbenstange (4) verbundenen Arbeitskolben (5),
wobei zwischen dem Vorhub-Hohlkolben (3) und einem
Zylinderkopf (6) ein erster Druckraum (7), zwischen
dem Vorhub-Hohlkolben (3) und dem Arbeitskolben (5)
ein zweiter Druckraum (8) und zwischen der aus dem
Arbeitskolben (5) und dem Vorhub-Hohlkolben (3) gebil
deten Kolbenanordnung (9) und einem Zylinderboden (10)
ein dritter, die Kolbenstange (4) umschließender
Druckraum (11) gebildet ist und die Druckräume (7, 8,
11) wahlweise mit einem Druckmedium, insbesondere
Druckluft, beaufschlagbar sind, und zwar der erste
Druckraum (7) zur Ausführung des Vorhubs (VH) des
Vorhub-Hohlkolbens (3), der zweite Druckraum (8) zur
Ausführung des Arbeitshubes (AH) des Arbeitskolbens
(5) und der dritte Druckraum (11) für mindestens einen
Rückhub (RH) der Kolben (3, 5)
gekennzeichnet durch einen vier
ten, wahlweise mit dem Druckmedium beaufschlagbaren
Druckraum (12) für den Rückhub (RHA) des Arbeitskolbens
(5), wobei der vierte Druckraum (12), zumindest teil
weise, zwischen dem Vorhub-Hohlkolben (3) und dem Ar
beitskolben (5) angeordnet ist.
2. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der
vierte Druckraum (12) , zumindest teilweise, durch eine
Innenkammer (13) der Kolbenstange (4) gebildet ist.
3. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite Druckraum (12), zumindest teilweise, durch eine
Innenkammer (18) der Kolbenstange (4) gebildet ist.
4. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zur
Beaufschlagung des zweiten Druckraums (8) mit dem
Druckmedium ein sich ausgehend von einer Kanalöffnung
(16) im Zylinderkopf (6) zentrisch und axial durch den
Vorhub-Hohlkolben (3) hindurch in den zweiten Druck
raum (8), insbesondere in dessen Innenkammer (18) der
Kolbenstange (4), erstreckendes Rohr (17) vorgesehen
ist.
5. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zur
Beaufschlagung des vierten Druckraums (12) mit dem
Druckmedium ein sich ausgehend von einer Kanalöffnung
(20) im Zylinderkopf (6) innerhalb und koaxial zu dem
sich in den zweiten Druckraum (8) erstreckenden Rohr
(17) durch den Vorhub-Hohlkolben (3) und durch den
Arbeitskolben (5) hindurch in den vierten Druckraum
(12), insbesondere in dessen Innenkammer (13) der
Kolbenstange (4), erstreckendes Rohr (21) vorgesehen
ist.
6. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Arbeitskolben (5) innerhalb des Vorhub-Hohlkolbens (3)
unter Bildung des zweiten Druckraums (8) und des vier
ten Druckraums (12) druckdicht gekammert und axialbe
weglich geführt ist.
7. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Arbeitskolben (5) mit der Kolbenstange (4) über eine
lösbare Verbindung (28), insbesondere über eine
Schraubverbindung, verbunden ist.
8. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Druckräume (7, 8, 11) über interne Kanalöffnungen (14,
15, 20) und/oder Rohre (16, 21) mit dem Zylinderkopf
(6) verbunden sind.
9. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1
bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Zylinder (2) mit einer feststehenden Schweißelektrode
(1) und die Kolbenstange (4) mit einer beweglichen
Schweißelektrode verbunden ist.
Priority Applications (2)
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DE1997147298 DE19747298A1 (de) | 1997-10-25 | 1997-10-25 | Schweißzangenzylinder |
EP98119668A EP0914896A3 (de) | 1997-10-25 | 1998-10-17 | Schweisszangenzylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997147298 DE19747298A1 (de) | 1997-10-25 | 1997-10-25 | Schweißzangenzylinder |
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Family Applications (1)
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DE1997147298 Withdrawn DE19747298A1 (de) | 1997-10-25 | 1997-10-25 | Schweißzangenzylinder |
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DE (1) | DE19747298A1 (de) |
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---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-10-25 DE DE1997147298 patent/DE19747298A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-10-17 EP EP98119668A patent/EP0914896A3/de not_active Withdrawn
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EP0914896A3 (de) | 1999-12-15 |
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