DE2123263C2 - Hydraulischer Antrieb für Eilvorlauf, Arbeitshub und Eilrücklauf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem derartigen Antrieb (DE-PS 9 77 301) führen die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Arbeitsräumen des Preßzylinders nach außen und sind dort über die Steuerschaltung miteinander verbunden. Dies bedingt entsprechend große Druckmittel-Füllmengen, die erforderlichen Strömungswege und Strömungsverluste bei den Eithüben. Es werden in jedem Fall drei Druckmittelanschlüsse am Zylindergehäuse benötigt.

Es sind hydraulische Antriebe mit innerer Umwälzung des Druckmittels beim Eilgang bekannt (DE-AS 13 00 398, Zeitschrift BLECH 1969, Nr. 11, S. 670/671). Dabei wird ein gesonderter Eilgangskolben-Zylinder, der in Verlängerung de» Preßzylinders mit dem Arbeitskolben angeordnet ist, benutzt, wobei beide Zylinder jeweils eine Länge entsprechend der nutzbaren Ausfahrlänge des Antriebs aufweisen müssen. Daher ist die Baulänge solcher bekannter Antriebe relativ groß.

Bei einem weiteren bekannten Antrieb mit innerer Umwälzung (DE-AS 11 52 019) ist ein Rückschlagventil in dem dreiteilig ausgebildeten Arbeitskolben vorgesehen, und es ist ein Schnellschlußraum zwischen gehäusefester Kolbenstange und einer Zylinderhülse gebildet, die einen Teil des Arbeitskolbens und eines Schleusenventils bildet, welches beim Eilrücklauf geöffnet wird. Bei diesem wird eine Differenz-Kolbertfläche wirksam, die wesentlich kleiner ist als die beim iiilvorlauf wirksame Kolbenfläche, so daß die Geschwindigkeiten des Eilrücklaufs gegenüber dem Eilvorlauf stark erhöhl sind (große Strömungsverluste) und die Rückzugskraft entsprechend verringert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Antrieb für Eilvorlauf, Arbeltshub und Eilrücklauf so auszubilden, daß bei den Eilhüben ein Teil des Druckmittels Innerhalb des Preßzylinders auf möglichst kurzem Weg und mit wenig Strömungsverlusten umgewälzt wird, wobei die Zylinderbaulänge etwa die gleiche Ist wie bei Bauarten ohne innere Umwälzung.

Die gestellt Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptanspruchs gelöst.

Von besonderem Vorteil ist dabei, daß die Umschaltung des hydraulischen Antriebs wahlweise druckabhängig oder wegabhängig erfolgen kann. Für Einrichtvorgänge kann demnach der Arbeitshub als Schielchgang eingeschaltet werden, es ist aber auch möglich, kurz vor Erreichen der Arbeitsstellung den hydraulischen Antrieb vom Eilgang auf den Arbeltshub umzusteuern, um so ein hartes Aufsetzen eines Arbeitsstempels auf das Werkstück und damit Geräuschbelästigung zu vermelden.

Als weiterer Vorteil hat sich die gute Schnittschlagdämpfung herausgestellt, d. h. der Preßzylinder arbeitet auch bei plötzlicher Druckentlastung ruhig.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt

Flg. 1 einen Schnitt durch einen Preßzylinder sowie eine einfache Steuerschaltung,

Fig. 2 eine SchemadarstellunB for Eilvorlauf,

Fig. 3 für den Arbeitshub und

Fig. 4 for den Eilrucklauf.

Eine Druckmittelpumpe 1 liefert einen Hydraulikstrom, der je nach Schaltstellung eines Wegeventils 2 einer Öffnung 4 oder 28 zugeführt wird. Die Öffnung 28 stellt einen Arbeits-Druckmittelanschluß und die Öffnung 4 einen Eilrücklauf-DnJckmiuelanschluB dar. Die Steuerschaltung weist noch ein Rückschlagventil 3, ein weiteres äußeres Rückschlagventil 35 zum Einspeisen von rückströmender Hydraulikflüssigkeit und ein schallbares Auslaßventil 36 zum Tank auf.

Als hauptsächlichste Teile weist der Preßzylinder ein Zylindergehäuse 5, eine zentral angeordnete, gehäusefeste Rückzugskolbenstange 6 mit gehäusefestem Rückzugskolben 38 und eine Arbeitskolbenstange 10 mit an einer Seite angebrachtem Arbeitskolben 11 auf. Zwischen dem Zylinriergehäuse 5, der Rückzugskolbenstange 6 und dem Arbeitskolben 11 Hegt ein Arbeitsraum 26; zwischen dem Zylindergehäuse 5, der Arbeitskolbenstange 10 und dem Arbeitskolben 11 liegt ein Kolbenstangenraum 23; zwischen der Arbeitskolbenstange lö. der gehäusefesten Rückzugskolbenstange 6 und dem Rückzugskolben 38 liegt ein Rückzugsraum 9 und zwischen dem Rückzugskolben 38 und dem Ende der Arbeitskolbenstange 10 liegt ein Luftraum 8. Die gehäusefeste Rückzugskolbenstange 6 ist hohl gebohrt, und es erstreckt sich ein Kanal 7 von der Öffnung 4 bis in den Rückzugsraum 9. Die Arbeitskolbenstange 10 ist als Zylinder ausgebildet und umgibt die Rückzugskolbenstange 6, wobei außer dem Rückzugsraum 9 noch weitere Ringräume 12 und 21 gebildet werden. Im Ringraum 21 ist eine Hülse 34 und ein erstes, aufstoßbares Ventil 32 untergebracht. Im Rfngtaum 12 sitzt ein Rückschlagventil 13, welches eine Ventilfeder 14 und einen Ventilkegel 15 aufweist, der an einem hülsenartigen Hilfskolben 20 dichtend anliegt. Das aufstoßbare Ventil 32 wird durch die Kraft einer Feder 25 ständig in Anlage am Hilfskolben 20 gehalten und kann durch diesen aufgestoßen werden, wenn ein entsprechender Druck im Rückzugsraum 9 herrscht. Das aufstoßbare Ventil 32 besitzt einen Ventilkegel 33, der mit der Hülse 34 als Ventilsitz zusammenarbeitet und eine Öffnung 22 zwischen dem Kolbenstangenraum 23 und dem Arbeitsraum 26 durchlässig schaltet oder sperrt. Das Rückschlagventil 13 verbindet in seinem geöffneten Zustand den Kolbenstangenraum 23 mit dem Rückzugsraum 9, und zwar über eine Zu-Ablauföftnung 18.

Die Arbeltskolbenstange 10 weist einen inneren Ringkragen 37 auf, der am Rückzugskolben 38 einen Anschlag findet, wenn die Arbeitskolbenstange 10 maximal ausgefahren ist. Durch Bemessen der Rückzugskolbenstange 6 und der Arbeitskolbenstange 10 kann man demnach die Ausfahrlänge des Preßzylinders passend wählen. Es ist jedoch auch möglich, innerhalb gegebener Grenzen die Ausfahrlänge des Preßzylinders durch axiales Verstellen der im Betrieb gehäusefesten Rückzugskolbenstange 6 zu verandern. Hierzu kann man eine Spindelverstellung 39 wählen, die es ermöglicht, den Rückzugskolben 18 naher zu den Ventilen 13, 23 hin zu verlagern bzw. von diesen weg zu entfernen.

In der Ruhestellung des Preßzylinders ist das aufstoßbqre Ventil 32 infolge der Federkraft 25 geschlossen; das im Kolbenstangenraum 23 befindliche Öl ist somit eingeschlossen und verhindert eine Bewegung der Arbeitskolbenstange 10, auch wenn an dieser eine große Last einwirkt.

Zum Eilvorlauf wird das Wegeventil 2 (Fig. 1) aus der dargestellten Stellung umgeschaltet, so daß die Pumpe 1 das Druckmittel über die Örrnung 28 in den Arbeitsraum 26 (Fig. 2) hineinfördert und das aus dem Rückzugsraum 9 verdrängte Druckmittel über die Öffnung 4 und unter Druck (Ventil 36 geschlossen) zurückfließt. Dadurch wird das aufstoßbare Ventil 32 durch den Hilfskolben 20 geöffnet. Die Arbeitskolbenstange 10 bewegt sich in Fig. 2 nach rechts. Das Öl im Kolbenstangenraum 23 strömt in den Arbeitsraum 26 ab, der somit von zwei Quellen her gefüllt wird, nämlich von der Pumpe 1 und durch das verdrängte öi des Koioer.itangenraums 23. Die rasche Füllung des Arbeitsraums 26 führt zur raschen Vorwärtsbewegung der Arbeitskolbenstange 10.

Wenn das Wegeventil 2 (Fig. I) aus seiner dargestellten Lage angeschaltet und das Auslaßventil 36 auf Auslaß zum Tank geschaltet ist, dann öffnet das Rückschlagventil 13 wegen des fehlenden Gegendrucks im Rückzugsraum 9 (Fig. 3), und der Kolbenstangenraum 23 kommt in Verbindung mit dem Rückzugsraum 9, von wo das vercrängte Öl zum Tank abfließt. Der Arbeitsraum 26 wird nunmehr lediglich von einer einzigen Quelle, der Pumpe 1, gefüllt, und die Arbeiiskolbenstange 10 bewegt sich demgemäß langsam und gegebenenfalls mit großer Kraft (Arbeilshub).

Bei der in Fig. 1 dargestellten Lage des Wegeventils 2 auf Eilrücklauf wird der Rückzugsraum 9 von der Pumpe 1 mit Druckmittel gefüllt, und die Arbeitskolbenstange 10 wandert in Fig. 1 nach oben bzw. in Fig. 4 nach links, und zwar ziemlich rasch, weil die Querschnittsfiäche des Rückzugsraums 9 klein ist. Der im Rückzugsraun. 9 herrschende Druck pflanzt sich im Ringraum 12 bis zum Hilfskolben 20 fort (der vom Rückschlagventil 13 abgedichtet wird) und drängt diesen in Fig. 4 nach links bzw. in Fig. 1 nach oben, so daß das erste Ventil 32 aufgestoßen wird. Dadurch kommt eine hydraulische Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 26 und dem Kolbenstangenraum 23 zustande, so daß ein Großteil des aus dem Arbeltsraum 26 verdrängten Öls in den sich vergrößernden Kolbenstangenraum 23 abströmen kann, während der Rest des verdrängten Öls durch die Öffnung 28 zum Tank abströmt.

Während des Eilvorlaufs und des Eilrücklaufs ist das aufstöbere Ventil 32 geöffnet, so daß ein Teil des Druckmittels auf kurzem Weg 22 zwischen den belrten großen Räumen 26 und 23 überströmen kann, ohne zu großen Strömungsverlusten zu führen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Hydraulischer Antrieb Tür Eilvorlauf, Arbeitshub und EilriJrklauf mit folgenden Merkmalen: Ein hydraulischer Preßzylinder weist ein Zylfndergehäuse, einen Arbeitskolben mit einer einseitig daran befestigten Arbeitskolbenstange sowie eine Rückzugskolbenstange mit daran angebrachtem Rückzugskolben auf; ίο die Arbeitskolbenstange dient als Zylinder des in ihr angeordneten Rückzugskolbens, der über die Rückzugskolbenstange am Zylindergehäuse befestigt ist; zwischen Zylindergehäuse und Arbeitskolben ist ein Arbeitsraum gebildet, der mit einem Arbeits-Druckmittelanschluß versehen ist;

in der Arbeitskolbensiange zwischen Rückzugskolben und Rockzugskolbenstange ist ein Rückzugjraum gebildet, i« mit einem über die Rückzugskolbenstange verlaufenden Eilrücklauf-Druckmittelanschluß versehen ist;

zwischen Zylindergehäuse, Arbeitskolben und Arbeitskolbenstange ist ein Kolbenstangenraum gebildet, der mit einer Zu-Ablauföffnung versehen ist;
die Druckmittelanschlüsse und die Zu-Ablauföffnung sind über eine hydraulische Steuerschaltung miteinander verknüpft, wobei ein Ventil die Zu-Ablauföffnung mit dem Arbeits-Druckmittelanschluß verbinden kann und der Kolbenstangenraum ventilgesteuert druckentlastVar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das erstgenannte Ventil (32) im Arbeitskolben (11) angeordnet und beim Rückhub und Eilvorlauf durch Druck im Rückzugsrau.n (9) mittels eines Hilfskolbens (20) gegen Federkraft aufstoßbar ist und & daß zwischen dem Kolbenstangenraum (23) und dem Rückzugsraum (9) ein Kanal (18) mit einem darin befindlichen Rückschlagventil (13) vorhanden ist, welches beim Arbeitshub durch den im Kolbenstangenraum (23) erzeugten Druck öffnet.

2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die im Arbeitskolben (H) angeordneten Ventile (13, 32) auf der Rückzugskolbenstange (6) geführt und als Kegelventile ausgebildet sind. «5

3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsrichtung der Ventile (13, 32) gegenläufig ist und das Rückschlagventil (13) eine Abdichtung am Hilfskolben (20) bildet.

4. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Steuerschaltung ein äußeres Wegeventil (2), ein erstes äußeres Rückschlagventil (35) und ein zweites äußeres Rückschlagventil (3) aufweist, wobei für den Ellvorlauf die zum Arbeitsraum (26) führende Öffnung (28) als Arbelts-Druckmlttelanschluß (28) durch entsprechende Stellung des Wegeventils (2) beaufschlagt ist, während die zum Rückzugsraum (9) führende Öffnung (4) über das erste äußere Rückschlag- ^⁰ ventil (35) durch das Wegeventil (2) mit dem Arbeils-Druckmltlelanschluß (28) verbindbar und über das zweite Rückschlagventil (3) zum Tank zu sperren ist.

5. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraullsche Steuerschaltung einen schaltbaren Auslaß (36) aufweist, dessen Stellung die Betriebsweise »Eilvorlauf« und »Arbeltshub« bestimmt und der die zum Rückzugsraum (9) führende Öffnung (4) zum Tunk sperrt bzw. durchschaltet,

6, Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 is S, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückzugskolbenstange (6) in ihrer axialen Lage zum Zylindergehäuse (5) einstellbar ist (Spindel 39",.