DE3635042A1 - Hydraulik- oder pneumatikzylinder fuer vorwiegend grosse leer- und kleinere arbeitswege - Google Patents
Hydraulik- oder pneumatikzylinder fuer vorwiegend grosse leer- und kleinere arbeitswegeInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/204—Control means for piston speed or actuating force without external control, e.g. control valve inside the piston
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hydraulik- und Pneumatikzylinder mit mindestens
zwei gegeneinander wirkenden, gleichgroßen, mit Druckmedium beaufschlagten
Flächen, die - außer beim Arbeitshub - ständig mit Druckmedium beaufschlagt
sind und deren entgegenwirkende Kräfte durch eine außerhalb des Zylinder
gehäuses angeordnete Kräftebrücke zusammengehalten werden.
Ein ähnlich wirkender Arbeitszylinder ist in der deutschen Patentschrift 20 61 883
vorgeschlagen worden. Bei diesem Arbeitszylinder ist die Verbindung der unter
Druckmedium beaufschlagten Zylinderräume im Bereich des Eilweges durch eine
Ausdrehung der Zylinderwand realisiert worden. Der Arbeitszylinder erhält da
durch einen festen, nicht einstellbaren Arbeitsweg. Bei der Rücklaufbewegung
muß das Druckmedium im Bereich des Arbeitsweges über eine externe Bypass
leitung geführt werden, bis die Ausdrehung am Zylindergehäuse wirksam wird.
Weitere Nachteile sind, daß die drei Wirkflächen des Zylinders den gleichen
Systemdruck aufweisen und somit die Eilzustell- und Eilrückhubkraft zur Arbeits
kraft nicht getrennt einstellbar sind. Nachteilig wirkt sich auch aus, daß der
Zylinder keine Verstellung des Gesamthubes aufweist.
Die einfache Zylindersteuerung mit den drei Differenzflächen wirkt sich nach
teilig auf die Maschinenbediensicherkeit aus, d. h., am Zylinder wirkt in der
oberen Endlage die Schnellschließkraft in Richtung Arbeitshub und kann durch
Versagen eines Absperrventils eine ungewollte Schließbewegung (Unfallgefahr)
auslösen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Arbeitszylinder gleicher Gattung
zu schaffen, bei dem die erwähnten Nachteile vermieden und folgende verbesser
ten Eigenschaften erzielt werden:
Ein höherer Wirkungsgrad wird erreicht, der Gesamt- und der Arbeitshub
sind getrennt voneinander einstellbar, die Zustell- und Rückhubkräfte
hängen nicht von der eingestellten Arbeitskraft ab, Druck und Kräfte des
Gesamtzylinders sind während des Gesamthubes, außer beim Arbeitshub,
ausgeglichen.
Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die ent
gegenwirkenden Kräfte der mit Druckmedium in den Zylinderräumen beauf
schlagten Kolben durch die außerhalb des Zylindergehäuses angeordnete
Kräftebrücke zusammengehalten werden, daß eine Bohrung den unteren
Zylinderraum mit dem oberen Zylinderraum verbindet und daß ein mechanisch
einstellbarer Ventilkolben während des Arbeitsweges die Bohrung verschließt
und den unteren vom oberen Zylinderraum trennt.
Durch die gleichbleibende Differenz der Abstände B und C (Fig. 1A) ergibt
sich bei beliebig eingestelltem Gesamthub am Hubende immer das gleiche
geringe Kompressionsvolumen von wenigen cm3 (Fig. 1C, Abstand D). Die
mechanische Synchronisation des Ventilkolbens mit der Verstellspindel zur
Betätigung des Endschalters ermöglicht die Umschaltung von Eil- auf Arbeits
hub. Die Umströmverluste aus dem oberen in den unteren Zylinderraum sind
durch die günstige Anordnung der Verbindungsbohrung sehr gering, so daß die
Einzustell- und Eilrückhubkräfte klein sein können.
Ein nach dieser Art gebauter Zylinder kommt mit ca. 50% der Energie eines
herkömmlichen Zylinders aus. Ein Hydraulikzylinder gemäß Fig. 1 vereinigt
mit dem mechanischen Antrieb für die Eilgangbewegung die hohe Hubfolge
der mechanischen Maschinenantriebe mit den Vorteilen der druckmittel
beaufschlagten Arbeitszylinder, die eine wirksame Schnittschlagdämpfung auf
weisen und unabhängig einstellbare Arbeitswege haben. Der mechanische An
trieb für die Eilgangsbewegung wird nicht durch die Arbeitskraft belastet.
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Arbeitszylinders gemäß der
Erfindung in halbschematischem Längsschnitt, wobei die einzelnen Dar
stellungen (1A - 1C) sich auf zeitlich aufeinanderfolgende Stellungen des
Kolbens beziehen. Die Steuerventile befinden sich in den für diese Position
notwendigen Schaltstellungen, die unter Druck stehenden Anschlußleitungen
sind schraffiert gezeichnet.
Fig. 2 stellt eine zweite, bevorzugte Ausführungsform des Arbeitszylinders
gemäß der Erfindung dar.
Fig. 3 stellt eine weitere, bevorzugte Ausführungsform des Arbeitszylinders
dar, bei dem zwei gleichgroße Wirkflächen der Kolben (2a und 2 b) über
die Kräftebrücke (7) mit dem Kolben (12) im Kräftegleichgewicht gehalten
werden.
Der Arbeitszylinder gemäß Fig. 1 umfaßt ein Zylindergehäuse (3), aus dem
ein oberer Kolben (12) und ein unterer Kolben (2) herausragen, die mit
einer oberen Platte (14) und einer unteren Platte (1) über Verbindungsstangen
(7) und Gewindebuchsen (18) verbunden sind.
Das Zylindergehäuse (3) weist eine Bohrung (5) auf, die den unteren Zylinder
raum (4) mit dem oberen Zylinderraum (8) verbindet. Die Bohrung (5) ist so
ausgebildet, daß das Druckmedium sie praktisch drosselfrei durchströmt.
Der Ventilkolben (9), der mit dem Steuerkolben (15) verbunden ist, wird mit
seiner mit Druckmedium beaufschlagten Wirkfläche (16) gegen den Anschlag
im Gehäuse (17) gedrückt. Der Ventilkolben (9) ragt aus der unteren Fläche
des oberen Kolbens (12) mit dem Abstand A heraus. Dies ist der mechanisch
einstellbare Arbeitsweg. Der Eilvorlaufhub erfolgt über einen mechanischen
Antrieb (13). Das Druckmedium gelangt praktisch drosselfrei aus dem Zylinder
raum (8) durch die Bohrung (5) in den Zylinderraum (4). Der Ventilkolben (9)
verschließt über den Ventilsitz (6) die Bohrung (5), der Mediumdurchfluß vom
Zylinderraum (8) zum Zylinderraum (4) wird unterbrochen. Gleichzeitig wird
über die Schaltstange (20) ein elektrisches Signal durch Schalter (21) erzeugt,
der das Ventil (28) von Schaltstellung 0 in Schaltstellung 1 umschaltet
(Fig. 1B).
Das Medium im Zylinderraum (8) kann drucklos über Leitung (27), Ventil (28)
(Schaltstellung 1) zum Tank fließen. Da der untere Zylinderraum (4) ständig
über Leitung (30) mit einer Druckquelle verbunden ist und der Zylinderraum (8)
druckentlastet wurde, bewegt sich die untere Platte (1) mit Kolben (2) mit der
Kraft der druckmittelbeaufschlagten Fläche (4) nach unten. Während des Arbeits
hubes wird der Ventilkolben (9) in den oberen Kolben (12) gedrückt, das Druck
öl aus Kammer (11) gelangt über die Bohrung (10) in den unteren Zylinder
raum (4). Der Arbeitshub ist beendet, wenn die Unterkante der oberen Platte (14)
auf der oberen Fläche des Zylindergehäuses (3) aufliegt (Festanschlag 22)
(Fig. 1C).
Das Medium am Zylinderraum (8) kann durcklos über Leitung (27), Ventil (28)
(Schaltstellung 1) zum Tank fließen. Da der untere Zylinderraum (4) ständig
über Leitung (30) mit einer Druckquelle verbunden ist und der Zylinderraum (8)
druckentlastet wurde, bewegt sich die untere Platte (1) mit Kolben (2) mit der
Kraft der druckmittelbeaufschlagten Fläche (4) nach unten. Während des Arbeits
hubes wird der Ventilkolben (9) in den oberen Kolben (12) gedrückt, das Drucköl
aus Kammer (11) gelangt über die Bohrung (10) in den unteren Zylinderraum (4).
Der Arbeitshub ist beendet, wenn die Unterkante der oberen Platte (4) auf der
oberen Fläche des Zylindergehäuses (3) aufliegt (Festanschlag 22) (Fig. 1C).
Um den Rückhub einzuleiten, wird Ventil (28) in Schaltstellung 0 und Ventil (31)
in Schaltstellung 1 geschaltet. Hierdurch wird über Leitung (25) die Wirkfläche
(16) entlastet. Der Ventilkolben (9) wird über die Wirkfläche der Bohrung (5)
nach oben verschoben und verbindet somit die Druckräume (4 und 8). Die Eil
rückhubbewegung wird nun durch den Exzenterantrieb (13) ausgeführt. Die Kolben
zylindereinheit fährt nach oben und erreicht die Ausgangsstellung wie in Fig. 1A
dargestellt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Ausführung entspricht dem in
Fig. 1 beschriebenen Funktionsablauf. Statt des mechanischen Antriebs (13)
wird die Eilgangbewegung durch druckmittelbeaufschlagte Zylinder (50 und 51)
durchgeführt.
- Benennung der Positionsnummern in Fig. 1A, 1B, 1C und Fig. 2, Fig. 3
1 Untere Platte
2 Unterer Kolben (Fig. 3 Pos. 2A+2B Fig. 1 Pos. 2)
3 Zylindergehäuse
4 Unterer Zylinderraum
5 Bohrung
6 Ventilsitz
7 Verbindungsstangen mit Hubverstellung
8 Oberer Zylinderraum
9 Ventilkolben
10 Verbindungsbohrung zur hydraulischen Wirkfläche
11 Untere Wirkfläche des Ventilkolbens
12 Oberer Kolben
13 Mechanischer Antrieb
14 Obere Platte
15 Steuerkolben für Ventilkolben
16 Obere Wirkfläche für Ventilkolben 9
17 Verstellanschlag für Ventilkolben
18 Gewindebuchse mit Zahnrad für Hubverstellung
19 Verstellgewinde für Verbindungsstangen
20 Schaltspindel
21 Schalter
22 Anschlagfläche für obere Platte 14
23
24
25 Steuerleitung für Wirkfläche 16
26 Anschluß oberer Zylinder
27 Leitung oberer Zylinder - Ventil 28
28 Ventil für Arbeitshub
29 Anschluß unterer Zylinder
30 Leitung von Druckmittelquelle zum Zylinderraum 4
31 Steuerventil für Wirkfläche 16
32 Druckmittelquelle (Pumpe oder Akku) für Arbeitshub
33
50 Eilgangkolben für Rückhub
51 Eilgangkolben für Vorlauf
52 Steuerventil für Eilgangsteuerung
53 Druckmittelquelle für Leerhub
54 Leitung Ventil - Eilgangkolben - Rücklauf
55 Leitung Ventil - Eilgangkolben - Vorlauf
Claims (5)
1. Hydraulik- oder Pneumatikzylinder mit mindestens zwei gegeneinander
wirkenden, gleichgroßen, mit Druckmedium beaufschlagten Flächen,
die - außer beim Arbeitshub - ständig mit Druckmedium beaufschlagt
sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die entgegenwirkenden Kräfte der mit Druckmedium in den Zylinder
räumen (4 und 8) beaufschlagten Kolben (2 und 12) durch die außerhalb
des Zylindergehäuses (3) angeordnete Kräftebrücke (7) zusammengehalten
werden, daß eine Bohrung (5) den unteren Zylinderraum (4) mit dem oberen
Zylinderraum (8) verbindet und daß ein mechanisch einstellbarer Ventil-
Kolben (9) während des Arbeitsweges die Bohrung (5) verschließt und den
unteren Zylinderraum (4) vom oberen Zylinderraum (8) trennt.
2. Hydraulik- und Pneumatikzylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Anschlagverstellung (17) des Ventilkolbens (9) der Arbeits
hub (A) eingestellt wird.
3. Hydraulik- und Pneumatikzylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leerzustell- und Leerrückhubbewegung durch einen mechanischen
Antrieb (13), z. B. Exzenter- oder Kniehebelantrieb, ausgeführt werden
und daß die Arbeitskraft während des Arbeitsweges durch mindestens einen
Kolben (2) erzeugt wird, ohne Abstützkräfte in den mechanischen Antrieb
(13) einzuleiten.
4. Hydraulik- und Pneumatikzylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Eilzustell- und Eilrückhubbewegung durch mindestens je eine mit
Druckmedium beaufschlagte Fläche (50) und Fläche (51) (Fig. 2) aus
geführt wird und das Druckniveau unabhängig vom Druckniveau der Zylinder
räume (4 und 8) ist.
5. Hydraulik- und Pneumatikzylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder einen einstellbaren unteren Festanschlag aufweist, der
durch mindestens eine Verstellmutter (18) und mindestens ein Verstell
gewinde (19) auf der Stange (7) so angeordnet ist, daß der Abstand (C)
um die Distanz (D) (Fig. 1A und 1C) kleiner als der Abstand (B) ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863635042 DE3635042C2 (de) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | Hydraulik- oder Pneumatikzylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863635042 DE3635042C2 (de) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | Hydraulik- oder Pneumatikzylinder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3635042A1 true DE3635042A1 (de) | 1988-04-21 |
DE3635042C2 DE3635042C2 (de) | 1995-08-31 |
Family
ID=6311742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863635042 Expired - Fee Related DE3635042C2 (de) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | Hydraulik- oder Pneumatikzylinder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3635042C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4312824A1 (de) * | 1993-04-20 | 1994-10-27 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Hydrauliksteuerung von Schottwänden |
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DE2249728A1 (de) * | 1972-10-11 | 1974-04-18 | Aviat Gmbh | Hydraulik- oder pneumatik-arbeitszylinder |
CH609428A5 (en) * | 1975-09-19 | 1979-02-28 | Attrezzature Mec Oleodinam | Cylinder-piston unit which is activated by a pressurised fluid |
DE3008715A1 (de) * | 1979-03-20 | 1980-10-02 | Peter Florjancic | Hydraulische schliessvorrichtung |
DE3207571A1 (de) * | 1981-03-25 | 1982-10-28 | Veb Kombinat Orsta-Hydraulik, Ddr 7010 Leipzig | Doppeltwirkender, in den endlagen selbsttaetig umsteuernder druckwandler |
DE3430037A1 (de) * | 1984-08-16 | 1986-02-27 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg | Waagrecht liegendes, hydraulisches zylinderaggregat |
-
1986
- 1986-10-15 DE DE19863635042 patent/DE3635042C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE3635042C2 (de) | 1995-08-31 |
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