DE507867C - Hydraulische Vorrichtung fuer Spannfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Apparat, welcher zur Betätigung von Vorrichtungen dient, bei denen zuerst eine schnelle Bewegung ausgeführt werden muß, was eine verhältnismäßig große Menge Druckflüssigkeit erfordert, und darauf ein bestimmter Druck aufrechterhalten wird. Solche Vorrichtungen sind z. B. Spannfutter zum Einspannen und Festhalten von Werkzeugen, wobei zuerst die Klauen in Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden müssen und darauf während der Bearbeitung des Werkstückes ein bestimmter Druck durch die Klauen auf das Werkstück ausgeübt werden muß, um letzteres festzuhalten. Außer solchen Futtern kommen noch Rammbären von Pressen in Betracht, Bremsen u. dgl. mehr.

Bei den bekannten Ausführungen dieser Art wird meist kein Behälter angeordnet, der als Druckspeicher wirkt. Wird also keine Druckenergie verbraucht, d. h. wird nicht gebremst o. dgl., so pumpt eine Druckpumpe die Druckflüssigkeit durch eine Rückführleitung in den Vorratsbehälter zurück. Wird diese Leitung durch ein gesteuertes Ventil unterbrochen, dann wird auf entsprechende Arbeitskolben Druck ausgeübt und das Werkstück eingespannt bzw. die Räder eines Fahrzeuges abgebremst. Beim Aufhören der Bremswirkung geht die Leistung der Pumpe verloren, es findet eine Art Leerlauf statt. Dort, wo Druckspeicher verwendet werden, besitzen diese einen Verdrängungskolben, der durch Gewicht- oder Federwirkung die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit komprimiert.

Bei allen bekannten Ausführungen werden die Ventile, die zwischen dem Sammelbehälter und der Druckleitung angeordnet sind, elektrisch oder mechanisch gesteuert.

Die Erfindung bezweckt, mittels einer kleinen, möglichst billigen Kraftanlage mit geringster Bedienung genügend Energie aufzuspeichern, um die ursprüngliche schnelle Bewegung herbeizuführen, wobei der Druck durch eine Pumpe aufrechterhalten wird.
■ Gemäß der Erfindung ist eine Druckspeisepumpe mit einer Kammer oder Druckleitung und einem unter veränderlichem Druck stehenden Sammelbehälter verbunden, und ein Ventil ist vorgesehen, welches die Verbindung der Pumpe mit dem Sammelbehälter selbsttätig unterbricht, bis durch die Pumpe ein bestimmter Druck in der Kammer erzeugt worden ist, während ein anderes Ventil die Verbindung des Sammelbehälters mit der Kammer herstellt, wenn der Druck in der

Kammer unter den im Sammelbehälter sinkt. Das ersterwähnte Ventil wird durch den Druck im Sammelbehälter nicht beeinflußt und stets bei demselben Druck in der Kammer oder Leitung geöffnet.

Durch diese Anordnung der beiden selbsttätigen Ventile zwischen Druckleitung und Sammelbehälter wird der Druck in der Druckleitung oder Kammer bei Energieverbrauch, d. h. wenn z. B. gebremst wird, auf bestimmter Höhe erhalten. Findet jedoch kein Energieverbrauch statt, so geht die Pumpenleistung nicht verloren, sondern speichert Druckenergie im Sammelbehälter •5 oder Druckspeicher auf. Dazu ist kein Umsteuern erforderlich, da die beiden Ventile allein durch den Druckunterschied zwischen Sammelbehälter und Druckleitung betätigt werden.

Da der Sammelbehälter nur als Druck- und nicht als Flüssigkeitsspeicher verwendet wird, wird er ohne Verdrängungskolben ausgeführt.

In der Zeichnung sind eine schematische Darstellung und ein praktisches Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigt:

Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch den mehr oder weniger schematisch dargestellten Apparat,

Abb. 2 einen der Abb. ι ähnlichen Schnitt einer praktischen Ausführungsform nach der Linie 2-2 der Abb. 3,

Abb. 3 eine Draufsicht des Apparates der Abb. 2, teilweise im Schnitt gezeigt, nach der Linie 3-3 der Abb. 2 und

Abb. 4 einen senkrechten Querschnitt nach der Linie 4-4 der Abb. 3.

Zuerst wird die schematische Darstellung der Abb. 1 beschrieben zwecks besseren Verständnisses der anderen Figuren. Der hydraulische Apparat befindet sich in einem Behälter 10, der eine passende Flüssigkeit, wie z. B. Öl, enthält. Die Art der Flüssigkeit hängt von der jeweiligen Anwendung des Apparates ab. Der Apparat kann natürlich auch außerhalb des Behälters angeordnet sein und ist durch passende Röhren mit dem Behälter verbunden. Es ist jedoch vorteilhafter, ökonomischer und nimmt weniger Raum ein, wenn der Apparat im Behälter untergebracht ist. Außerdem spielt dann Lecken keine Rolle. Eine Pumpe 11 mit einem Einlaß 12 sitzt im Behälter 10. Diese Pumpe dient dazu, die Flüssigkeit, z. B. Öl, unter Druck in eine Leitung oder Kammer 13 zu pumpen, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei Röhren besteht, einer waagerechten Röhre 14 und einer senkrechten Röhre 15, welche zu der Vorrichtung führt, die betätigt werden soll und von welcher nur ein Teil gezeigt ist, nämlich der Arbeitskolben 16 im Zylinder 17. Mit dem Kolben kann ein Spannfutter zum Halten von Werkzeugen zusammenwirken oder der Kopf einer Ramme oder anderen Vorrichtung. 18 ist eine Auslaßröhre, welche in den Behälter 10 mündet. An der Verbindungsstelle der Röhren 15, 18 mit dem Zylinder 17 ist ein Ventil ig vorgesehen, durch welches Verbindung der Leitung 13 mit dem Zylinder 17 hergestellt werden kann zwecks Betätigung des Kolbens, während in der anderen Lage des Ventils die Auslaßleitung 18 mit dem Zylinder 17 verbunden wird, so daß die in dem Kolben befindliche Flüssigkeit in den Behälter 10 zurückfließen kann. Dabei kann eine Feder, ein Gegengewicht o. dgl. (nicht gezeigt) für die Rückbewegung des Kolbens 16 dienen, d. h. für die Bewegung nach links mit Bezug auf Abb. i. Das gezeigte Ventil 19 ist ein Drehschieber mit einem Ausschnitt 20. Dieses Ventil kann von Hand aus gedreht werden oder kann durch Verbindung mit anderen Elementen selbsttätig hin und her gedreht werden. ⁸S

Der Sammelbehälter 25 hat die Form eines oben geschlossenen Zvlinders. Mittels der Pumpe 11 kann das Druckmittel (Gas oder Flüssigkeit") durch eine Umlaufleitung 26 in den Sammelbehälter gedrückt werden, wo es komprimiert wird und ein bestimmter Druck aufgebaut wird. Der Durchgang der Flüssigkeit durch die Umlauf leitung wird durch ein Ventil 27 überwacht, das sich bei bestimmtem Druck in der Leitung 13 öffnet und so ausgebildet ist, daß es durch den Druck im Sammelbehälter bzw. Umlaufleitung 26 nicht beeinflußt wird. Das gezeigte Ventil besteht aus einer Hülse 28, dessen unteres Ende offen ist und die Verbindung mit der Leitung 13 ·ο<· herstellt und dessen oberes Ende mit dem Behälter 10 bzw. Atmosphäre in Verbindung steht. Ein einstellbarer Stöpsel 29 ist in das obere Ende der Hülse eingeschraubt und hat eine durchgehende Längsbohrung 33. Die Hülse hat in ihrem Umfang Auslaßöffnungen 30, welche in der Umlaufleitung 26 liegen. Das eigentliche Ventil 27 besteht aus einem Kolben, der verschiebbar in der Hülse sitzt und in der in Ab. 1 gezeigten Lage die Oftnungen 30 abdeckt. Zwischen dem Ventil und dem Stöpsel 29 ist eine Feder 31 vorgesehen, welche das Ventil gewöhnlich in der geschlossenen Lage hält. Ein Querstift 32 in der Hülse begrenzt die Bewegung des Ventils nach unten.

Der Sammelbehälter ist mit der Leitung 13 durch eine öffnung 35 verbunden, welche durch ein Rückschlagventil 36 überwacht wird. Das Ventil besteht zweckmäßig aus einer Kugel 36, welche auf dem die öffnung umgebenden Sitz 37 aufliegt und durch

den Druck in der Leitung 13 auf den Sitz gedruckt wird und durch Überdruck im Behälter angehoben wird.

Ein Sicherheitsventil 40 ist vorgesehen, das sich bei bestimmtem Druck öffnet, um Druckflüssigkeit in den Behälter 10 zu lassen. Das gezeigte Ventil besteht aus einer Hülse 41 mit Umfangsöffnungen 42 und ist ähnlich dem Ventil 27 ausgebildet. Der Druck, bei welchem das Ventil sich öffnet, ist mittels des Stöpsels 43 und der Feder 44 einstellbar. Ein Stift 45 begrenzt die Bewegung des Ventils nach unten.

Zwecks Erläuterung des Arbeitsganges sei angenommen, daß das Sicherheitsventil 40 so eingestellt ist, daß es sich bei einem Druck von 7 kg/cm² öffnet, und das Ventil 27 ist so eingestellt, daß es sich bei einem Druck von 6,5 kg/cm² öffnet. Natürlich können andere Drücke verwendet werden. Die Drücke, bei welchen sich die Ventile öffnen, können leicht eingestellt und geändert werden, so daß die Vorrichtung den verschiedenen Zwecken und Bedürfnissen schnell angepaßt werden kann.

Wird die Pumpe in Tätigkeit gesetzt, so ist das A^entil 19 geschlossen, wie in Abb. ΐ gezeigt, und die Leitung 13 wird mit Druckflüssigkeit gefüllt, und wenn der Druck die Höhe von 6,5 kg/cm² erreicht hat, fließt die Flüssigkeit in die Umlaufleitung 26 und von da in den Sammelbehälter, in welchem das Druckmittel komprimiert wird. Erreicht der Druck im Sammelbehälter die Höhe von 7 kg/cm², so öffnet sich das Ventil 40, um die einkommende Druckflüssigkeit abzuleiten, da die Pumpe fortlaufend arbeitet. Wird das Ventil 19 geöffnet und die Leitung 13 mit dem Zylinder verbunden, dehnt sich das Druckmittel im Behälter schnell aus, und es findet eine plötzliche Bewegung des Kolbens 16 statt, welche z. B. veranlaßt, daß di° Klauen eines Spannfutters schnell in Arbeitsstellung mit dem Werkstück bewegt werden.

Wenn die Strömung des Druckmittels aus dem Sammelbehälter in die Leitung 13 aufhört, schließt das Rückschlagventil 36 selbst die Verbindungsöffnung. Inzwischen wird durch die Pumpe der Druck in der Leitung 13 schnell wieder auf 6,5 kg/cm² gebracht, gleichgültig, wie tief der Druck im Sammelbehälter gefallen ist. Ein kurzes vorübergehendes Sinken des Druckes, welcher gegen den Kolben 16 ausgeübt wird, mag eintreten, doch die Zeitdauer dieses Sinkens ist so kurz, daß sie vernachlässigt werden kann. Das Ventil 27 hält 6,5 kg/cm² Druck in der Leitung 13 aufrecht, und es wird daher ein gleichbleibender Druck auf den Kolben 16 und damit auf die Klauen des Futters ausgeübt. Sobald 6,5 kg/cm² Druck in der Leitung 13 vorhanden ist, wird das Druckmittel durch das Ventil 27 in den Sammelbehälter 25 geleitet. Nachdem das im Spannfutter gehaltene Werkstück bearbeitet worden ist, wird das Ventil 19 in die in Abb. 1 gezeigte Stellung gedreht, und das Druckmittel hinter dem Kolben 16 fließt durch die Leitung 18 in den Behälter 10 zurück, während der Kolben 16 in die Anfangslage zurückkehrt. Dann kann durch Öffnen des Ventils 19 ein neuer Arbeitsgang eingeleitet werden. Der Druck im Sammelbehälter kann natürlich beliebig groß sein und steht in keinem bestimmten Verhältnis zum Druck in der Leitung 13. Es kann z. B. auch das Ventil 27 während des Arbeitsganges verstellt werden. Wird z. B. der Apparat in Verbindung mit Bremsen benutzt, so kann das Ventil 27 entweder von Hand aus oder selbsttätig verstellt werden, sofort nachdem die Energie des Sammelbehälters die Bremsen in Arbeitsstellung gebracht hat, damit der Druck gegen die Bremsen größer ist als der Druck, für welchen das Ventil zuerst eingestellt war. Dies würde für Anziehung von Notbremsen von besonderem Wert sein. Das Ventil wird durch Drehen des Stöpsels 29 eingestellt, wodurch der Druck der Feder 31 geändert wird.

In den Abb. 2, 3 und 4 ist der hydraulische Apparat in dem Tank oder Behälter 10' angeordnet und schließt ein Gußstück 50 ein, das einen Einlaß 12' hat, der zur Pumpe 11' führt. Im Einlaß 12' befindet sich ein Sieb mit einem Rahmen 51, der sich nach unten in den Behälter 10' öffnet. Zur Einführung des Siebes trägt der obere Teil ein Rohr 53, in welches eine Stange 54 ragt, die in eine Rippe 55 des Gußstückes 50 eingeschraubt ist (Abb. 2). Die Pumpe pumpt in eine waagerecht sich erstreckende öffnung 56, welche zu einer Ventilkammer 57 führt. Von dieser Ventilkammer erstreckt sich ein Rohr 58 nach oben. Dieses Rohr 58 kann mit einem Ventil versehen sein, das dem Ventil 19 der Abb. 1 entspricht, um den Zutritt der Druckflüssigkeit zu der zu betätigenden Vorrichtung zu überwachen. Die Öffnung 56, die Ventilkammer 57 und das Rohr 58 entsprechen der Leitung 13 der Abb. 1. Von der Öffnung 56 führt eine Umlaufleitung 26' zum Sammelbehälter 25". Diese Leitung fängt oberhalb der Öffnung 56 an, verläuft von da hinter der Öffnung nach unten, dann waagerecht unter dem Rohr 58 und hinter dem Sieb in den Sammelbehälter. Zwischen der Öffnung 56 und der Umlauf leitung ist das Ventil 27' angeordnet, das sich bei bestimmtem Druck öffnet. Das Drucksicherheitsventil ist mit 40' bezeichnet und das Rückschlagventil mit 36'. Diese Ventile sind ähnlich den Ventilen 2"], 40 und 36 der Abb. 1 ausgebildet. Die

Vorrichtung arbeitet in derselben Weise wie die in Abb. ι dargestellte.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι . Hydraulische Vorrichtung für Spannfutter, Bremsen u. dgl., bei welchen anfänglich für die schnelle Bewegung der Teile eine verhältnismäßig große Menge Druckflüssigkeit erforderlich ist, worauf lediglich Druck ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckspeisepumpe (ii) mit einer Kammer oder Druckleitung (13) und einem unter veränderlichem Druck stehenden Sammelbehälter (25) verbunden ist und daß ein Ventil (27) die Verbindung der Pumpe mit dem Sammelbehälter selbsttätig unterbricht, bis durch die Pumpe ein bestimmter Druck in der Kammer (13) erzielt ao worden ist, während ein anderes Ventil (36) die Verbindung des Sammelbehälters mit der Kammer herstellt, wenn der Druck in der Kammer unter den im Sammelbehälter sinkt.
2. 2. Hydraulische Vorrichtung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (27) selbsttätig bei bestimmtem Druck in der Kammer (13) durch diesen Druck geöffnet wird und dabei die Kammer (13) mittels einer Umlauf leitung (26) mit dem Sammelbehälter (25) verbindet, um Druckflüssigkeit in diesem Behälter aufzuspeichern.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen