DE8328461U1 - Hydropneumatic feed device - Google Patents

Hydropneumatic feed device

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DE8328461U1 DE19838328461 DE8328461U DE8328461U1 DE 8328461 U1 DE8328461 U1 DE 8328461U1 DE 19838328461 DE19838328461 DE 19838328461 DE 8328461 U DE8328461 U DE 8328461U DE 8328461 U1 DE8328461 U1 DE 8328461U1
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Description

23 247/8 70/dh23 247/8 70 / dh

Gebr. Gierlich KG Justus-von-Liebig-Str. 3 D-5300 Bonn 1Gebr. Gierlich KG Justus-von-Liebig-Str. 3 D-5300 Bonn 1

Hydropneumatisch VorschubvorrichtungHydropneumatic feed device

Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Vor- } Schubvorrichtung mit zwei in einem Zylinder axial verschiebbaren Kolben, die zwischen sich ein mit I The invention relates to a hydropneumatic advance } thrust device with two pistons which can be axially displaced in a cylinder and which are marked with an I between them

einer Flüssigkeit gefülltes Volumen einschließen, f und die auf ihren dem mit Flüssigkeit gefüllten finclude a liquid-filled volume, f and those on their liquid-filled f

Volumen gegenüberliegenden Kolbenflächen über sich in den Zylinder öffnende Druckgasanschlüsse derart mit Druckgas beaufschlagbar sind, daß eine aus dem Zylinder einseitig axial herausragende, mit den Kolben funktionell zusammenwirkende Kolbenstange einen Arbeitshub oder einen Rückhub auszuführen in der Lage ist.Volume opposite piston surfaces via pressure gas connections opening into the cylinder in this way can be acted upon with pressurized gas that one axially protruding from the cylinder on one side, with the Piston functionally cooperating piston rod to perform a working stroke or a return stroke be able to.

Für viele Antriebe in Maschinen werden an das qualitative Bewegungsverhalten oft Höchstanforderungen gestellt. So können beispielsweise hohe Geschwindigkeiten in einer direkten Wechselbeziehung zu langsamen Arbeitsabläufen vorliegen, oder es kann eine hohe Gleichförmigkeit des Bewegungsverhaltens erwünscht sein.For many drives in machines, the highest demands are often placed on the qualitative movement behavior posed. For example, high speeds can be directly correlated to slow work processes, or there can be a high uniformity of movement behavior be desirable.

Hydropneumatische Vorschubvorrichtungen verbinden die Vorteile der Drucklufttechnik mit ihrer hohen Arbeitsgeschwindigkeit durch rasche Verfügbarkeit der Druckluft mit denen der Hydraulik mit ihrer guten Steuerbarkeit des Flüssigkeitsstromes, in den hydropneumatischen Vorrichtungen wird das Bewegungsverhalten des Antriebes durch Steuervorgänge im Drudkluftteil bestimmt und die Bewegung mit Hilfe eines Flussigkeitsstromes gesteuert, der insbesondere durch seine Regelmäßigkeit und Gleichförmigkeit für viele Anforderungen ein hervorragendes Betriebsverhalten des Antriebes ergibt.Hydropneumatic feed devices combine the advantages of compressed air technology with its high Working speed due to the rapid availability of compressed air compared to that of the hydraulic system with its good controllability of the liquid flow, in the hydro-pneumatic devices is the movement behavior of the drive determined by control processes in the Drudkluftteil and the movement with the help a liquid flow controlled, which in particular Due to its regularity and uniformity, it has excellent operating behavior for many requirements of the drive results.

Bei den bekannten hydropneumatischen Vorschubvorrichtungen der eingangs genannten Art sind die beiden in einem Zylinder axial verschiebbaren Kolben auf einer gemeinsamen Kolbenstange befestigt, und sind die beiden Kolben flächenmäßig gleich groß, so daß die Verstellgeschwindigkeit während des Arbeitshubes und die Verstellgeschwindigkeit während des Rückhubes gleich groß und von der Größe der Kolben abhängig sind. Die Verstcllgeschwindigkeit ist zur Kolbenkraft umgekehrt proportional und liegt in der Größenordnung bis 10 m/min bei einer Kolbenkraft von 10 kp bzw. um 2 m/min bei einer Kolbenkraft von 100 kp.Die Hublänge der bekannten Vorschubvorrichtungen ist um den Abstand der beiden Kolben voneinander kleiner als die Gesamtlänge der Zylinder. Durch die Anordnung eines ümsteuerventiles zwischen den beiden Kolben kann die Kolbengeschwindigkeit leicht vergrößert bzw. geregelt werden. Ein derartiges ümsteuerventil reduziert jedoch die Hublänge weiter um die Querausdehnung des Umsteuerventils. In the known hydropneumatic feed devices of the type mentioned at the outset, the two are axially displaceable piston mounted on a common piston rod in a cylinder, and the two pistons are the same area in terms of area, so that the adjustment speed during the working stroke and the adjustment speed during the return stroke is the same and of the same size as the Pistons are dependent. The adjusting speed is inversely proportional to the piston force and lies in the order of magnitude of up to 10 m / min with a piston force of 10 kp or around 2 m / min with a piston force of 100 kp. The stroke length of the known feed devices is smaller than the total length of the cylinder by the distance between the two pistons. By arranging a control valve between The piston speed can be easily increased or regulated with the two pistons. Such a thing However, ümsteuerventil further reduces the stroke length by the transverse extent of the reversing valve.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydropneumatische Vorschubvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher ein größerer Arbeitshub mit höherer Geschwindigkeit möglich ist als bei den bekannten hydropneumatischen Vorschubvorrichtungen gleicher Bauformgröße.The present invention is based on the object specify a hydropneumatic feed device of the type mentioned, with which a larger working stroke with higher speed is possible than with the known hydropneumatic Feed devices of the same size.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hydropneumatische Vorschubvorrichtung zwei koaxiale Zylinder aufweist, wobei im zentralen Zylinder ein mit der Kolbenstange verbundener Arbeitskolben und im den zentralen Zylinder umgebenden, äußeren Zylinder ein Ringkolben angeordnet sind, und der Arbeitskolben und der Ringkolben sich in der Ausgangslage an den axial gegenüberliegenden Enden der beiden koaxialen Zylinder gegenüberstehen.According to the invention, this object is achieved by that the hydropneumatic feed device has two coaxial cylinders, the central one Cylinder a working piston connected to the piston rod and in the one surrounding the central cylinder, outer cylinder, an annular piston are arranged, and the working piston and the annular piston themselves face in the starting position at the axially opposite ends of the two coaxial cylinders.

Durch diese Anordnung mit zwei koaxialen Zylindern ist es möglich, den im zentralen Zylinder axial verschiebbaren Kolben mit einer kleineren Fläche auszubilden als den diesen koaxial umgebenden äußeren Zylinder und den in diesem äußeren Zylinder axial verschiebbaren Ringkolben.This arrangement with two coaxial cylinders makes it possible for the cylinder in the central cylinder to be axially to form displaceable piston with a smaller area than this coaxially surrounding it outer cylinder and the annular piston axially displaceable in this outer cylinder.

Unter Berücksichtigung des hydrostatischen Grundgesetzes, daß bei inkompressiblen Flüssigkeiten das Produkt aus Kolbenfläche und Kolbenhub bzw. Kolbengeschwindigkeit konstant ist, wird die Geschwindigkeit des Arbeitskolbens im Verhältnis der Fläche des Ringkolbens zur Fläche des Arbeitskolbens größer als die Geschwindigkeit des Ringkolbens, so daß sich eine Geschwindigkeitsübersetzung ergibt.Taking into account the basic hydrostatic law that with incompressible liquids the product of piston area and piston stroke or piston speed is constant, becomes the speed of the working piston in relation to the area of the annular piston to the area of the working piston greater than the speed of the annular piston, so that there is a speed ratio.

Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die beiden koaxialen Zylinder auf einer Seite durch einen einen Kanal aufweisenden Zylinderboden miteinander verbunden und sind die beiden koaxialen Zylinder auf der gegenüberliegenden Seite durch einen Zylinderdeckel abgeschlossen. Der Zylinderboden und der Zylinderdeckel dienen dabei gleichzeitig zur genauen mechanischen Fixierung der beiden koaxial ineinander angeordneten Zylinder, so daß der im zentralen Zylinder befindliche Arbeitskolben und der im äußeren Zylinder befindliche Ringkolben ungehindert in ihren Zylindern gleiten können. In vorteilhafter Weise arbeitet der Ringkolben ohne Kolbenstange. Während eines Arbeitshubes wird der Ringkolben mit Druckgas beaufschlagt und der auf den Ringkolben wirkende Druck auf die Flüssigkeit übertragen, die den Raum zwischen dem Ringkolben und dem Arbeitskolben ausfüllt, so daß der Druck in der Flüssigkeit auf den Arbeitskolben übertragen wird. Dadurch, daß der Ringkolben in vorteilhafter Weise einen größeren Querschnitt aufweisen kann als der zentrale Arbeitskolben, ist die Geschwindigkeit des ArbeitskolbGns während des Arbeitshubes um den Quotienten aus Ringkolbenfläche und Arbeitskolbenfläche größer als die Geschwindigkeit des mit Druckgas beaufschlagten Ringkolbens. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau ist in vorteilhafter Weise bei einer relativ kurzen Baulänge des Zylinders außerdem ein vergleichsweise großer Arbeitshub möglich, weil der Arbeitskolben über die ganze Länge des Zylinders verschoben werden kann.In a preferred embodiment of the invention, the two coaxial cylinders are through on one side a cylinder base having a channel are connected to one another and the two are coaxial Cylinder closed on the opposite side by a cylinder cover. The cylinder bottom and the cylinder cover serve at the same time for precise mechanical fixation of the two coaxially arranged cylinder, so that the working piston located in the central cylinder and the annular piston located in the outer cylinder can slide freely in their cylinders. In the annular piston advantageously works without a piston rod. During a working stroke, the Pressurized gas is applied to the annular piston and the pressure acting on the annular piston acts on the liquid transferred, which fills the space between the annular piston and the working piston, so that the pressure in the liquid is transferred to the working piston. Because the annular piston is advantageous Way can have a larger cross-section than the central working piston, is the speed of the working piston during the working stroke by the quotient of the annular piston area and the working piston area greater than the speed of the annular piston charged with pressurized gas. Through the Structure according to the invention is advantageous with a relatively short overall length of the cylinder In addition, a comparatively large working stroke is possible because the working piston over the entire length of the cylinder can be moved.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Zylinderdeckel, aus dem die Kolbenstange herausragt, den Druckgasanschluß zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens und den Druckgasanschluß zur Beaufschlagung des Ringkolbens auf. Durch diesen Aufbau ergibt sich in vorteilhafter Weise eine eng benachbarte Anordnung der Druckgaszufuhr für den Arbeitshub und der Druckgaszufuhr für den Rückhub, so daß die Installation der Druckgaszufuhrleitungen sehr einfach möglich ist.In a preferred embodiment of the invention, the cylinder cover, from which the piston rod protrudes, the compressed gas connection to act on the working piston and the compressed gas connection to act on the annular piston. Through this Structure results in a closely adjacent arrangement of the compressed gas supply for the advantageous manner Working stroke and the compressed gas supply for the return stroke, so that the installation of the compressed gas supply lines is very easy to do.

Dadurch, daß im den äußeren Zylinder mit dem zentralen Zylinder verbindenden Kanal im Zylinderboden mindestens ein Drosselventil angeordnet sein kann, ist es möglich, die Geschwindigkeit des Arbeitskolbens während des Arbeitshubes durch Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit der zwischen dem Ringkolben und dem Arbeitskolben vorhandenen Flüssigkeit sehr fein zu regulieren.Characterized in the fact that in the channel connecting the outer cylinder to the central cylinder in the cylinder base at least one throttle valve can be arranged, it is possible to change the speed of the working piston during the working stroke the flow rate of the existing between the annular piston and the working piston Liquid to be regulated very finely.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung axial unterbrochen und im Axialschnitt dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung.Further details, features and advantages emerge from the following description of an in the drawing axially interrupted and shown in axial section of the embodiment of the invention.

Die hydropneumatische Vorrichtung weist zwei koaxiale Zylinder 1 und 2 auf,wobei im zentralen Zylinder ein mit einer Kolbenstange 3 verbundener Arbeitskolben 4 und im den zentralen Zylinder 1 umgebenden, The hydropneumatic device has two coaxial cylinders 1 and 2, with the central cylinder a working piston 4 connected to a piston rod 3 and in the one surrounding the central cylinder 1,

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äußeren Zylinder 2 ein Ringkolben 5 angeordnet sind. Wie in der Figur dargestellt ist, stehen sich der Arbeitskolben 4 und der Ringkolben 5 in der rückgehobenen Ausgangslage an den axial gegenüberliegenden Enden der beiden koaxialen Zylinder $ und 2 gegenüber. Die beiden koaxialen Zylinder 1 und 2 sind auf der rechten Seite durch einen einen Kanal 6, 7 und 8 aufweisenden Zylinderboden 9 miteinander verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite sind die beiden koaxialen Zylinder 1 und 2 durch einen Zylinderdeckel 10 abgeschlossen. Die Kolbenstange 3 ist in einer zentralen Bohrung 11 des Zylinderdeckels 10 geführt und ragt aus dem Zylinderdeckel 10 heraus. Der Zylinderdeckel 10 weist einen Druckgasanschluß 12 zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens 4 und einen Druckgasanschluß 13 zur Beaufschlagung des Ringkolbens 5 auf. Die Druckgasanschlüsse 12 und 13 in Form von Sacklochbohrungen mit Gewindeschaft verlängern sich durch Kanäle und 1 J in den zentralen Zylinder 1 bzw. in den äußeren Zylinder 2.outer cylinder 2 an annular piston 5 are arranged. As shown in the figure, the working piston 4 and the annular piston 5 are in the retracted position Starting position at the axially opposite ends of the two coaxial cylinders $ and 2 opposite. The two coaxial cylinders 1 and 2 are on the right side by a one Channel 6, 7 and 8 having cylinder base 9 connected to one another. On the opposite side the two coaxial cylinders 1 and 2 are closed by a cylinder cover 10. The piston rod 3 is guided in a central bore 11 of the cylinder cover 10 and protrudes from the cylinder cover 10 out. The cylinder cover 10 has a pressurized gas connection 12 for applying the Working piston 4 and a pressurized gas connection 13 for acting on the annular piston 5. The compressed gas connections 12 and 13 in the form of blind holes with threaded shaft extend through channels and 1 J in the central cylinder 1 and in the outer cylinder 2.

Der Arbeitskolben 4 ist auf der Kolbenstange 3 zwischen einem Absatz 16 der Kolbenstange 3 und einer Scheibe 17 eingespannt, die durch eine Mutter 18 auf der Kolbenstange 3 befestigt ist. Der Zylinderboden 9 weist vor dem Kanal 8 eine Ausnehmung 19 auf/ in welcher die den Arbeitskolben auf der Kolbenstange 3 befestigende Mutter 18 Platz findet, wenn sich der Arbeitskolben 4 in der dargestellten, rückgehobenen Position befindet.The working piston 4 is on the piston rod 3 between a shoulder 16 of the piston rod 3 and a washer 17 is clamped, which is fastened to the piston rod 3 by a nut 18. Of the The cylinder base 9 has a recess 19 in front of the channel 8 / in which the working piston on the piston rod 3 fastening nut 18 finds place when the working piston 4 is in the illustrated, retracted position.

Das zwischen dem äußeren Zylinder 2 und dem inneren Zylinder 1 befindliche Volumen 22 und die Kanäle fc, 7 und 8 sind zwischen dem Ringkolben und dem Arbeitskolben 4 mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, vorzugsweise mit öl gefüllt.The volume 22 located between the outer cylinder 2 and the inner cylinder 1 and the channels fc, 7 and 8 are between the annular piston and the working piston 4 with an incompressible liquid, preferably filled with oil.

Im Kanal 6 befindet sich ein Drosselventil 20 und im Kanal 8 ein Drosselventil 21.A throttle valve 20 is located in channel 6 and a throttle valve 21 is located in channel 8.

Mit den Drosselventilen 20 und 21 ist es möglich, die durch Beaufschlagung des Ringkolbens 5 mit Druckgas, beispielsweise Druckluft, sich ergebende Strömungsgeschwindigkeit der im Volumen 22 vorhandenen und über die Kanäle 6, 7 und 8 im Zylinderboden 9 auf den Arbeitskolben 4 wirkenden Flüssigkeit zu reduzieren. Damit ist es möglich, die Geschwindigkeit des Avbettskolbens 4 zu verkleinern bzw. zu steuern.With the throttle valves 20 and 21, it is possible to reduce the pressure on the annular piston 5 with pressurized gas, for example compressed air, the resulting flow velocity of the existing in volume 22 and to reduce the liquid acting on the working piston 4 via the channels 6, 7 and 8 in the cylinder base 9. It is thus possible to reduce or control the speed of the Avbettskolbens 4.

Zum Rückhub des Arbeitskolbens 4 und der damit fest verbundenen Kolbenstange 3 in die dargestellte Ausgangsposition wird der Arbeitskolben 4 durch den Druckgasanschluß 12 und den Kanal 15 im Zylinderdeckel 10 mit Druckgas beaufschlagt, so daß sich der Arbeitskolben 4 von links nach rechts bewegt. Gleichzeitig drückt der Arbeitskolben 4 die Flüssigkeit durch die Kanäle 8, 7 und 6 in das Volumen 22 zurück, so daß sich der Ringkolben 5 von rechts nach links in die dargestellte Ausgangsposition zurückbewegt.For the return stroke of the working piston 4 and the piston rod 3 firmly connected to it in the starting position shown the working piston 4 is through the compressed gas connection 12 and the channel 15 in the cylinder cover 10 pressurized with compressed gas, so that the working piston 4 moves from left to right. At the same time, the working piston 4 pushes the liquid through the channels 8, 7 and 6 into the volume 22 back so that the annular piston 5 moves from right to left into the starting position shown moved back.

Um nicht zu vermeidende Leckverluste der Flüssigkeit kontrollieren zu können, befindet sich im Zylinderboden 9 eine Füllstandsanzeige 23.In order to be able to control unavoidable leakage losses of the liquid, the Cylinder base 9 has a level indicator 23.

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Claims (4)

■<* - -»■'»•Wf.. Patentanwälte: ;: *: Dr. rer.nat DIETER LCjUii' Dtpl-Phy^ CLAUS POHtAU DIpL-fog. FRANZ LOHRENTZ DIpL-Wiy^WCfLFGANGSEGETH 23 247/8 70/dh KESSLERPLATZ 1 NÜRNBERG 20 Gebr. Gierlieh KG Justus-von-Liebig-Str. 3 D-5300 Bonn 1 Ansprüche;■ <* - - »■ '» • Wf .. Patent Attorneys:;: *: Dr. rer.nat DIETER LCjUii 'Dtpl-Phy ^ CLAUS POHtAU DIpL-fog. FRANZ LOHRENTZ DIpL-Wiy ^ WCfLFGANGSEGETH 23 247/8 70 / ie KESSLERPLATZ 1 NUREMBERG 20 Gebr. Gierlieh KG Justus-von-Liebig-Str. 3 D-5300 Bonn 1 claims; 1. Hydropneumatische Vorschubvorrichtung mit zwei in einem Zylinder axial verschiebbaren Kolben, die zwischen sich ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Volumen einschließen, und die auf ihren dem ir it Flüssigkeit gefüllten Volumen gegenüberliegenden Kolbenflächen über sich in den Zylinder öffnende Druckgasanschlüsse derart mit Druckgas beaufschlagbar sind, daß eine aus dem Zylinder einseitig axial herausragende, mit den Kolben funktionell zusammenwirkende Kolbenstange einen Arbeitshub oder einen Rückhub auszuführen in der Lage ist,1. Hydropneumatic feed device with two in a cylinder axially displaceable piston, which between them a filled with a liquid Include volume, and the volume opposite to the ir it liquid-filled volume Piston surfaces with compressed gas via compressed gas connections opening into the cylinder can be acted upon, that one axially protruding from the cylinder on one side, with the piston functionally interacting piston rod to perform a working stroke or a return stroke in is able to dadurch gekennzeichnet, daß die hydropneumatische Vorschubvorrichtung zwei koaxiale Zylinder (1, 2) aufweist, wobei im zentralen Zylinder (1) ein mit der Kolbenstange (3) verbundener Arbeitskolben (4) und im den zentralen Zylinder (1) umgebenden, äußeren Zylinder (2) ein Ringkolben (5) angeordnet sind, und der Arbeitskolben (4) und der Ringkolben (5) sich in der Ausgangslage an den axial gegenüberliegenden Enden der beiden koaxialen Zylinder (4, 5) gegenüberstehen.characterized in that the hydropneumatic feed device has two coaxial cylinders (1, 2), one with the piston rod in the central cylinder (1) (3) connected working piston (4) and in the outer cylinder (2) surrounding the central cylinder (1) an annular piston (5) are, and the working piston (4) and the The annular piston (5) is in the starting position at the facing axially opposite ends of the two coaxial cylinders (4, 5). ■ ·»cc· · ·■ · »cc · · · 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden koaxialen Zylinder (4, 5) auf einer Seite durch einen einen Kanal (6, 7, ε) aufweisenden Zylinderboden (9) miteinander verbunden2. Device according to claim 1, characterized in that that the two coaxial cylinders (4, 5) on one side through a channel (6, 7, ε) having Cylinder base (9) connected to one another und auf der gegenüberliegenden Seite durch einen Sylinderdeckel (10) abgeschlossen sind.and are closed on the opposite side by a cylinder cover (10). 3. Vorrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gef kennzeichnet, daß der Zylinderdeckel (1C), aus3. Device according to spoke 1 or 2, characterized in that the cylinder cover (1C), from I dem die Kolbenstange (3) herausragt, den Druck-I which the piston rod (3) protrudes, the pressure X gasanschluß (12) zur Beaufschlagung des Arbeits- X gas connection (12) for loading the working I kolbens (4) und den Druckgasanschluß (13) zurI piston (4) and the compressed gas connection (13) to I Beaufschlagung des Ringkolbens (5) aufweist.I acting on the annular piston (5). I I. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, f daß im den äußeren Zylinder (2) mit den zentralen4. Apparatus according to claim 2, characterized in that f that in the outer cylinder (2) with the central I Zylinder (1) verbindenden Kanal (6, 7, 8) im I cylinder (1) connecting duct (6, 7, 8) in the ■; Zylinderboden (9) mindestens ein Drosselventil■ ; Cylinder base (9) at least one throttle valve l· (20, 21) angeordnet ist. l · (20, 21) is arranged. • II ··• II ·· igt I Ii Il ι < ·igt I Ii Il ι <·
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0350190A2 (en) * 1988-06-29 1990-01-10 CLARKE, Douglas Cecil Pneumatic cylinder

Cited By (2)

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