DE8627480U1

DE8627480U1 - Hydraulik- oder Pneumatikzylinder für vorwiegend große Leerhübe und kleine Arbeitshübe

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Publication number: DE8627480U1
Application number: DE19868627480
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-15
Filing date: 1986-10-15
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 1996-10-16

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 Zylindergehäuses angeordnete Kräftebrücke zusammengehalten werden.

Ein ähnlich wirkender Arbeitszylinder ist in der deutschen Patentschrift 2 061 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 dadurch einen festen, nicht einstellbaren Arbeitsweg. Bei der Rücklaufbewegung muß das Druckmedium im Bereich des Arbeitsweges über eine externe Bypassleitung geführt werden, bis die Ausdrehung am Zyiindergehäuse wirksam wird.

Weitere Nachteile sind, daß die drei Wirkflächen des Zylinders den gleichen Systemdruck aufweisen und somit die Eilzusteil- und Eilrückhubkraft zur Arbeitskraft nciht getrennt einstellbar sind. Nachteilig wirkt sich auch aus, daß der Zylinder keine Verstellung des Gesamthubes aufweist.

Die einfache Zylinderansteuerung mit den drei Differenzflächen wirkt sich nachteilig auf die Maschinenbediensicherheit 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 /1

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 entgegenwirkenden Kräfte der mit Druckmedium in den Zyiinderräumen beaufschlagten Kolben durch die außerhalb des Zylindergehäuses angeordnete Kräftebrüeke zusammengehalten werden, daß eine Bohrung den unteren Zylinderraum mit dem oberen Zylinderraum verbindet und daß ein mechanisch einstellbarer Ventilkolben während des ARbeitsweges die Bohung verschließt und den unteren vom oberen Zylinderraum trennt.

Durch die gleichbleibende Differenz der Abstände B und C (FiG. 1 A) ergibt sich bei beliebig eingestelltem Gesamthub am Hubende immer das gleiche geringe Kompressionsvolumen von wenigen cm³ (FIG. 1 C, Abstand D). Die mechanische Synchronisation des Ventilkolbens mit der Verstellspindei zur Betätigung des Endschalters ermöglicht die Umschaitung von Eil- auf Arbeitshub. Die Umströmverluste aus dem oberen in den unteren Zylinderraum sind durch die günstige Anordnung der Verbindungsbohrung sehr gering, so daß die Eilzusteil- und Eiirückhubkräfte 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 druckmittelbeaufschlagten Arbeitszylinder, die eine wirksame Schnittschlagdämpfung aufweisen und unabhängig einstellbare Arbeitswege haben. Der mechanische Antrieb für die Eilgangsbewegung wird nicht durch die Arbeitskraft belastet.

Die Erfinung 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 Darstellungen (1 A - 1 C) 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 (2 a und 2 b) über die Kräftebrücke (7) mit dem Kolben (12) im Kräftegleichgewicht gehalten werden.

Der Arbeitszylinder gemäß FlG. 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 Zyiindergehäuse (3) weist eine Bohrung (5) auf, die den unteren Zylinderraum (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 Wirkfiäche (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 Eiivorlaufhub erfolgt über einen mechanischen Antrieb (13). Das Druckmedium gelangt praktisch drosselfrei aus dem Zyiinderraum (8) durch die Bohrung (5) in den Zylinderraum (4). Der Ventilkolben (9) verschließt über den Ventilsitz (6) die Bohrung (5), der Mediumdurchfluß vom Zyiinderraum (8) zum Zylinderraum (4) wird unterbrochen. Gleichzeitig wird über die Schaltstange (20) ein elektrisches Signal durch Schalter (21) erzeugt, der das Ventil (28) von Schaltsteüung 0 in Schaltsteilung 1 umschaltet (FIG. 1 B).

Das Medium im Zylinderraum (8) kann drucklos über Leitung (27), Ventil (28) (Schaltstellung 1) zum Tank fließen. Da d^r 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 druckmitteibeaufschlagten Fläche (4) nach unten. Während des Arbeitshubes wird der Ventilkolben (9) in den oberen Kolben (12) gedrückt, das Druck-Öl aus Kammer (11) gelangt über die Bohrung (10) in den unteren Zylinderraum (4). Der Arbeitshub ist beendet, wenn die Unterkante der oberen Platte (14) auf der oberen Fläche des Zylindergehäuses (3) aufliegt (Festanschiag 22) ( FIG. 1 C).

Das Medium am 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 Druckqueile verbunden ist und der Zylinderraum (8) druckentlastet wurde, bewegt sich die untere Platte (1) mit Kolben (2) mit der Kraft der druckmittelbeaufschiagten Fläche (4) nach unten. Während des Arbeitshubes 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 (14) auf der oberen Fläche des Zyiindergehäuses (3) aufliegt {Festanschlag 22) (FiG. 1 G).

Um den Rückhub einzuleiten, wird Ventil (28) in SchaltsteMung 0 und Ventil (31) in Schaltsteilung 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 EM-rückhubbewegung wird nun durch den Exzenterantrieb (13) ausgeführt. Die Kolbenzylindereinheit fährt nach oben und erreicht die Ausgangsstellung wie in FlG. 1 A dargestellt.

Die Wirkungsweise der in FlG 2 dargestellten Ausführung entspricht dem in FiG. 1 beschriebenen Funktionsablauf. Statt des mechanischen Antriebs (13) wird die Eilgangbewegung druch druckmittelbeaufschlagte Zylinder (50 und 51) durchgeführt.

Benennung der Positionsnummern in FIG. 1 A, 1 B, 1 C und FIG. 2^ FIQ.3

Pos. 1 Untere Platte

2 Unterer Kolben (T/G.3 Po$,2A+ZB & 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

17 Versteüanschlag für Ventilkolben

18 Gewindebuchse mit Zahnrad für Hubversteilung

19 Verstellgewinde auf Verbindungsstangen

20 Schaltspindel

21 Schalter

22 Anschlagfiäche für obere Platte 23

25 Steuerleitung für Wirkfläche

26 Anschluß oberer Zylinder

27 Leitung oberer Zylinder - Ventil

28 Ventil für Arbeitshub

29 Anschluß unterer Zylinder

30 Leitung von Druckmittelquelie zum Zylinderraum

31 Steuerventil für Wirkfläche

32 Druckmittelquelle (Pumpe oder Akku) für Arbeitshub 33

50 Eilgangkolben für Rückhub

51 Eilgangkolben für Vorlauf

b2 Steuerventil für Eilgangsteuerung

53 Druckmittelqueile für Leerhub

54 Leitung Ventil - Eiigangkolben - Rücklauf

55 Leitung Ventil - Eilgangkolben - Vorlauf

Claims

Anmelder: Rülzheim, 6. Okt. 1986 Horst Baltschun Südring 22 Rülzheim Hydraulik- oder Pneumatikzylinder für vorwiegend große Leer- und kleinere Arbeitswege nspruch

1. Hydraulik- oder Pneumatikzyünder 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 Zyiinderräumen (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 Zyiinderraum (8) trennt.

2. Hydraulik- und Pneumatikzylinder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,

daß durch die Anschlagverstellung (17) des Ventilkoibens (9) der Arbeitshub (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 Eilzusteil- und Eilrückhubbewegung durch mindestens je eine mit Druckmedium beaufschlagte Fläche (50) und 'Fläche (51) (FIG. 2) ausgeführt wird und das Druckniveau unabhängig vom Druckniveau der Zyünderräume (4 und 8) ist.

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5. Hydraulik- und Pneumatikzyiinder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,

daß der Zylinder einen einstellbaren unteren Festanschlag aufweist, der durch mindestens eine Verstellmutter(18) und mindestens ein Verstellgewinde (19) auf der Stange (7) so angeordnet ist, daß der Abstand (C) um die Distanz (D) (FIG. 1 A und 1 C) kleiner als der Abstand (B) ist.