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Betätigungsvorrichtung zum Erzeugen eines gesteuerten Ausgangsstosses hoher Energie
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Erzeugen eines gesteuerten Ausgangsstosses hoher Energie, bei der ein einen Stössel betätigender Arbeitskolben durch ein Betätigungsdruckmittel auf Bewegung von der Wand weg belastet ist und durch eine gegen diese Belastung wirksame Stellkraft gegen diese Wand gedrückt wird, so dass zwischen der Wand und einem Teil der anliegenden Fläche des Arbeitskolbens eine druckfeste Abdichtung gebildet wird, und bei der der Arbeitskolben betätigbar ist, indem die Stellkraft durch einen Auslösedruck oder durch Erhöhen des Druckes des Betätigungsdruckmittels überwunden wird und hiebei die druckfeste Abdichtung aufgehoben wird,
wodurch der Arbeitskolben mit grosser Beschleunigung unter Erzeugung eines starken Ausgangsstosses von der Wand weggedrückt wird.
Gesteuerte Ausgangsstösse hoher Energie müssen insbesondere von den Arbeitskolben von Schlagformmaschinen, z. B. Schlagpressen, Schlagplattenpressenod. dgl., ausgeführt werden.
Bei den bekannten Betätigungsvorrichtungen der erläuterten Art drückt eine Stellkraft einen Arbeitskolben gegen eine mit einer Öffnung versehene Wand, wodurch zwischen einem Kolben und einer Wand um die Öffnung herum mittels einesDichtelementes eineDruckdichtung entsteht. Durch die Öffnung wirkt auf eine Fläche des Arbeitskolbens innerhalb der Druckdichtung ein Betätigungsdruck ein, welcher der Stellkraft entgegenwirkt.
Der Betätigungsdruck wird sehr schnell durch die Öffnung abgenommen, wobei ein hiezu vorgesehener Auslösekolben von der mit der Öffnung versehenen Wand abgestossen wird. indem entweder der Betätigungsdruck auf der Kolbenfläche innerhalb der Dichtung erhöht wird, um dieStellkraft zu überwinden, oder indem eine besondere Auslösekraft verwendet wird, die zum Überwinden der Stell- kraft mit dem Betätigungsdruck zusammenwirkt. Durch diese Überwindung wird der Auslösekolben von der mit der Öffnung versehenen Wand abgehoben, wodurch die Druckdichtung aufgehoben und der Betätigungsdruck die ausserhalb der Dichtung liegende Fläche des Arbeitskolbens beaufschlagt.
Der Arbeitskolben wird auf diese Weise unter Erzeugung von Ausgangsnutzleistung stark beschleunigt von der Wand wegbewegt.
Die bekannten Vorrichtungen weisen bestimmte Nachteile auf. Da auf beiden Seiten der mit einer Öffnung versehenen Wand Druckkammern angeordnet sind, müssen verhältnismässig verwickelte Aufbauten vorgesehen sein, die eine für viele Anwendungen zu grosse Länge haben. Die sehr schnelle Freigabe des Betätigungsdruckes durch die Öffnung während der Beschleunigung des Kolbens ruft in der Öffnung Verluste hervor, die denAusgangsschub und den Betriebswirkungsgrad wesentlich herabsetzen. Weiter wird der nutzbare Ausgangsschub herabgesetzt und der Wirkungsgrad dadurch beeinflusst, dass während des Arbeitshubes des Arbeitskolbens auf diesem der Betätigungsdruck nicht im ausreichenden Masse aufrecht erhalten werden kann, da das unter Druck stehende Gas oder Druckmittel nicht genügend schnellen Zutritt zu dem sich rasch bewegenden Kolben hat.
Das unter Druck stehende Gas kann nicht in genügendem Ausmass durch die Öffnung strömen und den sich plötzlich vergrössernden Raum hinter dem sich rasch bewegenden Kolben mit ausreichender Geschwindigkeit unter Druck setzen. In denjenigen Fällen, in denen die Betätigungsdruckkammer die gleiche Querschnittsfläche wie die Stelldruckkammer hat, wie es im allgemeinen dann der Fall ist, wenn auf beiden Seiten der mit einer Öffnung versehenen Wand Druckkammern vorgesehen sind, setzt die Expansion der verhältnismässig kleinen zugeführten Mengen an Betätigungsdruckmittel den an dem sich bewegenden Arbeitskolben wirksamen Druck noch weiter herab.
Die vorstehend angeführten Nachteile und Mängel werden gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass
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bei einer Betätigungsvorrichtung der angegebenen Art eine Betätigungsdruckkammer an der gleichen Seite der Wand wie der Arbeitskolben vorgesehen ist und dass diese Kammer so ausgebildet ist, dass sie bei Aufhebung der druckfesten Abdichtung die sofortige Beaufschlagung der ganzen Kolbenfläche durch das Betätigungsdruckmittel ermöglicht.
Die erfindungsgemässe Betätigungsvorrichtung hat eine relativ kleine Baulänge.
Bei der erfindungsgemässen Betätigungsvorrichtung ist in der Wand, an der der Arbeitskolben anliegt, keine durchgehende Öffnung ausgebildet. Der Arbeitskolben und die Wand wirken unter Bildung einer druckfesten Abdichtung miteinander zusammen. Der Arbeitskolben wird hiebei durch eine Stellkraft mit der Wand in Berührung gebracht. Zur Betätigung des Arbeitskolbens wird ein Betätigungsdruck aufgebaut, der auf eine Fläche des Betätigungskolbens ausserhalb der Druckdichtung einwirkt, um eine zweite, der Stellkraft entgegenwirkende Kraft auszuüben.
Die Stellkraft wird schliesslich entweder durch Erhöhen des Betätigungsdruckes auf die Kolbenfläche ausserhalb der Druckdichtung überwunden oder durch Anwendung einer besonderen Auslösekraft, die mit der zweiten Kraft auf der Kolbenfläche ausserhalb der Druckdich- tung zur Überwindung der Stellkraft zusammenwirkt. Durch diese Überwindung der Stellkraft wird der Arbeitskolben von der Wand weggedrückt und hiedurch plötzlich die Druckdichtung unter Freigabe des Betätigungsdruckes auf dieKolbenfläche innerhalb derDruckdichtung aufgehoben, wodurch der Kolben rasch beschleunigt wird. Die Betätigungskraft kann durch einen auf die Fläche des Arbeitskolbens innerhalb der Druckdichtung ausgeübten Auslösedruck ausgeübt werden. Der Auslösedruck kann der gleiche wie der Betätigungsdruck sein.
Die Betätigungsvorrichtung gemäss der Erfindung hat eine verhältnismässig einfache Konstruktion. Da
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des benötigten Arbeitshubes bestimmt. Die Betätigungsvorrichtung ergibt einen verbesserten Ausgangsschub und hat einen erhöhten Wirkungsgrad. Es entstehen keine Öffnungsverluste, da unter Druck stehendes Gas nicht durch eine Öffnung durchtreten muss, um zur Erzeugung der Ausgangsleistung auf den sich schnell bewegendenKolben einzuwirken. Der verbesserte Ausgangsschub und der erhöhte Wirkungsgrad ergeben sich auch aus der Möglichkeit des schnellen Zutrittes des Betätigungsdruckes zu dem sich schnell bewegenden Arbeitskolben.
Der Druck gelangt unbehindert an den Kolben und bleibt an diesem aufrecht erhalten. Die A ùfrechterhaltung des Betätigungsdruckes an dem sich bewegenden Kolben kann weiter durch die verhältnismässige Grösse der Speise-oder Betätigungsdruckkammer erleichtert werden, wobei diese Grösse bei koaxialer Konstruktion auf einfache Weise erreicht werden kann, weil hiebei die Betätigungsdruckkammer ausserhalb der den Kolben enthaltenden Innenkammer liegt.
Die erfindungsgemässe Betätigungsvorrichtung kann in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltet werden.
Die Merkmale besonders zweckmässiger Ausführungsformen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Betätigungsvorrichtung eingehend erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemässen Betätigungsvorrichtung. Fig. 2 ist ein Axialschnitt in grösserem Massstab nach der Linie 2-2 in Fig. 1. Fig. 3 zeigt in noch grösserem Massstab einen Ausschnitt aus Fig. 2. In Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine abgeänderte Betätigungsvorrichtung gemäss der Erfindung im Axialschnitt dargestellt.
Fig. 5 zeigt in grösserem Massstab Einzelheiten der in Fig. 4 dargestellten Betätigungsvorrichtung und Fig. 6 veranschaulicht im Schnitt eine abgeänderte Ausführung der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung während des Betriebes. Fig. 7 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführung der Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung, die Fig. 8, 9 und 10 sind Teilschnitte, die bei der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 7 verwendete Führungs- und Tragteile zeigen. Fig. 11 ist ein
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Seitenansicht einer andern Ausführung nach der Erfindung und Fig. 13 zeigt in teilweise aufgeschnitten dargestellter Seitenansicht eine andere Ausführung nach der Erfindung.
Die Betätigungsvorrichtung nach den Fig. l, 2 und 3 hat ein Gehäuse, das durch eine Stirnwand 10, einen Stirnteil 12, einen Aussenmantel 14 und einen Innenzylinder 16 gebildet wird, wobei sämtliche Teile durch Verbindungsbolzen 18 miteinander in Klemmverbindung gehalten werden. Die Verbindungsbolzen 18 durchsetzen Öffnungen 20 desStirnteiles 12und sind inGewindeboorungen 22derWand 10 eingeschraubt. Das Gehäuse ist auf einer Grundplatte 24 mit Bolzen 26 befestigt, die Bohrungen dieser Platte durchsetzen und, wie dargestellt, in die Stirnwand 10 eingeschraubt sind. Durch den inneren Zylinder 16 wird das Gehäuse in eine äussere Betätigungsdruckkammer 28 und eine innere, dazu koaxiale Stelldruck-
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kammer 30 unterteilt.
Zur druckfesten Abdichtung der Druckkammern 28 und 30 sind in Rillen des Stirnteiles 12 und der Stirnwand 10 elastische Dichtringe 32 vorgesehen, wobei diese Dichtringe in Dichterbindung mit dem Gehäuse 14 und dem Zylinder 26 stehen. Der Zylinder 16 weist neben der Stirnwand 10 für später noch zu erläuternde Zwecke vier grosse kreisförmige Durchlässe 34 auf.
Im Innenzylinder 16 ist gleitfähig ein Betätigungskolben 36 geführt, welcher der Stirnwand 10 gegenübersteht. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann sich der Kolben gegen diese Wand legen. Ein in einer Umfangsrille des Kolbens vorgesehener ringförmiger Dichtring 38 bewirkt eine druckfeste Abdichtung zwischen dem Zylinder 16 und dem Kolben. Am Betätigungskolben 36 ist ein Stössel 40 befestigt, indem ein abgesetzter Endteil 42 desselben in eine Gewindebohrung des Kolbens eingeschraubt ist. Der Stössel 40 durchsetzt eine axiale Öffnung 44 im Stirnteil 12 und kann in einem Lager 46 gleiten, das in einen erweiterten Teil der Öffnung 44 eingeschraubt ist. Ein in eine Nut im Bereich der Öffnung 44 eingesetzter nachgiebiger Ring 48 bewirkt eine druckfeste Abdichtung des Stössels.
AmKolben 36 ist mit Schrauben 52 eine kreisförmige Abdichtplatte 50, die vorzugsweise aus Teflon oder Nylon besteht, so befestigt, dass sie der Stirnwand 10 gegenüberliegt. Ein Dichtring 54 bewirkt eine druckfeste Abdichtung zwischen der Abdichtplatte und dem Kolben. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ist die Stirnwand 10 mit einer kreisförmigen Abdichtkante 56 versehen. Die Abdichtplatte 50 und die Abdicht- kante 56 bewirken zusammen über einem Teil der Stirnwand 10 eine kreisförmige, druckfeste Abdichtung zwischen dem Kolben und der Wand, wenn der Kolben gegen die Kante 56 gedrückt wird. Wie Fig. 2 zeigt, liegt eine kreisringförmige Fläche 58 des Kolbens bzw. der Abdichtplatte 50 ausserhalb der kreisförmigen druckfesten Abdichtung, während sich innerhalb dieser Abdichtung eine kreisförmige Kolbenfläche 60 be- findet.
Ein Durchlass 62 im Stirnteil 12 und eine Anschlussleitung 64 verbinden die Stelldruckkammer 30 mit einer nicht dargestelltenStell-Druckmittelquelle. EinDurchlass 66 in derStirnwand 10 und eine Anschluss- leitung 68 verbinden anderseits die Betätigungsdruckkammer 28 mit einer ebenfalls nicht dargestellten Betätigungs-Druckmittelquelle. Ein axialer Durchlass 72 und ein radialer Durchlass 70 in der Stirnwand 10 stellen über eine Anschlussleitung 74 eine Verbindung zwischen dem Kolbentotraum und einer nicht gezeigten Auslöse-Druckmittelquelle her.
Um die Betätigungsvorrichtung nach Fig. 2 in Betrieb zu setzen, wird über die Leitung 64 und den Durchlass 62 Druckmittel in die Stelldruckka nmer 30 eingelassen. Der Stelldruck wirkt auf die wirksame Querschnittsfläche des Betätigungskolbens 3., :, die durch den Dichtring 38 begrenzt wird. Hiedurch wird einstelldruck ausgeübt, der den Kolben gegen dieStirnwand 10 drückt und die elastische Abdichtplatte 50 an die Abdichtkante 56 presst, so dass sich über einem Teil der Stirnwand 10 eine Druckabdichtung ergibt. Über die Leitung 68 und den Durchlass 66 in der Stirnwand 10 wird sodann in der Betätigungsdruckkammer 28 ein verhältnismässig hoher Betätigungsdruck aufgebaut. Der Betätigungsdruck in der Kammer 28 wirkt über die Öffnungen 34 auf die ringförmige Kolbenfläche 58, die radial ausserhalb der Druckabdichtung liegt.
Die durch das Druckmittel auf die ringförmige Fläche 58 ausgeübte Kraft wirkt der auf den Kolben wirkendenStellkraft entgegen und kann so eingeregelt werden, dass sie dieStellkraft im wesentlichen ausgleicht und so den Kolben im Gleichgewicht hält. Die elastische Abdichtplatte 50 bewirkt selbst dann noch eine druckfeste Abdichtung, wenn die auf den Kolben wirkenden Kräfte nahezu ausgeglichen sind.
Zum Betrieb der Betätigungsvorrichtung muss die Stellkraft überwunden werden. Dies kann durch Erhöhen des in der Kammer 28 herrschenden Betätigungsdruckes erfolgen, so dass auf die Kolbenfläche 58 ausserhalb der druckfesten Abdichtung eine zusätzliche Kraft einwirkt, die als Auslösekraft angesehen werden kann. Vorzugsweise erfolgt aber die Überwindung des Gleichgewichtszustandes durch Anwendung einer besonderen Auslösekraft, die mit der auf die Kolbenfläche ausserhalb der Druckabdichtung wirkenden Betätigungsdruckkraft zusammenwirkt, um die Stellkraft zu überwinden. Diese Auslösekraft kann auf den Stössel 40 mechanisch zugeführt werden.
Vorteilhaft erfolgt dies jedoch durch Einwirkung eines AuslöseDruckmittels über die Anschlussleitung 74 und die Durchlässe 70,72 auf die innerhalb der druckfesten Abdichtung an der Abdichtkante 56 liegende Fläche des Kolbens 36. Dieser Auslösedruck wird so gewählt, dass er zusammen mit der Kraft, die von dem auf die Kolbenfläche 58 ausserhalb der druckfesten Abdichtung wirkenden Betätigungsdruck resultiert, die Stellkraft überwindet. Dadurch wird der Betätigungskolben 36 aus seiner Ruhelage wegbewegt und die Abdichtplatte 50von derAbdichtkante 56 abgehoben. Nach dieser Ausschaltung der druckfesten Abdichtung wird der hohe Betätigungsdruck praktisch augenblicklich auch auf jene Fläche des Betätigungskolbens ausgeübt, die früher innerhalb der Druckabdichtung lag und der Stirnwand 10 gegenübersteht.
Der Betätigungskolben wird dadurch plötzlich mit grosser Kraft von der Stirnwand unter Erzeugung einer hohen mechanischen Ausgangsleistung weggeschleudert, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist.
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Auf die beschriebene Weise erhält das Betätigungs-Druckmittel einen im wesentlichen ungehemmten und schnellen Zugang zu dem sich rasch bewegenden Kolben. Das Druckmittel tritt frei durch die Durchlässe 34 durch, so dass der Druck während der schnellen Kolbenbewegung aufrecht erhalten bleibt.
Die Verzögerung der Betätigungskolbens am Hubende wird durch Verdichtung des Druckmittels in der Stelldruckkammer 28 mittels des Betätigungskolbens sowie durch die auf den Stössel einwirkende äussere Belastung erreicht. Besondere Konstruktionsmittel zur Bremsung des Betätigungskolbens sind daher nicht erforderlich.
Um die Vorrichtung auf einen neuen Arbeitsgang vorzubereiten, wird der Betätigungskolben 36 wieder gegen dieStirnwand 10 gedrückt. Dies kann durch eine auf den Stössel 40 einwirkende mechanische Kraft erfolgen. Eine bevorzugte Massnahme, um den Kolben wieder gegen die Stirnwand zu drücken, besteht darin, dass der Druck in der Betätigungsdruckkammer 28 unter den Druck in der Stelldruckkammer 30 abgesenkt wird, so dass der letztere Druck den Kolben gegen die Wand schieben kann. Das Aufdrücken des Kolbens an die Wand kann auch dadurch erfolgen, dass über die Anschlussleitung 64 und den Durchlass 62 in die Stelldruckkammer 30 einDruckmittel eingeführt wird, dessen Druck höher als der Betätigungsdruck ist, wonach der Druck in der Kammer 30 wieder auf den Stelldruckwert reduziert wird.
Beim Wiederaufsetzen des Betätigungskolbens auf die Stirnwand 10 wird der Einschluss von Druckmittel in dem Raum, der durch dieStirnwand 10, den Betätigungskolben 36 und die druckfeste Abdichtung an der Abdichtkante 56 begrenzt wird, durch Freigabe des Weges über die Durchlässe 72 und 70 in der Stirnwand 10 verhindert. Ein in diesem Raum eingeschlossenes Druckmittel würde auf den Betätigungskolben gegensinnig zu der auf den Kolben ausgeübten Stellkraft einwirken. Schon ein verhältnismässig niedriger Druck in der Betätigungsdruckkammer 28 würde dann ein Abheben des Kolbens von der Wand bewirken.
Dies würde eine einwandfreie Auslösung der Vorrichtung verhindern und eine frühzeitige, verhältnismässig langsame Bewegung des Betätigungskolbens verursachen, so dass ein wirkungsvoller Betrieb der Betätigungsvorrichtung nicht möglich wäre.
Die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Betätigungsvorrichtung unterscheidet sich von jener nach den Fig. l, 2 und 3 dadurch, dass sie eine Regelgliedanordnung und Mittel zum Verzögern des Kolbens enthält. Ein Kolben 76 ist, wie dargestellt, gleitfähig in einem zylindrischen Abschnitt 78 geführt. Der zylindrische Abschnitt 78 und ein weiterer zylindrischer Abschnitt 80 bilden zusammen einen inneren Zylinder. Zwischen den Stossenden der zylindrischen Abschnitte 78 und 80 befindet sich ein Flansch 84 einer mit einer zentralen Öffnung 88 versehenen Platte 82, wobei diese Teile, wie dargestellt, durch Verbindungsbolzen 18 zusammengehalten werden.
Auf beiden Seiten des Flansches 84 in der Platte 82 in geeigneten ringförmigen Nuten vorgesehene elastische Dichtringe 86 bewirken eine druckfeste Abdichtung zwischen der Platte und den zylindrischen Abschnitten.
Auf den Stössel 40 ist eine Verzögerungshülse 90 aufgepasst, die am Kolben 76 mittels eines Gewin-
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dem Befestigungsring 92 ist ferner ein Führungsring 98 angebracht. Die Verzögerungshülse hat eine konische, verjüngte Umfangsfläche 100. die in der nachstehend noch beschriebenen Weise mit der Öffnung 88 in der schon erwähnten Platte 82 zusammenwirkt.
Im Kolben 76 ist eine weite axiale Höhlung 102 ausgebildet, die der Stirnwand 10 gegenüberliegt. Diese Höhlung wird durch eine innere Kolbenfläche 104 und eine Querwand 106 begrenzt. Wie gezeigt, ist auf der Endfläche desKolbens eine ringförmige Abdichtplatte 108 befestigt, die dem Abdichtelement 50 nach den Fig. 2 und 3 ähnlich ist.
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durch die Stellkraft kommt die druckfeste Abdichtung zustande. Die Arbeitsweise der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung ist sonst die gleiche wie die der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung.
Das Regelglied 110 hat eine solche Gestalt seiner Oberfläche, dass es das Stoss-Zeitdiagramm der Betätigungsvorrichtung bestimmt. Das Betriebsverhalten der Betätigungsvorrichtung ist identisch mit dem Verhalten der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 2 mit der Ausnahme, dass beim Aufheben der druckfesten Abdichtung an der Abdichtkante. 56 durch die anfängliche Wegbewegung des Arbeitskolbens der Betätigungsdruck auf den Kolben über einen freien Strömungsweg zwischen dem Stössel und der Innenfläche 104 derKolbenausnehmung 102 freigegeben wird, wie dies in Fig. 5 ersichtlich ist. Dieser nutzbare Strömungsweg wird durch das Regelglied bestimmt und entlang diesesStrömungsweges entsteht einDruckabfall, der entsprechend der tatsächlichen nutzbarenStrömungsfläche veränderlich ist.
Der auf den Arbeitskolben und auf den Stössel ausgeübte Ausschubdruck und die ausgeübte Ausschubkraft schwanken deshalb in Abhängigkeit von dieser nutzbaren Strömungsfläche. Mit geeigneten Regelstiften können ausgewählte Stoss-Zeitdiagramme verwirklicht werden.
Nach Vollendung der Beschleunigungsphase des vorbestimmten Stoss-Zeitdiagrammes wirkt die Verzögerungshülse 90 mit der mit einer Öffnung 88 versehenen Platte 82 zusammen, um ein vorbestimmtes Verzögerungsdiagramm zu erreichen. Der bewegte Kolben drückt Gas oder Flüssigkeit durch die öff- nung 88, wobei die mit einer bestimmten Oberflächenform ausgestattete Fläche 100 der Hülse die in der Öffnung auftretende Strömung steuert, indem sie die nutzbare Strömungsquerschnittsfläche der Öffnung reguliert. Diese nutzbare Fläche schwankt in Abhängigkeit vom Formverlauf der Aussenfläche der Hülse in ihrer Längsrichtung, und das gewünschte Verzögerungs-Zeitdiagramm wird durch geeignete Gestaltung dieser Aussenfläche erreicht.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführung der Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung. Diese Betätigungsvorrichtung weist ein Gehäuse auf, das durch eine Stirnwand 130, einen Stirnteil 131 und einen Zylinder 132 gebildet wird, wobei sämtliche Teile durch Verbindungsbolzen 133 zusammengehalten werden.
Jeder Verbindungsbolzen durchsetzt eine Öffnung 134 in einem Flansch des Endteiles 131 und ist in eine Gewindebohrung 135 in einem Flansch der Stirnwand 130 eingeschraubt. Die Gehäuseanordnung ist auf einer Grundplatte 136 mit Bolzen 137 befestigt, die, wie gezeigt, Bohrungen der Platte durchsetzen und mit der Stirnwand 130 verschraubt sind. Durch das Gehäuse wird eine im wesentlichen zylindrische Betätigungsdruckkammer 138 gebildet, die durch elastische Abdichtringe, die an den Enden des Zylinders 132 in Ringnuten der Stirnwand 130 und des Stirnteiles 131 vorgesehen sind. druckfest abgedichtet ist.
Im beschriebenen Gehäuse ist ein Stössel 139 axial verschiebbar geführt und in einem Lager 140 gelagert, das in eine Bohrung des Stirnteiles 131 eingeschraubt ist. Durch einen Dichtring 141, der in eine Ringnut des Lagers eingelegt ist, wird der Stössel druckfest abgedichtet. Am äusseren Ende des Stössels ist ein matrizenförmigerTeil 142 vorgesehen, der einem mit ihm zusammenwirkenden Matrizenteil 143 gegenübersteht, der auf einem Fundament oder an einer Wand 144 mit Bolzen 145 befestigt ist.
Am innerenEnde des Stössels 139 ist ein verdickter Kopfteil 146 vorgesehen. Dieser Kopfteil hat eine Mantelfläche 147 und stützt eine kreisförmige Abdichtplatte 148, die mit Schrauben 149 an dem Ende des Stössels befestigt ist. In einer Ringnut der Abdichtplatte ist ein elastischer Dichtring 150 angeordnet, der in der gezeigten Lage des Stössels die Stirnwand 130 berührt. Der elastische Dichtring 150 bewirkt zusammen mit der Stirnwand 130 eine kreisförmige druckfeste Abdichtung zwischen der Stirnseite des Kopfteiles und der Stirnwand, wenn der Stössel gegen die Wand gerückt wird. Der Dichtring 150 und die kreisförmige druckfeste Abdichtung, die von ihm gebildet wird, begrenzen eine kreisringförmige Fläche 151, die radial ausserhalb der druckfesten Abdichtung liegt, und eine kreisförmige Fläche 152 auf der Stirnseite des Stössels.
Es ergibt sich also, dass der Kopfteil des Stössels eine durch die Mantelfläche 147 gebildete Angriffsfläche für ein Druckmittel bildet und dass sich die wirksame Stirnfläche 152 des Stössels in einem axialen Abstand von der Stirnfläche des Kopfteiles befindet.
EinDurchlass 153 in derStirnwand 130 und eine Anschlussleitung 154 verbinden die Betätigungsdruckkammer 138 mit einer nicht dargestelltenBetätigungs-Druckmittelquelle. Ein ähnlicher Durchlass 155 in der Stirnwand und eine Anschlussleitung 156 verbinden denTotraum an der Kolbenfläche 152 innerhalb des Dichtringes 150 mit einer nicht gezeigten Auslöse-Druckquelle, die auch durch die Betätigungs-Druckmittelquelle gebildet werden kann.
Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen einzelne Bauteile und abgewandelte Ausführungen, die bei der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 7 verwendet werden können, um den Stössel besser zu führen. Fig. 8 zeigt für diesen Zweck eine Führungsstange 182, die mit einem Stössel 157 aus einem Stück gebildet ist. Die Führungsstange durchsetzt eine axiale Öffnung in der Stirnwand 158 und ist gleitfähig in einem Lager 159
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geführt, das in die Stirnwand eingeschraubt ist. Zur druckfesten Abdichtung zwischen der Führungsstange und derStirnwand ist neben dem Lager in der Wandöffnung ein Dichtring 160 vorgesehen. Fig. 9 zeigt einen Führungs-undHaltering 161, der am Stössel 139 mitSpeichen 162 befestigt und gleitfähig im Zylinder 132 geführt ist.
In Fig. 10 ist ein rohrförmiges Führungsglied 163 gezeigt. das in eine Öffnung 164 der Stirnwand 130 eingeschraubt ist und eine axiale Öffnung 165 des Kopfteiles 146 sowie eine axiale Bohrung 166 eines etwas anders ausgeführten Stössels 167 durchsetzt.
Um die Betätigungsvorrichtung nach Fig. 7 auf den Betrieb, vorzubereiten, wird der Stössel 139 durch eine äussere Kraft in die in Fig. 7 gezeigte Stellung bewegt, in welcher der Kopfteil 146 an der Stirnwand 130 anliegt und der elastische Dichtring 150 mit der Wand in Berührung steht. Sodann wird unter verhältnismässig hohem Druck über die Anschlussleitung 154 und den Durchlass 153 Druckmittel in die Betätigungsdruckkammer 138 geleitet. DiesesDruckmittel wirkt auf die schräge Mantelfläche 147 desKopfteiles 146 und übt dadurch eine Stellkraft aus, die denKopfteil gegen die Stirnwand 130 drückt und den elastischend ! chtring 150 an dieser Wand zusammendrückt. Der Dichtring 150 bewirkt dadurch eine druckfeste. Abdichtung über einem Teil der Stirnwand und der Stirnfläche des Kopfteiles 146.
Die druckfeste Abdichtung bleibt selbst dann wirksam, wenn praktisch keine. Kraft mehr denKopfteil in Richtung gegen die Wand drückt, d. h. wenn die auf den Stössel einwirkenden Kräfte im wesentlichen ausgeglichen sind. Der
Betätigungsdruck übt auch auf die ringförmige Stirnfläche 151 des Kolbens, die radial ausserhalb der druck- festen Abdichtung liegt, eine Kraft aus, die der Stellkraft entgegengesetzt ist.
Zum Betrieb der Betätigungsvorrichtung muss die Stellkraft durch eine Auslösekraft überwunden wer- den um die genannte Stirnfläche des Kopfteiles 146 dem Betätigungsdruck auszusetzen. Die Auslösekraft kann auf verschiedene Weise auf dem Stössel ausgeübt werden, z. B. durch Anwendung einer äusseren mechanischen Kraft. Vorzugsweise wird über die. Anschlussleitung 156 und den Durchlass 155 ein AuslöseDruckmittel auf die innerhalb-der kreisförmigen druckfesten Abdichtung durch den elastischenDichtring 150 liegende Fläche 152 zur Wirkung gebracht. Der Auslösedruck muss zusammen mit der auf die Fläche 151 ausserhalb der druckfesten Abdichtung ausgeübten Kraft ausreichen, um die Stellkraft zu überwinden.
Durch dieAuslösekraft wird derKopfteil des Stössels angehoben und der elastischeDichtring 150 plötzlich von der Stirnwand 130 gelöst, worauf der Betätigungsdruck im wesentlichen augenblicklich an der Fläche 152 innerhalb der druckfesten Abdichtung zur Wirkung kommt, so dass der Stössel plötzlich mit grosser Kraft unter Erzeugung eines starken Ausgangsstosses von der Wand weggeschleudert wird.
Das äussere Ende oder der matrizenförmige Teil 142 des Stössels schlägt dabei auf ein Werkstück auf, das in seiner Lage in dem zweiten Matrizenteil 143 gezeigt ist. Die Bewegung des Stössels wird dadurch beendet und es sind keine besonderen baulichen Massnahmen zur Bremsung des Stössels erforderlich. Ein durch denStössel bearbeitetes Werkstück ist im Matrizenteil 143 mit strichpunktierten Linien dargestellt.
Zum neuerlichen Betrieb der Betätigungsvorrichtung wird der Kopfteil 146 des Stössels wieder durch Einwirkung einer äusseren Kraft auf den Stössel gegen die Stirnwand 130 gedrückt.
Beim Wiederaufsetzen des Kopfteiles 146 des Stössels auf die Wand 130 wird ein störender Einschluss von Druckmittel in dem Raum, der durch die Stirnwand 130, den Dichtring 150 und die Stirnfläche 152 innerhalb der druckfesten Abdichtung begrenzt wird, dadurch verhindert, dass das Druckmittel über den Durchlass 155 und den Leitungsanschluss 156 entspannt wird.
Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführung der Betätigungsvorrichtung, bei der eine andere Ausführung des Regelstiftes und der Ausnehmung im Kolben vorgesehen ist. Hiebei ist eine Ausnehmung 176 in einer etwas abgeänderten Wand 178 ausgebildet. An Stelle der Befestigung an der Wand ist das Regelglied 179 mit einem mitGewinde versehenenSchaftteil 112 in einer Bohrung im Stössel befestigt und hält eine Abdichtplatte 180 am Kopfteil des Stössels fest.
In Fig. 12 ist eine Ausführung der Erfindung veranschaulicht, die der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 7 ähnlich ist, mit der Ausnahme, dass ein Regelglied. zum Steuern der Beschleunigungsphase nach einem bestimmten Stoss-Zeitdiagramm vorgesehen ist. Das'Betriebsverhalten weicht vom Verhalten bei Ausführung nach Fig. 7 insofern ab, dass die Stellkraft durch den Betätigungsdruck auf die wirksame Querfläche eines Verzögerungskonus 181 und auch auf die Rückseite des Kopfteiles ausgeübt wird. Das Bebetriebsverhalten unterscheidet sich auch dadurch, dass nicht ein Rückstelldruck, sondern der Betätigung- druck durch den Verzögerungskonus geregelt wird, um die Verzögerungskraft auf den Stössel auszuüben.
Deshalb ergibt ein einziger Druck, der Betätigungsdruck, die Stellkraft und die Betätigungskraft und er wird geregelt, um die Verzögerungskraft zu ergeben.. Der Betätigungsdruck kann auch als Auslösedruck angewendet werden.
Fig. 13 zeigt eine andere Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung, die inAufbau und Wirkungsweise im allgemeinen derBetätigungsvorrichtung nach Fig. 12 ähnlich ist. Sie'unterscheidet sich von der Betäti-
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gungsvorrichtung nach Fig. 12 dadurch, dass der Kopfteil des Stössels nicht vergrössert ist. Die gesamte Stellkraft wird durch die Einwirkung des Betätigungsdruckes auf die wirksame Querfläche des Verzögerungskonus 181 gewonnen. : Das Betriebsverhalten der Betätigungsvorrichtung ist sonst dem Betriebsverhalten der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 12 ähnlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Betätigungsvorrichtung zum Erzeugen eines gesteuerten Ausgangsstosses hoher Energie, bei der ein einen Stössel betätigender Arbeitskolben durch ein Betätigungsdruckmittel auf Bewegung von der Wand weg belastet ist und durch eine gegen diese Belastung wirksame Stellkraft gegen diese Wand gedrückt wird, so dass zwischen der Wand und einem Teil der anliegenden Fläche des Arbeitskolbens eine druckfeste Abdichtung gebildet wird, und bei der der Arbeitskolben betätigbar ist, indem die Stellkraft durch einen Auslösedruck oder durch Erhöhen des Druckes des Betätigungsdruckmittels überwunden wird und hiebei die druckfeste Abdichtung aufgehoben wird, wodurch der Arbeitskolben mit grosser Beschleunigung unter Erzeugung eines starken Ausgangsstosses von der Wand weggedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
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festen Abdichtung die sofortige Beaufschlagung der ganzen Kolbenfläche durch das Betätigungsdruckmittel ermöglicht.