Mit einem pneumatischen Druckmittel als Energieträger antreibbare Presseinrichtung Die Erfindung betrifft eine mit einem pneumatischen Druckmittel als Energieträger antreibbare Presseinrich tung mit selbsttätiger Umschaltung eines hydraulisch beaufschlagten Arbeitskolbens von Eilgang auf langsa meren Arbeitsgang, die in einer Presse, Stanze, einer Niet- oder ähnlichen Maschine angeordnet werden kann.
Beim Arbeiten mit solchen Maschinen erfolgt zuerst eine Zustellung des Werkzeuges zum Werkstück im Eilgang, der dann durch Umsteuern in einen Arbeitshub übergeht und die der Maschine zugedachte Fertigungs funktion ausführt. Bei bekannten Antriebssteuereinheiten wird ein Kolben in einem Steuerzylinder zur Förderung des für den Eilhub notwendigen Öles im Zylinder durch Pressluft bewegt, wonach durch Umstellen eines Ventiles von Hand der zweite Kolben für den Arbeitshub bewegt wird.
Die zweiteilige Ausführung zweier in einem Zylinder untergebrachter Kolben erfordert eine räumlich gross ausgelegte Bauweise der Antriebssteuereinheit sowie spe zielle Führungen und Abdichtungen für die im Durch messer im Vergleich zu ihrer Höhe wesentlich grösseren Kolben. Weiterhin müssen durch diese kombinierte An wendung von Luft und Öl relativ viele Zylinderräume gegeneinander abgedichtet werden, was eine grosse Stör anfälligkeit der Anlage bedingt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem pnuematischen Druckmittel als Energieträger an- treibbare Presseinrichtung mit selbsttätiger Umschaltung eines hydraulisch beaufschlagten Arbeitskolbens von Eil- gang auf langsameren Arbeitsgang zu schaffen, die bei einfachem konstruktivem Aufbau räumlich klein ausge legt ist und den Arbeitshub nach dem Eilgang selbsttätig ausführt.
Diese Presseinrichtung, die einen vom pneumatischen Druckmittel beaufschlagten Steuerkolben hat, der als pneumatisch-hydraulischer Druckübersetzer ausgebildet ist und seinerseits über das nur zur Druckübertragung dienende hydraulische Druckmittel auf den Arbeitskol ben einwirkt und hierzu mit einem Verdrängerkolben verbunden ist, der während des langsameren Arbeitsgan ges den hydaulischen Druck für den Arbeitskolben liefert, ist dadurch gekennzeichnet,
dass für den Eilgang der Steuerkolben einen als Eilgangreservoir für das hydraulische Druckmittel dienenden Hohlraum enthält, der gegen den pneumatischen Zylinderraum des Steuer kolbens durch eine dehnbare Membran abgeschlossen ist und mit dem hydraulischen Druckraum des Verdränger- kolbens durch eine an dessen Stirnseite mündende und während des Arbeitsganges durch ein Rückschlagventil verschlossene Leitung (9) in Verbindung steht.
Durch diese Anordnung, bei welcher der Verdrängerkolben zweckmässig als Kolbenstange ausgebildet ist und als Druckmittel während des Arbeitshubes beispielsweise Pressluft Anwendung finden kann, kann bei Auftreffen z.B. eines an dem Arbeitskolben befestigten Werkzeuges auf ein Werkstück durch den in diesem Augenblick im Druckraum des Arbeitszylinders entstehenden Druckstoss das in grossen Mengen für den Eilhub zufliessende Öl abgeschlossen und damit der Arbeitshub eingeleitet werden.
Zweckmässig entlüftet das Ventil nach dem Umsteu ern den in Bewegungsrichtung liegenden Zylinderraum des Steuerkolbens, so dass dieser sich in Arbeitsrichtung bewegen kann.
Der Steuerkolben kann ein durch seine Kolbenstange mit dem Druckraum des Arbeitskolbens in Wirkverbin dung stehender Hohlkolben sein, dessen Hohlraum durch eine Membran dichtend abgeschlossen ist. Zweckmässig ist der Hohlraum durch eine vorzugsweise in axialer Richtung in der Kolbenstange liegende Leitung mit dem Druckraum des Arbeitskolbens verbunden, die in diesem Bereich ein Ventil aufweist, das zweckmässig ein in Richtung der in Arbeitsbewegung unter Federkraft ste hendes Rückschlagventil ist.
Wird der Steuerhohlkolben von der Seite seiner Membran her mit Pressluft beauf- schlagt, entweicht durch die Leitung in der Kolbenstange in ihm befindliches Öl in grossen Mengen in den Druckraum des Arbeitskolbens, so dass dieser seinen Eilhub in Richtung zum Werkstück ausführt.
Vorteilhaft sind die beiden durch den Steuerkolben voneinander getrennten Zylinderräume unter Zwischen schaltung je eines Steuerventiles an einem gemeinsamen Pressluftspender anschliessbar. Weiterhin ist in der Rich tung der Arbeitsbewegung liegende Zylinderraum des Arbeitskolbens über das dem Zylinderraum im Bereich der Membran zugeordnete Ventil ebenfalls an den Press- luftspender angeschlossen. Dieses Ventil ist ölgesteuert und vorteilhaft ein Dreiwege-Zweistellungs-Differential- Kolbenventil, das über eine zweite Steuerleitung mit dem Pressluftspender in Wirkverbindung steht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es ist dargestellt in Fig. 1 ein Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Presseinrichtung; Fig.2 ein Längsschnitt durch die Presseinrichtung mit getrennt angeordnetem Arbeitszylinder; Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, besteht die Presseinrich- tung im wesentlichen aus in getrennten Zylindern 1 und 12 geführten Kolben 3 und 14. Der im Steuerzylinder 1 angeordnete Steuerkolben 3 ist in dem vom Arbeitskol ben 14 abgewandten Bereich mit einem Hohlraum 6 versehen, der oben dichtend mit einer Membran 5 abgeschlossen ist.
Die Befestigung der Membran 5 an der Stirnseite des Hohlkolbens 3 geschieht mittels eines Ringflansches 40, der z.B. aufgeschraubt oder aufgeklebt sein kann.
Mit seiner Kolbenstange 4 ist der Steuerkolben 3 aus dem Zylindergehäuse 1 in den in diesem Bereich ange flanschten Zylinder 12 geführt, der in dem an den Zylinder 1 anschliessenden Bereich seinen Druckraum 13 aufweist. Der Durchmesser der Kolbenstange 4 ist dabei wesentlich geringer als der Durchmesser des Arbeitskol bens 14, der wiederum einen geringeren Durchmesser als der Steuerkolben 3 besitzt. Von dem Hohlraum 6, der in diesem Ausführungsbeispiel halbkugelförmig ausgeführt ist, führt eine direkte Leitung in Form einer axial durch die Kolbenstange 4 geführten Bohrung 9, in den Druck raum 13 des Arbeitskolbens 14.
Im untersten Bereich der Bohrung 9 ist an der Kolbenstange 4 ein Rückschlagven- til 10 angeordnet, das durch eine Feder 11 in Richtung der Arbeitsbewegung unter Federkraft steht.
Stirnseitig sind die Zylinder 1 und 12 dichtend abgeschlossen, so dass beidseitig der Kolben 3 und 14 insgesamt vier voneinander getrennte Zylinderräume 7, 8, 13 und 16 entstehen. Der Hohlraum 6 des Steuerkolbens 3 und der mit diesem über die Bohrung 9 in Verbindung stehende Druckraum 13 des Arbeitskolbens 14 sind blasenfrei mit einer stationären Ölmenge gefüllt.
An einen nicht näher dargestellten Druckluftspender wird die Presseinrichtung durch eine Leitung 17 ange schlossen, die wiederum in zwei Ventile 20 und 18 mündet. Das druckluftfördernde Vierwege-Zweistellungs- Ventil 18 ist mit seinen beiden Ausgangsseiten mit dem Zylinderraum 7 des Steuerkolbens 3 und dem Zylinder raum 16 des Arbeitskolbens 14 verbunden und zwar derart, dass bei einer Stellung der Zylinderraum 7 belüftet und der Zylinderraum 16 entlüftet und in der zweiten Stellung der Zylinderraum 7 entlüftet und der Zylinderraum 16 belüftet wird.
Das zweite druckluft- und ölgesteuerte Dreiwege Zweistellungs-Differential-Kolbenventil 20 ist mit seiner Ausgangsseite an den unteren Zylinderraum 8 des Steu erzylinders 1 angeschlossen. Von der Pressluftleitung 17 führt eine Steuerleitung 22 zu dem pressluftgesteuerten Teil und von dem Druckraum 13 des Arbeitskolbens 14 eine Steuerleitung zu dem ölgesteuerten Teil des Diffe- rential-Kolben-Ventiles 20.
Dieses Differential-Kolben- ventil 20 ist dadurch so gesteuert, dass bei den Pressluft- druck überwiegendem Druck im Druckraum 13 der Zylinderraum 8 entlüftet wird und bei überwiegendem Pressluftdruck der Zylinderraum 8 belüftet wird.
In Fig. 1 ist die obere Totlage der Presseinrichtung dargestellt. Wird Druckluft durch die Leitung 17 zuge führt, strömt sie bei der gezeichneten Stellung des Ventiles 18 in den Zylinderraum 7 des Steuerzylinders ein, während der Zylinderraum 16 des Arbeitszylinders 12 durch das Ventil 18 entlüftet wird. Weiterhin strömt Druckluft über die Leitung 21 und das Differential- Kolbenventil 20 in den Zylinderraum 8, so dass hier durch der Steuerkolben 3 beidseitig mit gleichem Press- luftdruck beaufschlagt wird.
Dabei dehnt sich die ela stisch ausgeführte Membran 5 in Richtung zum Hohl raum 6 hin aus und verdrängt das in diesem befindliche öl über die Leitung 9 der Kolbenstange 4 vorbei an dem Rückschlagventil 10 in den Druckraum 13 des Arbeitszy linders 12, so dass der Arbeitskolben sich infolge der rasch zufliessenden Ölmenge im Eilhub nach unten bewegt.
Trifft der Arbeitskolben 14 mit seiner aus dem Zylinder 12 geführten Kolbenstange 15 auf einen Wider stand und wird dadurch seine Eilgangbewegung ge hemmt, entsteht im Druckraum 13 ein Druckstoss. Dieser Druckstoss pflanzt sich über die Steuerleitung 23 in Richtung zum Differential-Kolb--nvnetil 20 fort und steuert dieses entgegen der Kraftwirkung aus der Steuer leitung 22 so um, dass die Pressluftzufuhr in den Zylinderraum 8 unterbrochen und dieser entlüftet wird. Somit ist der Steuerkolben 3 nur noch von seiner im Bereich der Membran 5 liegenden Stirnseite mit Druck luft beaufschlagt, so dass er sich diesem Druck nachge bend nach unten bewegt.
Bei der Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 3 taucht seine Kolbenstange 4 in das im Druckraum 13 befindliche Öl und verdrängt dieses, wobei bei zunehmendem Druck das Rückschlagventil 10 schliesst. Der Druck im Druckraum 13 erhöht sich entsprechend dem Flächenverhältnis des Steuerkolbens 3 zu seiner Kolbenstange 4, so dass bei einem relativ geringen Pressluftdruck im Zylinderraum 7 ein relativ hoher Öldruck im Druckraum 13 entsteht, der den Arbeitshub des Arbeitskolbens 14 bedingt.
Der Rückhub für die Presseinrichtung wird durch Umsteuern des Ventiles 18, das von Hand, mechanisch, elektromagnetisch oder in ähnlicher Weise betätigt wer den kann, eingeleitet. Durch das Umsteuern des Ventiles 18 wird der Zylinderraum 7 über die Leitung 19 entlüftet, während der Zylinderraum 16 über die Leitung 24 belüftet wird.
Da nunmehr der Öldruck in dem Zylinder raum 13 unter dem Niveau des Luftdruckes aus der Pressluftleitung 17 liegt, wird das Differential-Kolben- ventil 20 über die Steuerleitung 22 in seine Ausgangsstel lung umgeschaltet, so dass der Zylinderraum 8 des Steuerzylinders 3 wiederum belüftet ist. Unter dem Druck der in die Zylinderräume 16 und 8 einströmenden Pressluft bewegen sich die Kolben 14 und 3 gegen ihre obere Endlage zurück. Dabei öffnet das Rückschlagventil 10 durch den Druck der Feder 11 und strömt das Öl vom Druckraum 13 über die Leitung 9 zurück in den Hohlraum 6 und füllt diesen.
In axialer Verlängerung der Kolbenstange 4 des Steuerkolbens 3 ist in dem Arbeits kolben 14 eine Bohrung 41 angeordnet, in die die Kolbenstange 4 bei ihrer Abwärtsbewegung tauchen kann. Dadurch kann die Antriebssteuereinheit in ihrer axialen Erstreckung kleiner gebaut werden.
Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 3a, 4a getrennt von der Arbeitsein heit 38, 36 angeordnet.
Der Steuerkolben 3a befindet sich in ähnlicher Weise, wie bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel, in dem Steuerzylinder 1 und weist hier einen zylindrischen Hohlraum 6a auf, der durch die Membran 5a dichtend abgeschlossen ist. Mit seiner Kolbenstange 4a reicht der Steuerkolben 3a in den Druckraum 29, wobei die Kol benstange 4a in diesem Bereich ein der Leitung 9 zugeordnetes Rückschlagventil 10a aufweist. Im Bereich des Ventiles 10a ist die Kolbenstange 4a mit einem klobenartigen Ansatz 42 versehen, der in dem den Raum 29 bildenden Zylinder dichtend verschiebbar ist.
Im unteren Bereich der Leitung 9, jedoch vor dem Kolben 42, ist quer zur Bohrung T-förmig eine radiale Bohrung 27 angeordnet, so dass zwischen dem dem Druckraum 29 gegenüberliegenden Zylinderraum 28 und dem Hohlraum 6a des Steuerkolbens 3a eine Verbindung besteht.
Mit den Zylinderräumen 28 und 29 ist der Druck raum 37 des Arbeitszylinders 36 unter Zwischenschaltung eines Dreiwege-Zweistellungs-Differential-Kolbenventiles über die Leitungen 30, 33 und 35 verbunden. Von der dem Zylinderraum 28 zugeordneten Leitung 30 ist vor deren Einmündung in das Ventil 31 die dem Differential- Kolbenventi131 zugeordnete Steuerleitung 32abgezweigt, während in den luftgesteuerten Teil des Ventils 31 eine Steuerleitung 34 von der Druckluftleitung 17 kommend mündet.
Überwiegt der Öldruck in der Leitung 30 gegenüber dem Pressluftdruck in der Steuerleitung 34, wird das Differential-Kolbenventil 31 so umgesteuert, dass die Leitung 33 vom Druckraum 29 direkt mit der Leitung 35 des Arbeitszylinderraumes 37 verbunden ist und die in das Ventil 31 mündende Leitung 30 verschlos sen wird.
Die Pressluftleitung 17 ist weiterhin mit dem im Bereich der Membran 5a liegenden Zylinderraum 7 des Steuerzylinders 1 unter Zwischenschaltung eines Dreiwe- ge-Zweistellungs-Ventiles 18a verbunden. Durch Umsteu ern des Ventiles 18a wird der Zylinderraum 7 bei einer Stellung be- und bei der zweiten entlüftet.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, stehen der Steuerkolben 3a und der Arbeitskolben 38 entgegen ihrer Arbeitsbewe gung durch Schraubendruckfedern 25 bzw. 39 unter Federkraft.
In Fig. 2 ist die obere Endlage der Presseinrichtung dargestellt. Strömt über die Pressluftleitung 17 Druckluft in das Ventil 18a, so wird diese bei der entsprechenden Stellung des Ventiles 18a über die Leitung 19 in den Zylinderraum 7 geführt, wodurch sich die Membran 5a ausdehnt und das im Hohlraum 6a befindliche Öl über die Leitung 9, die radiale Bohrung 27, den Zylinderraum 28, die Leitung 30, durch das Ventil 31 in die Leitung 35 und den Druckraum 37 des Arbeitskolbens 38 verdrängt.
Der in diesem Fall nur einseitig mit Pressluft beauf- schlagte Steuerkolben 3a wird dabei ausser durch die Schraubenfeder 25, noch durch die im Raum 29 einge schlossene Ölmenge in seiner Ruhelage gehalten. Durch das in grossen Mengen in den Druckraum 37 des Arbeitszylinders 36 fliessende Öl wird der Arbeitskolben 38 im Eilgang bewegt.
Trifft der Arbeitskolben 38 mit seiner Kolbenstange 38a auf einen Widerstand, entsteht im Druckraum 37 ein Druckstoss, der über die Steuerleitung 32 in das Differen- tial-Kolbenventil 31 gelangt und dieses entgegen der Kraft der aus der Steuerleitung 34 kommenden Pressluft derart umsteuert, dass die Leitung 30 verschlossen und die Leitung 33 direkt mit der Leitung 35 verbunden wird, so dass der Fluss des Öles aus dem Hohlraum 6a unterbro chen wird.
Zwischen der dem Pressluftdruck im Zylinderraum 7 nicht mehr ausweichenden Membran 5a und der oberen stirnseitigen Abdeckung 2 des Steuerzylinders 1 baut sich infolge der weiter zuströmenden Pressluft ein Druckpo tential auf, das schliesslich die Druckkraft der Feder 25 überwindet und den Steuerkolben 3a bewegt. Durch die in den Druckraum 29 vorstossende Kolbenstange 4a bzw. durch den Kolben 42 wird das Öl im Druckraum 29 verdrängt, wobei das Rückschlagventil 10a geschlossen ist und kein Öl zurück in den Hohlraum 6a fliessen lässt. Das aus dem Druckraum 29 verdrängte Öl fliesst über die Leitungen 33 und 35 in den Druckraum 37 des Arbeits kolbens 38 und bedingt dessen Arbeitsbewegung, entspre chend dem Flächenverhältnis des Steuerkolbens 3a zum Kolben 42.
Der Rückhub wird wiederum durch Umsteuern des Ventiles 18a in die gezeichnete Lage eingeleitet. Dadurch wird der Zylinderraum 7 entlüftet, so dass sich der Steuerkolben 3a durch die Kraft der gespannten Feder 25 zur oberen Endlage hin bewegt. Da der in der Steuerlei tung 34 wirkende Luftdruck nun gegenüber dem in der Steuerleitung 32 herrschenden Öldruck überwiegt, schal tet das Differential-Kolbenventil 31 in die gezeichnete Stellung, so dass das Öl im Druckraum 37 durch den sich unter der Kraft der Feder 39 zurückbewegenden Arbeits kolben 38 über die Leitung 30 zurück in den Hohlraum 6a des Steuerkolbens 3a befördert wird.
Selbstverständlich können bei einer Presseinrichtung entsprechend dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbei spiel beliebig viele Arbeitszylindereinheiten angeschlos sen werden. Zweckmässig sind auch hier die Ventile im. Gehäuse so untergebracht, dass zum Anschliessen der Presseinrichtung lediglich eine Leitung 17 notwendig ist. Die erfindungsgemässe Ausbildung der Presseinrich- tung, derart, dass der Hohlkolben 3, 3a durch die Membran dichtend abgeschlossen ist, hat den Vorteil, dass eine kleine Baulänge erreicht wird, da die Membran einen Kolben ersetzt; ausserdem hat die Membran einen geringen Walkwiderstand, so dass ein hoher Wirkungs grad erzielt wird.
Infolge der geringen Masse der Mem bran wird weiter eine grosse Arbeitsgeschwindigkeit erreicht. Ferner liegt ein wesentlicher Vorteil der erfin- dungsgemässen Ausbildung darin, dass die Membran das Öl im Hohlkolben hermetisch gegen Druckluft ab- schliesst; somit ist das Dichtungsproblem zwischen Luft und Öl erheblich vereinfacht.
Mit der oben beschriebenen Anordnung kann die aus Eilhub und Arbeitshub bestehende Arbeitsbewegung eines Werkzeuges oder dgl. selbsttätig in einfachster Weise ausgeführt werden. Selbstverständlich kann auch das den Rückhub steuernde Pressluftventil, z.B. durch Anschläge, selbsttätig am Ende des Arbeitshubes umge steuert werden, so dass die erfindungsgemässe Pressein- richtung selbsttätig einen ganzen Arbeitsablauf vollführt. Weiterhin können die Ventile in die Presseinrichtung, z.B. in die Zylindergehäuse, mit eingebaut sein,
so dass die ganze Presseinrichtung zur Inbetriebnahme lediglich mit einer Leitung an einen Pressluftspender, z.B. einen Pressluftgenerator, angeschlossen werden muss.
The invention relates to a press device that can be driven with a pneumatic pressure medium as an energy source, with automatic switching of a hydraulically actuated working piston from rapid traverse to slower operation, which are arranged in a press, punch, riveting or similar machine can.
When working with such machines, the tool is first delivered to the workpiece in rapid traverse, which then changes into a working stroke by reversing and executes the production function intended for the machine. In known drive control units, a piston in a control cylinder is moved by compressed air in order to convey the oil necessary for the rapid stroke in the cylinder, after which the second piston is moved for the working stroke by manually changing a valve.
The two-part design of two pistons housed in a cylinder requires a spatially large design of the drive control unit as well as special guides and seals for the pistons, which are much larger in diameter compared to their height. Furthermore, this combined use of air and oil requires a relatively large number of cylinder spaces to be sealed against each other, which makes the system extremely susceptible to interference.
The invention is based on the object of creating a pressing device that can be driven with a pneumatic pressure medium as an energy source and that automatically switches a hydraulically actuated working piston from rapid traverse to slower operation, which is spatially small with a simple structural design and the working stroke after Executes rapid traverse automatically.
This pressing device, which has a control piston acted upon by the pneumatic pressure medium, which is designed as a pneumatic-hydraulic pressure intensifier and in turn acts on the working piston via the hydraulic pressure medium serving only for pressure transmission and for this purpose is connected to a displacement piston that is sent during the slower working element hydraulic pressure for the working piston is characterized by
that for the rapid traverse the control piston contains a cavity serving as a rapid traverse reservoir for the hydraulic pressure medium, which is closed off from the pneumatic cylinder chamber of the control piston by an expandable membrane and with the hydraulic pressure chamber of the displacer piston by an opening at its end face and during the operation is connected by a non-return valve closed line (9).
This arrangement, in which the displacement piston is expediently designed as a piston rod and compressed air, for example, can be used as a pressure medium during the working stroke, can e.g. of a tool attached to the working piston on a workpiece by the pressure surge occurring in the pressure chamber of the working cylinder at that moment, the oil flowing in in large quantities for the rapid stroke can be closed and the working stroke initiated.
After the reversal, the valve expediently vents the cylinder space of the control piston lying in the direction of movement so that it can move in the direction of operation.
The control piston can be a hollow piston which is in active connection through its piston rod with the pressure chamber of the working piston and whose cavity is sealed by a membrane. The cavity is expediently connected to the pressure chamber of the working piston by a line preferably located in the axial direction in the piston rod, which has a valve in this area, which is expediently a check valve in the direction of the working movement under spring force.
If compressed air is applied to the hollow control piston from the side of its diaphragm, large quantities of oil in it escape through the line in the piston rod into the pressure chamber of the working piston, so that it executes its rapid stroke in the direction of the workpiece.
The two cylinder chambers separated from one another by the control piston can advantageously be connected to a common compressed air dispenser with a respective control valve interposed. Furthermore, the cylinder chamber of the working piston, which is in the direction of the working movement, is also connected to the compressed air dispenser via the valve assigned to the cylinder chamber in the area of the membrane. This valve is oil-controlled and advantageously a three-way two-position differential piston valve which is in operative connection with the compressed air dispenser via a second control line.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings.
It is shown in FIG. 1 a longitudinal section through the pressing device according to the invention; 2 shows a longitudinal section through the pressing device with a separately arranged working cylinder; As can be seen from FIG. 1, the pressing device consists essentially of pistons 3 and 14 guided in separate cylinders 1 and 12. The control piston 3 arranged in the control cylinder 1 is provided with a cavity 6 in the area facing away from the working piston 14 , which is sealed at the top with a membrane 5.
The fastening of the membrane 5 to the end face of the hollow piston 3 takes place by means of an annular flange 40, which e.g. can be screwed on or glued on.
With its piston rod 4, the control piston 3 is guided out of the cylinder housing 1 into the cylinder 12 which is flanged in this area and which has its pressure chamber 13 in the area adjoining the cylinder 1. The diameter of the piston rod 4 is significantly smaller than the diameter of the working piston 14, which in turn has a smaller diameter than the control piston 3. From the cavity 6, which is hemispherical in this exemplary embodiment, a direct line in the form of a bore 9 guided axially through the piston rod 4 leads into the pressure chamber 13 of the working piston 14.
In the lowermost area of the bore 9, a check valve 10 is arranged on the piston rod 4, which is under spring force by a spring 11 in the direction of the working movement.
The end faces of the cylinders 1 and 12 are sealed off, so that on both sides of the pistons 3 and 14 a total of four separate cylinder spaces 7, 8, 13 and 16 are created. The cavity 6 of the control piston 3 and the pressure chamber 13 of the working piston 14 connected to it via the bore 9 are filled with a stationary amount of oil without bubbles.
The pressing device is connected to a compressed air dispenser (not shown) by a line 17, which in turn opens into two valves 20 and 18. The compressed air-conveying four-way two-position valve 18 is connected with its two output sides to the cylinder chamber 7 of the control piston 3 and the cylinder chamber 16 of the working piston 14 in such a way that in one position the cylinder chamber 7 is vented and the cylinder chamber 16 is vented and in the second Position of the cylinder space 7 is vented and the cylinder space 16 is ventilated.
The second compressed air and oil-controlled three-way two-position differential piston valve 20 is connected with its output side to the lower cylinder chamber 8 of the control cylinder 1. A control line 22 leads from the compressed air line 17 to the part controlled by compressed air, and a control line leads from the pressure chamber 13 of the working piston 14 to the oil-controlled part of the differential piston valve 20.
This differential piston valve 20 is controlled in such a way that the cylinder chamber 8 is vented when the compressed air pressure is predominant in the pressure chamber 13 and the cylinder chamber 8 is ventilated when the compressed air pressure is predominant.
In Fig. 1, the top dead center of the pressing device is shown. If compressed air is supplied through the line 17, it flows into the cylinder chamber 7 of the control cylinder in the position shown of the valve 18, while the cylinder chamber 16 of the working cylinder 12 is vented through the valve 18. Furthermore, compressed air flows via the line 21 and the differential piston valve 20 into the cylinder space 8, so that the same compressed air pressure is applied to both sides by the control piston 3.
The ela stically executed membrane 5 expands in the direction of the hollow space 6 and displaces the oil in this via the line 9 of the piston rod 4 past the check valve 10 in the pressure chamber 13 of the Arbeitszy cylinder 12, so that the working piston due to the rapidly flowing amount of oil moved downwards in the rapid stroke.
If the working piston 14 with its guided out of the cylinder 12 piston rod 15 stood on a counter and its rapid traverse movement is thereby inhibited ge, a pressure surge occurs in the pressure chamber 13. This pressure surge is propagated via the control line 23 in the direction of the differential piston - nvnetil 20 and controls this against the force from the control line 22 so that the compressed air supply to the cylinder chamber 8 is interrupted and this is vented. Thus, the control piston 3 is only acted upon by compressed air from its end face located in the area of the membrane 5, so that it moves downward following this pressure.
During the downward movement of the control piston 3, its piston rod 4 plunges into the oil located in the pressure chamber 13 and displaces it, the check valve 10 closing as the pressure increases. The pressure in the pressure chamber 13 increases according to the area ratio of the control piston 3 to its piston rod 4, so that with a relatively low compressed air pressure in the cylinder chamber 7, a relatively high oil pressure arises in the pressure chamber 13, which causes the working stroke of the working piston 14.
The return stroke for the pressing device is initiated by reversing the valve 18, which is operated by hand, mechanically, electromagnetically or in a similar manner who can. By reversing the valve 18, the cylinder space 7 is vented via the line 19, while the cylinder space 16 is ventilated via the line 24.
Since the oil pressure in the cylinder chamber 13 is now below the level of the air pressure from the compressed air line 17, the differential piston valve 20 is switched to its starting position via the control line 22, so that the cylinder chamber 8 of the control cylinder 3 is again ventilated. Under the pressure of the compressed air flowing into the cylinder spaces 16 and 8, the pistons 14 and 3 move back towards their upper end position. The check valve 10 opens by the pressure of the spring 11 and the oil flows from the pressure chamber 13 via the line 9 back into the cavity 6 and fills it.
In the axial extension of the piston rod 4 of the control piston 3, a bore 41 is arranged in the working piston 14, into which the piston rod 4 can dive during its downward movement. As a result, the drive control unit can be made smaller in its axial extension.
In the embodiment shown in Figure 2, the control unit 3 a, 4 a is arranged separately from the Arbeitsein unit 38, 36.
The control piston 3a is located in a manner similar to that in the example described above in the control cylinder 1 and here has a cylindrical cavity 6a which is sealed off by the membrane 5a. With its piston rod 4a, the control piston 3a extends into the pressure chamber 29, the piston rod 4a having a check valve 10a assigned to the line 9 in this area. In the area of the valve 10a, the piston rod 4a is provided with a piston-like extension 42 which can be shifted in a sealing manner in the cylinder forming the space 29.
In the lower area of the line 9, but in front of the piston 42, a radial bore 27 is arranged transversely to the bore T-shaped, so that there is a connection between the cylinder chamber 28 opposite the pressure chamber 29 and the cavity 6a of the control piston 3a.
With the cylinder chambers 28 and 29, the pressure chamber 37 of the working cylinder 36 is connected via the lines 30, 33 and 35 with the interposition of a three-way two-position differential piston valve. From the line 30 assigned to the cylinder chamber 28, the control line 32 assigned to the differential piston valve 31 branches off before it joins the valve 31, while a control line 34 coming from the compressed air line 17 opens into the air-controlled part of the valve 31.
If the oil pressure in the line 30 outweighs the compressed air pressure in the control line 34, the differential piston valve 31 is reversed so that the line 33 from the pressure chamber 29 is connected directly to the line 35 of the working cylinder chamber 37 and the line 30 opening into the valve 31 is locked.
The compressed air line 17 is also connected to the cylinder space 7 of the control cylinder 1 located in the region of the membrane 5a with the interposition of a three-way two-position valve 18a. By reversing the valve 18a, the cylinder chamber 7 is pressurized in one position and vented in the second.
As can be seen from Fig. 2, the control piston 3a and the working piston 38 are against their Arbeitsbewe supply by helical compression springs 25 and 39 under spring force.
In Fig. 2, the upper end position of the pressing device is shown. If compressed air flows into the valve 18a via the compressed air line 17, it is guided via the line 19 into the cylinder chamber 7 when the valve 18a is in the corresponding position, whereby the membrane 5a expands and the oil in the cavity 6a via the line 9, which radial bore 27, the cylinder chamber 28, the line 30, displaced through the valve 31 into the line 35 and the pressure chamber 37 of the working piston 38.
In this case, the control piston 3a, which is only acted upon by compressed air on one side, is held in its rest position not only by the helical spring 25 but also by the amount of oil enclosed in the space 29. The working piston 38 is moved in rapid traverse by the oil flowing in large quantities into the pressure chamber 37 of the working cylinder 36.
If the working piston 38 encounters resistance with its piston rod 38a, a pressure surge occurs in the pressure chamber 37, which reaches the differential piston valve 31 via the control line 32 and reverses it against the force of the compressed air coming from the control line 34 in such a way that the Line 30 is closed and the line 33 is connected directly to the line 35, so that the flow of the oil from the cavity 6a is interrupted.
Between the diaphragm 5a, which no longer evades the compressed air pressure in the cylinder chamber 7, and the upper front cover 2 of the control cylinder 1, a pressure potential builds up as a result of the compressed air flowing in, which ultimately overcomes the compressive force of the spring 25 and moves the control piston 3a. The oil in the pressure chamber 29 is displaced by the piston rod 4a advancing into the pressure chamber 29 or by the piston 42, the non-return valve 10a being closed and no oil to flow back into the cavity 6a. The oil displaced from the pressure chamber 29 flows via the lines 33 and 35 into the pressure chamber 37 of the working piston 38 and causes its working movement, corresponding to the area ratio of the control piston 3a to the piston 42.
The return stroke is in turn initiated by reversing the valve 18a in the position shown. As a result, the cylinder space 7 is vented, so that the control piston 3a moves towards the upper end position due to the force of the tensioned spring 25. Since the air pressure acting in the control line 34 now outweighs the oil pressure prevailing in the control line 32, the differential piston valve 31 switches to the position shown, so that the oil in the pressure chamber 37 is caused by the work moving back under the force of the spring 39 piston 38 is conveyed back into the cavity 6a of the control piston 3a via the line 30.
Of course, any number of working cylinder units can be ruled out in a pressing device according to the last Ausführungsbei described. The valves in the are also useful here. Housing housed in such a way that only one line 17 is required to connect the pressing device. The inventive design of the pressing device, such that the hollow piston 3, 3a is sealed off by the membrane, has the advantage that a small overall length is achieved because the membrane replaces a piston; In addition, the membrane has a low flexing resistance, so that a high degree of efficiency is achieved.
As a result of the low mass of the mem brane, a high working speed is achieved. Furthermore, an essential advantage of the design according to the invention is that the membrane hermetically seals the oil in the hollow piston against compressed air; thus the sealing problem between air and oil is considerably simplified.
With the arrangement described above, the working movement of a tool or the like consisting of rapid stroke and working stroke can be carried out automatically in the simplest manner. Of course, the compressed air valve controlling the return stroke, e.g. be automatically reversed by stops at the end of the working stroke, so that the press device according to the invention automatically carries out an entire workflow. Furthermore, the valves can be integrated into the pressing device, e.g. be built into the cylinder housing,
so that the entire pressing device can be connected to a compressed air dispenser, e.g. a compressed air generator must be connected.