DE10121612A1 - Preßzylinder - Google Patents

Abstract

Preßzylinder mit einem Zylindergehäuse (20), das nur eine bewegliche Baueinheit, bestehend aus Kolben (21) und Kolbenstange (22), aufweist. Der Kolben und/oder die Kolbenstange weisen mehrere Druckflächen (25-28) auf, die von mindestens zwei Fluidkreisen (31, 37; 30, 36; 24, 40, 35) mit unterschiedlichen Druckkräften beaufschlagbar sind, derart, daß der Kolben in einer schnellen Aus-/Einfahrbewegung und in einer Preßbewegung hoher Druckkraft betätigbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Preßzylinder mit einem Zylindergehäuse, das mit einem axial verschiebbar gelagerten Kolben, und mit Fluidkreisen zum Verstellen des Kolbens in einer schnellen Aus- und Einfahrbewegung sowie eine Preßbewegung ausgestattet ist.

Preßzylinder sind vielseitig einsetzbar. Für hydraulische Pressen, beispielsweise, werden zur Aufbringung von hohen Drücken entsprechend ausgelegte Preßzylinder verwendet, die jedoch sehr langsam verfahrbar sind. Es wird daher ein zweiter, ein sogenannter Schleppzylinder mit geringerem Volumen hinzu­ genommen, mit dem ein Preßstempel im Schnellgang aus- und ein­ gefahren werden kan. Ein derartiges System benötigt jedoch zwei Hydraulikzylinder.

Aus der DE 38 09 461 A1 ist eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der für beide Funktionen nur ein Zylinder vor­ gesehen ist. Zu diesem Zweck ist der Zylinder mit einem als Hohlkolben ausgebildeten Schleppkolben und einem darin angeord­ neten Arbeitskolben versehen. Eine derartige mit mehreren inein­ ander verschiebbaren Kolbensystemen versehene Vorrichtung ist relativ kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Preßzylinder der eingangs genannten Art zu entwickeln, der fertigungstechnisch einfach und funktionssicher ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Hierbei wird nur ein bewegliches Kolbensystem verwendet, das mittels mindestens zwei Fluidkreisen in unterschiedlicher Weise betätigt werden kann. Das Kolbensystem besteht in nur einem Bau­ teil, nämlich der starren Einheit aus Kolben und Kolbenstange. Der erfindungsgemäße hydraulische Zylinder ist dadurch robust, funktionssicher und fertigungstechnisch einfach.

Durch Ausbildung eines Kolbens und der zugehörigen Kolbenstange mit mehreren Druckflächen ist ein einfacher Preßzylinder ge­ schaffen, mit dem sowohl eine rasche Aus- und Einfahrbewegung sowie ein präziser Arbeitshub ggf. hoher Druckkraft durchführbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Merkmale der Unter­ ansprüche gekennzeichnet.

Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Presse in Seitenansicht und

Fig. 2 einen Preßzylinder in Längsschnitt

In Fig. 1 ist eine Presse 10 mit einem Gestell 11 und einem darin parallel verschiebbaren Preßstempel 12 gezeigt, der mittels zwei am Gestell 11 befestigten hydraulischen Zylindern 13 gegen ein Gegenstück 14 gedrückt wird.

Die Presse dient zum Herstellen von Formteilen, Pressen von Blechen, etc. Im Preßprozess wird der Preßstempel 12 im Schnell­ gang heruntergefahren und anschließend mit Preßdruck gegen den auf dem Gegenstück 14 liegenden Werkstück gepreßt.

Je nach Bauart bzw. Größe der Presse werden ein oder mehrere hydraulische Zylinder 13 gleicher Bauart verwendet, die jeweils beide Funktionen, nämlich schnelles Aus- und Einfahren sowie Pressen, ausführen.

In Fig. 2 ist ein Beispiel eines derartigen Zylinders 13 im Längsschnitt dargestellt.

Der Zylinder 13 hat ein Zylindergehäuse 20, in dem ein Kolben 21 mit einer Kolbenstange 22 als Baueinheit beweglich gelagert ist. Die bewegliche Baueinheit 21, 22 ist zur besseren Erkennung von link nach rechts schraffiert. Die Kolbenstange 22 umgibt einen zylindrischen Einsatz 23 unter Beibehaltung eines Ringspaltes 24. Der Einsatz 23 ist konzentrisch im Zylindergehäuse 20 ange­ ordnet und mit dem dem Kolben 21 entgegengesetzten Ende mit dem Zylindergehäuse 20 verbunden.

Die Baueinheit, bestehend aus Kolben 21 und Kolbenstange 22, wird mit mindestens drei von unterschiedlichen Fluidsystemen bzw. -kreisen beaufschlagbaren Druckflächen ausgebildet, die durch entsprechende Auslegung der Baueinheit 21, 22 individuell gestaltet werden können.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt eine kompakte und fertigungstechnisch sehr einfache Lösung dar. Durch Aus­ bildung der Kolbenstange 22 als Hohlzylinder ergeben sich auto­ matisch zwei Druckflächen, nämlich eine erste gebildet durch die rückwärtige Fläche 25 des Kolbens 21 und die zweite an der Stirnfläche 26 der Kolbenstange 22.

Weitere Druckflächen können über Ringschultern an der Innen- und/oder Außenseite der hohlzylindrischen Kolbenstange 22 gebil­ det werden. Eine Verdickung am freien Kolbenstangenende vergrö­ ßert die vorstehend genannte zweite Druckfläche 26 und bildet gleichzeitig nach innen und nach außen gerichtete Ringflächen als weitere Druckflächen 27 und 28.

Die verschiedenen Druckflächen 25-28 werden je nach Auslegung mit Druckmitteln für die drei Funktionen, nämlich Aus- und Einfahren sowie Pressen beaufschlagt, dabei können auch zwei Druckflächen für eine Funktion herangezogen werden.

Für die Fluidkreise steht der Ringspalt 24 zwischen der Kolben­ stange 22 und dem Einsatz 23 zur Verfügung. Außerdem kann zwischen dem Zylindergehäuse 20 und der Kolbenstange 22 ein weiterer Ringspalt 33 für einen weiteren Fluidkreis einbezogen werden. Der Einsatz 23 kann ferner mit einem oder mehreren Fluidkanälen ausgestattet werden kann.

Gemäß dem Beispiel nach Fig. 2 ist ein zentraler Kanal 30 im Einsatz 23 für den Ausfahrschnellgang vorgesehen. Der Fluiddruck im zentralen Kanal 30 beaufschlagt die erste Druckfläche 25 am Kolben 21, womit der schnelle Ausfahrvorgang eingeleitet wird.

Ein mit einem nicht dargestellten Kompressor verbindbarer erster Ringkanal 31 überträgt den Preßdruck auf die zweite Druckfläche 26 an der Stirnseite der Kolbenstange 22 für den Preßvorgang.

Über den inneren Ringspalt 24 zwischen der Kolbenstange 22 und dem Einsatz 23 wird der Einfahrdruck auf die innere Ring-Druck­ fläche 27 geleitet. Zur Beschleunigung des Einfahrvorganges kann der äußere Ringspalt 33 in Verbindung mit der äußeren Ring- Druckfläche 28 genutzt werden.

Die Funktionsweise des in Fig. 2 dargestellten Zylinders 13 wird nachfolgend beschrieben. Als Fluid kann Luft, Wasser, Öl, etc. verwendet werden.

Für den Schnellausfahrvorgang ist der Anschluß 35 des inneren Ringspaltes 24 mit einem nicht dargestellten Tank verbunden. Über den Anschluß 36 des zentralen Druckkanals 30 wird dieser und demzufolge die erste Druckfläche 25 druckbeaufschlagt. Wäh­ rend des Ausfahrvorganges der Kolbens 21 und der Kolbenstange 22 entsteht im Ringkanal 31 ein Unterdruck. Dieser wird durch An­ saugen von Öl über einen Anschluß 36 des Ringkanals 31, der über ein nicht gezeigtes Saugventil mit einem über dem Zylinder lie­ genden Tank verbunden ist, ausgeglichen.

In Fig. 2 ist die Position am ende des Ausfahrvorgangens gezeigt, bei der der Kolben 21 am Bauteil 39 zum anliegen kommt. Das Bau­ teil 39 ist starr mit dem Preßstempel 12 verbunden.

Für den anschließenden Preßprozess wird das Saugventil zum Tank geschlossen und der Anschluß 37 des Ringkanals 31 und demzufolge die zweite Druckfläche 26 mit dem Preßdruck mit geringem Volu­ menstrom beaufschlagt. Währenddessen bleibt der Anschluß 36 und der zentrale Kanal 30 unter Druck, dieser Kolbendruck des Aus­ fahrprozesses addiert sich somit zur Preßkraft.

Nach erfolgtem Preßvorgang wird der Einfahrvorgang eingeleitet, indem das Saugventil am Anschluß 37 des Ringkanals 31 geöffnet und das Öl zurück in den Tank gedrückt wird. Ebenfalls wird der Anschluß 36 des zentralen Kanals 30 an den Tank geschaltet. Der Anschluß 35 und damit der innere Ringspalt 24 und die innere Ring-Druckfläche 27 werden mit Druck beaufschlagt, wodurch die Kolbenbaueinheit 21, 22 im Schnellgang in die Ausgangsposition gefahren wird.

Der äußere Ringspalt 33 ist luftgefüllt und gleicht seine Volu­ menänderung über einen Staubfilter am Ausgang 38 mit der Umge­ bung aus. Bei Bedarf kann der äußere Ringspalt 33 und damit die äußere Ring-Druckfläche 28 hydraulisch beaufschlagt werden, wo­ durch die Einfahrkraft erhöht wird.

Es ist natürlich möglich die Vorrichtung ohne der äußeren Ring- Druckfläche 28 auszustatten, damit entfällt auch der äußere Ringspalt 33. Der innere Ringspalt 24 ist über einen Seitenkanal 40 im zentralen Einsatz 23 mit dem Anschluß 35 verbunden.

Claims (6)

1. Preßzylinder mit einem Zylindergehäuse, das einen axial ver­ schiebbaren Kolben aufnimmt und mit mindestens zwei Fluidkrei­ sen zum Verstellen des Kolbens in einer schnellen Aus-/Einfahr­ bewegung und einer Preßbewegung ausgestattet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (20) nur eine bewegliche Baueinheit, bestehend aus Kolben (21) und Kolbenstange (22), aufweist, die über mindetens zwei Fluidkreisen (31, 37; 30, 36; 24, 40, 35) mit unterschiedlichen Druckkräften beaufschlagbar ist.

2. Preßzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit aus Kolben (21) und Kolbenstange (22) mit min­ destens zwei Druckflächen (25-28) ausgerüstet ist.

3. Preßzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange als Hohlkolbenstange (22) ausgebildet ist und daß ein mit dem Zylindergehäuse (20) verbundener Einsatz (23) in die Hohlkolbenstange hineinragt.

4. Preßzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkolbenstange (22) mit dem Einsatz (23) und/oder mit dem Zylindergehäuse (20) einen inneren Ringspalt (24) bzw. äußeren Ringspalt (33) für die Flüssigkreise begrenzt.

5. Preßzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (22) mit mindestens einer Ringschulter zur Bildung von Druckflächen (27, 28) ausge­ bildet ist.

6. Preßzylinder nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkolbenstange (22) an ihrem einen Ende den Kolben (21) trägt und am anderen Ende eine die freie Stirnfläche (26) vergrößernde Verdickung aufweist, wobei die Verdickung an der der Stirnfläche entgegengesetzten Seite mindestens eine Ring­ schulter (27, 28) bildet.