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Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Druckübersetzer mit mindestens einem Pneumatikzylindergehäuseteil, in dem ein mit einer Kolbenstange versehener Pneumatikkolben bewegt wird, mit mindestens einem Hydraulikzylindergehäuseteil, in dessen Hochdruckbereich ein mit einer Kolbenstange versehener Hydraulikkolben bewegt wird, mit mindestens einer Vorrichtung zum Rückholen des Pneumatikkolbens und/oder des Hydraulikkolbens, wobei im Arbeitshub die Kolbenstange des Pneumatikkolbens Hydraulikflüssigkeit verdrängend in den Hochdruckbereich des Hydraulikzylindergehäuseteils hineinbewegt wird.
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Derartige hydropneumatischen Druckübersetzer werden u. a. dazu verwendet um im Kraftfahrzeugbau eingesetzte Blechbauteile zu fügen bzw. zu clinchen. Bisher hatten die zu fügenden Blechteile eine weitgehend konstante Materialstärke pro Clinchauftrag. Neuerdinges werden im Rahmen moderner Leichtbaukonzepte sogenannte „Tailored Blanks” verwendet. Dieser Begriff steht u. a. für maßgeschneiderte Bauteile unterschiedlicher Bleckdicke. Beispielweise werden Hinterachsquerträger einiger Fahrzeugtypen aus mehrschaligen Blechen hergestellt, wobei die einzelnen Schalen aus verschieden dicken Blechtafeln bestehen, die mittels Laser zusammengeschweißt und anschließen in die gewünschte Form gebracht wurden.
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Um solche Schalen durch clinchen zu fügen, müssen bisher an einer Arbeitsstation verschiedene Druckübersetzer unterschiedlichen Hubs nebeneinander eingesetzt werden.
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Die
EP 0 023 030 A1 beschreibt einen Druckübersetzer, dessen Hydraulikkolben eine Stellstange hat, auf der eine Anschlagschraube aufgeschraubt ist. Letztere bewirkt in erster Linie in Kombination mit einer weiteren, federbelasteten Anschlagschraube das Umschalten vom zustellenden Eilhub auf den verformenden Krafthub. Am Ende des Krafthubs legen sich beide Anschlagschrauben gemeinsam am Druckübersetzergehäuse an.
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Aus der
DE 692 05 029 T2 ist ein Druckübersetzer bekannt, dessen Hydraulikkolben in Kombination mit einem Pneumatikhilfskolben eine Stellstange hat, auf der ein Anschlagring angeordnet ist. Der Anschlagring kann über ein Gewinde verstellbar auf der Stellstange sitzen.
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Die
DE 42 36 057 A1 beschreibt einen Druckübersetzer, bei dem der Hub des Hydraulikkolbens mittels eines Wegmesssystems überwacht wird. Misst das Wegmesssystem einen Isthub, der vom Sollhub abweicht, schaltet ein Steuergerät den Druckübersetzer ab.
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Aus der
DE 100 49 992 A1 ist ein Pneumatikkolben bekannt, dessen Hub mittels eines Handrades – von Hand – verstellt werden kann.
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Die
DE 603 03 600 T2 beschreibt eine Hydraulikpresse mit einem verstellbaren Kolbenstangenanschlag. Der Kolbenstangenanschlag besteht im Wesentlichen aus einem Hydraulikzylinder, einem Anschlagkolben, einem auf der Kolbenstange eines Arbeitskolbens angeordneten Anschlagelement, einer Hydraulikpumpe und mindestens einem Steuerventil. Die Kolbenstange des Arbeitskolbens durchquert den Hydraulikzylinder. Der im Hydraulikzylinder schwimmend auf der Kolbenstange geführte Anschlagkolben ist zwischen zwei Ölpolstern ventilgesteuert eingespannt. Das Ausfahren des Arbeitskolbens wird begrenzt, indem das Anschlagelement gegen den Anschlagkolben fährt.
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Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen hydropneumatischen Druckübersetzer zu schaffen, bei dem zwischen einzelnen Arbeitshüben die Länge des Arbeitshubs schnell, wiederholgenau und sicher automatisiert verstellt werden kann.
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Die Erfindung wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 3 gelöst. Dazu ist zur Realisierung einer Ausfahrhubbegrenzung das hintere Ende der Kolbenstange des Hydraulikkolbens als Stellstange aus dem Hydraulikzylindergehäuseteil herausgeführt. Die Stellstange trägt auf einem Gewindeabschnitt eine Stellmutter. Der Ausfahrhub des Hydraulikkolben und der Stellstange ist durch die Anlage der Stellmutter an einem Bauteil des Hydraulikzylindergehäuseteils begrenzt. Die Stellmutter ist – zur Ausfahrhubbegrenzung des Hydraulikkolbens – über einen am Hydraulik- und/oder Pneumatikzylindergehäuseteil befestigten steuer- oder regelbaren, elektromotorischen Antrieb verstellbar.
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Zur alternativen Realisierung einer Krafthubbegrenzung ist das hintere Ende der Kolbenstange des Pneumatikkolbens als Stellstange aus dem Pneumatikzylindergehäuseteil herausgeführt. Die Stellstange trägt auf einem Gewindeabschnitt eine Stellmutter. Der Ausfahrhub des Pneumatikkolben und der Stellstange ist durch die Anlage der Stellmutter an einem Bauteil des Pneumatikzylindergehäuseteils begrenzt. Die Stellmutter ist – zur Ausfahrhubbegrenzung des Pneumatikkolbens – über einen am Pneumatikzylindergehäuseteil befestigten steuer- oder regelbaren Antrieb verstellbar.
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Mit dem neuen hydropneumatischen Druckübersetzter ist es durch eine integrierte elektromotorische Verstellvorrichtung u. a. möglich Bleche unterschiedlicher Materialstärke in einer Maschine an allen Verbindungsstellen zu fügen bzw. zu clinchen. Zwischen den einzelnen Arbeitshüben kann der Ausfahrhub des fügende Hydraulikkolben beliebig – durch Verkürzen des Gesamthubs – gesteuert oder geregelt verstellt werden. Die Hubverstellzeit ist in der Regel hierbei kürzer als die Umsetzzeit, die nötig ist, um das zu bearbeitende Blechteil von einer Fügestelle zur anderen zu tranportieren.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen schematisch dargestellter Ausführungsformen:
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1: Hydropneumatischer Druckübersetzer in C-Gestell;
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2: Längsschnitt durch einen Druckübersetzer;
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3: Ausschnitt zu 1, jedoch mit versetzter Stellmutter;
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4: vergrößerter Ausschnitt einer Stellmutter mit Anschlagdämpfung;
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5: Längsschnitt durch alternative Verstellvorrichtung;
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6: Querschnitt durch Verstellmutter und Verstellspindel;
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7: Alternativer Querschnitt durch Verstellmutter und Verstellspindel;
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8: Längsschnitt durch einen Druckübersetzer ohne Verdrehsicherung.
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Die 2 zeigt einen hydropneumatischen Druckübersetzer, bei dem der Pneumatikzylindergehäuseteil (200) räumlich neben dem Hydraulikzylindergehäuseteil (300) angeordnet ist. Beide Gehäuseteile (200, 300) sind über eine Verbindungsplatte (66) miteinander verbunden.
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Innerhalb des Druckübersetzers sind z. B. vier hintereinander angeordnete Niederdruckräume (10, 20, 30) und ein Hochdruckraum (50), ein Übersetzerkolben (31) und ein Arbeitskolben (51) mit einer Stellstange (70) untergebracht. Beide Kolben (31) und (51) befinden sich in ihren eingefahrenen Ruheposition.
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Ein erster Druckraum ist ein hydraulischer Hochdruckraum (50), in dem sich u. a. der Arbeitskolben (51) bewegt. In diesem Hochdruckraum (50) können zeitweise bis zu 40 MPa Hydraulikdruck anstehen. Ein Teil dieses Druckraumes (50) befindet sich in einer Verbindungsplatte (66), die die Rückseiten von dem Pneumatikzylinderbereich und dem Hydraulikzylinderbereich überbrückt.
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Ein zweiter Druckraum ist ein pneumatisch beaufschlagter Eilhubraum (10), in dem sich ein mit dem Arbeitskolben (51) verbundener Eilhubkolben (11) befindet. Ein dritter Druckraum ist der Speicherraum (20), in dem der schwimmende, Luft und Hydrauliköl trennende Zustellkolben (25) angeordnet ist.
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Ein vierter Druckraum ist ein pneumatischer Übersetzerdruckraum (30), in dem sich der Übersetzerkolben (31) bewegt.
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Der Übersetzerdruckraum (30) wird durch ein zylindrisches Rohr (33) gebildet, das rückseitig durch ein Zylinderfußstück (34) und vorderseitig durch ein Zylindermittelstück (41) umschlossen ist. Im Rohr (33) und in der zentralen Bohrung des Zylindermittelstückes (41) ist die Kombination aus dem Übersetzerkolben (31) und der Kolbenstange (32) geführt. Im Zylinderfußstück (34) befindet sich ein Arbeitshubluftanschluss (39). Am Zylindermittelstück (41) ist u. a. ein Rückhubluftanschluss (48) angeordnet.
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An den Übersetzerdruckraum (30) schließt sich der Speicherraum (20) an. Dieser wird begrenzt durch ein zylindrisches Rohr (26), das den Zustellkolben (25) führt. Das Rohr (26) ist rückseitig durch das Zylindermittelstück (41) und vorderseitig durch einen Eintauchdeckel (60) verschlossen. Im Zylindermittelstück (41) ist zur Druckluftversorgung ein Speicherraumluftanschluss (49) vorhanden. Im Eintauchdeckel (60) befindet sich zentral eine Eintauchbohrung (61), in der z. B. ein Hochdrucklippendichtring (63) eingesetzt ist.
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Am vorderen Ende des Hydraulikzylinderbereichs befindet sich der Eilhubraum (10). Auch er wird radial begrenzt durch ein zylindrisches Rohr (16), in dem der auf dem Arbeitskolben (51) angeordnete Eilhubkolben (11) geführt ist. Nach vorn ist der Eilhubraum (10) durch ein Zylinderkopfstück (13) verschlossen. Das Zylinderkopfstück (13) hat eine zentrale Bohrung, durch die die Kolbenstange (52) des Arbeitskolbens (51) ins Freie ragt. Ferner befindet sich im Zylinderkopfstück (13) ein Rückhubluftanschluss (18). Rückseitig ist der Eilhubraum (10) durch den hier z. B. zweiteiligen Hochdruckzylinder (54, 58) des Hochdruckraums (50) verschlossen. In der Wandung des Hochdruckzylinders (54) ist ein Eilhubluftanschluss (19) angeordnet, der vor der Rückseite des Eilhubkolbens (11) im Eilhubraum (10) endet.
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Des Weiteren befindet sich im Eilhubraum (10) eine Verdrehsicherungsstange (12). Letztere ist zwischen dem Zylinderkopfstück (13) und dem Hochdruckzylinder (54) parallel zur Kolbenstange (52), z. B. in Sacklochbohrungen, eingespannt. Die Verdrehsicherungsstange (12) durchdringt dabei den Eilhubkolben (11). Die hierzu im Eilhubkolben (11) vorhandene Bohrung ist gegenüber der Verdrehsicherungsstange (12) abgedichtet.
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Zwischen dem Eilhubraum (10) und dem Speicherraum (20) befindet sich der in die Verbindungsplatte (66) mündende Hochdruckraum (50). Die Wandung des Hochdruckraumes (50) umfasst beispielsweise den Hochdruckzylinder (54) und eine Zylinderverlängerung (58). Den rückseitigen Abschluss des Hochdruckraumes (50) bilden die an der Verbindungsplatte (66) angeordneten Kolbenstangendeckel (67) und Stellstangendeckel (68). Zwischen der Verbindungsplatte (66) und dem Kolbenstangendeckel (67) ist ein abdichtendes und zentrierendes Zwischenstück (65) in Form eines Ringes eingesetzt.
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Die einzelnen hintereinander angeordneten Gehäuseteile (13, 16, 54, 58, 66, 68) und (34, 33, 41, 26, 66, 67) werden jeweils axial mit Hilfe von z. B. vier Zugankern (5) zusammengehalten, vgl. 1. Dazu sind die Zuganker (5) mit ihren vorderen Enden im Zylinderkopfstück (13) bzw. im Zylinderfußstück (34) eingeschraubt. Die hinteren Enden der Zuganker (5) führen durch entsprechende Bohrungen der Verbindungsplatte (66) bzw. des Kolbenstangendeckels (67). Auf den überstehenden Gewindeenden sitzen die Muttern (7), über die die Zuganker (5) gespannt werden.
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Der Stellstangendeckel (68) hat eine zentrale Bohrung, durch die eine mit dem Hydraulikkolben (51) verschraubte Stellstange (70) abgedichtet hindurchgeführt ist. Letztere hat primär zwei Abschnitte: einen mittleren glattwandigen Abschnitt (71) und einen Gewindeabschnitt (72) mit einem Bewegungsgewinde (73). Das Bewegungsgewinde (73) kann z. B.: ein metrisches Gewinde, ein Trapezgewinde, ein Flachgewinde u. s. w. sein. Es kann auch ein- oder mehrgängig sein.
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Das Betätigen des Druckübersetzers geschieht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in zwei Schritten. Der erste Schritt ist der Eilhub. In dieser Phase wird der Arbeitskolben (51) ohne hohen Kraftbedarf mit hoher Geschwindigkeit an das zu bearbeitende Werkstück herangefahren. Dazu wird zum einen über den Speicherraumluftanschluss (49) Luft in den gasführenden Bereich (21) des Speicherraums (20) gefördert. Der sich hierdurch in Vorwärtseilrichtung (8) bewegende Zustellkolben (25) wirkt über die Hydraulikflüssigkeit auf den Arbeitskolben (51) im Hochdruckraum (50). Die Eintauchbohrung (61), ist noch nicht durch die Kolbenstange (32) verschlossen.
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Zum anderen wird die Rückseite des Eilhubkolbens (11) über den Eilhubluftanschluss (19) mit Druckluft beaufschlagt. Zeitgleich mit dem Zustellkolben (25) setzt sich der Eilhubkolben (11) in Bewegung. Die Kolbenstange (52) fährt in Richtung (8) aus.
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Nach der ersten Anlage des von der Kolbenstange (52) getragenen Bearbeitungswerkzeugs am Werkstück – beide sind hier nicht dargestellt – wird bei dem Erreichen eines bestimmten Staudrucks in einem dem Druckübersetzer z. B. vorgeschalteten Ventil die Vorwärtsbewegung des Übersetzerkolbens (31) eingeleitet. Der zweite Betätigungsschritt wird gestartet. Hierzu strömt Druckluft über den Arbeitshubluftanschluss (39) in den Übersetzerdruckraum (30). Zeitgleich steht nach wie vor an den Anschlüssen (19) und (49) Druckluft an. Die in Krafthubrichtung bewegte Kolbenstange (32) des Übersetzerkolbens (31) durchquert die Eintauchbohrung (61) und trennt durch die dichtende Anlage am Hochdrucklippendichtring (63) den ölführenden Bereich (22) des Speicherraums (20) vom Hochdruckraum (50). Der Arbeitskolben (51) fährt gegenüber dem Übersetzerkolben (31) mit erhöhter Kraft, geringerer Geschwindigkeit und kürzerem Hub in Richtung (8) aus.
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Beim Rückhub werden die Anschlüsse (18) und (48) mit Druckluft versorgt. Der Übersetzerkolben (31) fährt zurück. Sobald die Kolbenstange (32) die Eintauchbohrung (61) freigegeben hat, bewegen sich auch die Kolben (11, 51, 25) in ihre hintere Ausgangsstellung. Ein Arbeitszyklus ist beendet. Die in den einzelnen pneumatischen Druckräumen entstehenden Abluftbewegungen und deren mögliche Steuer- oder Regelungen werden hier nicht beschrieben.
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Beispielsweise sind sowohl der Eilhubkolben (11) als auch der Übersetzerkolben (31) jeweils Teile von doppelt wirkenden Zylindern. Als solche bilden sie zusammen mit den Zylindern die im Anspruch 1 erwähnten Vorrichtungen zum Rückholen der Kolben. Selbstverständlich können zum Rückholen der Kolben auch Rückholfedern oder Rückholfederpakete benutzt werden.
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An dem Druckübersetzer ist eine Verstellvorrichtung angeordnet, mit deren Hilfe der Ausfahrhub des Hydraulikkolbens (51) mechanisch begrenzt werden kann. Dazu ist auf der z. B. quaderförmigen Verbindungsplatte (66) ein beispielsweise kastenförmiges Blechgehäuse (91) befestigt. Auf der Oberseite des Blechgehäuses (91) befindet sich eine Bohrung (92) und eine c-förmige Ausnehmung (93). In der Bohrung (92) ist der Stellantrieb (80) adaptiert. Letzterer besteht aus einem Elektromotor (81) und ggf. zusätzlich aus einem Tachogenerator (83) bzw. einem absoluten Weg- oder Winkelmesssystem. Je nach Ausführung kann der Elektromotor (81) auch ein Schrittmotor sein. Im Gehäuse des Stellantriebs (80) kann auch ein Vorgelegegetriebe angeordnet sein.
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Die nach innen in das Gehäuse (91) hineinragende Antriebswelle (82) trägt ein beispielsweise aus Kunststoff, z. B. Delrin®, gefertigtes Antriebsrad (86). Letzteres (86) ist geradverzahnt.
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Das Antriebsrad (86) kämmt mit einem auf einer Stellstange (70) gelagerten z. B. metallischen Abtriebsrad (86), wobei beide Zahnräder (86, 76) die gleiche Zähnezahl haben. Das Antriebsrad (76) hat eine Verzahnungslänge, die wenigstens dem Arbeithub zuzüglich einem Teil der Verzahnungsbreite des Antriebsrades (86) entspricht.
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Am hinteren Ende des Antriebsrades (76) ist eine Stellmutter (75) starr befestigt. Am vorderen Ende befindet sich in der Bohrung des Abtriebsrades (76) eine Gleitlagerbuchse (98), über die sich das Zahnrad (76) am glattwandigen Abschnitt (71) der Stellstange (70) gleitgelagert abstützt. In 2 ist das Abtriebsrad (76) in seiner hinteren Position dargestellt. Der Hydraulikzylinder (51) verfügt über seinen gesamten Arbeitshub „H”.
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In 3 ist das Abtriebsrad (76) zusammen mit der Stellmutter (75) soweit verstellt, dass der Arbeitshub dem halben Gesamthub entspricht.
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Der Antriebsmotor ist hier beispielsweise ein Schrittmotor, der in Kombination mit einer Steuerung nach einem anfänglichen Erfassen von zwei Referenzpunkten, von denen mindestens einer an einem der beiden Hubenden liegt, jede Teillänge des Arbeitshubs mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,01 Millimeter ansteuern kann.
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4 zeigt ein Abtriebszahnrad (76) mit verdrehsicher integrierter Stellmutter (75). Die außen verzahnte Stellmutter (75) sitzt längsverschiebbar in einer innen verzahnten Bohrung des Abtriebszahnrades (76). Zwischen der innen liegenden rechten Stirnseite des Abtriebrades (76) und der gegenüberliegenden Stirnseite der Stellmutter (75) ist wahlweise eine Tellerfeder (3) oder ein Elastomerkörper (4) eingelegt. Der Elastomerkörper (4) besteht z. B. aus zwei metallischen Lochscheiben, zwischen denen ein Gummiring einvulkanisiert ist. Die Teile (3) oder (4) dienen als dämpfende Endanschläge, deren Hub wiederholgenau durch einen Festanschlag (94) begrenzt ist.
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In 5 ist eine Verstellvorrichtung dargestellt, bei der – bei einer Arbeitshubverstellung – keines der hier ggf. schrägverzahnten Zahnräder (76, 86) eine Axialverschiebung durchführt. Die Vorrichtung sitzt über einen z. B. topfförmigen Adapter (77) auf dem Stellstangendeckel (68) des Druckübersetzers. Auf dem Adapter (77) liegt eine Montageplatte (91) auf. An ihr ist der Stellantrieb (80) in einer Stufenbohrung (92) befestigt und ein Abtriebszahnrad (76) über ein Wälzlager (87) gelagert. Der Stellantrieb (80) trägt das Antriebsrad (86) auf seiner Antriebswelle (82). Am Abtriebsrad (76) ist ein Verstellflansch (88) angeordnet. Er hat einen rohrförmigen Abschnitt mit einer zentralen Ausnehmung (89). Die Ausnehmung (89) ist beispielsweise eine Vierkantbohrung, vgl. 6.
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Die Ausnehmung (89) umgibt den Gewindeabschnitt (72) der Stellstange (70). In der Ausnehmung (89) sitzt auf dem Gewindeabschnitt (72) eine vierkantförmige Stellmutter (75). Die Stellmutter (75) ist in der Ausnehmung (89) mit Spiel formschlüssig geführt.
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Nach 7 kann die Ausnehmung (89) und die Stellmutter (75) jeweils auch einen kreisrunden Querschnitt haben. Als Verdrehsicherung wird hier eine z. B. an der Stellmutter (75) befestigte Passfeder (85) verwendet. Letztere stutzt sich hier in einer Nut der Ausnehmung (89) in Umfangsrichtung ab.
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Im oberen Bereich des Adapters (77) ist eine Anschlagplatte (78) verdrehsicher montiert. Auf dieser Anschlagplatte (78) liegt die Stellmutter (75) zur Arbeitshubbegrenzung auf. In der Anschlagplatte (78) ist ein Gewindestift (79) angeordnet. Das vordere zylindrische Ende des Gewindestifts (79) ragt zur Verdrehsicherung der Stellstange (70) gegenüber dem Adapter (77) – mit geringer Spiel – in eine Längsnut (74) hinein.
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Zum Verstellen des Arbeitshubs „H” wird bei einer verdrehgesicherten Stellstange (70) die Stellmutter (75) motorisch auf- oder abbewegt.
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Die Steuerung des Stellantriebs (80) ist vergleichbar mit der Steuerung des Antriebs nach 1.
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In der 8 wird ein Druckübersetzer mit einer Krafthubbegrenzung dargestellt. Dazu ist hier u. a. ein Teil des Pneumatikzylindergehäuseteils (200) zusammen mit einer Verstellvorrichtung dargestellt. Bei dem in dieser Figur gezeigten Druckübersetzer ist das Pneumatikzylindergehäuseteil (200) koaxial direkt hinter dem hier nicht dargestellten Hydraulikzylindergehäuseteil angeordnet.
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Die Verstellvorrichtung besteht nach 8 aus einem Elektroantrieb (80), einem Stirnradgetriebe (76, 86), einer Stellmutter (75) und einer Stellstange (70).
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Die Stellstange (70) ist über einen Stellstangenadapter (35) mit dem Pneumatikkolben (31) des Pneumatikzylindergehäuseteils (200) starr verbunden. Auf dem Gewindeabschnitt (72) der Stellstange (70) sitzt die Stellmutter (75). Letztere bildet die Nabe des Abtriebsrades (76) der Verstellvorrichtung. An der Stellmutter (75) ist ein außen glattwandiges Stützrohr (97) angeschweißt, das in der Montageplatte (91) in einer Gleitlagerbuchse (98) gelagert ist.
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An der Rückseite der Montageplatte (91) ist der Elektroantrieb (80) angeordnet, der z. B. einen Servomotor (81) mit einem Vorgelege umfasst. Auf der Welle (82) des Antriebs (80), also auf der Vorderseite der Montageplatte (91), ist ein Antriebsrad (86) befestigt. Letzteres ist ein aufgebohrtes, geradverzahntes Stirnrad, dessen Verzahnungslänge mindestens der Summe aus dem Stellstangenhub und der Verzahnungsbreite des Abtriebsrades (76) besteht. Das Antriebsrad (86) besteht z. B. aus einem oberflächenitrierten Metallwerkstoff, während das Antriebsrad aus einem Polyacetal-Kunststoff, z. B. POM, gefertigt ist. Das Rädergetriebe (86, 76) übersetzt die Antriebsdrehzahl der Welle (82) um den Faktor 0,5 ins Langsame.
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Die Montageplatte (91) sitzt auf einem zylindrischen Tragrohr (95), das sich auf einem Adapter (77) abstützt. Die Montageplatte (91) ist z. B. über das Tragrohr (95) mit dem Flansch des Adapters (77) verschraubt. Der Adapter (77) ist starr am Zylinderfußstück (34) des Druckübersetzers befestigt. Der Adapter (77) umgibt rohrförmig die Stellstange (70). Die freie Stirnseite (99) des Adapters (77) bildet einen Anschlag für die Stellmutter (75). Zwischen der zentralen Bohrung des Tragrohres (95) und der Außenwandung des Adapters (77) befindet sich ein Ringspalt, in den das Stützrohr (97) bei Bedarf eintaucht.
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Soll nun ausgehend von der Darstellung nach 8 der Hub des Pneumatikkolbens (31) verringert werden, so wird durch eine Betätigung des Antriebs (80) die Stellmutter (75) über das Getriebe (86, 76) so verstellt, dass sich die Stellmutter (75) in Richtung der Stirnfläche (99) schraubt. Dabei wandert das Abtriebsrad (76) in Arbeitshubrichtung (8) in einer kombinierten Wälzgleitbewegung am Antriebsrad (86) entlang. Der Hub wird gleichzeitig von einem am Tragwinkel (96) gelagerten Wegmesssystem (84) z. B. in direkter Messung kontrolliert. Der bewegliche Teil des Messsystemsensors ist am freien Ende der Stellstange (70) befestigt. Hat die Stellstange ihre Solllage erreicht, wird der Antrieb aufgrund der entsprechenden Information des Wegmesssystems (84) abgeschaltet. Der Pneumatikkolben (31) kann beim nächsten Arbeitszyklus nur noch einen Hub durchführen, dessen Länge dem Abstand zwischen der Stirnfläche (99) und der gegenüber liegenden – hier linksseitigen – Stirnfläche der Stellmutter (75) entspricht. Am Hubende liegt die Stellmutter (75) auf der Stirnfläche (99) auf. Das Stützrohr (97) ist vollständig in den Ringspalt zwischen dem Tragrohr (95) und dem Adapter (77) eingetaucht.
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Die Stellstangenkombination aus Gewindeabschnitt (72) und Stellmutter (75) kann auch durch einen Kugelrollspindelabschnitt und eine Kugelumlaufstellmutter ersetzt werden.
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In 1 ist der Druckübersetzer aus den 2 und 3 in Kombination mit dem ihn tragenden Werkzeugmaschinengestell (100) dargestellt. Das Gestell (100) besteht im Wesentlichen aus zwei z. B. parallel zueinander angeordneten c-förmigen Seitenplatten (101, 102), einer quer dazu montierten Stirnplatte (103), mehreren Querstegen (104), einem Maschinentisch (106) und einer Adapterplatte (107). Die Seitenplatten (101, 102), die Stirnplatte (103) und die Querstege bilden ein formsteifes C-Gestell, das zum Arbeitsraum hin die beispielsweise horizontal ausgerichteten Platten (106) und (107) trägt. Der Maschinentisch (106), der hier der Werkstückaufnahme dient, liegt gegenüber der Adapterplatte (107). Letztere trägt in einer Bohrung den Druckübersetzer. Der Druckübersetzer ist über das Zylinderkopfstück (13) an der Adapterplatte so angeschraubt, dass die Kolbenstange (52) von oben her in den Arbeitsraum des C-Gestells hineinragt. Oberhalb der Adapterplatte (107) sind die beiden Hydraulik- und Pneumatikzylindergehäuseteile (300) und (200) zu erkennen. Auf der Verbindungsplatte (66) sitzt über das Gehäuse (91) der Stellantrieb (80).
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Anstelle der ebenen Rädergetriebe (76, 86) können auch Zugmittelgetriebe oder räumliche Rädergetriebe verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckluft, Gas
- 2
- Hydraulikflüssigkeit
- 3
- Tellerfeder, Anschlagdämpfung
- 4
- Elastomerkörper, Anschlagdämpfung
- 5
- Zugstangen, Zuganker
- 7
- Muttern
- 8
- Richtung für Vorwärtseil- und Krafthub
- 9
- Richtung für Rückhub
- 10
- Eilhubraum, Pneumatikzylinderbereich
- 11
- Eilhubkolben
- 12
- Verdrehsicherungsstange, Verdrehsicherung,
- 13
- Zylinderkopfstück
- 16
- Zylinderrohr
- 18
- Rückhubluftanschluss
- 19
- Eilhubluftanschluss
- 20
- Speicherraum
- 21
- gasführender Bereich, Pneumatikzylinderbereich
- 22
- ölführender Bereich, Hydraulikzylinderbereich
- 25
- Zustellkolben, schwimmend
- 26
- Zylinderrohr
- 30
- Übersetzerdruckraum, Pneumatikzylinderbereich
- 31
- Pneumatikkolben, Übersetzerkolben
- 32
- Kolbenstange
- 33
- Zylinderrohr
- 34
- Zylinderfußstück
- 35
- Stellstangenadapter
- 39
- Arbeitshubluftanschluss
- 41
- Zylindermittelstück
- 48
- Rückhubluftanschluss
- 49
- Speicherraumluftanschluss
- 50
- Hochdruckbereich, Hochdruckraum,
- 51
- Hydraulikkolben, Arbeitskolben
- 52
- Kolbenstange
- 53
- Stufenbohrung
- 54
- Hochdruckzylinder
- 55
- Stufenbohrung
- 58
- Zylinderverlängerung
- 60
- Hochdruckdeckel
- 61
- Eintauchbohrung
- 63
- Hochdrucklippendichtring
- 65
- Zwischenstück
- 66
- Verbindungsplatte
- 67
- Kolbenstangendeckel
- 68
- Stellstangendeckel
- 70
- Stellstange
- 71
- Zylinderabschnitt
- 72
- Gewinde, vorn
- 73
- Bewegungsgewinde, Gewindeabschnitt
- 74
- Längsnut
- 75
- Stellmutter
- 76
- Abtriebsrad
- 77
- Adapter
- 78
- Anschlagplatte
- 79
- Verdrehsicherung, Gewindestift
- 80
- Stellantrieb
- 81
- Stellmotor
- 82
- Antriebswelle
- 83
- Tachogenerator, Weg/Winkelmesssystem
- 84
- Wegmesssystem
- 85
- Verstellmutterpassfeder
- 86
- Antriebsrad
- 87
- Wälzlager
- 88
- Verstellflansch
- 89
- Ausnehmung, z. B. Vierkantbohrung
- 91
- Montageplatte, Gehäuse
- 92
- Bohrung, Stufenbohrung
- 93
- Ausnehmung
- 94
- Festanschlag
- 95
- Tragrohr
- 96
- Tragwinkel für Wegmesssystem und Gehäuse
- 97
- Stützrohr
- 98
- Gleitlagerbuchse
- 99
- Stirnfläche
- 100
- Werkzeugmaschinengestell
- 101, 102
- Seitenplatten, c-förmig
- 103
- Stirnplatte
- 104
- Quersteg
- 106
- Maschinentisch, Werkstückaufnahme
- 107
- Adapterplatte
- 200
- Pneumatikzylindergehäuseteil
- 300
- Hydraulikzylindergehäuseteil
