DE102008004803B4

DE102008004803B4 - Piston-cylinder arrangement

Info

Publication number: DE102008004803B4
Application number: DE200810004803
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schnatterer; Petros Apostolopoulos; Daniel Niefer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2028-01-18
Also published as: DE102008004803A1

Abstract

Bei einer Kolben-Zylinder-Anordnung (11), mit wenigstens einem pneumatischen Arbeitszylinder (12), der einen, in einem Arbeitsraum (17) linear verschieblich geführten und mittels Druckluft beaufschlagbaren Arbeitskolben (18) aufweist, und mit wenigstens einem hydraulischen Fluidbremszylinder (13), der einen, in einem Verdrängungsraum (23) linear verschieblich geführten und dort ein zu verdrängendes Hydraulikfluid beaufschlagenden Verdrängungskolben (24) aufweist, der mit einer aus dem Verdrängungsraum (23) herausgeführten Verdrängungskolbenstange (25) verbunden ist, wobei der Verdrängungskolben (24) den Verdrängungssraum (23) in zwei Verdrängungskammern (26a, 26b) unterteilt, die über ein Drosseleinrichtung (30) miteinander verbunden sind, wobei eine Ausgleichskammer (35) zum Ausgleichen des Fluidvolumens an Hydraulikfluid in den beiden unterschiedliche Kammervolumina aufweisenden Verdrängungskammern (26a, 26b) vorgesehen ist, die Beaufschlagungsmittel zur Beaufschlagung des in der Ausgleichskammer (35) befindlichen Hydraulikfluids aufweist, und wobei eine Mitnahmeeinrichtung (39) vorgesehen ist, über die der Arbeitskolben (18) des Arbeitszylinders (12) mit dem Verdrängungskolben (24) des Fluidbremszylinders (13) bewegungskoppelbar ist, sind die Beaufschlagungsmittel von einer unmittelbar, trennelementlos auf das Hydraulikfluid in der Ausgleichskammer (35) wirkenden Luftfeder (36) gebildet.In the case of a piston-cylinder arrangement (11), with at least one pneumatic working cylinder (12), which has a working piston (18) which is linearly displaceable in a working space (17) and can be acted upon by compressed air, and with at least one hydraulic fluid brake cylinder (13 ), which has a displacement piston (24), which is guided linearly displaceably in a displacement chamber (23) and acts on a hydraulic fluid to be displaced there, and which is connected to a displacement piston rod (25) led out of the displacement chamber (23), the displacement piston (24) dividing the displacement space (23) into two displacement chambers (26a, 26b) which are connected to one another via a throttle device (30), a compensation chamber (35) for equalizing the fluid volume of hydraulic fluid in the displacement chambers (26a, 26b) having two different chamber volumes is provided, the loading means for loading d it has hydraulic fluid located in the compensation chamber (35) and a driving device (39) is provided, via which the working piston (18) of the working cylinder (12) can be coupled in motion to the displacement piston (24) of the fluid brake cylinder (13), the actuating means formed by an air spring (36) which acts directly on the hydraulic fluid in the compensation chamber (35) without a separating element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung, mit wenigstens einem pneumatischen Arbeitszylinder, der einen, in einem Arbeitsraum linear verschieblich geführten und mittels Druckluft beaufschlagbaren Arbeitskolben aufweist, und mit wenigstens einem hydraulischen Fluidbremszylinder, der einen, in einem Verdrängungsraum linear verschieblich geführten und dort ein zu verdrängendes Hydraulikfluid beaufschlagenden Verdrängungskolben aufweist, der mit einer aus dem Verdrängungsraum herausgeführten Verdrängungskolbenstange verbunden ist, wobei der Verdrängungskolben den Verdrängungsraum in zwei Verdrängungskammern unterteilt, die über eine Drosseleinrichtung miteinander verbunden sind, wobei eine Ausgleichskammer zum Ausgleichen der Volumendifferenz des Fluidvolumens an Hydraulikfluid in den beiden unterschiedliche Kammervolumina aufweisenden Verdrängungskammern vorgesehen ist, die Beaufschlagungsmittel zur Beaufschlagung des in der Ausgleichskammer befindlichen Hydraulikfluids aufweist, und wobei eine Mitnahmeeinrichtung vorgesehen ist, über die der Arbeitskolben des Arbeitszylinders mit dem Verdrängungskolben des Fluidbremszylinders bewegungskoppelbar ist.The invention relates to a piston-cylinder arrangement, comprising at least one pneumatic working cylinder having a linearly displaceably guided in a working space and acted upon by compressed air working piston, and with at least one hydraulic fluid brake cylinder, the one linearly displaceably guided in a displacement space and there a displacement piston engaging with a displaceable piston displaced from the displacement space, the displacement piston dividing the displacement space into two displacement chambers interconnected via a throttle means, a balance chamber for equalizing the volume difference of fluid volume in the hydraulic fluid two different chamber volumes having displacement chambers is provided, the loading means for acting on the located in the compensation chamber Hydrauli Kfluids, and wherein a driving device is provided, via which the working piston of the working cylinder is bewegungskoppelbar with the displacement piston of the fluid brake cylinder.

Eine Anordnung dieser Art geht beispielsweise aus dem Fachbuch „Pneumatische Steuerungen”, W. Deppert/K. Stoll, Vogel-Verlag, 10. Auflage 1994, Seiten 110 bis 113, hervor. Der pneumatische Arbeitszylinder wird in üblicher Weise zum Transport einer Last, d. h. eines beliebigen Gegenstandes, eingesetzt, wobei der Vorschub von Druckluft erzeugt wird, die in das Zylindergehäuse zur Beaufschlagung des Arbeitskolbens eingeleitet wird. Der Fluidbremszylinder hat im Sinne einer Arbeitsleistung keine Eigenfunktion. Seine Aufgabe ist es, die Einhaltung einer gleichmäßigen Vorschubgeschwindigkeit zu gewährleisten und/oder die Bewegung des Arbeitskolbens abzubremsen. In der Regel befindet sich der Verdrängungskolben in einem Verdrängungsraum, der Bestandteil einer geschlossenen, mit einer Drosseleinrichtung ausgestatteten Fluidstrecke ist. Bei der Bewegung des Arbeitskolbens wird der Verdrängungskolben mitbewegt und dadurch Hydraulikfluid aus dem Verdrängungsraum ausgeschoben. Über die Einstellung der Drosseleinrichtung kann der dem Verdrängungskolben entgegengesetzte fluidische Widerstand und damit letztlich die Geschwindigkeit des Arbeitskolbens reguliert werden. Da der Verdrängungskolben mit einer Verdrängungskolbenstange verbunden ist, die sich durch eine der Verdrängungskammern hindurch erstreckt, weisen die Verdrängungskammern verschiedene Kammervolumina auf. Wird nunmehr Hydraulikfluid aus der Verdrängungskammer mit dem kleineren Volumen in die Verdrängungskammer mit dem größeren Volumen ausgeschoben, so muss Hydraulikfluid zur vollständigen Füllung der größeren Verdrängungskammer nachgeführt werden.An arrangement of this kind is for example from the textbook "Pneumatic Controls", W. Deppert / K. Stoll, Vogel-Verlag, 10th edition 1994, pages 110 to 113, forth. The pneumatic cylinder is used in the usual way to transport a load, d. H. any object used, wherein the feed of compressed air is generated, which is introduced into the cylinder housing for acting on the working piston. The fluid brake cylinder has no intrinsic function in terms of a work performance. Its task is to ensure compliance with a uniform feed rate and / or slow down the movement of the working piston. In general, the displacement piston is located in a displacement chamber, which is part of a closed, equipped with a throttle device fluid path. During the movement of the working piston of the displacement piston is moved and thereby expelled hydraulic fluid from the displacement chamber. About the setting of the throttle device of the displacement piston opposite fluidic resistance and thus ultimately the speed of the working piston can be regulated. Since the displacement piston is connected to a displacement piston rod which extends through one of the displacement chambers, the displacement chambers have different chamber volumes. If now hydraulic fluid is expelled from the displacement chamber with the smaller volume in the displacement chamber with the larger volume, hydraulic fluid must be tracked to completely fill the larger displacement chamber.

Zu diesem Zweck werden bei derartigen Kolben-Zylinder-Anordnungen Ausgleichskammern eingesetzt, die insbesondere als separate Ausgleichsbehälter angebaut sind. Die Ausgleichskammer stellt je nachdem von welcher Verdrängungskammer aus das Hydraulikfluid ausgeschoben wird wahlweise Hydraulikfluid zur Verfügung oder nimmt Hydraulikfluid auf. Um dies zu gewährleisten, ist die Ausgleichskammer beim Stand der Technik als Arbeitszylinder ausgeführt, in dem sich Beaufschlagungsmittel in Form eines mit einer Stellfeder beharteten Beaufschlagungskolbens befinden, der das Hydraulikfluid beaufschlagt.For this purpose, in such piston-cylinder arrangements compensation chambers are used, which are grown in particular as a separate expansion tank. Depending on which displacement chamber the hydraulic fluid is ejected from, the compensation chamber optionally provides hydraulic fluid or absorbs hydraulic fluid. In order to ensure this, the compensation chamber in the prior art is designed as a working cylinder, in which there are loading means in the form of an acted upon with a spring Beaufschlagungskolbens, which acts on the hydraulic fluid.

Das Vorhandensein eines Ausgleichsbehälters mit Beaufschlagungskolben und Stellfeder geht zu Lasten der Kompaktheit der gesamten Kolben-Zylinder-Anordnung. Außerdem sind Beaufschlagungskolben und Stellfeder als bewegte Bauteile verschleißanfällig.The presence of a surge tank with loading piston and spring is at the expense of the compactness of the entire piston-cylinder assembly. In addition, loading piston and spring as moving components are susceptible to wear.

In der DE 28 39 813 A1 ist eine Vorrichtung zum Bremsen der Bewegung eines Gegenstandes vor Erreichen seiner Endlage offenbart. Die Vorrichtung besteht aus zwei Fluidbremszylindern, die jeweils einen Kolben und eine damit verbundene Kolbenstange besitzen, die aus dem Zylindergehäuse herausragen. An das kolbenferne Ende der Kolbenstange schlägt dann ein abzubremsender Gegenstand an, wodurch die Kolbenstange in das Zylindergehäuse einfährt. Dabei wird auf der kolbenstangenfernen Seite des Kolbens befindliches Hydrauliköl über eine Öffnung in einem Tellerorgan verdrängt und fließt in einen Ausgleichs- bzw. Druckbehälter. Der Druckbehälter besitzt einen Innenraum, der teilweise mit Hydrauliköl gefüllt ist. Über dem Hydrauliköl befindet sich ein Luftpolster, wobei die Luft über ein Rückschlagventil in das Druckgefäß gelangt. Luftpolster und Hydraulikflüssigkeit berühren sich unmittelbar und werden durch kein Trennelement voneinander getrennt. Insofern liegt hier dieselbe Situation vor, wie im Ausgleichsbehälter des erfindungsgemäßen Gegenstandes.In the DE 28 39 813 A1 discloses a device for braking the movement of an article before reaching its end position. The device consists of two fluid brake cylinders, each having a piston and a piston rod connected thereto, which protrude from the cylinder housing. At the piston remote end of the piston rod then strikes an object to be braked, whereby the piston rod retracts into the cylinder housing. In this case, hydraulic oil located on the piston rod distal side of the piston is displaced via an opening in a plate member and flows into a compensating or pressure vessel. The pressure vessel has an interior which is partially filled with hydraulic oil. Above the hydraulic oil there is an air cushion, whereby the air passes through a check valve in the pressure vessel. Air cushion and hydraulic fluid touch each other directly and are not separated by any separating element. In this respect, the same situation exists here as in the expansion tank of the article according to the invention.

Die DE 74 30 692 T1 zeigt einen Fluidbremszylinder, bei dem ein durch einen abzubremsenden Gegenstand bewegter Kolben Hydraulikflüssigkeit in einen Speicher verdrängt, der teilweise mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, wobei sich über der Hydraulikflüssigkeit ein Luftpolster befindet.The DE 74 30 692 T1 shows a fluid brake cylinder, in which displaced by an object to be braked piston displaces hydraulic fluid into a memory which is partially filled with hydraulic fluid, wherein there is an air cushion over the hydraulic fluid.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolben-Zylinder-Anordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich durch eine kompakte Bauweise und einer gegenüber dem Stand der Technik höheren Lebensdauer auszeichnet.The object of the invention is to provide a piston-cylinder arrangement of the type mentioned above, which is characterized by a compact design and over the prior art higher life.

Diese Aufgabe wird durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt. This object is achieved by a piston-cylinder arrangement with the features of the independent claim 1. Further developments of the invention are shown in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung, die auch als hydraulisch-pneumatische Vorschubeinheit bezeichnet werden kann, zeichnet sich dadurch aus, dass die Beaufschlagungsmittel von einer unmittelbar, trennelementlos auf das Hydraulikfluid in der Ausgleichskammer wirkenden Luftfeder gebildet sind, wobei die Beaufschlagungsmittel von einer unmittelbar, trennelementlos auf das Hydraulikfluid in der Ausgleichskammer wirkenden Luftfeder gebildet sind, wobei ein Anordnungsgehäuse vorgesehen ist, in dem Arbeitsraum, Verdrängungsraum und Ausgleichskammer als Baueinheit angeordnet sind.The piston-cylinder arrangement according to the invention, which can also be referred to as a hydraulic-pneumatic feed unit, is characterized in that the urging means are formed by an air spring acting directly on the hydraulic fluid in the compensation chamber, the loading means being of a direct, are formed without separating elements acting on the hydraulic fluid in the compensation chamber air spring, wherein an assembly housing is provided, are arranged in the working space, displacement chamber and compensation chamber as a unit.

Die Beaufschlagungsmittel besitzen also keine Trennwand, wie beispielsweise den aus dem Stand der Technik bekannten Beaufschlagungskolben, sondern hier wirkt Druckluft unmittelbar auf das Hydraulikfluid. Die Kolben-Zylinder-Anordnung besitzt somit weniger verschleißanfällige Teile als aus dem Stand der Technik bekannte Kolben-Zylinder-Anordnungen. Ferner kann der Bauraum der Ausgleichskammer viel variabler gestaltet werden, da die Baugröße eines Beaufschlagungskolbens samt Stellfeder nicht berücksichtigt werden muss. Dadurch erhöht sich die Kompaktheit der Kolben-Zylinder-Anordnung.The loading means thus have no partition, such as the known from the prior art Beaufschlagungskolben, but here compressed air acts directly on the hydraulic fluid. The piston-cylinder assembly thus has less susceptible parts than known from the prior art piston-cylinder assemblies. Furthermore, the space of the compensation chamber can be made much more variable, since the size of a Beaufschlagungskolbens together with spring must not be considered. This increases the compactness of the piston-cylinder arrangement.

Die Kolben-Zylinder-Anordnung weist ein Anordnungsgehäuse auf, in dem Arbeitsraum, Verdrängungsraum und Ausgleichskammer als Baueinheit angeordnet sind. Arbeitszylinder, Fluidbremszylinder und Ausgleichskammer sind also in einem Gehäuse untergebracht. Es wird also eine geschlossene Einheit gebildet. Dadurch zeichnet sich die Kolben-Zylinder-Anordnung durch eine hohe Kompaktheit aus, da ein separat angebauter Ausgleichsbehälter nicht mehr notwendig ist.The piston-cylinder arrangement has an arrangement housing, are arranged in the working space, displacement chamber and compensation chamber as a unit. Working cylinder, fluid brake cylinder and compensation chamber are thus housed in a housing. So it is formed a closed unit. As a result, the piston-cylinder arrangement is characterized by a high degree of compactness, since a separately mounted expansion tank is no longer necessary.

Zweckmäßigerweise sind Arbeitsraum, Verdrängungsraum und Ausgleichskammer parallel versetzt zueinander im Anordnungsgehäuse angeordnet. Prinzipiell wäre jedoch auch eine Zylinder-in-Zylinderanordnung von pneumatischen Arbeitszylinder und Fluidbremszylinder mit parallel hierzu versetzt angeordneter Ausgleichskammer denkbar.Expediently, working space, displacement chamber and compensation chamber are arranged offset from one another in parallel in the arrangement housing. In principle, however, a cylinder-in-cylinder arrangement of pneumatic working cylinder and fluid brake cylinder with offset thereto arranged offset compensation chamber would be conceivable.

In besonders bevorzugter Weise ist die Ausgleichskammer über eine Druckluftversorgung des Arbeitszylinders mit Druckluft versorgbar. Dadurch kann die ohnehin für die Druckluftbeaufschlagung des Arbeitskolbens verwendete Druckluft gleich auch für die Beaufschlagung des Hydraulikfluids in der Ausgleichskammer mit verwendet werden. Prinzipiell wäre jedoch auch ein separater Druckluftanschluss für die Ausgleichskammer denkbar.In a particularly preferred manner, the compensation chamber can be supplied with compressed air via a compressed air supply of the working cylinder. As a result, the compressed air used in any case for the pressurized air of the working piston can also be used for the pressurization of the hydraulic fluid in the compensation chamber. In principle, however, a separate compressed air connection for the compensation chamber would be conceivable.

Zweckmäßigerweise ist der Ausgleichskammer ein Druckregler, insbesondere Druckminderer, vorgeschaltet.Conveniently, the compensation chamber is a pressure regulator, in particular pressure reducer upstream.

In besonders bevorzugter Weise ist der Ausgleichskammer eine Druckluft in die selbige verteilender Luftverteiler, insbesondere Zerstäuber, zugeordnet.In a particularly preferred manner, the compensation chamber is a compressed air in the selbige distributing air distributor, in particular atomizer assigned.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Mitnahmeeinrichtung ein die Verdrängungskolbenstange und eine mit dem Arbeitskolben verbundene Arbeitskolbenstange miteinander verbindendes Joch auf. Zweckmäßigerweise befindet sich die Ankopplung mittels Joch außerhalb des Anordnungsgehäuses.In a further development of the invention, the driving device has a yoke connecting the displacement piston rod and a working piston rod connected to the working piston. Conveniently, the coupling is located by means of yoke outside the assembly housing.

In besonders bevorzugter Weise ist das Joch einerseits bewegungsstabil mit der Arbeitskolbenstange und andererseits zwischen einem die maximale Ausfahrstellung vorgebenden ersten Endanschlag und einem die maximale Einfahrstellung vorgegebenen zweiten Endanschlag beweglich an der Verdrängungskolbenstange geführt, wobei zwischen den beiden Endanschlägen eine Kupplungsanschlag vorgesehen ist, der beim Ausfahren der Arbeitskolbenstange eine Bewegungsmitnahme der Verdrängungskolbenstange und damit des Verdrängungskolbens ermöglicht. Dadurch ist es möglich, mit Hilfe der Kolben-Zylinder-Anordnung, zwei unterschiedliche Geschwindigkeiten zu realisieren. Es ist eine hohe, rein pneumatisch erzeugte Vorschubgeschwindigkeit und eine dergegenüber langsamere Arbeitsgeschwindigkeit realisierbar, wobei Letztere durch Ankopplung des Fluidbremszylinders erzeugt wird.In a particularly preferred manner, the yoke is on the one hand stable in movement with the working piston rod and on the other hand between a maximum extension position predetermining first end stop and a maximum retracted second end stop movably guided on the displacement piston rod, wherein between the two end stops a coupling stop is provided, the extension of the Working piston rod Bewegungsmitnahme the displacement piston rod and thus the displacement piston allows. This makes it possible, with the help of the piston-cylinder arrangement, to realize two different speeds. It is a high, purely pneumatically generated feed rate and a contrast slower operating speed feasible, the latter is generated by coupling the fluid brake cylinder.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Drosseleinrichtung eine, in einen die beiden Verdrängungskammern miteinander verbindenden Verbindungskanal eingeschaltete Drossel, insbesondere Drosselventil, auf, die mittels Verschließmitteln insbesondere zu Transportzwecken verschließbar ist.In a development of the invention, the throttle device has a choke, in particular a throttle valve, which is connected in a connecting channel connecting the two displacement chambers and which is closable by means of closing means, in particular for transport purposes.

Ein bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail below. In the drawing show:

1 eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung, 1 a perspective view of a preferred embodiment of the piston-cylinder assembly according to the invention,

2 eine Längsansicht der Kolben-Zylinder-Anordnung von 1, 2 a longitudinal view of the piston-cylinder assembly of 1 .

3 eine Vorderansicht auf die Kolben-Zylinder-Anordnung gemäß Pfeil III in 2, 3 a front view of the piston-cylinder assembly according to arrow III in 2 .

4 eine schematische Darstellung der Kolben-Zylinder-Anordnung auf dem die Verschaltung der einzelnen Komponenten dargestellt ist, 4 a schematic representation of the piston-cylinder arrangement on which the interconnection of the individual components is shown,

5 einen Schnitt durch die Kolben-Zylinder-Anordnung von 1 gemäß Linie V-V in 3 und 5 a section through the piston-cylinder arrangement of 1 according to line VV in 3 and

6 einen Schnitt durch die Kolben-Zylinder-Anordnung von 1 gemäß der Linie VI-VI von 3. 6 a section through the piston-cylinder arrangement of 1 according to the VI-VI line of 3 ,

Die beispielsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung 11 vereinigt einen pneumatischen Arbeitszylinder 12 und einen hydraulischen Fluidbremszylinder 13 zu einer kompakten, einheitlich handhabbaren Baueinheit.The exemplary piston-cylinder arrangement 11 unites a pneumatic cylinder 12 and a hydraulic fluid brake cylinder 13 to a compact, uniformly manageable unit.

Arbeitszylinder 12 und Fluidbremszylinder 13 sind gemeinsam in einem Anordnungsgehäuse 14 untergebracht, das seinerseits aus einem Gehäuse-Basisteil 15 und zwei stirnseitig an das Gehäuse-Basisteil 15 angesetzten Abschlussdeckeln 16a, 16b aufgebaut ist. Im Gehäuse-Basisteil 15 befindet sich ein Arbeitsraum 17, in dem ein mittels Druckluft beaufschlagbarer Arbeitskolben 18 linear verschieblich geführt ist. Der Arbeitszylinder 12 ist gemäß bevorzugten Ausführungsbeispiel doppelt wirkend ausgestaltet, wobei der Arbeitskolben 18 den Arbeitsraum 17 in zwei Arbeitskammern 19a, 19b unterteilt. Der Arbeitskolben 18 ist ferner mit einer Arbeitskolbenstange 20 verbunden, die ihrerseits über eine am zweiten Abschlussdeckel 16b ausgebildete Durchführöffnung 21 aus dem Anordnungsgehäuse 14 herausgeführt ist. Die kolbenstangenferne Arbeitskammer 19a wird über einen im ersten Abschlussdeckel 1a verlaufenden Speisekanal 22 mit Druckluft versorgt. Die Druckluftversorgung der kolbenstangenseitigen Arbeitskammer 19b erfolgt durch einen weiteren, insbesondere an der Stirnseite des ersten Abschlussdeckels 16a befindlichen Druckluftanschluss und einen damit verbundenen weiteren Speisekanal (nicht dargestellt).working cylinder 12 and fluid brake cylinders 13 are common in an assembly housing 14 housed, which in turn consists of a housing base part 15 and two end faces on the housing base part 15 attached end covers 16a . 16b is constructed. In the housing base part 15 there is a workroom 17 in which a working piston can be acted upon by means of compressed air 18 is guided linearly displaceable. The working cylinder 12 is designed according to the preferred embodiment double acting, wherein the working piston 18 the workroom 17 in two working chambers 19a . 19b divided. The working piston 18 is also with a working piston rod 20 connected in turn via one on the second end cover 16b trained passage opening 21 from the assembly housing 14 led out. The piston rod remote working chamber 19a will have one in the first end cap 1a running supply channel 22 supplied with compressed air. The compressed air supply of the piston rod side working chamber 19b takes place by a further, in particular on the front side of the first end cover 16a located compressed air connection and an associated further feed channel (not shown).

Im Gehäuse-Basisteil 15 befindet sich ferner ein Verdrängungsraum 23, in dem ein im Verdrängungsraum befindliches Hydraulikfluid verdrängender Verdrängungskolben 24 linear verschieblich geführt ist. Der Verdrängungskolben 24 ist mit einer Verdrängungskolbenstange 25 verbunden, die über eine weitere, im zweiten Abschlussdeckel 16b ausgebildete Durchführöffnung 50 aus dem Anordnungsgehäuse 14 herausgeführt ist. Der Verdrängungskolben 24 unterteilt den Verdrängungsraum 23 in zwei Verdrängungskammern 26a, 26b, von denen die kolbenstangenferne erste Verdrängungskammer ein größeres Volumen aufweist als die kolbenstangenseitige zweite Verdrängungskammer, deren Volumen im Wesentlichen durch das Volumen der durch diese hindurchgeführten Verdrängungskolbenstange 25 verringert ist. Die beiden Verdrängungskammern 26a, 26b sind vollständig mit einem Hydraulikfluid, insbesondere Öl, gefüllt. Im Falle der Verwendung von Öl kann daher auch von einem Ölbremszylinder gesprochen werden. Im Verdrängungskolben 24 ist wenigstens ein Durchgangskanal 27 ausgebildet, der zusammen mit einem kolbenstangenseitig dem Durchgangskanal 27 vorgelagerten Absperrglied 28 ein Rückschlagventil bildet, wodurch der Durchtritt von Hydraulikfluid lediglich beim Einfahren der Verdrängungskolbenstange 25 von der größeren ersten Verdrängungskammer 26a in die kleinere zweite Verdrängungskammer 26b möglich ist.In the housing base part 15 there is also a displacement room 23 in which a hydraulic fluid located in the displacement chamber displaces the displacement piston 24 is guided linearly displaceable. The displacement piston 24 is with a displacement piston rod 25 connected, over another, in the second end cap 16b trained passage opening 50 from the assembly housing 14 led out. The displacement piston 24 divides the crowding room 23 in two displacement chambers 26a . 26b of which the piston rod remote first displacement chamber has a larger volume than the piston rod side second displacement chamber, whose volume substantially by the volume of the guided through this displacement piston rod 25 is reduced. The two displacement chambers 26a . 26b are completely filled with a hydraulic fluid, in particular oil. In the case of the use of oil can therefore be spoken of an oil brake cylinder. In the displacement piston 24 is at least one passageway 27 formed, which together with a piston rod side of the passageway 27 upstream shut-off 28 forms a check valve, whereby the passage of hydraulic fluid only when retracting the displacement piston rod 25 from the larger first displacement chamber 26a into the smaller second displacement chamber 26b is possible.

Wie insbesondere in den 4 und 6 dargestellt, sind die beiden Verdrängungskammern 26a, 26b über einen Verbindungskanal 29 miteinander verbunden, über den beim Ausfahren durch den Verdrängungskolben 25 verdrängtes Hydraulikfluid von der zweiten Verdrängungskammer 26b in die erste Verdrängungskammer 26a hinein verdrängt wird. Dem Verbindungskanal 29 ist eine Drosseleinrichtung 30 zugeordnet, mit einer in den Verbindungskanal 29 eingeschalteten Drossel 31, die dafür sorgt, dass das durch den Verbindungskanal 29 strömende Fluid gedrosselt wird, wodurch letztendlich eine Bremswirkung beim Ausfahren der Verdrängungskolbenstange 25 erzeugt wird. Die Drossel 31 der Drosseleinrichtung 30 kann durch Verschließmittel (nicht dargestellt) insbesondere zu Transportzwecken verschlossen werden.As in particular in the 4 and 6 are shown, the two displacement chambers 26a . 26b via a connection channel 29 connected together, on the extension through the displacement piston 25 displaced hydraulic fluid from the second displacement chamber 26b into the first displacement chamber 26a is displaced into it. The connection channel 29 is a throttle device 30 associated with one in the connection channel 29 switched on throttle 31 that ensures that through the connection channel 29 flowing fluid is throttled, thereby ultimately a braking effect during extension of the displacement piston rod 25 is produced. The throttle 31 the throttle device 30 can be closed by means of closing (not shown) in particular for transport purposes.

Um den Fluidstand an Hydraulikfluid im Fluidbremszylinder 13 feststellen zu können, ist ein Kontrollelement 32, insbesondere in Form eines Schauglases vorgesehen. Das Schauglas befindet sich zweckmäßigerweise an der Längsseite des Gehäuse-Basisteils 15. Ferner ist eine Nachfülleinrichtung 33 vorgesehen, über die gegebenenfalls Hydraulikfluid nachgefüllt werden kann. Zweckmäßigerweise weist die Nachfülleinrichtung 33 eine Nachfüllstutzen 34 auf, der sich insbesondere am zweiten Abschlussdeckel 16b befindet.To the fluid level of hydraulic fluid in the fluid brake cylinder 13 Being able to determine is a control element 32 , Especially provided in the form of a sight glass. The sight glass is expediently located on the longitudinal side of the housing base part 15 , Further, a refill device 33 provided over which optionally hydraulic fluid can be refilled. Conveniently, the refill means 33 a refill nozzle 34 on, in particular on the second end cover 16b located.

Um das Fluidvolumen an Hydraulikfluid in den beiden unterschiedliche Kammervolumina aufweisenden Verdrängungskammern 16a, 16b auszugleichen, ist eine Ausgleichskammer 35 vorgesehen, die Beaufschlagungsmittel zur Beaufschlagung des in der Ausgleichskammer 35 befindlichen Hydraulikfluids aufweist. Die Beaufschlagungsmittel werden von einer unmittelbar, trennelementlos auf das Hydraulikfluid in der Ausgleichskammer 35 wirkenden Luftfeder 36 gebildet.To the fluid volume of hydraulic fluid in the two different chamber volumes having displacement chambers 16a . 16b balance is a compensation chamber 35 provided, the loading means for acting in the compensation chamber 35 having hydraulic fluid. The loading means are of a direct, separating element on the hydraulic fluid in the compensation chamber 35 acting air spring 36 educated.

Wie insbesondere in 4 dargestellt, ist die Ausgleichskammer 35 über einem Fluidkanal mit der ersten Verdrängungskammer 26a des Fluidbremszylinders 13 verbunden. Ferner liegt eine Fluidverbindung zwischen dem Verbindungskanal 29 und der Ausgleichskammer 35 vor.As in particular in 4 shown, is the compensation chamber 35 over a fluid channel with the first displacement chamber 26a of the fluid brake cylinder 13 connected. Furthermore, there is a fluid connection between the connecting channel 29 and the compensation chamber 35 in front.

Die Ausgleichkammer 35 ist über die Druckluftversorgung des Arbeitszylinders 12 mit Druckluft versorgbar. Zweckmäßigerweise ist der Ausgleichskammer 35 ein Druckregler 37, insbesondere in Form eines Druckminderventils, vorgeschaltet, der den Luftdruck in der Ausgleichskammer 35 auf einen bestimmten, vom Versorgungsdruck des Arbeitszylinders 12 unabhängigen Kammerdruck einstellt. Der Ausgleichskammer 35 ist ferner ein die Druckluft in dieselbige verteilender Luftverteiler in Form eines Zerstäubers 38 zugeordnet.The compensation chamber 35 is via the compressed air supply of the working cylinder 12 supplied with compressed air. Conveniently, the compensation chamber 35 a pressure regulator 37 , in particular in the form of a pressure reducing valve upstream of the air pressure in the compensation chamber 35 to a certain, from the supply pressure of the working cylinder 12 adjusts independent chamber pressure. The compensation chamber 35 is also a compressed air in the same distributing air distributor in the form of an atomizer 38 assigned.

Die Kolben-Zylinder-Anordnung 11 besitzt ferner eine Mitnahmeeinrichtung 39, über die der Arbeitskolben 18 des Arbeitszylinders 12 mit dem Verdrängungskolben 24 des Fluidbremszylinders 13 bewegungsgekoppelt werden kann. Hierzu besitzt die Mitnahmeeinrichtung 39 ein die Verdrängungskolbenstange 25 und die Arbeitskolbenstange 20 außerhalb des Anordnungsgehäuses 14 miteinander verbindendes Joch 40. Das Joch 40 ist einerseits bewegungsstabil mit der Arbeitskolbenstange 20 und andererseits zwischen einem die maximale Ausfahrstellung vorgebenden ersten Endanschlag 41 und einem die maximale Einfahrstellung vorgebenden zweiten Endanschlag 42 beweglich an der Verdrängungskolbenstange geführt. Zwischen den beiden Endanschlägen 41, 42 ist ein Kupplungsanschlag 43 vorgesehen, der beim Ausfahren der Arbeitskolbenstange 20 eine Bewegungsmitnahme der Verdrängungskolbenstange 25 und damit des Verdrängungskolbens 24 ermöglicht. Der erste Anschlag 41 ist an einer parallel zur Verdrängungskolbenstange 25 ausgerichteten Führungsstange 44 angeordnet. Die Anschläge 41, 42 können beispielsweise von Muttern gebildet werden, die verdrehbar an einem Gewindebereich der Verdrängungskolbenstange 25 bzw. Führungsstange 44 gelagert sind, womit sich die Position der Anschläge bei Bedarf verstellen lässt.The piston-cylinder arrangement 11 also has a driving device 39 about which the working piston 18 of the working cylinder 12 with the displacement piston 24 of the fluid brake cylinder 13 can be coupled with motion. For this purpose has the driving device 39 a displacement piston rod 25 and the working piston rod 20 outside the arrangement housing 14 connecting yoke 40 , The yoke 40 is on the one hand stable to move with the working piston rod 20 and on the other hand between a maximum extension position predetermining first end stop 41 and a maximum retracting position predetermining second end stop 42 movably guided on the displacement piston rod. Between the two end stops 41 . 42 is a coupling stop 43 provided when extending the working piston rod 20 a movement entrainment of the displacement piston rod 25 and thus the displacement piston 24 allows. The first stop 41 is on a parallel to the displacement piston rod 25 aligned guide rod 44 arranged. The attacks 41 . 42 For example, they may be formed by nuts that are rotatable on a threaded portion of the displacement piston rod 25 or guide rod 44 are stored, whereby the position of the stops can be adjusted if necessary.

Insgesamt zeichnet sich die Kolben-Zylinder-Anordnung 11 durch eine sehr kompakte Bauweise aus, da Arbeitszylinder 12, Fluidbremszylinder 13 und Ausgleichskammer 35 in einer Baueinheit innerhalb des Anordnungsgehäuses 14 angeordnet sind. Die Ausgleichskammer 35 besitzt Beaufschlagungsmittel in Form einer Luftfeder 36, wodurch eine verschleißarme Beaufschlagung des Hydraulikfluids in der Ausgleichskammer 35 möglich ist. Außerdem entfallen zusätzliche Bauteile, wie beispielsweise ein aus dem Stand der Technik bekannter Beaufschlagungskolben. Der Einbau der Kolben-Zylinder-Anordnung 11 ist im Wesentlichen in senkrechter Lage durchzuführen.Overall, the piston-cylinder arrangement stands out 11 by a very compact design, because working cylinder 12 , Fluid brake cylinder 13 and compensation chamber 35 in a structural unit within the assembly housing 14 are arranged. The compensation chamber 35 has loading means in the form of an air spring 36 , whereby a low-wear loading of the hydraulic fluid in the compensation chamber 35 is possible. In addition, additional components are omitted, such as a known from the prior art admission piston. The installation of the piston-cylinder arrangement 11 is essentially to perform in a vertical position.

Die Kolben-Zylinder-Anordnung 11, die auch als pneumatisch-hydraulische Vorschubeinheit bezeichnet werden kann, lässt sich mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten betreiben. Es ist beispielsweise eine Anwendung als Nietgerät, Säge- oder Schneidegerät denkbar. Hier muss zunächst mit relativ hoher Vorschubgeschwindigkeit an das Werkstück herangefahren werden, wobei der eigentliche Arbeitsvorgang dann mit einer langsameren Geschwindigkeit durchgeführt wird. Das Rückstellen erfolgt dann wieder mit hoher Geschwindigkeit.The piston-cylinder arrangement 11 , which can also be referred to as a pneumatic-hydraulic feed unit, can be operated at two different speeds. For example, an application as a riveting tool, sawing or cutting device is conceivable. Here, the workpiece must first be approached at a relatively high feed rate, with the actual work process then being carried out at a slower speed. The reset is then again at high speed.

Im Einzelnen laufen die Vorgänge dabei folgendermaßen ab:
Zum Ausfahren der Arbeitskolbenstange 18 wird die kolbenstangenferne Arbeitskammer 19a mit Druckluft beaufschlagt, wodurch die Arbeitskolbenstange 20 aus dem Anordnungsgehäuse 14 ausfährt. Dies erfolgt mit hoher Vorschubgeschwindigkeit. Dabei wandert das bewegungsstabil an die Arbeitskolbenstange 20 angekoppelte Joch 40 entlang der Verdrängungskolbenstange 25 bis zum Kupplungsanschlag 43, wodurch der Fluidbremszylinder 13 angekoppelt wird. Der Arbeitskolben 18 bewegt sich weiter, die Bewegung wird jedoch durch den mitlaufenden Verdrängungskolben 24 des Fluidbremszylinders 13 abgebremst. Dabei verdrängt der Verdrängungskolben 24 in der verdrängungskolbenseitigen Verdrängungskammer 2Gb befindliches Hydraulikfluid in den Verbindungskanal 29 und von dort über die Drossel 31 der Drosseleinrichtung 30 in die kolbenstangenferne Verdrängungskammer 26a. Da die erste Verdrängungskammer 26a mehr Hydraulikfluid fasst als die zweite Verdrängungskammer 26b wird in der Ausgleichskammer 35 befindliches Hydraulikfluid durch Beaufschlagung der Luftfeder 36 in die erste Verdrängungskammer 26a gedrückt, wodurch diese sich vollständig mit Hydraulikfluid füllt. Die Ausfahrbewegung der beiden Kolbenstangen 20, 25 endet am ersten Endanschlag 41, der sich an der parallelen Führungsstange 44 befindet. Bei der Rückstellung sind Verdrängungskolbenstange 25 und Arbeitskolbenstange 20 anfangs entkoppelt, bis das Joch 40 von der anderen Seite her auf den zweiten Endanschlag 42 trifft, der sich ebenfalls an der Verdrängungskolbenstange 25 befindet. Von da ab sind die beiden Kolbenstangen wieder bewegungsgekoppelt, wodurch die Verdrängungskolbenstange 25 wieder in das Anordnungsgehäuse 14 einfährt. Dabei wird in der größeren Verdrängungskammer 26a befindliches Hydraulikfluid über die im Verdrängungskolben 24 befindlichen Durchgangskanäle 27 zurück in die kleinere Verdrängungskammer 26b gedrückt, wobei überschüssiges Hydraulikfluid in die Ausgleichskammer 35 zurückfließt.In detail, the processes take place as follows:
For extending the working piston rod 18 becomes the piston rod remote working chamber 19a subjected to compressed air, whereby the working piston rod 20 from the assembly housing 14 extending. This is done with a high feed rate. This moves the stable movement to the working piston rod 20 coupled yoke 40 along the displacement piston rod 25 until the coupling stop 43 , whereby the fluid brake cylinder 13 is coupled. The working piston 18 Moves on, but the movement is due to the revolving displacement piston 24 of the fluid brake cylinder 13 braked. The displacement piston displaces 24 in the displacement piston side displacement chamber 2Gb located hydraulic fluid in the connecting channel 29 and from there over the throttle 31 the throttle device 30 in the piston rod remote displacement chamber 26a , Because the first displacement chamber 26a more hydraulic fluid holds than the second displacement chamber 26b will be in the compensation chamber 35 located hydraulic fluid by applying the air spring 36 into the first displacement chamber 26a pressed, whereby this fills completely with hydraulic fluid. The extension movement of the two piston rods 20 . 25 ends at the first end stop 41 that is attached to the parallel guide rod 44 located. On reset are displacement piston rod 25 and working piston rod 20 initially decoupled until the yoke 40 from the other side on the second end stop 42 also meets the displacement piston rod 25 located. From then on, the two piston rods are again coupled by motion, whereby the displacement piston rod 25 back into the assembly housing 14 retracts. It is in the larger displacement chamber 26a located hydraulic fluid over in the displacement piston 24 located passageways 27 back into the smaller displacement chamber 26b pressed, with excess hydraulic fluid in the compensation chamber 35 flowing back.

Claims

Piston-cylinder arrangement, with at least one pneumatic working cylinder ( 12 ), one, in a workroom ( 17 ) guided linearly displaceable and acted upon by compressed air Working piston ( 18 ), and with at least one hydraulic fluid brake cylinder ( 13 ), the one in a repression room ( 23 ) linearly displaceably guided and there acting on a displaced hydraulic fluid displacement piston ( 24 ), with one of the displacement space ( 23 ) led out displacement piston rod ( 25 ), wherein the displacement piston ( 24 ) the repressive space ( 23 ) in two displacement chambers ( 26a . 26b ), which via a throttle device ( 30 ), wherein a compensation chamber ( 35 ) for balancing the fluid volume of hydraulic fluid in the two different chamber volumes having displacement chambers ( 26a . 26b ) is provided, the loading means for acting in the compensation chamber ( 35 ), and wherein a driving device ( 39 ) is provided, via which the working piston ( 18 ) of the working cylinder ( 12 ) with the displacement piston ( 24 ) of the fluid brake cylinder ( 13 ) is coupled, characterized in that the loading means of a direct, without separating elements on the hydraulic fluid in the compensation chamber ( 35 ) acting air spring ( 36 ) are formed, wherein an arrangement housing ( 14 ), in the working space ( 17 ), Displacement space ( 23 ) and compensation chamber ( 35 ) are arranged as a unit.

Piston-cylinder arrangement according to claim 1, characterized in that working space ( 17 ), Displacement space ( 23 ) and compensation chamber ( 35 ) offset parallel to one another in the arrangement housing ( 14 ) are arranged.

Piston-cylinder arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the compensation chamber ( 35 ) via a compressed air supply of the working cylinder ( 12 ) can be supplied with compressed air.

Piston-cylinder arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the compensation chamber ( 35 ) a pressure regulator ( 37 ) is connected upstream.

Piston-cylinder arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the compensation chamber ( 35 ) is assigned a compressed air in dieselbige distributing air distributor.

Piston-cylinder arrangement according to claim 5, characterized in that the air distributor as an atomizer ( 38 ) is trained.

Piston-cylinder arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the driving device ( 39 ) a displacement piston rod ( 35 ) and one with the working piston ( 18 ) associated working piston rod ( 20 ) connecting yoke ( 40 ) having.

Piston-cylinder arrangement according to claim 7, characterized in that the yoke ( 40 ) on the one hand stable in movement with the working piston rod ( 20 ) and on the other hand between a maximum extension position predetermining first end stop ( 41 ) and a maximum retracting position predetermining second end stop ( 42 ) movable on the displacement piston rod ( 25 ), whereby between the two end stops ( 41 . 42 ) a coupling stop ( 43 ) is provided, which during the extension of the working piston rod ( 20 ) a movement entrainment of the displacement piston rod ( 25 ) and thus the displacement piston ( 24 ).

Piston-cylinder arrangement according to claim 8, characterized in that the first end stop ( 41 ) on a parallel to the displacement piston rod ( 25 ) aligned guide rod ( 44 ) is arranged.

Piston-cylinder arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the throttle device ( 30 ) one, into one the two displacement chambers ( 26a . 26b ) interconnecting communication channel ( 29 ) switched on throttle ( 31 ) having.

Piston-cylinder arrangement according to claim 10, characterized in that the throttle ( 31 ) is closable by means of closing means for transport purposes.