DE102008007256B3 - Working cylinder for e.g. manufacturing vehicle body in motor vehicle industry, has valves that are formed as manifold valves and arranged inside working cylinder together with channels and/or lines, in structurally unified manner - Google Patents

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Abstract

The cylinder has a valve (11) formed as a manifold valve and arranged between a pressurizing medium source (12) e.g. fluid source, and a control valve (19) that is formed as a manifold valve. The valve (11) controls connection to the source and discharge of remaining quantity during initiation of a power stroke from a piston rod sided cylinder chamber (14), during a return stroke, the power stroke and an opening stroke (Y) of a piston (3). The valves are arranged inside a working cylinder (1) together with channels and/or lines (7-10), in a structurally unified manner.

Description

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder, insbesondere zur Verwendung im Karoseriebau der Kfz-Industrie, für ein unter Druck stehendes Fluid, mit einem Zylinder und einem darin längsverschieblich und dichtend geführten Kolben, der einstückig mit einer Kolbenstange verbunden ist, die abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist und unter Zwischenschaltung von Getriebeteilen wie Lenker, Parallelogrammgetriebe, Kniehebelgelenkanordnung oder dergleichen Vorrichtungen zum Spannen und/oder Fügen und/oder Stanzen und/oder Prägen und/oder Schweißen und/oder Lochen und/oder Clinchen, antreibt.The The invention relates to a working cylinder, in particular for use in the Karoseriebau the car industry, for a pressurized Fluid, with a cylinder and a longitudinally displaceable and sealing out Piston, the one-piece connected to a piston rod which is sealed from the cylinder led out is and with the interposition of transmission parts such as handlebars, parallelogram, Toggle joint arrangement or the like devices for clamping and / or joining and / or punching and / or embossing and / or welding and / or punching and / or clinching drives.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2004 034 280 A1 ist ein Selbststeuer-Eilgangzylinder, umfassend ein Zylindergehäuse mit einer Bohrung, bodenseitig, und einer Bohrung, stangenseitig, als Fluideinlass bzw. Fluidauslass für die Zylinderräume, Bodenseite und Stangenseite, vorbekannt. Die Zylinderräume sind durch einen im Zylindergehäuse verschiebbaren Kolben mit Kolbenstange getrennt, wobei das Fluid als Druckmedium die Kolbenfläche und/oder die Kolbenringfläche beaufschlagt, gesteuert durch ein Ventil, dessen Ventilgehäuse mit dem Zylindergehäuse mechanisch und hydraulisch verbunden ist, das einen gegen eine Feder beweglichen Ventilschieber, je einen äußeren Anschluss, Bodenseite und Stangenseite, enthält und eine Fluidverbindung zu der Bohrung, Bodenseite und Stangenseite, besteht, wobei der Ventilschieber über seine Schieberstangenfläche und Schieberkolbenfläche mittels Fluiddruck verschoben wird, und dadurch am Kolben je nach Stellung des Ventilschiebers beide Kolbenflächen und/oder nur eine dieser Kolbenflächen mit Fluiddruck beaufschlagt wird. Das Zylindergehäuse ist mit einem Ventilgehäuse verbunden, welches fluidtechnisch über die Bohrungen, Bodenseite, Stangenseite, mittels Kanal bzw. Anschlussleitung zu dem Zylinderraum, Bodenseite bzw. Stangenseite, verbunden sind, die durch einen Kolben mit Kolbenstange verbunden und im Zylindergehäuse mittels Fluiddruck axial verschiebbar sind. Zwei externe Anschlüsse, Ausfahren bzw. Einfahren, versorgen den Selbst steuer-Eilgangzylinder mit Fluid, wobei ein Ventilschieber im Ventilgehäuse zum Ausfahren des Kolbens mit Kolbenstange mittels Feder versehen ist, wobei das beim Ausfahren aus dem Zylinderraum Stangenseite verdrängte Fluid über den Ringkanal in einen weiteren Kanal zusätzlich in den Zylinderraum, Bodenseite, strömt. Sobald beim Ausfahren eine definierte Gegenkraft auftritt, steigt der Fluiddruck im Zylinderraum, so dass dieser Fluiddruck auf die Schieberstangenfläche wirkt und den Ventilschieber gegen die Feder verschiebt, was bewirkt, dass das aus dem Zylinderraum, Stangenseite, strömende Fluid nun drucklos über den Ringkanal sowie den Anschluss abfließt, so dass in den Zylinderraum ausschließlich das über den Anschluss, Bodenseite, kommende Fluid strömt, wobei das unter Druck stehende Fluid mit der gesamten Kolbenfläche am Kolben wirkt, so dass dieser mit seiner ganzen Kraft im Krafthub wirkt. Bei sich verringernder Gegenkraft unter einem definierten Wert, und damit verbundenem Druckabfall im Zylinderraum, drückt die Feder den Ventilschieber wieder in die Ausgangsstellung zurück, wodurch der Krafthub endet, und der Kraftumschalteilgangzylinder weiter mit seinem gesamten, verfügbaren Fluid im Eilgang ausfährt.From the DE 10 2004 034 280 A1 is a self-steering rapid traction cylinder, comprising a cylinder housing having a bore, bottom side, and a bore, rod side, as a fluid inlet or fluid outlet for the cylinder chambers, bottom side and rod side, previously known. The cylinder chambers are separated by a piston displaceable in the cylinder housing with piston rod, wherein the fluid acts as a pressure medium, the piston surface and / or the piston ring surface, controlled by a valve, the valve housing is mechanically and hydraulically connected to the cylinder housing having a movable valve spring against a spring each having an outer port, bottom side and rod side, and having a fluid connection to the bore, bottom side and rod side, wherein the valve spool is displaced via its spool rod area and spool area by fluid pressure, and thereby on the piston depending on the position of the valve spool both piston surfaces and / or only one of these piston surfaces is pressurized with fluid pressure. The cylinder housing is connected to a valve housing, which are fluidly connected via the holes, bottom side, rod side, by channel or connecting line to the cylinder chamber, bottom side or rod side, which are connected by a piston with piston rod and axially displaceable in the cylinder housing by means of fluid pressure , Two external connections, extending or retracting, supply the self-control rapid traverse cylinder with fluid, wherein a valve spool is provided in the valve housing for extending the piston with piston rod by means of spring, wherein the displaced during extension from the cylinder space rod side fluid via the annular channel in another Channel additionally in the cylinder chamber, bottom side, flows. As soon as a defined counterforce occurs during extension, the fluid pressure in the cylinder chamber increases, so that this fluid pressure acts on the slide rod surface and shifts the valve slide against the spring, causing the out of the cylinder chamber, rod side, flowing fluid now via the annular passage and the pressure Outlet flows, so that in the cylinder chamber only flows through the connection, bottom side, coming fluid, the pressurized fluid with the entire piston surface acts on the piston, so that it acts with all its force in the power stroke. With decreasing counterforce below a defined value, and associated pressure drop in the cylinder chamber, the spring pushes the valve spool back to the starting position, whereby the power stroke ends, and the Kraftumschalteilsgangzylinder further extends with its entire available fluid in rapid traverse.

Aus der DE 10 2006 041 707 A1 ist ein Verfahren zum Beaufschlagen einer Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder) vornehmlich zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie vorbekannt, mit mindestens einem in einem Zylinder längsverschieblich und dichtend durch Fluiddruck verschieblichen Kolben, dem auf der einen Seite eine aus dem Zylinder herausgeführte Kolbenstange zugeordnet ist, die Vorrichtungsteile zum Spannen und/oder Fügen und/oder Stanzen und/oder Prägen und/oder Schweißen und/oder Lochen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Getriebeteilen, wie Lenker, Parallelogrammgetriebe, Kniehebelgelenkanordnungen oder dergleichen, antreibt, wobei die Fluidzufuhr derart während des Leerhubes (Anstellhub) des Kolbens gesteuert wird, das nur die Trägheits- und/oder Gewichtskräfte und/oder Reibungskräfte beweglicher Teile überwunden werden und erst beim Krafthub der Kolben mit dem Fluiddruck beaufschlagt wird. Der Kolben wird während des Leerhubes (Anstellhub) sowohl auf der Kolbenseite als auch auf der Kolbenringseite mit dem gleichen Druckmittel druckbeaufschlagt. Die Steuerung des Fluids zu der Kolbenringseite wird über ein Ventil oder einen Kolbenschieber vorgenommen, wobei das Fluid auch während des Leerhubes über dasselbe Ventil bzw. den Kolbenschieber zu der Kolbenseite und der Kolbenringseite gesteuert wird. Bei Einleitung des Rückhubes wird nur der Zylinderrückhubraum mit Fluiddruck beaufschlagt und der Arbeitszylinderraum entlüftet. Die Zufuhr des Fluids zu den durch den Kolben in einen Arbeitszylinderraum und einen Arbeitszylinderrückhubraum unterteilten Zylinderraum wird durch ein Mehrwegeventil gesteuert, das in eine Systemsteuerung einbezogen ist und das zu Beginn des Leerhubes sowohl den Arbeitszylinderraum als auch den Zylinderrückhubraum bis zur Einleitung des Krafthubes gleichzeitig mit Fluiddruck beaufschlagt und beim Einleiten des Krafthubes die Zuführung des Fluids zu dem Zylinderrückhubraum unterbricht und diesen entlüftet.From the DE 10 2006 041 707 A1 a method for pressurizing a piston-cylinder unit (working cylinder) is primarily known for use in the bodywork of the automotive industry, with at least one longitudinally displaceable in a cylinder and sealingly displaceable by fluid pressure piston, on the one hand out of the cylinder piston rod is assigned, the device parts for clamping and / or joining and / or punching and / or embossing and / or welding and / or punching, optionally with the interposition of transmission parts such as handlebars, parallelogram, toggle joint arrangements or the like, drives, wherein the fluid supply during such the Leerhubes (Anstellhub) of the piston is controlled, that only the inertial and / or weight forces and / or frictional forces of moving parts are overcome and only at the power stroke of the piston is subjected to the fluid pressure. The piston is pressurized during the idle stroke (adjusting stroke) on the piston side as well as on the piston ring side with the same pressure medium. The control of the fluid to the piston ring side is made via a valve or a spool, wherein the fluid is also controlled during the idle stroke via the same valve or the spool to the piston side and the piston ring side. When initiating the return stroke, only the cylinder return stroke chamber is subjected to fluid pressure and the working cylinder chamber is vented. The supply of the fluid to the cylinder space divided by the piston into a working cylinder space and a working cylinder return space is controlled by a multi-way valve included in a system control and at the beginning of the idle stroke both the working cylinder space and the cylinder return space to the initiation of the power stroke simultaneously with fluid pressure acted upon and the introduction of the power stroke, the supply of fluid to the Zylinderrückhubraum interrupts and vented this.

Die DE 43 42 642 C2 beschreibt eine elektro-hydraulische Schnellfallschaltung für ein hydraulisches System mit einer hydraulischen Pumpe, einem Tank, einem hydraulischen Betätiger mit ersten und zweiten Betätigungskammern, und einem Steuerventil, das mit der Pumpe und dem Tank verbunden ist und erste und zweite Anschlüsse aufweist, die mit der ersten bzw. zweiten Betätigungskammer verbunden sind, wobei das Steuerventil aus einer neutralen Position durch eine Zwischenbetriebsposition zu einer vollständig geöffneten Position bewegbar ist. Diese Schnellfallschaltung dient insbesondere zum Steuern der Höhenposition eines Planierschildes oder einer Bulldozerschaufel. Es ist ein Schnellfallventil angeordnet zwischen dem Steuerventil und den ersten und zweiten Kammern mit einer ersten Position, die die ersten und zweiten Anschlüsse mit den ersten und zweiten Betätigungskammern verbindet und einer zweiten Position, die sowohl den ersten Anschluss als auch die zweite Betätigungskammer mit der ersten Betätigungskammer verbindet, wobei das Schnellfallventil erste und zweite Enden aufweist und eine Feder besitzt, welche das Schnellfallventil elastisch in die erste Position vorspannt. Es ist außerdem ein Zwei-Positions-Elektromagnetventil vorgesehen, das mit der zweiten Betätigungskammer verbunden ist und mit den Enden des Schnellfallventils und mit einer ersten Position, die eine Strömungsmittelverbindung von der zweiten Betätigungskammer zu dem ersten Ende des Schnellfallventils herstellt, was die Kraft der Feder unterstützt, und einer zweiten Position, die eine Strömungsmittelverbindung von der zweiten Betätigungskammer zu dem zweiten Ende des Schnellfallventils herstellt, was der Kraft der Feder ent gegensteht. Es sind außerdem Mittel zum Erregen des Elektromagnetventils und zum Bewegen des Elektromagnetventils in die zweite Position vorgesehen, wenn das Steuerventil zwischen der Zwischenbetriebsposition und der vollständig geöffneten Position angeordnet ist. Die Erregungsmittel umfassen eine Quelle elektrischer Energie, einen elektrischen Schalter, welcher mit der Energiequelle und dem Elektromagnetventil verbunden ist und derart angeordnet ist, dass er geschlossen wird, wenn das Steuerventil an oder zwischen der Zwischenbetriebsposition und der vollständig geöffneten Position ist.The DE 43 42 642 C2 describes an electro-hydraulic quick-disconnect circuit for a hydraulic system with a hydraulic pump, a tank, a hydraulic actuator with first and second actuating chambers, and a control valve which is connected to the pump and the tank and having first and second ports which are connected to the first and second actuating chamber, wherein the control valve from a neutral position by an intermediate operating position to a fully open position movable is. This quick-fall circuit is used in particular for controlling the height position of a dozer blade or a bulldozer blade. A quick release valve is disposed between the control valve and the first and second chambers having a first position connecting the first and second ports to the first and second actuation chambers and a second position including both the first port and the second actuation chamber Actuating chamber connects, wherein the quick-acting valve has first and second ends and has a spring which biases the quick-acting valve elastically in the first position. There is also provided a two position solenoid valve connected to the second actuation chamber and to the ends of the quick drop valve and to a first position establishing fluid communication from the second actuation chamber to the first end of the quick drop valve, which is the force of the spring supports, and a second position, which establishes a fluid connection from the second actuating chamber to the second end of the Schnellfallventils, which opposes the force of the spring ent. There are also provided means for energizing the solenoid valve and for moving the solenoid valve to the second position when the control valve is located between the intermediate operating position and the fully open position. The energizing means comprise a source of electrical energy, an electrical switch connected to the power source and the solenoid valve and arranged to close when the control valve is at or between the intermediate operating position and the fully open position.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Arbeitszylinder mit günstiger Energiebilanz zu schaffen.Of the Invention is the object of a working cylinder with better Energy balance.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Diese Aufgabe wird durch einen Arbeitzylinder mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.These Task is by a working cylinder with the in claim 1 specified characteristics solved.

Einige VorteileSome advantages

Ein erfindungsgemäßer Arbeitszylinder lässt sich mit besonderem Vorteil zum Antrieb von Kniehebelspannvorrichtungen, Clinchvorrichtungen und Zentriervorrichtungen im Karosseriebau der Kfz-Industrie einsetzen. Dort werden derartige durch Kniehebel angetriebene Vorrichtungen in großer Stückzahl in Fertigungslinien verwendet, so dass normalerweise große Druckluftmengen zum Einsatz kommen, die im Grunde genommen während des Leerhubes gar nicht benötigt werden. Auch werden die auf der Kolbenstangenseite befindlichen Luftmengen, die zum Teil auch mit Öl durch den Drucklufterzeuger verunreinigt sind, stets in die freie Atmosphäre abgelassen. Dagegen wird bei dem erfindungsgemäßen Arbeitskolben eine äußerst geringe Druckluftmenge beim Einsetzen des Krafthubes im Bedarfsfalle in die Atmosphäre entlüftet, da der Krafthub erst wenige Millimeter vor dem Ende des Gesamthubes des Kolbens, der zum Beispiel zum Antrieb eines Spannarmes einer Kniehebelspannvorrichtung eingesetzt wird, mit dem vollen Druckmitteldruck beaufschlagt. Nur diese sehr geringe auf der Kolbenstangenseite befindliche Druckluftmenge strömt im Bedarfsfalle in die Atmosphäre, die allerdings nur einen Bruchteil der Druckluftmenge beträgt, die beim Stand der Technik in die freie Atmosphäre ausgeblasen wird. Bei den großen Stückzahlen derartiger Spannvorrichtungen, die im Karosseriebau der Kfz-Industrie weltweit, aber auch nur in einer Volkswirtschaft einer Industrienation eingesetzt werden, ergibt sich bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Arbeitszylinders eine spürbare Entlastung der Umwelt, besonders wenn man eine Energiebilanz über einen gewissen Zeitraum, zum Beispiel über ein Jahr, aufstellt. Zwischen Fluidquelle und Steuerventil ist ein weiteres, insbesondere als Mehrwegeventil, ausgebildetes Steuerventil, angeordnet. Die Ventile sind innerhalb des Arbeitszylinders zusammen mit den sie verbindenden Kanälen baulich vereinheitlicht angeordnet.One inventive cylinder let yourself with particular advantage for driving toggle lever tensioning devices, Clinching devices and centering devices in the body of the Use automotive industry. There such are driven by toggle Devices in large quantity used in production lines, so usually large amounts of compressed air are basically not used during the idle stroke needed become. Also located on the piston rod side Air volumes, some of them with oil from the compressed air generator contaminated, always released into the atmosphere. On the other hand in the working piston according to the invention a very small one Amount of compressed air when inserting the power stroke in case of need in the atmosphere vented, because the power stroke only a few millimeters before the end of the total stroke of Piston, for example, to drive a clamping arm of a toggle lever device is used, acted upon by the full pressure medium pressure. Just this very small amount of compressed air located on the piston rod side flows if necessary in the atmosphere, which is only a fraction of the amount of compressed air, the blown in the prior art in the free atmosphere. Both huge numbers Such tensioning devices used in the bodywork of the automotive industry worldwide, but only in an economy of an industrial nation can be used, results when using a working cylinder according to the invention a noticeable Relieving the environment, especially if you have an energy balance over one certain period, for example over a year, sets up. Between fluid source and control valve is a further, in particular as a multi-way valve, formed control valve, arranged. The valves are together inside the working cylinder with the channels connecting them arranged structurally unified.

Weitere vorteilhafte AusführungsformenFurther advantageous embodiments

Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Patentansprüchen 2 und 3 beschrieben.Further advantageous embodiments are in the claims 2 and 3 described.

Bei Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 ist das Steuerventil als Mehrwegeventil ausgebildet. Das bei dem Arbeitszylinder verwendete durch den Kolben oder dessen Kolbenstange betätigte Ventil wird sowohl in Richtung des Krafthubes als auch in der entgegengesetzten Richtung jeweils bis zu seiner Betätigung durch den Kolben bzw. die Kolbenstange durch den Fluiddruck, der von der Fluidquelle ankommt, in seiner jeweiligen Steuerstellung gehalten.at Embodiment according to claim 2, the control valve is designed as a multi-way valve. That at the Working cylinder used by the piston or its piston rod actuated Valve becomes both in the direction of the power stroke and in the opposite Direction until it is actuated by the piston or the piston rod by the fluid pressure arriving from the fluid source, held in its respective tax position.

Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 3 dient der Arbeitszylinder zum Antrieb einer Kniehebelspannvorrichtung, deren Kolbenhub stufenlos in entge gengesetzten Richtungen um ein begrenztes Maß und damit auch die Winkelverstellung des Spannarmes, verstellbar ist.at the embodiment according to claim 3 of the working cylinder is used to drive a toggle lever jig, the piston stroke steplessly in entge gengesetzten directions to a limited measure and so that the angle adjustment of the clamping arm, is adjustable.

In der Zeichnung ist die Erfindung – teils schematisch – beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt:In the drawing the invention is - partly schematically - exemplified. It shows:

1 einen Arbeitszylinder während des Leerhubes (Anstellhub) mit schematisch angedeutetem Fluidsystem und Steuerungsmitteln. 1 a working cylinder during the idle stroke (Anstellhub) with schematically indicated fluid system and control means.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Arbeitszylinder bezeichnet, der im wesentlichen aus einem Zylinder 2 und einem darin in Längsachsrichtung des Zylinders 2 längsverschieblich und dichtend geführten Kolben 3 besteht. Der Zylinder 2 kann beliebige Querschnittsformen aufweisen, zum Beispiel innen und außen zylindrisch, also im Querschnitt kreisrund ausgebildet sein, aber auch eine ovale, flachovale oder rechteckförmige oder quadratische Form besitzen. Wenn von flachoval die Rede ist, wird darunter im Querschnitt eine Zylinderform verstanden, bei der zwei gegenüberliegende längere Schenkel parallel zueinander verlaufen und die Schmalseiten jeweils durch Kreisbögen oder andere Kurven gebildet sind.With the reference number 1 is called a working cylinder, which consists essentially of a cylinder 2 and one in the longitudinal axis direction of the cylinder 2 longitudinally displaceable and sealing guided piston 3 consists. The cylinder 2 may have any cross-sectional shapes, for example, inside and outside cylindrical, so be circular in cross-section, but also have an oval, flat-oval or rectangular or square shape. When flat oval is mentioned, it is understood in cross section to mean a cylindrical shape in which two opposite longer legs run parallel to one another and the narrow sides are each formed by circular arcs or other curves.

Der Kolben 3 treibt eine Kolbenstange 4 an, die ihrerseits nicht dargestellte Vorrichtungsteile, zum Beispiel über eine Kniehebelgelenkanordnung einen Spannarm einer Kniehebelspannvorrichtung, oder einen Zentrierdorn, oder Clinchwerkzeuge, oder Schweißwerkzeuge, antreibt.The piston 3 drives a piston rod 4 on, in turn, the device parts, not shown, for example via a toggle joint assembly a tensioning arm of a toggle lever device, or a centering mandrel, or clinching tools, or welding tools, drives.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist mit der Kolbenstange 4 ein Betätigungselement 5 einstückig verbunden, das entsprechend dem Hub des Kolbens 3 und damit der Kolbenstange 4 in Richtung X bzw. Y ebenfalls hin und her bewegt wird. Das Betätigungselement 5 betätigt ein Schaltorgan 6 eines als Mehrwegeventil ausgebildeten Steuerventils 19, das an Fluidleitungen oder Kanäle 7, 8 bzw. 9, 10 angeordnet ist.As can be seen from the drawing is with the piston rod 4 an actuator 5 integrally connected, according to the stroke of the piston 3 and thus the piston rod 4 in the direction of X or Y is also moved back and forth. The actuator 5 actuates a switching element 6 a designed as a multi-way valve control valve 19 attached to fluid lines or channels 7 . 8th respectively. 9 . 10 is arranged.

Die Fluidleitungen 9 und 10 sind wiederum mit einem zum Beispiel als Mehrwegeventil ausgebildeten Ventil 11 verbunden, dem eine Fluidquelle 12, zum Beispiel eine Druckluftquelle, z. B. mit Drucklufterzeuger mit Pumpe und Motor (nicht dargestellt), zugeordnet ist. Die Fluid- oder Druckmittelquelle 12 steht über eine Leitung oder einen Kanal 13 mit dem Ventil 11 in Verbindung. Das Ventil 11 ist schaltbar, zum Beispiel fernsteuerbar (nicht dargestellt). Alle Ventile 11 und/oder 19 können in eine Folgesteuerung einbezogen sein, die eine Vielzahl von Arbeitszylindern steuert, z. B. in einer Fertigungsstraße des Karosseriebaus der Kfz-Industrie.The fluid lines 9 and 10 are in turn with a trained example as a multi-way valve valve 11 connected, which is a fluid source 12 , For example, a compressed air source, eg. B. with compressed air generator with pump and motor (not shown), is assigned. The fluid or pressure medium source 12 is via a line or a channel 13 with the valve 11 in connection. The valve 11 is switchable, for example remotely controllable (not shown). All valves 11 and or 19 may be included in a sequencer that controls a plurality of working cylinders, e.g. B. in a production line of the body shop of the automotive industry.

Das Schaltorgan 6 kann aber auch durch den Kolben 3 direkt betätigt werden, so dass das Betätigungselement 5 entfallen kann. Des weiteren ist es möglich, die Ventile 19 und/oder 11 innerhalb des Zylinders 2 zusammen mit den Leitungen oder Kanälen 7, 8, 9, 10 anzuordnen, ohne dass die Bauabmessungen, zum Beispiel üblicher Kniehebelspannvorrichtungen, Loch- oder Clinchvorrichtungen, vergrößert werden müssten.The switching element 6 but also by the piston 3 be operated directly, so that the actuating element 5 can be omitted. Furthermore, it is possible to use the valves 19 and or 11 inside the cylinder 2 along with the pipes or channels 7 . 8th . 9 . 10 to arrange, without the dimensions of construction, for example, conventional toggle clamps, punching or clinching devices, would have to be increased.

Bei der aus der 1 ersichtlichen Zwischenstellung wird zum einen über die Leitung 13, das Ventil 11, die Leitung oder Kanal 9, über den Kanalabschnitt 15, die Leitung oder Kanal 8 der kolbenstangenseitige Zylinderraum 14 mit Fluiddruck, insbesondere mit Druckluft, beaufschlagt. Der gleiche Druck pflanzt sich über die Leitung 9, die Leitung oder den Kanal 7 in den gegenüberliegenden Arbeitszylinderraum 16 fort. Da die Kolbenfläche des Kolbens 3 auf dieser Seite um die Differenz der Fläche der Kolbenstange 4 größer ist, bewegt sich der Kolben 3 mit der Kolbenstange 4 in Richtung X, also in Richtung auf das Ventil 19 zu. Dabei wird die in dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 14 befindliche Fluidmenge über den Kanal 8 und den Kanalabschnitt 15 in die Leitung bzw. in den Kanal 7 und damit in den Arbeitszylinderraum 16 gedrückt, so dass zum Vortrieb lediglich das durch das jeweilige Kolbenstangenvolumen der Kolbenstange 4 sich ergebende Restvolumen an Fluid, z. B. Druckluft, von der Fluidquelle 12 dem Arbeitszylinderraum 16 während des Leerhubes in Richtung X zugeführt wird.At the time of the 1 apparent intermediate position is on the one hand on the line 13 , the valve 11 , the pipe or channel 9 , over the canal section 15 , the pipe or channel 8th the piston rod side cylinder chamber 14 with fluid pressure, in particular with compressed air acted upon. The same pressure is applied over the pipe 9 , the wire or the channel 7 in the opposite working cylinder space 16 continued. Because the piston area of the piston 3 on this page by the difference of the area of the piston rod 4 larger, the piston moves 3 with the piston rod 4 in the direction of X, ie in the direction of the valve 19 to. In this case, in the piston rod side cylinder space 14 amount of fluid through the channel 8th and the channel section 15 in the line or in the channel 7 and thus into the working cylinder space 16 pressed, so that for propulsion only through the respective piston rod volume of the piston rod 4 resulting residual volume of fluid, eg. B. compressed air, from the fluid source 12 the working cylinder room 16 is supplied in the direction of X during the idle stroke.

Trifft das Betätigungselement 5 auf das Schaltorgan 6 des Ventils 19, so schaltet es um. Bis zu diesem Zeitpunkt wird es über eine Leitung oder Kanal 17 in seiner aus 1 ersichtlichen Stellung durch den Fluiddruck gehalten, da die Leitung 17 mit dem Kanal 9 in fluidleitender Verbindung steht. Mit der Umsteuerung des Ventils 19 und der Ableitung des Fluids aus dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 14 beginnt der Krafthub in Richtung X.Meets the actuator 5 on the switching element 6 of the valve 19 so turn it on. By this time it will be via a line or channel 17 in his out 1 apparent position held by the fluid pressure, as the line 17 with the channel 9 is in fluid communication. With the reversal of the valve 19 and the discharge of the fluid from the piston rod side cylinder space 14 begins the power stroke in the direction of X.

Nach dem Umsteuern durch das Betätigungselement 5 ergibt sich eine Schaltstellung des Ventils 19, bei welcher über den Kanal 7, das Ventil 19 und den Kanal 9 sowie das Ventil 11 der kolbenstangenseitige Zylinderraum 14 entlüftet. In diesem Moment wirkt der volle Fluiddruck, insbesondere Luftdruck, auf die gegenüberliegende Kolbenfläche in dem Arbeitszylinderraum 16 ein, so dass die volle Arbeitskraft, insbesondere Spannkraft, zum Beispiel für eine Kniehebelspannvorrichtung, zur Verfügung steht.After the reversal by the actuator 5 results in a switching position of the valve 19 in which over the channel 7 , the valve 19 and the channel 9 as well as the valve 11 the piston rod side cylinder chamber 14 vented. At this moment, the full fluid pressure, in particular air pressure, acts on the opposite piston surface in the working cylinder space 16 a, so that the full manpower, in particular clamping force, for example, for a toggle lever device available.

Soll der Arbeitszylinder 1 in Offenstellung fahren, so wird das Ventil 11 so gesteuert, dass über den Kanal 13 und den Kanal 10 sowie über das Ventil 19 dem Kanal 8 der volle Fluiddruck zugeführt wird, woraufhin sich der Kolben 3 in Richtung Y, mithin in Offenstellung, bewegt. So lange wird das Schaltorgan 6 über eine Leitung oder Kanal 18, der an die Leitung 10 fluidleitend angeschlossen ist, ebenfalls in seiner Schaltstellung gehalten, die es nach Betätigen durch das Betätigungselement 5 erhalten hat, geblieben. Nach seiner Umsteuerung wird es wiederum in seine aus der Zeichnung ersichtliche Lage zurückgeführt und über die Leitung oder Kanal 17 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung gehalten. Die Kolbenstange 4 mit dem Betätigungselement 5 bewegt sich in Richtung Y, bis die dadurch angetriebene Vorrichtung, zum Beispiel der Spannarm einer Kniehebelspannvorrichtung, ein Zentrierdorn oder Schweißbacken sich geöffnet haben.Should the working cylinder 1 drive in the open position, then the valve 11 so controlled that over the channel 13 and the channel 10 as well as over the valve 19 the channel 8th the full fluid pressure is supplied, whereupon the piston 3 in the direction Y, thus in the open position, moves. As long as the switching element 6 via a pipe or channel 18 who is on the line 10 connected fluid-conducting, also held in its switching position, which after actuation by the actuator 5 received. After its reversal, it will turn back to its apparent from the drawing position leads and over the line or channel 17 kept in the position shown in the drawing. The piston rod 4 with the actuating element 5 moves in the Y direction until the device driven thereby, for example the tensioning arm of a toggle lever tensioning device, a centering mandrel or welding jaws have opened.

Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The in the abstract, in the claims and in the description described as well as apparent from the drawing features can both individually as well as in any combination for the realization of the invention be essential.

11
Arbeitszylinder, Kolben-Zylinder-EinheitCylinder, Piston-cylinder unit
22
Zylindercylinder
33
Kolbenpiston
44
Kolbenstangepiston rod
55
Betätigungselementactuator
66
Schaltorganswitching element
77
Fluidleitung, KanalFluid line, channel
88th
99
1010
1111
Mehrwegeventil, VentilMulti-way valve, Valve
1212
Fluidquelle, Druckmittelquelle, DrucklufterzeugerFluid source Pressure medium source, compressed air generator
1313
Leitung, KanalManagement, channel
1414
Zylinderraum, kolbenstangenseitigerCylinder chamber, the piston rod side
1515
Kanalabschnittchannel section
1616
ArbeitszylinderraumWorking cylinder chamber
1717
Kanal, LeitungChannel, management
1818
1919
Steuerventil, MehrwegeventilControl valve, Multi-way valve
XX
Hubbewegungstroke movement
YY
Öffnungsbewegungopening movement

Claims (3)

Arbeitszylinder, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, für ein unter Druck stehendes Fluid, mit einem Zylinder (2) und einem darin längsverschieblich und dichtend geführten Kolben (3), der einstückig mit einer Kolbenstange (4) verbunden ist, die abgedichtet aus dem Zylinder (2) herausgeführt ist und unter Zwischenschaltung von Getriebeteilen wie Lenker, Parallelogrammgetriebe, Kniehebelgelenkanordnung oder dergleichen Vorrichtungen zum Spannen und/oder Fügen und/oder Stanzen und/oder Prägen und/oder Schweißen und/oder Lochen und/oder Clinchen, antreibt, mit mindestens einem als Mehrwegeventil ausgebildeten Steuerventil (19), einer Druckmittelquelle (12) und Kanälen bzw. Leitungen, das die Fluidquelle (12) über das Steuerventil (19) entweder gleichzeitig an die einander gegenüberliegenden Zylinderräume (kolbenstangenseitiger Zylinderraum 14 und Arbeitszylinderraum 16), oder abwechselnd den kolbenstan genseitigen Zylinderraum (14) beim Öffnungshub (Y) anschließt, oder die Druckmittelquelle (12) nur während des Krafthubes (X) nach Beendigung des Leerhubes mit dem Arbeitszylinderraum (16) verbindet, wobei zwischen der Druckmittelquelle (12) und dem Steuerventil (19) ein weiteres als Mehrwegeventil ausgebildetes Ventil (11) angeordnet ist, das während des Leerhubes, des Krafthubes und des Öffnungshubes des Kolbens (3) einerseits den Anschluss an die Druckmittelquelle (12) und andererseits die Abführung der Restmenge beim Einleiten des Krafthubes aus dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum (14) steuert, und dass die Ventile (11, 19) innerhalb des Arbeitszylinders (1) zusammen mit den sie verbindenden Kanälen baulich vereinheitlicht angeordnet sind.Working cylinder, in particular for use in the bodywork of the motor vehicle industry, for a fluid under pressure, with a cylinder ( 2 ) and a longitudinally displaceable and sealingly guided piston ( 3 ), which is integral with a piston rod ( 4 ), which is sealed from the cylinder ( 2 ) and with the interposition of transmission parts such as handlebars, parallelogram, toggle joint arrangement or the like devices for clamping and / or joining and / or punching and / or embossing and / or welding and / or punching and / or clinching drives, with at least one as Multi-way valve trained control valve ( 19 ), a pressure medium source ( 12 ) and channels or lines, the fluid source ( 12 ) via the control valve ( 19 ) either simultaneously to the opposite cylinder chambers (piston rod side cylinder space 14 and working cylinder space 16 ), or alternatively the kolbenstan genseitigen cylinder space ( 14 ) at the opening stroke (Y), or the pressure medium source ( 12 ) only during the power stroke (X) after completion of the idle stroke with the working cylinder space ( 16 ), wherein between the pressure medium source ( 12 ) and the control valve ( 19 ) another designed as a multi-way valve valve ( 11 ) is arranged during the idle stroke, the power stroke and the opening stroke of the piston ( 3 ) on the one hand the connection to the pressure medium source ( 12 ) On the other hand, the discharge of the residual amount when initiating the power stroke from the piston rod side cylinder chamber ( 14 ) and that the valves ( 11 . 19 ) within the working cylinder ( 1 ) are structurally unified along with their connecting channels structurally. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als Mehrwegeventil ausgebildete Steuerventil (19) ein Schaltorgan (6) aufweist, das in beiden entgegengesetzten Schaltstellungen einerseits bis zum Einleiten des Krafthubes und andererseits mit dem Einleiten des Öffnungshubes über je einen Kanal (17 bzw. 18) an die Druckmittelquelle (12) angeschlossen ist und durch den Druckmitteldruck in seiner jeweiligen Schaltstellung gehalten ist.Working cylinder according to claim 1, characterized in that the multi-way valve designed as a control valve ( 19 ) a switching element ( 6 ), which in both opposite switching positions on the one hand to the initiation of the power stroke and on the other hand with the introduction of the opening stroke via a respective channel ( 17 respectively. 18 ) to the pressure medium source ( 12 ) is connected and is held by the fluid pressure in its respective switching position. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszylinder (1) zum Antrieb einer Kniehebelspannvorrichtung, deren Kolbenhub stufenlos in entgegengesetzten Richtungen um ein begrenztes Maß verstellbar ist, dient.Working cylinder according to claim 1 or 2, characterized in that the working cylinder ( 1 ) for driving a toggle lever device, the piston stroke is steplessly adjustable in opposite directions by a limited amount, is used.
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