DE10251821B3 - Hydraulic time function element for delayed control of hydraulic components has actuating cylinder with piston rod, and rod movement defined precisely due to cylinder construction and volume flow limitation - Google Patents

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Abstract

The element is for work piece clamping parts in a chucking device. It contains an actuating cylinder (1) and an actuating element (17) of a valve (2), which is connected to a regulating line (6). The piston rod (12) of the cylinder is moved into an end position opening the valve, via the externally actuated regulating line. The valve is opened time-delayed due to the distance between cylinder and actuating element, and the movement period of the piston rod, and the intake (4) of the regulating line is switched time-delayed to an output (7) of the time function element. The valve is a back pressure valve.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Zeitglied gemäß der Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic Timing element according to the genus of claim 1.

Für Bearbeitungsmaschinen werden zum Spannen der zu bearbeitenden Werkstücke hydraulische Spannvonichtungen verwendet, die zwei oder mehrere hydraulische Spannelemente besitzen können. Um ein exaktes Spannen des jeweiligen Werkstücks sicherzustellen, ist es oftmals erforderlich, dass die einzelnen Spannelemente in einer vorgegebenen zeitlichen Abfolge nacheinander beim Spannvorgang betätigt werden. Dies könnte theoretisch dadurch realisiert werden, dass jedes Spannelement über eine separate hydraulische Steuerleitung von einem externen Hydrauliksystem angesteuert wird, jedoch ist dies in der Praxis nicht akzeptabel, da oft die Forderung besteht, dass die verwendeten hydraulischen Spannvonichtungen möglichst nur über eine einzige hydraulische Spann- und Löseleitung angesteuert werden sollen.For Processing machines become hydraulic for clamping the workpieces to be machined Clamping devices used two or more hydraulic Can have clamping elements. To ensure precise clamping of the respective workpiece, it is often required that the individual clamping elements in one predetermined sequence can be operated one after the other during the clamping process. this could can be realized theoretically by each clamping element using a separate hydraulic control line from an external hydraulic system is controlled, but this is not acceptable in practice, since there is often a requirement that the hydraulic Clamping devices if possible only about one only hydraulic tension and release line can be controlled should.

Aus der DE 1 840 781 U ist ein als Zeitglied wirkendes Verzögerungselement bekannt, welches für pneumatische und hydraulische Anlagen geeignet ist. Ein von einem Druckmedium betätigter Kolben ist an einer Verdickung von einem O-Ring umschlossen, so dass der O-Ring den Druckraum um die Kolbenstange in diesem Bereich so lange abschließt, bis der Kolben sich bis zu einer Kolbenverjüngung verschoben hat. In dieser Position kann ein Steuerimpuls an einer Ausgangsleitung abgenommen werden.From the DE 1 840 781 U is known a delay element acting as a timing element, which is suitable for pneumatic and hydraulic systems. A piston actuated by a pressure medium is enclosed by an O-ring on a thickened portion, so that the O-ring closes the pressure space around the piston rod in this area until the piston has shifted until a piston taper. In this position, a control pulse can be taken from an output line.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Zeitglied zu schaffen, welches in hydraulischen Spannvonichtungen zur zeitverzögerten Ansteuerung von Spannelementen einsetzbar ist.The invention is based on the object to create hydraulic timing element, which in hydraulic clamping devices to the delayed Control of clamping elements can be used.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Im erfindungsgemäßen Zeitglied sind ein Betätigungszylinder und ein von diesem betätigbares Ventil angeordnet, welches auf Grund der Laufzeit der Kolbenstange des Betätigungszylinders zeitverzögert geöffnet wird, wenn der Betätigungszylinder hydraulisch angesteuert und von seiner Ausgangsposition in seine Endposition ausgelenkt wird. Erst in der Endposition wird das Ventil von der Kolbenstange geöffnet, so dass der Steuerdruck vom Eingang des Zeitglieds auf dessen Ausgang durchgeschaltet wird. Der Ausgang des Zeitglieds kann somit beispielsweise an einen zweiten Spannzylinder angeschlossen sein, der gegenüber einem direkt mit der eingangseitigen Steuerleitung verbundenen ersten Spannzylinder entsprechend zeitverzögert betätigt wird.The solution to this problem is obtained through the features specified in claim 1. In the timing element according to the invention are an actuating cylinder and one that can be actuated by the latter Valve arranged, which due to the running time of the piston rod of the actuating cylinder Time Lag is opened if the actuating cylinder hydraulically controlled and from its starting position to its end position is deflected. Only in the end position is the valve removed from the Piston rod opened, so that the control pressure from the input of the timer to its output is switched through. The output of the timer can thus, for example be connected to a second clamping cylinder opposite one directly connected to the control line on the input side Clamping cylinder is actuated accordingly with a time delay.

Das erfindungsgemäße Zeitglied hat insbesondere den Vorteil, dass die Laufzeit der Kolbenstange durch die Bauform des Betätigungszylinders und durch eine Begrenzung des Volumenstroms des zur Ansteuerung eingespeisten Hydrauliköls sehr genau definiert werden kann.The timer according to the invention has in particular the advantage that the runtime of the piston rod due to the design of the actuating cylinder and by limiting the volume flow of the feed to the control hydraulic oil can be defined very precisely.

In der bevorzugten Ausführungsform wird zur Begrenzung des Volumenstroms dem Betätigungszylinder eine drossel vorgeschaltet, Drosselwirkung einstellbar ist. Dadurch lässt sich ein gewünschter Volumenstrom durch entsprechende Justierung der Drossel einstellen, um somit eine gewünschte Laufzeit für die Kolbenstange und dementsprechend eine geforderte Zeitverzögerung für die Durchschaltung der Steuerleitung auf den Ausgang des Zeitglieds zu erhalten.In the preferred embodiment the actuator cylinder is throttled to limit the volume flow upstream, throttling effect is adjustable. This allows a desired one Adjust the volume flow by adjusting the throttle accordingly, to a desired one Term for the piston rod and accordingly a required time delay for the switching the control line to get the output of the timer.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Kolben des Betätigungszylinders beidseitig hydraulisch angeströmt, wobei die dabei wirksame Kolbenfläche an der Zylinderkopfseite größer ist als an der Seite, wo die Kolbenstange vom Kolben abragt. Dadurch ergibt sich eine Reduzierung der den Kolben bewegenden Kraft, was sich bei Anwendungsversuchen als vorteilhaft gezeigt hat. Bei Versuchen wurde dabei ein Betätigungszylinder verwendet, der mit einer auf der Kolbenstange aufgesetzten Druckfeder ausgestattet war, die den Kolben im Ruhezustand hält beziehungsweise bei druckloser Steuerleitung in die Ausgangsposition drückt.In the preferred embodiment becomes the piston of the actuating cylinder hydraulic flow on both sides, the effective piston area on the cylinder head side is bigger than on the side where the piston rod protrudes from the piston. Thereby there is a reduction in the force moving the piston, what has proven to be advantageous in application tests. When trying an actuating cylinder used, with a compression spring placed on the piston rod was equipped, which keeps the piston at rest or presses to the starting position when the control line is depressurized.

Das vom Betätigungszylinder über dessen Kolbenstange zu öffnende Ventil kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung als Rückschlagventil ausgebildet sein, wobei zusätzlich ein zwischen Kolbenstange und Ventil wirksamer Zwischenkolben vorgesehen sein kann, um den Druckraum um das Ventil von dem Druckraum, in welchem die Kolbenstange einliegt, sicher abtrennen zu können.That from the actuating cylinder via its piston rod to be opened Valve can according to a training of the invention designed as a check valve be, in addition an intermediate piston is provided between the piston rod and the valve can be to the pressure space around the valve from the pressure space, in which the piston rod lies in, to be able to safely disconnect.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below of exemplary embodiments illustrated in the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Zeitglieds und 1 is a schematic representation of the timing element according to the invention and

2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Zeitglied, wie in 1 schematisch dargestellt, jedoch mit einem zusätzlichen Zwischenkolben vor dem Betätigungselement des Ventils. 2 a longitudinal section through a timing element according to the invention, as in 1 shown schematically, but with an additional intermediate piston in front of the actuating element of the valve.

1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Zeitglieds mit einem Betätigungszylinder 1, einem Ventil 2 und einer einstellbaren Drossel 3. Über einen Eingang 4 ist eine Hydraulikpumpe 5 an die Steuerleitung 6 des Zeitglieds angeschlossen, die einerseits über die Drossel 3 zum Betätigungszylinder 1 und andererseits zum Ventil 2 führt. Wird das Ventil 2 ge6ffnet, wird der Eingang 4 über die Steuerleitung 6 und über das Ventil 2 auf den Ausgang 7 durchgeschaltet. Am zusätzlich dargestellten Anschlusspunkt 8 liegt der gleiche Steuerdruck an, wie am Eingang 4, wenn die externe Hydraulikpumpe 5 einen entsprechenden Steuerdruck einspeist. 1 shows the basic structure of a timing element according to the invention with an actuating cylinder 1 , a valve 2 and an adjustable throttle 3 , Via an entrance 4 is a hydraulic pump 5 to the control line 6 of the timer connected on the one hand via the choke 3 to the actuating cylinder 1 and on the other hand to the valve 2 leads. Will the valve 2 the entrance is opened 4 via the control line 6 and about the valve 2 on the exit 7 connected through. At the additionally shown connection point 8th there is the same control pressure as at the inlet 4 when the external hydraulic pump 5 feeds a corresponding control pressure.

In 1 befindet sich der im Betätigungszylinder 1 einliegende Kolben 9 in seiner Ausgangsposition. Sobald die Hydraulikpumpe 5 Steuerdruck auf die Steuerleitung 6 gibt, fließt über die Drossel 3 ein reduzierter Volumenstrom in den links vom Kolben 9 angeordneten Betätigungsdruckraum 10. Gleichzeitig strömt über die Leitung 11 Hydrauliköl in den die Kolbenstange 12 umgebenden Gegendruckraum 13. Da die wirksame Fläche am Zylinderkopf 14 deutlich größer ist als die dem Gegendruckraum zugewandte Ringfläche 15, drückt die resultierende Kraft den Kolben 9 und damit auch die Kolbenstange 12 in Pfeilrichtung 16, bis dieser in seiner Endposition ein Betätigungselement 17 am Ventil 2 betätigt und dieses öffnet. Die Laufzeit, die der Kolben 9 benötigt, bis er aus der Ausgangsposition in die Endposition ausgelenkt ist, bestimmt die Zeitverzögerung des hydraulischen Zeitglieds. Durch eine entsprechende stärkere oder geringere Drosslung der verstellbaren Drossel 3 kann eine größere oder geringere Zeitverzögerung am Zeitglied eingestellt werden.In 1 is located in the actuating cylinder 1 inserted pistons 9 in its starting position. Once the hydraulic pump 5 Control pressure on the control line 6 there flows over the throttle 3 on reduced volume flow in the left of the piston 9 arranged actuation pressure space 10 , At the same time flows over the line 11 Hydraulic oil in the piston rod 12 surrounding back pressure chamber 13 , Because the effective area on the cylinder head 14 is significantly larger than the ring area facing the counter pressure chamber 15 , the resulting force pushes the piston 9 and with it the piston rod 12 in the direction of the arrow 16 until it is an actuating element in its end position 17 on the valve 2 pressed and this opens. The term that the piston 9 needed until it is deflected from the starting position to the end position, determines the time delay of the hydraulic timer. By a correspondingly greater or lesser throttling of the adjustable throttle 3 a greater or lesser time delay can be set on the timer.

Eine im Betätigungszylinder 1 einliegende und die Kolbenstange 13 umgebende Druckfeder 18 drückt den Kolben 9 in die dargestellte Ausgangsposition, so dass dieser auch aus der Endposition bei abfallendem Steuerdruck wieder in seine Ausgangsposition zurückkehrt.One in the actuating cylinder 1 insert and the piston rod 13 surrounding compression spring 18 pushes the piston 9 in the starting position shown, so that it also returns to its starting position from the end position when the control pressure drops.

Bei dem dargestellten Zeitglied kann an den Anschluss 8 ein erster Spannzylinder einer Spannvorrichtung angeschlossen werden, während an den Ausgang 7 ein zweiter Spannzylinder anschließbar ist, der dann bei Anlegen eines hydraulischen Steuerdrucks an den Eingang 4 zeitverzögert betätigt wird.The timer shown can be connected to the connection 8th a first clamping cylinder of a clamping device can be connected while at the output 7 a second clamping cylinder can be connected, which is then applied to the input when a hydraulic control pressure is applied 4 is operated with a time delay.

Bei dem in 2 dargestellten Längsschnitt sind die denen von 1 entsprechenden Komponenten mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Außerdem ist hier die Endposition 9' des Kolbens und die Endposition 12' der Kolbenstange angedeutet.At the in 2 shown longitudinal section are those of 1 corresponding components with the same reference numerals. In addition, here is the end position 9 ' of the piston and the end position 12 ' indicated the piston rod.

In 2 ist zwischen dem Ventil 2 und der Kolbenstange 12 ein Zwischenkolben 19 angeordnet, der eine hydraulische Entkopplung der Druckräume im Bereich des Ventils 2 einerseits und im Bereich des Betätigungszylinders 1 andererseits gewährleistet. Erreicht die Kolbenstange 12 ihre Endposition 12', wird der Zwischenkolber 19 geringfügig nach rechts verschoben und öffnet damit das Ventil 2.In 2 is between the valve 2 and the piston rod 12 an intermediate piston 19 arranged, the hydraulic decoupling of the pressure chambers in the area of the valve 2 on the one hand and in the area of the actuating cylinder 1 on the other hand, guaranteed. Reaches the piston rod 12 their final position 12 ' , becomes the intermediate piston 19 slightly shifted to the right and thus opens the valve 2 ,

In 2 sind die Anschlüsse 7 und 8 nicht dargestellt. Der Eingang 4 ist als Bohrung zur Steuerleitung 6 ausgeführt sein, während der Ausgang 7 als eine zum Druckraum 20 führende Bohrung ausgebildet sein kann.In 2 are the connections 7 and 8th not shown. The entrance 4 is as a hole to the control line 6 be executed during the exit 7 as one to the pressure room 20 leading bore can be formed.

Damit der Zwischenkolben 19 in der ihn umschließenden Bohrung dicht einliegt, besitzt er vorzugsweise eine umlaufende Dichtung 21, die in einer Ringnut 22 einliegt.So that the intermediate piston 19 in the bore surrounding it, it preferably has a circumferential seal 21 that are in an annular groove 22 rests.

Claims (7)

Hydraulisches Zeitglied zur zeitverzögerten Ansteuerung von Hydraulikkomponenten und zur Realisierung von Folgesteuerungen für die in einer hydraulischen Spannvonichtung enthaltenen Spannelemente, dadurch gekennzeichnet, dass im Zeitglied ein Betätigungszylinder (1) und im Abstand vom Betätigungszylinder (1) ein Betätigungselement (17) eines an eine Steuerleitung (6) angeschlossenen Ventils (2) angeordnet sind, und dass Kolbenstange (12) des Betätigungszylinders (1) über die extern hydraulisch ansteuerbare Steuerleitung (6) aus ihrer Ausgangsposition in eine das Ventil (2) öffnende Endposition auslenkbar ist, so dass auf Grund des Abstandes zwischen Betätigungszylinder (1) und Betätigungselement (17) und auf Grund der Laufzeit er Kolbenstange(12) das Ventil 2 zeitverzögert öffnet und den Eingang (4) der Steuerleitung (6) auf einen Ausgang (7) des Zeitglieds entsprechend zeitverzögert durchschaltet.Hydraulic timing element for the time-delayed control of hydraulic components and for the implementation of sequence controls for the tensioning elements contained in a hydraulic tensioning device, characterized in that an actuating cylinder ( 1 ) and at a distance from the actuating cylinder ( 1 ) an actuator ( 17 ) one to a control line ( 6 ) connected valve ( 2 ) are arranged, and that piston rod ( 12 ) of the actuating cylinder ( 1 ) via the externally hydraulically controllable control line ( 6 ) from their starting position into a valve ( 2 ) opening end position can be deflected, so that due to the distance between the actuating cylinder ( 1 ) and actuator ( 17 ) and due to the running time of the piston rod ( 12 ) the valve 2 opens with a time delay and the input ( 4 ) the control line ( 6 ) to an exit ( 7 ) of the timer switches through accordingly with a time delay. Zeitglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungszylinder (1) über eine den Volumenstrom reduzierende Drossel (3) an die hydraulische Steuerleitung (6) angeschlossen ist.Timing element according to claim 1, characterized in that the actuating cylinder ( 1 ) via a throttle reducing the volume flow ( 3 ) to the hydraulic control line ( 6 ) connected. Zeitglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselwirkung der Drossel (3) einstellbar ist.Timing element according to claim 2, characterized in that the throttling action of the throttle ( 3 ) is adjustable. Zeitglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (12) des Betätigungszylinders (1) den ihn umgebenden Zylinderraum in einen Betätigungsdruckraum (10) und einen Gegendruckraum (13) unterteilt, wobei an dessen Zylinderkopf (14) sich der zylindrische Betätigungsdruckraum (10) befindet und im Gegendruckraum (13) die Kolbenstange (12) einliegt, und dass der Gegendruckraum (13) an die hydraulische Steuerleitung (6) angeschlossen ist.Timing element according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 12 ) of the actuating cylinder ( 1 ) the cylinder space surrounding it into an actuation pressure space ( 10 ) and a counter pressure chamber ( 13 ) divided, with its cylinder head ( 14 ) the cylindrical actuation pressure space ( 10 ) and in the counter pressure chamber ( 13 ) the piston rod ( 12 ) and that the back pressure chamber ( 13 ) to the hydraulic control line ( 6 ) connected. Zeitlied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (2) ein Rückschlagventil ist.Zeitlied according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 2 ) is a check valve. Zeitglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kolbenstange (12) und den Betätigungselement (17) des Ventils (2) ein Zwischenkolben (19) in einer koaxial zur Kolbenstange (12) angeordneten Bohrung axial beweglich mit wenigstens einer umlaufenden Dichtung (21) einliegt.Timing element according to one of the preceding claims, characterized in that between the piston rod ( 12 ) and the actuator ( 17 ) of the valve ( 2 ) an intermediate piston ( 19 ) in a coaxial to the piston rod ( 12 ) arranged bore axially movable with at least one circumferential seal ( 21 ). Zeitglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (9) des Betätigungszylinders (1) gegen die Kraft einer Druckfeder (18) oder eines anderen Federelements aus seiner Ausgangsposition hydraulisch auslenkbar ist.Timing element according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 9 ) of the actuating cylinder ( 1 ) against the force of a compression spring ( 18 ) or another spring element can be hydraulically deflected from its starting position.
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