DE10361362B4

DE10361362B4 - Doppelt wirkendes hydraulisches Stellglied

Info

Publication number: DE10361362B4
Application number: DE10361362A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Fujisawa Kimura
Original assignee: OGURA EBINA KK; Ogura KK
Current assignee: OGURA EBINA KK; Ogura KK
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2003-12-29
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2023-12-30
Also published as: JP3902766B2; KR100537154B1; KR20040063801A; SE0303524D0; DE10361362A1; TWI259112B; TW200418589A; SE525756C2; SE0303524L; JP2004211828A

Abstract

Doppelt wirkendes hydraulisches Stellglied (1), beinhaltend ein Gehäuse (2), das durch eine vertikale Wand (4) in einen Arbeitsfluidtank (5) und einen Zylinder unterteilt ist und mit Zufuhrdurchgängen (15, 16) und einem Rückführdurchgang (17) versehen ist, eine hydraulische Pumpe (6), welche in dem Gehäuse (2) angeordnet ist, um ein Arbeitsfluid, das in dem Arbeitsfluidtank (5) enthalten ist, in den Zylinder unter Druck zu beaufschlagen, einen Elektromotor (3), der an dem Gehäuse (2) festgelegt ist, um die hydraulische Pumpe (6) anzutreiben, einen Kolben (10), der axial gleitbar in den Zylinder eingepaßt ist und das Innere des Zylinders in eine rückwärtige Arbeitskammer (13), in welche einer der Zufuhrdurchgänge (16) mündet, und eine vordere Arbeitskammer (12) unterteilt, in welche der Rückführdurchgang (17) mündet, und eine Kolbenstange (11), die mit dem Kolben (10) verbunden ist, und ein vorderes Teil aufweist, das nach außen von dem Gehäuse (2) vorragt, wobei das doppelt wirkende hydraulische Stellglied...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Stellglied, das eine Kolbenstange aufweist, und ein Werkzeug, das an das freie Ende der Kolbenstange festgelegt ist und fähig ist, als eine Schneidvorrichtung, eine Stanzvorrichtung oder dgl. verwendet zu werden. Spezifischer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein doppelt wirkendes, hydraulisches Stellglied, das eine Kolbenstange aufweist und fähig ist, sicher die Kolbenstange für einen Rückkehrhub zu führen.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine bekannte Stanzvorrichtung beinhaltet ein hydraulisches Betätigungs- bzw. Stellglied, das mit einer Kolbenstange versehen ist, und einen Stempel, der an das freie Ende der Kolbenstange festgelegt ist. Das hydraulisches Stellglied umfaßt ein Gehäuse, das durch eine vertikale Wand in einen Fluidtank und einen Zylinder unterteilt ist; eine hydraulische Pumpe, die in dem Gehäuse angeordnet ist, um ein hydraulisches Fluid, das in dem Fluidtank enthalten ist, in den Zylinder unter Druck einzupressen bzw. zu beaufschlagen; einen Kolben, der axial gleitbar in den Zylinder eingepaßt ist; und eine Kolbenstange, die ein Endteil mit dem Kolben verbunden und das andere Endteil nach außen von dem Gehäuse vorragend aufweist. Das Gehäuse bzw. die Ummantelung ist mit einem Arbeitsfluid-Zufuhrdurchgang bzw. -durchtritt, der den Fluidtank des Gehäuses und ein rückwärtiges Teil des Zylinders verbindet, das sich hinter den Kolben erstreckt, und einem Rückführdurchgang versehen, der den Zylinder und ein vorderes Teil des Zylinders verbindet, das sich vor dem Kolben erstreckt. Dieses bekannte hydraulische Stellglied muß die Kolbenstange für eine Bearbeitungsarbeit vortreiben bzw. nach vorne bewegen und die Kolbenstange in ihre ursprüngliche Position nach Endigung der Bearbeitungsarbeit zurückziehen. Üblicherweise wird die Kolbenstange für eine Rückhol- bzw. Rückkehrbewegung durch eine Rückhol- bzw. Rückkehrfeder, die in dem Gehäuse angeordnet ist, bewegt. In einigen Fällen gibt es eine Schwierigkeit beim Zurückführen der Kolbenstange in ihre ursprüngliche Position durch die Rückkehrfeder, wenn eine hohe Kraft erforderlich ist, um die Kolbenstange in ihre ursprüngliche Position zurückzuführen.
Die Kolbenstange des hydraulischen Stellglieds hält einen Stempel, um das hydraulische Stellglied als eine Stanzvorrichtung zum Stanzen eines Lochs in ein Stahlblatt bzw. -blech zu verwenden. Wenn das Stahlblech dick ist oder wenn eine Stanz- bzw. Stempelanordnung so ausgebildet ist, daß das Spiel bzw. der Freiraum zwischen dem Stempel und einem gestanzten Loch klein gemacht ist, um ein Loch genauer zu stanzen, übt das Stahlblech einen hohen Reibungswiderstand auf den Stempel, der durch das Stahlblech hindurchdringt, gegen den Rückkehrhub der Kolbenstange aus und in einigen Fälle kann die Kolbenstange nicht in ihre ursprüngliche Position nur durch die Rückstellfähigkeit bzw. Elastizität einer Rückkehrfeder zurückgeführt werden. Eine Technik, die zuvor vorgeschlagen wurde, um die Kolbenstange in ihre ursprüngliche Position zurückzuführen, umgibt die Kolbenstange durch ein elastisches Glied, wie ein Urethangummirohr, wenn eine hohe Rückkehrkraft für ein Rückführen bzw. Rückholen der Kolbenstange in ihre ursprüngliche Position erforderlich ist. Das elastische Glied wird elastisch komprimiert, wenn sich die Kolbenstange nach vorne bewegt, und die elastische Rückstellfähigkeit des komprimierten, elastischen Glieds wird für ein Extrahieren bzw. Entfernen des Stempels aus dem gestanzten Loch verwendet. Die elastische Rückstellfähigkeit des komprimierten elastischen Glieds ist jedoch nicht groß genug, um eine ausreichende elastische Rückstellkraft auf die Kolbenstange auszuüben und das elastische Glied behindert die Stanzarbeit.

Ein doppelt wirkendes, hydraulisches Stellglied, das in der JP-A 5-187415 vorgeschlagen ist, ist mit einer Kolbenstange versehen, welche durch ein Arbeitsfluid gezwungen ist, sich für einen Rückkehrhub zu bewegen. In diesem vorher vorgeschlagenen, doppelt wirkenden, hydraulischen Betätigungs- bzw. Stellglied mißt ein Positionswandler die Position der Kolbenstange und sendet ein Positionssignal, das die Position der Kolbenstange darstellt bzw. repräsentiert, zu automatischen Durchlaßauswahlmitteln, die automatischen Auswahlmittel arbeiten automatisch gemäß dem Positionssignal, um Pumpmittel von einem Zufuhrdurchgang bzw. -durchtritt zu lösen bzw. zu trennen und dieselben mit einem Rückführdurchgang zu verbinden, und dadurch wird die Kolbenstange zwangsweise durch den Druck des Arbeitsfluids in ihre bzw. zu ihrer ursprüngliche(n) Position zurückgeführt.

Die in JP-A 5-187415 geoffenbarte Erfindung verwendet einen Positionsabtast- bzw. -erfassungsmechanismus unter Verwendung von elektrischen Teilen, beinhaltend einen Begrenzungsschalter, ein Solenoid bzw. Magnetventil und ein Steuer- bzw. Regelrelais zum Aussenden und Empfangen von Positionssignalen. Dieser Positionsabtastmechanismus hat eine komplizierte Konfiguration und ist anfällig für eine Fehlfunktion. Es ist möglich, daß der Begrenzungsschalter zu einer Fehlfunktion durch Stöße veranlaßt wird, welche beim Stanzen eines Lochs in einem harten Werkstück erzeugt werden können. Der Positionsabtastmechanismus, der verschiedene elektrische Teile verwendet, ist auch teuer.

Die DE 1 435 270 C3 bezieht sich auf eine hydraulische Schwenkarmstanze zum Ausstanzen von Leder, Textilien oder dergleichen mit einem beidseitig in Druckflüssigkeit aufschlagbaren Antriebskolben für den Stanz- bzw. Rückhub des Schwenkarms, wobei der Antriebskolben eine von einer Rückhubseite zu einem druckfreien Raum führende Axialbohrung aufweist, die während des Stanzens durch ein in Schließrichtung fehlerbelastetes, stirnseitig gegen eine ebene Fläche dichtendes Ventil verschiebbar ist, welches beim Rückhub kurz vor Erreichen der Leerlaufstellung des Schwenkarms derart von einem höhenverstellbaren Anschlag erfaßbar ist, daß es die Axialbohrung öffnet.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein doppelt wirkendes hydraulisches Stellglied vorzusehen, welches mit einem einfachen Stangen-Rückkehrmechanismus versehen ist und das fähig ist, zuverlässig zu arbeiten und mit geringen Kosten hergestellt zu werden.

Diese Aufgabe wird durch ein doppelt wirkendes hydraulisches Stellglied mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine bevorzugte Ausführungsform ist Gegenstand des Unteranspruchs.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt das doppelt wirkende Stellglied ein Gehäuse, das durch eine vertikale Wand in einen Arbeitsfluidtank und einen Zylinder unterteilt ist und mit einem Zufuhrdurchgang bzw. -durchtritt und einem Rückführdurchgang versehen ist, eine hydraulische Pumpe, welche in dem Gehäuse angeordnet ist, um ein Arbeitsfluid, das in dem Arbeitsfluidtank enthalten ist, in den Zylinder unter Druck zu beaufschlagen, einen Elektromotor, der an dem Gehäuse festgelegt ist, um die hydraulische bzw. Hydraulikpumpe anzutreiben, einen Kolben, der axial gleitbar in den Zylinder eingepaßt ist und das Innere des Zylinders in eine rückwärtige Arbeitskammer, in welche der Zufuhrdurchgang mündet, und eine vordere Arbeitskammer unterteilt, in welche der Rückführdurchgang mündet, und eine Kolbenstange, die ein Basis- bzw. Grundteil, das mit dem Kolben verbunden ist, und ein vorderes Teil aufweist, das nach außen von dem Gehäuse vorragt: eine Führungsstange, die von der vertikalen Wand zu dem Zylinder vorragt, und mit einem Ventilsitz an ihrem vorderen Ende versehen ist, und ein axiales Ventilführungsloch; und ein Spulen-Freigabeventil, das einen Ventilschaft, welcher axial gleitbar in das Ventilführungsloch eingesetzt ist, und in seinem rückwärtigen Teil mit einem vorderen, gerillten Teil und einem rückwärtigen, gerillten Teil versehen ist, das um einen vorbestimmten Abstand von dem vorderen, gerillten Teil beabstandet ist, und ein Ventilelement aufweist, das an einem vorderen Teil des Ventilschafts festgelegt ist und fähig ist, auf dem Ventilsitz der Führungsstange eingesetzt bzw. angeordnet zu sein; wobei der Zufuhrdurchgang aus einem ersten Zufuhrdurchgang, der ein Ende mit der Hydraulikpumpe in Wechselwirkung bzw. Verbindung aufweist und dessen anderes Ende in das Ventilführungsloch mündet, und einem zweiten Zufuhrdurchgang besteht, der ein Ende mit der rückwärtigen Arbeitskammer hinter dem Kolben in Verbindung und das andere Ende in das Ventilführungsloch mündend aufweist; ein kleiner Raum durch die vertikale Wand umgeben ist und ein Lager, das die Welle des Elektromotors abstützt, zwischen dem Rückführdurchgang und dem Arbeitsfluidtank ausgebildet ist; der Rückführdurchgang ein Ende in die vordere Arbeitskammer vor dem Kolben mündend und das andere Ende in das Ventilführungsloch mündend aufweist; das vordere gerillte Teil verwendet ist, um den ersten und zweiten Zufuhrdurchgang zu verbinden und um den ersten Zufuhrdurchgang von dem zweiten Zufuhrdurchgang zu lösen bzw. zu trennen, und das rückwärtige gerillte Teil verwendet ist, um den ersten Zufuhrdurchgang und den Rückführdurchgang zu verbinden, den ersten Zufuhrdurchgang von dem Rückführdurchgang zu trennen, den Rückführdurchgang und den kleinen Raum zu verbinden und den Rückführdurchgang von dem kleinen Raum zu trennen.

In dem doppelt wirkenden, hydraulischen Stellglied gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß jedes des vorderen und rückwärtigen, gerillten Teils mit einer ringförmigen Nut bzw. Rille einer vorbestimmten Breite derart versehen ist, daß der Rückführdurchgang mit dem Arbeitsfluidtank mittels der ringförmigen Nut des rückwärtigen gerillten Teils kommuniziert bzw. in Verbindung steht, wenn die entsprechenden offenen Enden des ersten und zweiten Zufuhrdurchgangs mit der ringförmigen Nut des vorderen, gerillten Teils übereinstimmen, und der zweite Zufuhrdurchgang von dem ersten Zufuhrdurchgang getrennt ist, und der Rückführdurchgang von dem kleinen Raum getrennt ist, wenn die entsprechenden offenen Enden des ersten Zufuhrdurchgangs und des Rückführdurchgangs mit der ringförmigen Nut des rückwärtigen gerillten Teils übereinstimmen bzw. dieser entsprechen.

In dem doppelt wirkenden, hydraulischen Stellglied gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß der Ventilstößel bzw. -schaft ein rückwärtiges Teil aufweist, das in den kleinen Raum vorragt, und im Inneren mit einem axialen Rückführdurchgang versehen ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, die im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen getätigt wird, offensichtlicher werden, in welchen:

1 eine Längsschnittansicht eines doppelt wirkenden, hydraulischen Stellglieds in einer bevorzugten Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

2 eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teils des doppelt wirkenden, hydraulischen Stellglieds ist, das in 1 gezeigt ist;

3 eine vergrößerte Schnittansicht analog bzw. ähnlich zu 2 ist, die ein Spulen-Freigabeventil in einem Zustand unmittelbar vor einem Rückhol- bzw. Rückkehrvorgang zeigt;

4 eine vergrößerte Schnittansicht ähnlich zu 2 ist, die das Spulen-Freigabeventil in einem Zustand am Beginn des Rückkehrvorgangs zeigt; und

5 eine Längsschnittansicht ähnlich zu 1 des doppelt wirkenden, hydraulischen Stellglieds in einem Zustand am Beginn des Rückkehrvorgangs ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSBILDUNGEN

Bezugnehmend auf 1, die ein doppelt wirkendes, hydraulisches Stellglied bzw. Betätigungselement in einer bevorzugten Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, ist ein Elektromotor 3 mit einem rückwärtigen Ende eines Gehäuses 2 verbunden. Das Gehäuse 2 hat ein Pumpengehäuse 7, das einen Arbeitsfluidtank 5 definiert und ein rückwärtiges Ende mit dem Elektromotor 3 verbunden aufweist, eine vertikale Wand 4, die mit dem vorderen Ende des Pumpengehäuses 7 verbunden ist, ein zylindrisches bzw. Zylindergehäuse 8, das mit dem vorderen Ende der vertikalen Wand 4 verbunden ist und eine Zylinderkammer definiert, und eine Klaue 9 zum Halten eines Werkzeugs und die einstückig mit dem Zylindergehäuse 8 so ausgebildet ist, um sich unter dem Zylindergehäuse 8 zu erstrecken. Eine hydraulisches Pumpe 6 ist in dem Pumpengehäuse 7 angeordnet.

Ein Kolben 10 ist axial gleitbar in das Zylindergehäuse 8 eingepaßt. Die Zylinderkammer ist eine vordere Arbeitskammer 12 auf der linken Seite, wie in 1 gesehen, und eine rückwärtige Arbeitskammer 13 auf der rechten Seite, wie in 1 gesehen, durch den Kolben 10 unterteilt. Eine Kolbenstange 11 weist ein Basis- bzw. Grundteil, welches mit dem Kolben 10 verbunden ist, und ein vorderes Teil auf, das nach vorne von dem Gehäuse 2 durch das vordere Ende des Zylindergehäuses 8 vorragt.

Die hydraulische Pumpe 6 ist von einer bekannten Art, umfassend bzw. beinhaltend beispielsweise einen Nockenmechanismus 14, der durch die Welle 3a des Elektromotors 3 zum Hin- und Herbewegen eines Stempels bzw. Tauchkolbens bzw. Plungers angetrieben ist, um ein Arbeitsfluid, das in dem Arbeitsfluidtank 5 enthalten ist, unter Druck zu setzen bzw. zu komprimieren. Das Gehäuse 2 ist mit einem Zufuhrdurchgang bzw. -durchtritt zum Zuführen des Arbeitsfluids, das durch die Hydraulikpumpe 6 beaufschlagt bzw. unter Druck gesetzt ist, in die rückwärtige Arbeitskammer 13 und einem Rückführdurchgang zum Zurückführen des Arbeitsfluids von der vorderen Arbeitskammer 12 in den Arbeitsfluidtank 5 versehen. Der Zufuhrdurchgang ist in einen ersten Zufuhrdurchgang 15, der mit der hydraulischen Pumpe 6 verbunden ist, und einen zweiten Zufuhrdurchgang 16 unterteilt, der mit der rückwärtigen Arbeitskammer 13 verbunden ist. Ein kleiner Raum 19, der durch die rückwärtige Oberfläche der vertikalen Wand 4 und ein Lager 3b umgeben ist, das die Welle 3a des Elektromotors 3 abstützt, ist zwischen dem Rückkehrdurchgang 17 und dem Arbeitsfluidtank 5 ausgebildet.

Bezugnehmend auf 2 ist ein axiales, mit Boden versehendes Loch bzw. Sackloch 18 in dem Kolben 10 und einem rückwärtigen Teil der Kolbenstange 11 ausgebildet. Eine Ventilführungsstange 20 ragt in das Loch 18 von der vertikalen Wand 4 vor. Die Ventilführungsstange 20 ist mit einem axialen Führungsloch bzw. Ventilführungsloch 21 versehen. Das Führungsloch 21 erstreckt sich durch die Ventilführungsstange 20. Ein Spulen-Löse- bzw. -Freigabeventil 23 ist axial gleitbar in das Führungsloch 21 eingepaßt. Das Spulen-Freigabeventil 23 hat einen hohlen Ventilstößel bzw. -schaft 24 und ein Ventilelement 25, das an das Vorderende des Ventilschafts 24 so festgelegt ist, um auf einem Ventilsitz 22, der an dem vorderen Ende der Ventilführungsstange 20 ausgebildet ist, aufzuruhen bzw. zu sitzen. Die Länge des Ventilschafts 24 ist so ausgebildet, daß der Ventilschaft 24 nach rückwärts von der vertikalen Wand 4 in den kleinen Raum 19 vorragt. Ein rückwärtiges Teil des Ventilstößels 24 hat ein vorderes, gerilltes Teil, das mit einer vorderen, ringförmigen Rille bzw. Nut 26 versehen ist, und ein rückwärtiges, gerilltes Teil, das mit einer rückwärtigen, ringförmigen Nut 27 versehen ist. Die vordere, ringförmige Nut 26 und die rückwärtige, ringförmige Nut 27 sind um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet. Die vordere, ringförmige Nut 26 verbindet den ersten Zufuhrdurchgang 15 und den zweiten Zufuhrdurchgang 16 oder löst bzw. trennt den ersten Zufuhrdurchgang 15 von dem zweiten Zufuhrdurchgang 16, und die rückwärtige, ringförmige Nut 27 verbindet den ersten Zufuhrdurchgang 15 und den Rückführdurchgang 17 oder löst den ersten Zufuhrdurchgang 15 von dem Rückführdurchgang 17, verbindet den Rückführdurchgang 17 und den kleinen Raum 19 oder löst den Rückführdurchgang 17 von dem kleinen Raum 19. Eine Fase bzw. Erhebung 26a erstreckt sich zwischen der vorderen, ringförmigen Nut 26 und der rückwärtigen, ringförmigen Nut 27. Eine Fase bzw. Erhebung 27a erstreckt sich hinter der ringförmigen Nut 27.

In einem in 2 gezeigten Zustand fallen die entsprechenden offenen Enden 15a und 16a des ersten Zufuhrdurchgangs 15 und des zweiten Zufuhrdurchgangs 16 mit der vorderen, ringförmigen Nut 26 des vorderen, gerillten Teils zusammen, und der Rückführdurchgang 17 kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit dem kleinen Raum 19 mittels der rückwärtigen, ringförmigen Nut 27 des rückwärtigen, gerillten Teils. In einem in 4 gezeigten Zustand fallen die entsprechenden, offenen Enden 15a und 17a des ersten Zufuhrdurchgangs 15 und des Rückführdurchgangs 17 mit der ringförmigen Nut 27 des rückwärtigen, gerillten Teils zusammen und die Fase 26a des Ventilschafts 24 löst den zweiten Zufuhrdurchgang 16 von dem ersten Zufuhrdurchgang 15 und die Fase 27a des Ventilstößels 24 löst bzw. trennt den Rückführdurchgang 17 von dem kleinen Raum 19. In einem in 3 gezeigten Zustand, wo sich der Ventilstößel 24 in einer mittleren Position zwischen den Positionen derselben befindet, die jeweils in 2 bzw. 4 gezeigt sind, trennt die Fase 26a den ersten Zufuhrdurchgang 15 von dem zweiten Zufuhrdurchgang 16 und der ersten Zufuhrdurchgang 15 steht mit dem kleinen Raum 19 mittels der rückwärtigen, ringförmigen Nut 27 in Verbindung bzw. Wechselwirkung.

Der Ventilstößel 24 ragt in den kleinen Raum 19 vor. Ein Anschlag 29 ist an das rückwärtige Endteil des Ventilstößels 24 in dem kleinen Raum 19 angelenkt bzw. festgelegt. Die axiale Bohrung des hohlen Ventilstößels 24 dient als ein Rückführdurchgang 28. Eine Rückhol- bzw. Rückkehrfeder 30 ist um das Ventilelement 25 des Spulen-Freigabeventils 23 gewickelt, um das Ventilelement 25 eine Freigabeaktion durchführen zu lassen. Eine Feder 31 ist in einem ringförmigen Raum zwischen der Führungsstange 20 und dem Ventilstößel 24 angeordnet. Die Feder 31 hat ein Ende in Kontakt mit dem Boden der ringförmigen Nut und das andere Ende in Kontakt mit dem Ventilelement 25.

Eine Rückkehrfeder 32 ist in der vorderen Arbeitskammer 12 des Zylindergehäuses 18 so angeordnet, um den Kolben 10 nach rückwärts zu drücken. Ein Stempel 33 ist an das vordere Ende der Kolbenstange 11 festgelegt. Die Klaue 9 hält einen Stempel 34 entsprechend dem Stempel bzw. der Stanze 33 gegenüberliegend der Stanze 33.

Ein Handgriff 35 wird betätigt, um den zweiten Zufuhrdurchgang 16 mit einem Rückführdurchgang, nicht gezeigt, zu verbinden, der mit dem Arbeitsfluidtank 5 verbunden ist. Der Handgriff 35 wird betätigt, wenn die Kolbenstange 11, welche sich für eine Bearbeitungsarbeit nach vorne bewegt, gestoppt werden muß und in ihre ursprüngliche Position zurückgeführt werden muß. Ein elastischer Beutel 36 ändert seine Form gemäß der Menge des Arbeitsfluids in der vorderen Arbeitskammer 12.

Der Betrieb des doppelt wirkenden, hydraulischen Stellglieds 1, das so konstruiert ist, wird beschrieben. Die Kolbenstange 11 und das Spulen-Freigabeventil 23 sind in in 1 und 2 gezeigten Position gehalten, bevor das doppelt wirkende, hydraulische Stellglied 1 seine Arbeit startet; d.h. das Ventilelement 25 des Spulen-Freigabeventils 23 ist auf dem Ventilsitz 22 durch die Kolbenstange 11 angeordnet gehalten. In diesem Zustand fallen die entsprechenden offenen Enden 15a und 16a des ersten Zufuhrdurchgangs 15 und des zweiten Zufuhrdurchgangs 16 mit der ersten ringförmigen Nut 26 zusammen und somit sind der erste Zufuhrdurchgang 15 und der zweite Zufuhrdurchgang 16 verbunden. Ein Teil der rückwärtigen, ringförmigen Nut 27 öffnet bzw. mündet in den kleinen Raum 19 und der Rest der rückwärtigen, ringförmigen Nut 27 entspricht dem offenen Ende 17a des Rückführdurchgangs 17, um den Rückführdurchgang 17 mit dem kleinen Raum 19 zu verbinden.

Dann wird der Elektromotor 3 betätigt, um die hydraulische Pumpe 6 anzutreiben. Folglich wird das in dem Arbeitsfluidtank 5 enthaltene Arbeitsfluid unter Druck gesetzt. Das unter Druck gesetzte Arbeitsfluid fließt in den Richtungen der Pfeile durch den ersten Zufuhrdurchgang 15 und das offene Ende 15a in die vordere, ringförmige Nut 26. Das Arbeitsfluid fließt bzw. strömt weiter von der vorderen, ringförmigen Nut 26 durch den zweiten Zufuhrdurchgang 16 in die rückwärtige Arbeitskammer 13. Folglich bewegt sich der Kolben 10 gemeinsam mit der Kolbenstange 11 nach vorwärts, um ein Loch in ein Stahlblatt bzw. -blech oder dgl. zu stanzen, das in einem Raum zwischen der Stanze 33 und dem Stempel 34 angeordnet ist.

Das Loch 18 des Kolbens 10 wird mit dem unter Druck gesetzten Arbeitsfluid gefüllt, während sich der Kolben 10 und die Kolbenstange 11 nach vorwärts bewegen. Daher verbleibt das Ventilelement 25 auf dem Ventilsitz 22 angeordnet, um das Spulen-Freigabeventil 23 an der in 1 und 2 gezeigten Position zu halten. Wenn sich der Kolben 10 und die Kolbenstange 11 weiter nach vorne bewegen, gelangt eine Endplatte 37, die an das rückwärtige Ende des Kolbens 10 festgelegt ist, in Kontakt mit der Rückkehrfeder 30 und komprimiert die Rückhol- bzw. Rückkehrfeder 30. Folglich wird das Ventilelement 25 von dem Ventilsitz 22 durch die Rückstellfähigkeit der komprimierten Rückkehrfeder 30 getrennt.

Dann wird der Ventilstößel bzw. -schaft 24 nach vorwärts, d.h. nach links, wie dies in 1 und 2 gesehen wird, durch die Feder 31 zu einer freien Position bewegt, die in 3 gezeigt ist, wo der Ventilstößel 24 nicht irgendeinem externen Druck unterworfen ist. In diesem Zustand öffnet bzw. mündet das offene Ende 15a des ersten Zufuhrdurchgangs in die rückwärtige, ringförmige Nut 27, und die rückwärtige, ringförmige Nut 27 öffnet in den kleinen Raum 19, der mit dem Arbeitsfluidtank 5 mittels des Lagers 3b kommuniziert bzw. in Verbindung steht. So fließt bzw. strömt das Arbeitsfluid, welches durch den ersten Zufuhrdurchgang 15 fließt, in den Richtungen der Pfeile und kehrt durch die rückwärtige, ringförmige Nut 27 und den kleinen Raum 19 in den Arbeitsfluidtank 5 zurück. Das Arbeitsfluid fließt von der rückwärtigen Arbeitskammer 13 durch den offenen Rückführdurchgang 28 in den kleinen Raum 19. Folglich stoppt die Kolbenstange 11 ihre Vorwärtsbewegung.

Wenn die hydraulische Pumpe 6 in diesem Zustand kontinuierlich betätigt wird, fließt das unter Druck stehende Arbeitsfluid in den kleinen Raum 19. Da der kleine Raum 19 durch die vertikale Wand 4 und das Lager 3b umgeben ist, fließt das Arbeitsfluid in unvermeidbarer Weise durch Spalte zwischen den Kugeln und dem Rückhalteelement des Lagers 3b. Jedoch sind die Spalte in dem Lager 3b sehr klein, so daß der Druck des Arbeitsfluids in dem kleinen Raum 19 für eine kurze Zeit ansteigt.

Das Spulen-Freigabeventil 23 wird in einem derartigen, freien Zustand weiter vorgetrieben bzw. nach vorne bewegt, d.h. es wird nach links, wie dies in 1 und 2 gesehen wird, zu einer Position bewegt, die in 4 gezeigt ist, wo die Fase 27a die rückwärtige, ringförmige Nut 27 von dem kleinen Raum 19 trennt. Wenn der Ventilstößel 24 zu der in 4 gezeigten Position bewegt wird, fließt das Arbeitsfluid von dem ersten Zufuhrdurchgang 15 durch die rückwärtige, ringförmige Nut 27 in den Rückführdurchgang 17. Dann fließt, wie dies in 5 gezeigt ist, das unter Druck stehende Arbeitsfluid in die vordere Arbeitskammer 12. Folglich wird der Kolben 10 nach rückwärts bewegt, d.h. nach rechts, wie dies in 5 gesehen wird, durch das unter Druck stehende Arbeitsfluid bewegt. So wird der Kolben 10 sicher nach rückwärts sowohl durch den hydraulischen Druck des Arbeitsfluids als auch die Rückstellfähigkeit bzw. Elastizität bzw. Federkraft der Rückkehrfeder 32 zurückgeführt.

Wenn der Kolben 10 und die Kolbenstange 11 so zu ihren ursprünglichen Positionen zurückgeführt wurden, die in 1 gezeigt sind, drückt die Kolbenstange 11 das Ventilelement 25, damit das Ventilelement 25 auf dem Ventilsitz 22 aufruht. Folglich wird der Ventilstößel 24 des Spulen-Freigabeventils 23 nach rückwärts bewegt, das offene Ende 15a des ersten Zufuhrdurchgangs 15 wird von der rückwärtigen, ringförmigen Nut 27 getrennt und der erste Zufuhrdurchgang 15 kommuniziert mit dem zweiten Zufuhrdurchgang 16 mittels der vorderen ringförmigen Nut 26.

In der normalen Bearbeitungsbetätigung wird der Elektromotor 3 nach bzw. bei der Durchdringung des Stempels bzw. der Stanze 33 durch das Stahlblatt ausgeschaltet, um ein Zuführen des unter Druck stehenden Arbeitsfluids in die rückwärtige Arbeitskammer 13 zu unterbrechen. Die Rückstellfähigkeit der Rückkehrfeder 32 ist hoch genug, um den Kolben 10 für einen Rückkehrhub zu bewegen. Wenn der Handgriff 35 betätigt wird, um das unter Druck stehende Arbeitsfluid in den Arbeitsfluidtank 5 zurückzuführen, bevor das Be- bzw. Verarbeitungsverfahren vervollständigt bzw. abgeschlossen ist, wird das Ventilelement 25 von dem Ventilsitz 22 getrennt und das Spulen-Freigabeventil 23 bewegt sich vorwärts. Folglich fließt das unter Druck stehende Arbeitsfluid in die vordere Arbeitskammer 12, um den Kolben 10 zur Rückkehr zu seiner ursprünglichen Position zu zwingen bzw. zu beaufschlagen.

Wie dies aus der vorhergehenden Beschreibung offensichtlich ist, steuert bzw. regelt in dem doppelt wirkenden, hydraulischen Stellglied gemäß der vorliegenden Erfindung das Spulen-Freigabeventil den hydraulischen Kreislauf automatisch, so daß das unter Druck stehende Arbeitsfluid in die vordere Arbeitskammer fließt, um die Kolbenstange zum Zurückkehren zu ihrer ursprünglichen Position zu zwingen, und dadurch kann die Kolbenstange sicher in ihre ursprüngliche Position zurückgeführt werden.

Da der hydraulische Kreis durch die Betätigung einer Änderung in dem Gleichgewicht von Drücken gesteuert bzw. geregelt ist, die in dem Gehäuse vorherrschen, die durch die Bewegung des Spulen-Freigabeventils bewirkt sind, sind keine komplizierten, elektrischen Teile notwendig. Somit ist das doppelt wirkende, hydraulische Stellglied einfach in der Konstruktion, kann mit niedrigen Kosten hergestellt werden und wird keine Fehlfunktion zeigen, selbst wenn Stöße darauf aufgebracht werden.

Obwohl das doppelt wirkende, hydraulische Stellglied, das die vorliegende Erfindung verkörpert, als auf eine Stanzvorrichtung angewendet beschrieben wurde, kann das doppelt wirkende, hydraulische Stellglied auf eine Schneidvorrichtung unter Verwendung von Schneidklingen und auf eine Biegevorrichtung unter Verwendung eines Biegearms angewandt werden.

Claims

Doppelt wirkendes hydraulisches Stellglied (1), beinhaltend ein Gehäuse (2), das durch eine vertikale Wand (4) in einen Arbeitsfluidtank (5) und einen Zylinder unterteilt ist und mit Zufuhrdurchgängen (15, 16) und einem Rückführdurchgang (17) versehen ist, eine hydraulische Pumpe (6), welche in dem Gehäuse (2) angeordnet ist, um ein Arbeitsfluid, das in dem Arbeitsfluidtank (5) enthalten ist, in den Zylinder unter Druck zu beaufschlagen, einen Elektromotor (3), der an dem Gehäuse (2) festgelegt ist, um die hydraulische Pumpe (6) anzutreiben, einen Kolben (10), der axial gleitbar in den Zylinder eingepaßt ist und das Innere des Zylinders in eine rückwärtige Arbeitskammer (13), in welche einer der Zufuhrdurchgänge (16) mündet, und eine vordere Arbeitskammer (12) unterteilt, in welche der Rückführdurchgang (17) mündet, und eine Kolbenstange (11), die mit dem Kolben (10) verbunden ist, und ein vorderes Teil aufweist, das nach außen von dem Gehäuse (2) vorragt, wobei das doppelt wirkende hydraulische Stellglied (1) umfaßt: eine Ventilführungsstange (20), die von der vertikalen Wand (4) in den Zylinder vorragt, mit einem Ventilsitz (22) an ihrem vorderen Ende versehen ist, und ein axiales Ventilführungsloch (21) aufweist; und ein Freigabeventil (23), das einen Ventilschaft (24) aufweist, welcher axial gleitbar in das Ventilführungsloch (21) eingepaßt ist, und in seinem rückwärtigen Teil mit einer vorderen, ringförmigen Nut (26) und einer rückwärtigen, ringförmigen Nut (27) versehen ist, das um einen vorbestimmten Abstand von der vorderen, ringförmigen Nut beabstandet ist, und ein Ventilelement (25) aufweist, das an einem vorderen Teil des Ventilschafts (24) festgelegt ist und fähig ist, auf dem Ventilsitz (22) der Ventilführungsstange (20) eingesetzt zu sein; wobei die Zufuhrdurchgänge (15, 16) aus einem ersten Zufuhrdurchgang (15), dessen eines Ende mit der hydraulischen Pumpe (6) in Verbindung steht, und dessen anderes Ende (15a) in das Ventilführungsloch (21) mündet, und einem zweiten Zufuhrdurchgang (16) bestehen, dessen eines Ende mit der rückwärtigen Arbeitskammer (13) in Verbindung und dessen anderes Ende in das Ventilführungsloch (21) mündet; ein kleiner Raum (19) durch die vertikale Wand (4) umgeben ist und ein Lager (3b), das die Welle (3a) des Elektromotors (3) abstützt, zwischen dem Rückführdurchgang (17) und dem Arbeitsfluidtank (5) ausgebildet ist; ein Ende des Rückführdurchgangs (17) in die vordere Arbeitskammer (12), und das andere Ende in das Ventilführungsloch (21) mündet; die vordere ringförmige Nut (26) dazu bestimmt ist, um den ersten und zweiten Zufuhrdurchgang (15, 16) zu verbinden oder um den ersten Zufuhrdurchgang (15) von dem zweiten Zufuhrdurchgang (16) zu trennen, und die rückwärtige ringförmige Nut (27) dazu bestimmt ist, um den ersten Zufuhrdurchgang (15) und den Rückführdurchgang (17) zu verbinden, den ersten Zufuhrdurchgang (15) von dem Rückführdurchgang (17) zu trennen, den Rückführdurchgang (17) und den kleinen Raum (19) zu verbinden oder den Rückführdurchgang (17) von dem kleinen Raum (19) zu trennen, wobei der Ventilschaft (24) eine rückwärtige ringförmige Nut (27) aufweist, die in den kleinen Raum (19) vorragt und im Inneren mit einem axialen Rückführdurchgang (28) versehen ist.
Doppelt wirkendes hydraulisches Stellglied nach Anspruch 1, worin jede der ringförmigen Nuten (26, 27) mit einer vorbestimmten Breite derart versehen ist, daß der Rückführdurchgang (17) mit dem Arbeitsfluidtank (5) mittels der rückwärtigen ringförmigen Nut (27) in Verbindung steht, wenn die anderen Enden (15a, 16a) des ersten und zweiten Zufuhrdurchgangs mit der vorderen ringförmigen Nut (26) übereinstimmen, und der zweite Zufuhrdurchgang (16) von dem ersten Zufuhrdurchgang (15) getrennt ist, und der Rückführdurchgang (17) von dem kleinen Raum (19) getrennt ist, wenn die anderen Enden (15a, 16a) des ersten Zufuhrdurchgangs (15) und des Rückführdurchgangs (17) mit der rückwärtigen, ringförmigen Nut (27) übereinstimmen.