DE10361362B4 - Doppelt wirkendes hydraulisches Stellglied - Google Patents
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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 in1 gezeigt ist; -
3 eine vergrößerte Schnittansicht analog bzw. ähnlich zu2 ist, die ein Spulen-Freigabeventil in einem Zustand unmittelbar vor einem Rückhol- bzw. Rückkehrvorgang zeigt; -
4 eine vergrößerte Schnittansicht ähnlich zu2 ist, die das Spulen-Freigabeventil in einem Zustand am Beginn des Rückkehrvorgangs zeigt; und -
5 eine Längsschnittansicht ähnlich zu1 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 Elektromotor3 mit einem rückwärtigen Ende eines Gehäuses2 verbunden. Das Gehäuse2 hat ein Pumpengehäuse7 , das einen Arbeitsfluidtank5 definiert und ein rückwärtiges Ende mit dem Elektromotor3 verbunden aufweist, eine vertikale Wand4 , die mit dem vorderen Ende des Pumpengehäuses7 verbunden ist, ein zylindrisches bzw. Zylindergehäuse8 , das mit dem vorderen Ende der vertikalen Wand4 verbunden ist und eine Zylinderkammer definiert, und eine Klaue9 zum Halten eines Werkzeugs und die einstückig mit dem Zylindergehäuse8 so ausgebildet ist, um sich unter dem Zylindergehäuse8 zu erstrecken. Eine hydraulisches Pumpe6 ist in dem Pumpengehäuse7 angeordnet. - Ein Kolben
10 ist axial gleitbar in das Zylindergehäuse8 eingepaßt. Die Zylinderkammer ist eine vordere Arbeitskammer12 auf der linken Seite, wie in1 gesehen, und eine rückwärtige Arbeitskammer13 auf der rechten Seite, wie in1 gesehen, durch den Kolben10 unterteilt. Eine Kolbenstange11 weist ein Basis- bzw. Grundteil, welches mit dem Kolben10 verbunden ist, und ein vorderes Teil auf, das nach vorne von dem Gehäuse2 durch das vordere Ende des Zylindergehäuses8 vorragt. - Die hydraulische Pumpe
6 ist von einer bekannten Art, umfassend bzw. beinhaltend beispielsweise einen Nockenmechanismus14 , der durch die Welle3a des Elektromotors3 zum Hin- und Herbewegen eines Stempels bzw. Tauchkolbens bzw. Plungers angetrieben ist, um ein Arbeitsfluid, das in dem Arbeitsfluidtank5 enthalten ist, unter Druck zu setzen bzw. zu komprimieren. Das Gehäuse2 ist mit einem Zufuhrdurchgang bzw. -durchtritt zum Zuführen des Arbeitsfluids, das durch die Hydraulikpumpe6 beaufschlagt bzw. unter Druck gesetzt ist, in die rückwärtige Arbeitskammer13 und einem Rückführdurchgang zum Zurückführen des Arbeitsfluids von der vorderen Arbeitskammer12 in den Arbeitsfluidtank5 versehen. Der Zufuhrdurchgang ist in einen ersten Zufuhrdurchgang15 , der mit der hydraulischen Pumpe6 verbunden ist, und einen zweiten Zufuhrdurchgang16 unterteilt, der mit der rückwärtigen Arbeitskammer13 verbunden ist. Ein kleiner Raum19 , der durch die rückwärtige Oberfläche der vertikalen Wand4 und ein Lager3b umgeben ist, das die Welle3a des Elektromotors3 abstützt, ist zwischen dem Rückkehrdurchgang17 und dem Arbeitsfluidtank5 ausgebildet. - Bezugnehmend auf
2 ist ein axiales, mit Boden versehendes Loch bzw. Sackloch18 in dem Kolben10 und einem rückwärtigen Teil der Kolbenstange11 ausgebildet. Eine Ventilführungsstange20 ragt in das Loch18 von der vertikalen Wand4 vor. Die Ventilführungsstange20 ist mit einem axialen Führungsloch bzw. Ventilführungsloch21 versehen. Das Führungsloch21 erstreckt sich durch die Ventilführungsstange20 . Ein Spulen-Löse- bzw. -Freigabeventil23 ist axial gleitbar in das Führungsloch21 eingepaßt. Das Spulen-Freigabeventil23 hat einen hohlen Ventilstößel bzw. -schaft24 und ein Ventilelement25 , das an das Vorderende des Ventilschafts24 so festgelegt ist, um auf einem Ventilsitz22 , der an dem vorderen Ende der Ventilführungsstange20 ausgebildet ist, aufzuruhen bzw. zu sitzen. Die Länge des Ventilschafts24 ist so ausgebildet, daß der Ventilschaft24 nach rückwärts von der vertikalen Wand4 in den kleinen Raum19 vorragt. Ein rückwärtiges Teil des Ventilstößels24 hat ein vorderes, gerilltes Teil, das mit einer vorderen, ringförmigen Rille bzw. Nut26 versehen ist, und ein rückwärtiges, gerilltes Teil, das mit einer rückwärtigen, ringförmigen Nut27 versehen ist. Die vordere, ringförmige Nut26 und die rückwärtige, ringförmige Nut27 sind um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet. Die vordere, ringförmige Nut26 verbindet den ersten Zufuhrdurchgang15 und den zweiten Zufuhrdurchgang16 oder löst bzw. trennt den ersten Zufuhrdurchgang15 von dem zweiten Zufuhrdurchgang16 , und die rückwärtige, ringförmige Nut27 verbindet den ersten Zufuhrdurchgang15 und den Rückführdurchgang17 oder löst den ersten Zufuhrdurchgang15 von dem Rückführdurchgang17 , verbindet den Rückführdurchgang17 und den kleinen Raum19 oder löst den Rückführdurchgang17 von dem kleinen Raum19 . Eine Fase bzw. Erhebung26a erstreckt sich zwischen der vorderen, ringförmigen Nut26 und der rückwärtigen, ringförmigen Nut27 . Eine Fase bzw. Erhebung27a erstreckt sich hinter der ringförmigen Nut27 . - In einem in
2 gezeigten Zustand fallen die entsprechenden offenen Enden15a und16a des ersten Zufuhrdurchgangs15 und des zweiten Zufuhrdurchgangs16 mit der vorderen, ringförmigen Nut26 des vorderen, gerillten Teils zusammen, und der Rückführdurchgang17 kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit dem kleinen Raum19 mittels der rückwärtigen, ringförmigen Nut27 des rückwärtigen, gerillten Teils. In einem in4 gezeigten Zustand fallen die entsprechenden, offenen Enden15a und17a des ersten Zufuhrdurchgangs15 und des Rückführdurchgangs17 mit der ringförmigen Nut27 des rückwärtigen, gerillten Teils zusammen und die Fase26a des Ventilschafts24 löst den zweiten Zufuhrdurchgang16 von dem ersten Zufuhrdurchgang15 und die Fase27a des Ventilstößels24 löst bzw. trennt den Rückführdurchgang17 von dem kleinen Raum19 . In einem in3 gezeigten Zustand, wo sich der Ventilstößel24 in einer mittleren Position zwischen den Positionen derselben befindet, die jeweils in2 bzw.4 gezeigt sind, trennt die Fase26a den ersten Zufuhrdurchgang15 von dem zweiten Zufuhrdurchgang16 und der ersten Zufuhrdurchgang15 steht mit dem kleinen Raum19 mittels der rückwärtigen, ringförmigen Nut27 in Verbindung bzw. Wechselwirkung. - Der Ventilstößel
24 ragt in den kleinen Raum19 vor. Ein Anschlag29 ist an das rückwärtige Endteil des Ventilstößels24 in dem kleinen Raum19 angelenkt bzw. festgelegt. Die axiale Bohrung des hohlen Ventilstößels24 dient als ein Rückführdurchgang28 . Eine Rückhol- bzw. Rückkehrfeder30 ist um das Ventilelement25 des Spulen-Freigabeventils23 gewickelt, um das Ventilelement25 eine Freigabeaktion durchführen zu lassen. Eine Feder31 ist in einem ringförmigen Raum zwischen der Führungsstange20 und dem Ventilstößel24 angeordnet. Die Feder31 hat ein Ende in Kontakt mit dem Boden der ringförmigen Nut und das andere Ende in Kontakt mit dem Ventilelement25 . - Eine Rückkehrfeder
32 ist in der vorderen Arbeitskammer12 des Zylindergehäuses18 so angeordnet, um den Kolben10 nach rückwärts zu drücken. Ein Stempel33 ist an das vordere Ende der Kolbenstange11 festgelegt. Die Klaue9 hält einen Stempel34 entsprechend dem Stempel bzw. der Stanze33 gegenüberliegend der Stanze33 . - Ein Handgriff
35 wird betätigt, um den zweiten Zufuhrdurchgang16 mit einem Rückführdurchgang, nicht gezeigt, zu verbinden, der mit dem Arbeitsfluidtank5 verbunden ist. Der Handgriff35 wird betätigt, wenn die Kolbenstange11 , welche sich für eine Bearbeitungsarbeit nach vorne bewegt, gestoppt werden muß und in ihre ursprüngliche Position zurückgeführt werden muß. Ein elastischer Beutel36 ändert seine Form gemäß der Menge des Arbeitsfluids in der vorderen Arbeitskammer12 . - Der Betrieb des doppelt wirkenden, hydraulischen Stellglieds
1 , das so konstruiert ist, wird beschrieben. Die Kolbenstange11 und das Spulen-Freigabeventil23 sind in in1 und2 gezeigten Position gehalten, bevor das doppelt wirkende, hydraulische Stellglied1 seine Arbeit startet; d.h. das Ventilelement25 des Spulen-Freigabeventils23 ist auf dem Ventilsitz22 durch die Kolbenstange11 angeordnet gehalten. In diesem Zustand fallen die entsprechenden offenen Enden15a und16a des ersten Zufuhrdurchgangs15 und des zweiten Zufuhrdurchgangs16 mit der ersten ringförmigen Nut26 zusammen und somit sind der erste Zufuhrdurchgang15 und der zweite Zufuhrdurchgang16 verbunden. Ein Teil der rückwärtigen, ringförmigen Nut27 öffnet bzw. mündet in den kleinen Raum19 und der Rest der rückwärtigen, ringförmigen Nut27 entspricht dem offenen Ende17a des Rückführdurchgangs17 , um den Rückführdurchgang17 mit dem kleinen Raum19 zu verbinden. - Dann wird der Elektromotor
3 betätigt, um die hydraulische Pumpe6 anzutreiben. Folglich wird das in dem Arbeitsfluidtank5 enthaltene Arbeitsfluid unter Druck gesetzt. Das unter Druck gesetzte Arbeitsfluid fließt in den Richtungen der Pfeile durch den ersten Zufuhrdurchgang15 und das offene Ende15a in die vordere, ringförmige Nut26 . Das Arbeitsfluid fließt bzw. strömt weiter von der vorderen, ringförmigen Nut26 durch den zweiten Zufuhrdurchgang16 in die rückwärtige Arbeitskammer13 . Folglich bewegt sich der Kolben10 gemeinsam mit der Kolbenstange11 nach vorwärts, um ein Loch in ein Stahlblatt bzw. -blech oder dgl. zu stanzen, das in einem Raum zwischen der Stanze33 und dem Stempel34 angeordnet ist. - Das Loch
18 des Kolbens10 wird mit dem unter Druck gesetzten Arbeitsfluid gefüllt, während sich der Kolben10 und die Kolbenstange11 nach vorwärts bewegen. Daher verbleibt das Ventilelement25 auf dem Ventilsitz22 angeordnet, um das Spulen-Freigabeventil23 an der in1 und2 gezeigten Position zu halten. Wenn sich der Kolben10 und die Kolbenstange11 weiter nach vorne bewegen, gelangt eine Endplatte37 , die an das rückwärtige Ende des Kolbens10 festgelegt ist, in Kontakt mit der Rückkehrfeder30 und komprimiert die Rückhol- bzw. Rückkehrfeder30 . Folglich wird das Ventilelement25 von dem Ventilsitz22 durch die Rückstellfähigkeit der komprimierten Rückkehrfeder30 getrennt. - Dann wird der Ventilstößel bzw. -schaft
24 nach vorwärts, d.h. nach links, wie dies in1 und2 gesehen wird, durch die Feder31 zu einer freien Position bewegt, die in3 gezeigt ist, wo der Ventilstößel24 nicht irgendeinem externen Druck unterworfen ist. In diesem Zustand öffnet bzw. mündet das offene Ende15a des ersten Zufuhrdurchgangs in die rückwärtige, ringförmige Nut27 , und die rückwärtige, ringförmige Nut27 öffnet in den kleinen Raum19 , der mit dem Arbeitsfluidtank5 mittels des Lagers3b kommuniziert bzw. in Verbindung steht. So fließt bzw. strömt das Arbeitsfluid, welches durch den ersten Zufuhrdurchgang15 fließt, in den Richtungen der Pfeile und kehrt durch die rückwärtige, ringförmige Nut27 und den kleinen Raum19 in den Arbeitsfluidtank5 zurück. Das Arbeitsfluid fließt von der rückwärtigen Arbeitskammer13 durch den offenen Rückführdurchgang28 in den kleinen Raum19 . Folglich stoppt die Kolbenstange11 ihre Vorwärtsbewegung. - Wenn die hydraulische Pumpe
6 in diesem Zustand kontinuierlich betätigt wird, fließt das unter Druck stehende Arbeitsfluid in den kleinen Raum19 . Da der kleine Raum19 durch die vertikale Wand4 und das Lager3b umgeben ist, fließt das Arbeitsfluid in unvermeidbarer Weise durch Spalte zwischen den Kugeln und dem Rückhalteelement des Lagers3b . Jedoch sind die Spalte in dem Lager3b sehr klein, so daß der Druck des Arbeitsfluids in dem kleinen Raum19 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 in1 und2 gesehen wird, zu einer Position bewegt, die in4 gezeigt ist, wo die Fase27a die rückwärtige, ringförmige Nut27 von dem kleinen Raum19 trennt. Wenn der Ventilstößel24 zu der in4 gezeigten Position bewegt wird, fließt das Arbeitsfluid von dem ersten Zufuhrdurchgang15 durch die rückwärtige, ringförmige Nut27 in den Rückführdurchgang17 . Dann fließt, wie dies in5 gezeigt ist, das unter Druck stehende Arbeitsfluid in die vordere Arbeitskammer12 . Folglich wird der Kolben10 nach rückwärts bewegt, d.h. nach rechts, wie dies in5 gesehen wird, durch das unter Druck stehende Arbeitsfluid bewegt. So wird der Kolben10 sicher nach rückwärts sowohl durch den hydraulischen Druck des Arbeitsfluids als auch die Rückstellfähigkeit bzw. Elastizität bzw. Federkraft der Rückkehrfeder32 zurückgeführt. - Wenn der Kolben
10 und die Kolbenstange11 so zu ihren ursprünglichen Positionen zurückgeführt wurden, die in1 gezeigt sind, drückt die Kolbenstange11 das Ventilelement25 , damit das Ventilelement25 auf dem Ventilsitz22 aufruht. Folglich wird der Ventilstößel24 des Spulen-Freigabeventils23 nach rückwärts bewegt, das offene Ende15a des ersten Zufuhrdurchgangs15 wird von der rückwärtigen, ringförmigen Nut27 getrennt und der erste Zufuhrdurchgang15 kommuniziert mit dem zweiten Zufuhrdurchgang16 mittels der vorderen ringförmigen Nut26 . - In der normalen Bearbeitungsbetätigung wird der Elektromotor
3 nach bzw. bei der Durchdringung des Stempels bzw. der Stanze33 durch das Stahlblatt ausgeschaltet, um ein Zuführen des unter Druck stehenden Arbeitsfluids in die rückwärtige Arbeitskammer13 zu unterbrechen. Die Rückstellfähigkeit der Rückkehrfeder32 ist hoch genug, um den Kolben10 für einen Rückkehrhub zu bewegen. Wenn der Handgriff35 betätigt wird, um das unter Druck stehende Arbeitsfluid in den Arbeitsfluidtank5 zurückzuführen, bevor das Be- bzw. Verarbeitungsverfahren vervollständigt bzw. abgeschlossen ist, wird das Ventilelement25 von dem Ventilsitz22 getrennt und das Spulen-Freigabeventil23 bewegt sich vorwärts. Folglich fließt das unter Druck stehende Arbeitsfluid in die vordere Arbeitskammer12 , um den Kolben10 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 (2)
- 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.
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