DE1283070C2

DE1283070C2 - Hydrostatischer Antrieb, insbesondere fuer Schwenkarm-Stanzmaschinen

Info

Publication number: DE1283070C2
Application number: DE1964V0026583
Authority: DE
Inventors: Siegfried Matthes
Original assignee: Wepoma Leipzig Werk Fuer Polyg
Priority date: 1964-08-17
Filing date: 1964-08-17
Publication date: 1969-07-03
Also published as: DE1283070B

Description

DEUTSCHES 4ΜΦ PATENTAMT

Deutsche Kl.: 47 h - 43/00

PATENTSCHRIFT »—:

Aktenzeichen: P 12 83 070.5-12 (V 26583)

1 283 070 Anmeldetag: 17. August .1964

Auslegetag: 14. November 1968

Ausgabetag: 3. Juli 1969

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen Antrieb, insbesondere für Schwenkarm-Stanzmaschinen, dessen Schwenkmotor einen doppelseitig beaufschlagbaren, eine Zahstange bewegenden Kolben auweist mit zwecks Ahbremsung der Bewegung in den Kolbenendstelliingen in Sackbohrungen in den Zylinderdeckeln eintauchenden, beiderseits des Kolbens angeordneten Zusatzkolben und einem in die Zahnstange eingreifenden Ritzel als Abtriebsglied.

Bei den bekannten Stellmotoren dieser Art befinden sich Zahnstange und Ritzel in ständigem Eingriff, daher ist das Ritzel in beiden Drehrichtungen nur mittels der Zahnstange bzw. unter Bewegung des Kolbens bewegbar.

Bei Schwenkarm-Stanzmaschinen ist es erwünscht, den schwenkbaren Stanzarm. der kraft- und formschlüssig mit dem Ritzel und somit auch formschlüssig mit der Zahnstange in Verbindung steht, von Hand und ohne Benutzung des hydraulischen Antriebes nach der einen oder anderen Seite ausschwenken zu können. Dies ist bei bekannten Schwenkmotoren dadurch ermöglicht, daß die Druckmittelleitungen zu den Zylinderräumen beiderseits des Kolbens unmittelbar mit dem Druckmittelbehälter verbunden werden, so daß bei einer Verschwenkung des Schwenkarmes von Hand über das Ritze! eine Verschiebung der Zahnstange und damit des Kolbens möglich ist. Die Bewegung des Schwenkarmes erfordert einen verhältnismäßig großen Kraftaufwand, da der Reibungswiderstand des Kolbens und der Hydraulikflüssigkeit in den Leitungen überwunden werden muß. Weiterhin sind die Steuereinrichtungen für die Hydraulik kompliziert und aufwendig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Schwenkmotor für einen hydrostatischen Antrieb zu schaffen, bei dem die Aufhebung des Eingriffes zwischen Zahnstange und Ritzel leicht möglich ist. wobei jedoch die genannten Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) Die Zahnstange weist eine bzw. zwei mindestens zahnfußtiefe Ausnehmungen auf. die in der einen oder in beiden äußersten Endstellungen des Kolbens eine freie Drehung des Ritzels ermöglichen.

b) Der \on der Ausnehmung abliegende Zusatzkolben sowie seine zugehörige Sackbohrung sind in ihrer Länge derart bemessen, daß Zahnstange und Ritzel beim Beginn des Eintauchens des Zusatzkolbens in seine Sackbohrung noch völlig Hydrostatischer Antrieb, insbesondere für Schwenkarm-Stanzmaschinen

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Patentiert für:

VEB Wepoma Leipzig Werk für polygraphischen Maschinenbau,
Leipzig, Riesaer Str. 66

Als Erfinder benannt:

Siegfried Matthes, Zweenfurth

im Eingriff miteinander stehen und die Bohrung

so und die Bewegung des Ritzels durch die Ausnehmung in der Zahnstange erst nach völligem Eintauchen des Zusatzkolbens in seine Sackbohrung freigegeben wird.
Es ist bereits bekannt, die Verzahnung miteinander kämmender verzahnter Elemehte stellenweise zu unterbrechen, so daß an diesen Stellen die Formschlüssige Verbindung dieser Elemente miteinander unterbrochen ist und eins der verzahnten Elemente gegenüber dem anderen bewegbar wird.

Es ist weiter bekannt, an Kolben Zusatzkolben kleineren Durchmessers derart anzubringen, daß die Zusatzkolbcn in Sackbohrungen an Zylinderdcckeln einlaufen und dort die Hydraulikflüssigkeit, die Kolbcnbewegung abbremsen, in den Raum vor dem Zylinderdeckel durch den zwischen Sackbohrung und Zusatzkolben entstehenden Ringspalt herauspressen.

Unterbricht man in der oben genannten Weise die Verzahnung der Zahnstange, so daß das Ritzel in einer End'aye der Zahnstange dieser gegenüber frei verdrehbar wird, dann ist die formschlüssige Verbindung zwischen Zahnstange und Ritzel in einer Endlage der Zahnstange stets aufgehoben, obwohl dies nur in Ausnahmefällen notwendig und erwünscht ist. Beim Anfahren dieser Endlage der Zahnstange und bei Freigabe des Ritzels schwingt der Schwenkarm noch um einen gewissen Winkel frei weiter, so daß bei Bewegung der Zahnstange in umgekehrter Richtung keine Gewähr dafür gegeben ist, daß die Verzahnung der Zahnstange einwandfrei in die Vcr-

So zahnung des Ritzels eingreifen kann. Es kann leicht vorkommen, daß die Zahnköpfc beider verzahnter F-Memenle hart aufeinandertreffen, so daß dort große

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Kräfte auftreten, die zu starkem Verschleiß, Stößen und unter Umständen auch zum Bruch führen können.

Die bekannte Zusatzkolbenanordnung verhindert lediglich das harte Anschlagen des Kolbens am s Zylinderdeckel, sie kann weder das harte Gegeneinanderschlagen der Verzahnung von Ritzel und Zahnstange beim Einkuppeln noch das Ausschwingen des Schwenkarmes nach dem ständigen Auskuppeln, welches erfolgen muß, bevor der Kolben seine äußerste Endstellung erreicht hat, verhindern.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß nach dem Eintauchen des Zusatzkolbens in seine Sackbohrung eine Abbremsung der Kolbengeschwindigkeit auf einen von den geometrischen Abmessun- gen des Zusatzkolbens und seiner zugehörigen Sackbohrung bzw. von der Breite des zwischen beiden vorhandenen Ringspaltes und von den hydraulischen Verhältnissen abhängigen Wert und ein definitives Anhalten des Kolbens erst nach Verschluß der ao Hydraulikabflußleitung auf der entlasteten Kolbenseite erfolgt. Der Kolben und damit der Schwenkarm bewegen sich vom Augenblick des Eintauchens eines Zusatzkolhens in seine Sackbohrung mit rasch abnehmender Geschwindigkeit und schließlich mit einer gegen Null strebenden geringen Geschwindigkeit, die als Kriechgang bezeichnet werden könnte. Der im Kriechgang zurückzulegende Kolbenweg und somit die Länge des Zusatzkolbens und seiner Sackbohrung werden von der Verzahnung der Zahnstange wesentlieh bestimmt, da zu Beginn des Kriechganges noch ein einwandfreier Eingriff des Ritzels in der Zahnstange vorliegen und am Ende des Kriechweges die Ausnehmung in der Zahnstange das Ritzel völlig freigegeben haben muß. Ritzel und Zahnstange können nur im Kriechgang außer Eingriff oder wieder miteinander in Eingriff gelangen, dadurch wird sowohl der Nachteil des Überschwingens des Schwenkarmes als auch der Nachteil der übermäßigen Beanspruchung der Verzahnung beseitigt. Ob der Schwenkarm ausgekuppelt wird oder nicht, hängt vom Willen der Bedienungsperson ab. Läßt sie durch kurzzeitige Betätigung der Hydraulikeinrichtungen den Scliwenkarm nur bis zum Beginn des Kriechganges zurückschwenken, dann bleibt der Eingriff bestehen, betätigt sie hingegen die Hydraulikeinrichtungen IiiK^-Ii eine gewisse Zeit nach Beginn des Kriecliganges weiter, dann schwenkt der Schwenkarm im Kriechgang solange weiter, bis das Ritzel außer Eingriff mit der Zahnstange gelangt. Daß kein besoderer Hebel zum Aus- bzw. Wiedereinkuppeln bzw. /um Einschalten des Freiiaufs des Schwenkarmes wie bei bekannten Schwenkarm-Stanzmaschinen zu betätigen ist, ist ein weiterer Vorteil der Erfindung.

Besonders vorteilhaft ist es, die Hydraulikleitung auf der der Ausnehmung in der Zahnstange abgewandten Kolbenseite in der Sackbohrung münden zu lassen. Dies bringt hinsichtlich der Verzögerung der Bewegung des Schwenkarmes mit seiner großen Masse den Vorteil, daß die Verzögerung progressiv zunimmt, so daß der Hydraulikkolben mit einer gegen Null strebenden Geschwindigkeit in seine durch die mechanischen Verhältnisse bestimmte l-ndlage bewegt wird. Dies hat seinen Grund darin, daß die im Zyliiuler vor dem Kolben befindliche Hydraulikflüssigkeit durch den Ringspalt zwischen dem Zusatzkolhen und der Saekbohrung abfließen muß und sich the I iiiigc des Ringspalts und damit auch sein

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DurchfluUwiderstand für die Hydraulikflüssigkeit umso mehr vergrößert, je tiefer der Zusatzkolben in sein Sackloch hineingeschoben wird.

Im Nachfolgenden ist ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Eszeigt

Fig. 1 und 2 die linke und rechte Arbeitsendstellung des Kolbens beim Antrieb des Ritzels durch denselben.

F i g. 3 die Aufhebung der Antriebsverbindung zwischen Kolben und Ritzel.

Der Kolben setzt sich aus den zwei Bünden 1, 2 zusammen, die durch die Zahnstange 3 miteinander verbunden sind. Mit seinen Bünden 1, 2 ist dieser Kolben in dem Zylinder 4 geführt, der als Verschluß die Deckel 5, 6 hat. In beiden Deckeln 5, 6 befindet sich je eine Sackbohrung 7, 8 in die die Druckmittelleitungen 9. 10 münden. Mit der Zahnstange 3 steht das ortsfest gelagerte Ritzel 11 im Eingriff, das mit dem von dem Schwenkmotor anzutreibenden Teil in drehstarrer Verbindung steht. Bei Schwenkarm-Stanzmaschinen ist letzterer der schwenkbare Stanzarm. Durch wechselweises Beaufschlagen der Kolbens 1, 2, 3 läßt sich somit der Stanzarm von dem Kolben her wechselseitig verschwenken. Auf der linken Beaufschlagungsseite des Kolbens 1, 2, 3 ist eine mindestens zahnfußtiefe Ausnehmung 12 vorgesehen, und der Kolben 1. 2, 3 ist nach der rechten Beaufschlagungsseite über seine Arbeitsendstellung hinaus so weit verschiebbar, daß diese Ausnehmung 12, wie in Fig. 3 gezeigt, in den Bereich des Ritzels 11 gelangt. Hierdurch wird das Ritzel 11 von dem Kolben I. 2. 3 frei, so daß es wechselseitig leer verdreht werden kann.

Um beim Arbeiten des Schwenkmotors das Geräusch erzeugende Anschlagen der Bünde 1, 2 an den Deckeln 5. 6 zu vermeiden, sind die Bünde 1, 2 mit je einem Zusatzkolben 13. 14 versehen. Der Durchmesser dieser Zusatzkolben 13. 14 ist dabei etwas kleiner als der der Sackbohrungen 7, 8. Befindet sich der Kolben 1, 2, 3 in seinen Arbeitsendstellungen, so verschließen diese Zusatzkolben 13, 14 wechselweise ihre zugehörige Sackbohrung 7 bzw. 8 im wesentlichen, so daß auf beiden Kolbenseiten wechselweise ein ölpolster 15, 16 gebildet wird (Fig. I und 2). Um den Kolben 1. 2, 3 aus der in F i g. 2 gezeigten rechten Arbeitsendstellung in die in F i g. 3 gezeigte absolute Endstellung bringen zu können, muß natürlich das rechte ölpolster 16 entsprechend länger sein als das linke ölpolster 15. Dieser Unterschied gilt auch für die Länge der Zusatzkolben 13, 14.

Soll der Kolben 1. 2. 3 aus seiner Stellung gemäß F i g. 2 in die der F i g. 3 gebracht werden, so erfolgt einfach eine zusätzliche Beaufschlagung auf der linken Kolbenscite. wodurch das ölpolster 16 verdrängt wird. Der Zusatzkolben 14 tritt dann in seine Sackbohrung 8 ein. Soll der Kolben bzw. dessen Zahnstange 3 wieder mit dem Ritzel 11 in Eingriff gebracht werden, so wird der Kolben 1, 2, 3 über die Druckmittelleitung 10 auf seiner rechten Seite beaufschlagt, was ohne weiteres möglich ist, da ja der Zusatzkolben 14 seine Sackbohrung 8 nicht voll ausfüllt.

Die Ausnehmung 12 kann natürlich auch auf der rechten Beaufschlagungsseite des Kolbens 1,2,3 sein. F.s besteht sogar die Möglichkeit, auf jeder Beaufschlagungsseite des Kolbens 1, 2, 3 eine solche Ausnehmung 12 vorzunehmen, so daß der Antrieb dann

Claims

an beiden Bewegungsenden des Kolbens außer Betrieb setzbar ist. Patentansprüche:

1. Hydrostatischer Antrieb, insbesondere für Schwenkarm-Stanzmaschinen, dessen Schwenkmotor einen doppelseitig beaufschlagbaren, eine Zahnstange bewegenden Kolben aufweist mit zwecks Abbremsung der Bewegung in den Kolben- to endstellungen in Sackbohrungen in den Zylinderdeckeln eintauchenden, beiderseits des Kolbens angeordneten Zusatzkolben und einem in die Zahnstange eingreifenden Ritzel als Antriebsglied, gekennzeichnet durch die Korn- bination folgender Merkmale:

a) Die Zahnstange (3) weist eine bzw. zwei mindestens zahnfußtiefe Ausnehmungen (12) auf, die in der einen oder in beiden äußersten Endstellungen des Kolbens (1, 2) eine freie »0 Drehung des Ritzels (11) ermöglichen.

b) Der von der Ausnehmung (12) abliegende Zusatzkolben (14) sowie seine zugehörige

Sackbohrung (8) sind in ihrer Länge derart bemessen, daß Zahnstange und Ritzel beim Beginn des Eintauchens des Zusatzkolbens in seine Sackbohrung noch völlig im Eingriff miteinander stehen und die Bohrung und die Bewegung des Ritzels durch die Ausnehmung in der Zahnstange erst nach völligem Eintauchen des Zusatzkolbens in seine Sackbohrung freigegeben wird.
2. Hydrostatischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Abfuhr der Hydraulikflüssigkeit auf die der Ausnehmung (12) abgewandte Beaufschlagungsseite (16) des Kolbens (2) durch eine in die Sackbohrung (8) mündende öffnung (10) erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 089 235;
USA.-Patentschriften Nr. 2 884 128, 2 997 849,
432 305.

Buch von Franklin D. Jones »Ingenious
Mechanisms for Designes and Inventors«
Bd. I, New York, 1930, S. 99.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen