DE1400684C - Hydraulisches Druckgestange - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Druck- beiden Endstellungen freigibt, jedoch in seiner einen gestänge mit einer Flüssigkeitssäule, die die Druck- Endstellung den Flüssigkeitsdurchlaß aus dem kammer eines periodisch angetriebenen Geberkolbens Durchströmraum des Kolbenschiebers in den anmit der Druckkammer eines konstant gegenbelasteten schließenden Teil der Flüssigkeitssäule absperrt. Empfängerkolbens verbindet und über eine Abzwei- 5 Um eine möglichst einfache und wirtschaftliche gung, in der ein Überdruckventil und ein Nachfüll- Fertigung und Montage des erfindungsgemäßen Überrückschlagventil liegen, an einen druckbelasteten tragungssystems zu erreichen, ist im Gehäuse des Flüssigkeits-Vorratsbehälter angeschlossen ist. Kolbenschiebers für dessen Führung eine Hülsenein-

Derartige Druckgestänge werden verwendet, um heit mit durchgehend gleichem Außen- und Inneneinen sich beliebig periodisch wiederholenden Ar- io durchmesser vorgesehen, die zu beiden Seiten ihres beitsablauf zu steuern, beispielsweise die gegenseitige mit radialen Durchlässen zum Raum vor dem Über-Bewegung eines Werkzeugs gegen ein Werkstück und druck- und Nachfüllrückschlagventil versehenen Mitden Vorschub einer Werkzeugmaschine. telteils äußere ringförmige Einschnürungen aufweist,

Bekannte Druckgestänge dieser oder ähnlicher Art deren eine als B'rücke in der Flüssigkeitsverbindung (z. B. nach der französischen Patentschrift 895 284) 15 von den genannten Ventilen zum Vorratsbehälter weisen geberseitig eine Nockenwelle auf, deren Nok- dient und deren andere zum absperrbaren Teil der ken zugehörige Geberkolben betätigen. Die Druck- Flüssigkeitssäule führt, wobei von einer der Einkammern dieser geberseitigen Einheit sind empfänger- schnürungen radiale Durchlässe zum Durchströmseitig über Flüssigkeitssäulen direkt mit Empfänger- raum zwischen den Endkolben des Kolbenschiebers kolben verbunden, die ihre Längsbewegung auf eine 20 ausgehen, derart, daß dieser durch umgekehrten Einweitere Nockenwelle übertragen. bau der Hülseneinheit von einem Absperrorgan für Derartige bekannte Vorrichtungen haben den die Flüssigkeitssäule in ein Steuerorgan umwandelbar wesentlichen Nachteil, daß der durch die geberseitige ist, das in derjenigen Endstellung des Kolbenschie-Nockenanordnung sich periodisch wiederholende Ar- bers, in der er sonst die Absperrung der Flüssigkeitsbeitsablauf zwangläufig so festgelegt ist, daß ein Ein- 45 säule bewirkt, dessen vor der Abzweigung liegenden griff in den Arbeitsprozeß eines einzelnen Nockens Teil mit dem Vorratsbehälter kurzschließt und damit nicht, ohne die gesamte Anordnung außer Betrieb zu das Flüssigkeitsgestänge entkuppelt, während der setzen, erfolgen kann. Kolbenschieber in seiner anderen Endstellung gleich Ein weiterhin bekanntes Druckgestänge (französi- wie bei seinem Betrieb als Absperrorgan das Flüssigsche Patentschrift 1 120 275) besitzt geber- und 30 keitsgestänge aufrechterhält.

empfängerseitig je zwei starr verbundene, gegensinnig Der Fortschritt gegenüber dem bekannten hydrau-

wirkende Kolben, deren Geber- und Empfängerdruck- lischen Druckgestänge liegt, der Aufgabe gemäß, in kammern über insgesamt zwei gegensinnig bewegte der Festhaltbarkeit eines von ihm betätigten Arbeits-Flüssigkeitssäulen miteinander verbunden sind. Die elements in einer beliebigen gewünschten Lage über beiden Flüssigkeitssäulen sind über Abzweige an ein 35 eine beliebig lange Zeit unabhängig vom Betrieb gemeinsames Ventil angeschlossen, das in der Ruhe- weiterer, vom gleichen Antrieb betätigter Arbeitslage der geberseitigen Antriebskolben geöffnet ist und elemente. Zugleich bietet sich durch die vorgeschlaetwaige Ausdehnungen der Flüssigkeit in einen Vor- gene Lösung auch die Möglichkeit, das hydraulische ratsbehälter ableiten soll. In der Ruhelage der Geber- Druckgestänge zu verlängern oder zu verkürzen und kolben bei geöffnetem Ventil ist der gesamte Hydrau- 40 damit den Weg des Arbeitselements entsprechend zu likkreis über den Vorratsbehälter entspannt. Damit verschieben.

sind die normalerweise bestehenden Flüssigkeits- Die angegebenen besonderen Ausgestaltungen der

gestänge solange entkuppelt, wobei jedoch die emp- Erfindung ergeben eine baulich einfache und raumfängerseitigen Arbeitskolben in ihrer Stellung indiffe- sparende Anordnung des Kolbenschiebers in Verrent sind. 45 bindung mit der Einheit des Nachfüll-Rückschlag-

Aufgabe der Erfindung ist es dagegen, ausgehend ventils und Überdruckventils. Die besondere Bauvon der eingangs angegebenen Anordnung ein Druck- weise des Kolbenschiebers ermöglicht es außerdem in gestänge zu schaffen, das unabhängig vom periodi- einfacher Weise, die Funktion des Kolbenschiebers sehen Antrieb des Gestänges und damit auch unab- derart zu ändern, daß er aus einem Absperrorgan in hängig von weiteren, vom Antrieb mitumfaßten Flüs- 50 ein Steuerorgan umgewandelt wird, das ein zeitweilisigkeitsgestängen zeitweilig blockiert werden kann, ges Entkuppeln des hydraulischen Druckgestänges derart, daß das vom Gestänge betätigte Arbeitsele- durch die angegebene hydraulische Kurzschlußschalment in einer beliebigen Stellung festhaltbar ist. tung herbeiführt, wobei das Arbeitselement stets in

Die Erfindung ist bei Druckgestängen der eingangs eine Ausgangsstellung zurückkehrt, definierten Art dadurch gekennzeichnet, daß in dem 55 In den Zeichnungen, an Hand derer die Erfindung von der Abzweigungsstelle zum Empfängerkolben nachstehend erläutert ist, zeigt führenden Teil der Flüssigkeitssäule ein unabhängig F i g. 1 eine schematische Gesamtdarstellung einer

vom Antrieb des Geberkolbens gesteuerter Kolben- mechanisch-hydraulischen Antriebs- und Steuereinschieber vorgesehen ist, durch den der betreffende heit mit dem hydraulischen Druckgestänge, Teil der Flüssigkeitssäule absperrbar und damit die- 60 F i g. 2 einen Teilschnitt durch ein nicht zur Erser Teil des Flüssigkeitsgestänges in seiner jeweiligen findung gehörendes Überdruck- und Nachfüllrück-Lage zeitweilig blockierbar ist. schlagventil,

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung liegt Fig. 3 einen Schnitt durch die zusammengefaßte

darin, daß der Kolbenschieber über seinen zwischen Einheit des Überdruck-und Nachfüllrückschlagventils zwei EnJkolben liegenden Durchströmraum den 65 mit dem als Absperrogan wirkenden Kolbenschieber Flüssigkeitsdurchlaß von der Druckkammer des und

Geberkolbens zu einem Raum vor dem Überdruck- F i g. 4 einen Schnitt durch die gleiche Einheit nach

ventil und dem Nachfüllrückschlagventil bis in seine Umbau der Hülseneinheit des Kolbenschiebers.

Die in F i g. 1 dargestellte mechanisch-hydraulische

Arbeitsvorrichtung besitzt als zentralen Antrieb eine von einem Motor 24 über ein Untersetzungsgetriebe ' 26 sowie über eine Welle 22, eine Schnecke 20 und ein Schneckenrad 18 angetriebene Nockenwelle 10.

Die einzelnen, z. B. mittels Keilen 14 auf der Nokkenwelle 10 sitzenden Nocken 12 betätigen jeweils über auf Rollen 28 gelagerte Abgreifrollen 16 und Stößel 30 Gebereinheiten 34, die im wesentlichen aus Druckkammern 40 und in ihnen verschiebbaren Geberkolben 32 bestehen. Die Druckkammern 40 sind jeweils über Druckleitungen bzw. darin eingeschlossene Flüssigkeitssäulen 62 mit den Druckkammern von Empfängereinheiten 50 bzw. 56 bzw. 60 verbunden, deren Kolben 48 über ein Kolbengestänge 46 oder einen Zahnstangenantrieb Arbeitselemente 42,44 (beispielsweise den Arm einer Schleifmaschinenanstellung oder Greif- und Sortiervorrichtungen) bzw. 52, 54 bzw. 58 betätigen. Die Empfängerkolben 48 stehen auf ihrer anderen Seite über Lei- ao tungen 104 und eine Sammelleitung 106 mit einem Gegendruckbehälter 107, der über einer Vorratsmenge an hydraulischer Flüssigkeit ein unter Druck stehendes Luftpolster aufweist, unter einem Gegendruck, wodurch sie in ihre eine Endstellung gedrängt werden. Die konstante Gegenbelastung kann aber auch auf jede andere denkbare Art erfolgen.

Die in F i g. 2 für sich dargestellte Überdruck- und Nachfüllrückschlag-Ventileinheit 72 ist in ein und demselben Gehäuse 38 vorgesehen, in dessen Bohrung 36 auch die Gebereinheit 34 vorgesehen ist. Die Druckkammer 40 ist über einen in einem Gehäuseteil 64 befindlichen Raum 68 einerseits über einen Durchlaß 66 und einen Stutzen 70 mit der Druckleitung der Flüssigkeitssäule 62 und andererseits über den Ventilsitz 78 und den von einer Feder 84 vorbelasteten Ventilteller 82 des Überdruckventils sowie über einen freien Raum 85 um die Feder 84, eine Ringnut 86, eine Bohrung 88 und einen Durchlaß 76 mit einem unter Luftdruck stehenden Vorratsbehälter 74 verbunden.

Ein mit seinem einen Ende den Ventilteller 82 haltenden und innerhalb der Feder 84 angeordneter Ventilstößel 80 wird mit seinem anderen Ende innerhalb einer Zylinderbohrung in einem Einsatz 96 geführt, der zugleich das Gegenlager für die Feder 84 bildet und mittels Kontermutter 102 und einem Gewinde 98 von einem Schraubenkopf 100 aus gegen die Feder 84 oder von dieser weg geschraubt werden kann, um den Ansprechdruck des Überdruckventils einstellen zu können. Das Ventil kann durch eine Schraube 108 entlüftet werden.

Am Ventilstößel 80 befindet sich vor dessen Ventilteller 82 ein Nachfüllrückschlagventil, durch das über die Ringnut 86 und innerhalb des Ventilstößels 80 befindliche Bohrungen hydraulische Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 74 in den Raum 68 zurückgelangen kann, wobei die in diesen Raum 68 mündende Längsbohrung des Ventilstößels durch einen von einer Feder 94 gegen einen Ventilsitz 90 gedrückten kugelförmigen Ventilkörper 92 verschlossen ist.

Gemäß F i g. 3 ist zwischen dem Gehäuse 38 und der kombinierten Überdruck- und Nachfüllrückschlagventil-Einheit 72 das Zweiwegeventil 110 angeordnet. Gemäß F i g. 3 und 4 weist dieses Ventil in einem zylindrischen Innenraum 120 seines Gehäuses eine aus einer Steuerhülse 130, einem hülsenförmigen Mittelteil 122 und einer einen diametralen Flüssigkeitsdurchlaß 136 aufweisenden Hülse 130' bestehende Hülseneinheit auf. Im ebenfalls zylindrischen Innenraum 132' der Hülse'130' und 132 der Steuerhülse 130 ist zwischen dem endseitigen Verschlußstück 144 und dem auf der anderen Seite des Ventilgehäuses aufgesetzten Bauteil der Steuereinheit 150 ein Kolbenschieber 140 vorgesehen, der zwischen zwei in axialem Abstand angeordneten Endkolben einen Durchströmraum 126 besitzt.

An den Außenenden der Endkolben sind jeweils axial verstellbare Anschlagbolzen 142 angebracht. Der Kolbenschieber 140 wird von einer Feder 148, die innerhalb des Innenraums 132 und in einer Bohrung 146 des Verschlußstücks 144 angeordnet ist, zur Steuereinrichtung 150 hin vorbelastet.

Die Hülse 130' besitzt eine steuerschlitzförmige Einschnürung 134', die Steuerhülse 130 eine ebensolche Einschnürung 134 und der Mittelteil 122 ebenfalls eine solche Einschnürung 124, welche gemäß F i g. 3 über einen Durchlaß 118 mit der Druckkammer 40 und dem Raum 68 in Verbindung steht.

In der Stellung des Kolbenschiebers 140 gemäß F i g. 3 verschließt sein einer Endkolben den Flüssigkeitsdurchlaß 136, so daß die Druckkammer 40 über den Durchlaß 118 und die Einschnürung 124 sowie einen radialen Durchlaß 128 und den Durchströmraum 126 mit dem Raum 68 und damit voll mit der Flüssigkeitssäule 62 in Verbindung steht. In dieser Arbeitsstellung des Kolbenschiebers 140 ist z. B. das Arbeitselement 42 zwangläufig über das hydraulische Druckgestänge mit der Nockenbewegung gekoppelt. Die Überdruck- und Nachfüllrückschlagventileinheit 72 ist dabei über die zusätzlichen Bohrungen 112 und 114 mit dem Vorratsbehälter 74 verbunden. Dabei kann es der vollen Synchronisation dieser beiden Bewegungsabläufe dienlich sein, wenn die Druckkammer 40 etwas größer ist als die damit in Verbindung stehende Druckkammer des Empfängerkolbens, weil der Geberkolben 32 dann den Empfängerkolben zuverlässig über seinen vollen Arbeitshub bis zum Endanschlag betätigt, während die überschüssige Flüssigkeit in der Druckkammer 40 über das Überdruckventil in den Vorratsbehälter 74 weggedrückt wird. Beim Ende des Rückhubs des Geberkolbens 32 kehrt diese weggedrückte Flüssigkeitsmenge über das Nachfüllrückschlagventil wieder in das Hydrauliksystem zurück.

Bei Betätigung der Steuereinrichtung 150 wird der Kolbenschieber 140 von der Feder 148 mit dem Anschlagbolzen 142 des oberen Endkolbens hochgeschoben, wobei das Druckgestänge bzw. die Flüssigkeitssäule 62 dadurch vom Geberkolben 32 entkuppelt wird, daß die Druckkammer 40 über den Durchlaß 118, die Einschnürung 124, den radialen Durchlaß 128, den Durchströmraum 126 sowie über den Flüssigkeitsdurchlaß 136, die Einschnürung 134', die Bohrungen 114 und 76 zum Vorratsbehälter 74 kurzgeschlossen ist. In dieser entkuppelten Stellung steht auch die Flüssigkeitssäule 62 frei mit dem Vorratsbehälter 74 in Verbindung, so daß sich der zugehörige Empfängerkolben 48 unter dem Druck aus dem Gegendruckbehälter 107 in seine Ausgangslage zurückstellen kann und über die Dauer der Entkupplung fest in dieser Stellung gehalten wird.

Bei der in Fig.4 dargestellten Anordnung der Hülseneinheit des Kolbenschiebers 140 ist ein statt gemäß F i g. 3 in einen Durchlaß 160 eingeschraubter

Stopfen 162 in den Durchlaß 66 umgesetzt. Außerdem sind in Fig.4 die Steuerhülse 130 und die Hülse 130' gegeneinander vertauscht eingesetzt. Bei dieser Anordnung ist das hydraulische Druckgestänge in der Stellung des Kolbenschiebers 140 gemäß F i g. 4 in Tätigkeit, d. h. der Druckraum 40 steht über den Durchlaß 118, die Einschnürung 124, die radialen Durchlässe 128 und den Durchströmraum 126 nunmehr über die Flüssigkeitsdurchlässe 136, 116 und den Durchlaß 160 in Verbindung mit der Flüssigkeitssäule 62, an die auch die Überdruck- und Nachfüllrückschlagventileinheit 72 über die radialen Durchlässe 128 angeschlossen ist.

Bei Betätigung der Steuereinrichtung 150 drückt die Feder 148 den Kolbenschieber 140 samt seinem oberen Anschlagbolzen 142 nach oben, wodurch der eine Endkolben des Kolbenschiebers 140 den Flüssigkeitsdurchlaß 136 verschließt, so daß die Flüssigkeitssäule 62 vollständig blockiert ist und die Arbeitselemente von den zugehörigen Empfängerkolben in ao ihrer jeweiligen Lage definiert festgehalten werden. Der Kolbenschieber 140 arbeitet gemäß Fig.4 also als Absperrorgan für die Flüssigkeitssäule 62. Der von der Nockenwelle weiterhin angetriebene Geberkolben 32 arbeitet in dieser Stellung des Kolben- as Schiebers durch die radialen Durchlässe 128 über die Überdruck- und Nachfüllrückschlag-Ventileinheit 72 allein auf den Vorratsbehälter 74.

Mit Hilfe des Kolbenschiebers 140 ist es also möglich, die von der Drehung der Nockenwelle bestimmte periodische Arbeitsfolge der Empfängerkolben über die Steuereinrichtung 150 eine Zeitlang zu unterbrechen und nach beliebigen Abschaltperioden wieder einzuschalten. Die Steuereinrichtung 150 kann aus einer elektromagnetisch-hydraulischen Vorrichtung bestehen, bei der ein von einer hydraulischen Druckquelle S gelieferter Arbeitsdruck über ein Magnetventil auf die Außenfläche des einen (gemäß F i g. 3 und 4 oberen) Endkolbens gesteuert wird, so daß der Kolbenschieber 140 gegen die Feder 148 in seine (untenliegende) Arbeitsstellung gedrängt wird. Die elektromagnetische Betätigung der Steuereinrichtung kann über Anschlüsse L₁ und L₂ durch ein über eine Leitung 156 auf einen Magnetschalter M, 152 gelegtes Signal 154 erfolgen. Da die Verschiebung des Kolbenschiebers 140 nach oben durch die Feder 148 bei Wegnahme des über die Steuereinrichtung 150 auf ihm lastenden hydraulischen Drucks erfolgt, läuft der Blockierungs- bzw. Entkupplungsvorgang sehr schnell ab.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Druckgestänge mit einer Flüssigkeitssäule, die die Druckkammer eines periodisch angetriebenen Geberkolbens mit der Druckkammer eines konstant gegenbelasteten Empfängerkolbens verbindet und über eine Abzweigung, in der ein Überdruckventil und ein Nachfüllrückschlagventil liegen, an einen druckbelasteten Flüssigkeits-Vorratsbehälter angeschlossen ist, dadurch gekennzeich» net, daß in dem von der Abzweigstelle zum Empfängerkolben (48) führenden Teil (62) der Flüssigkeitssäule ein unabhängig vom Antrieb (24,10,12,16,30) des Geberkolbens (32) gesteuerter Kolbenschieber (140) vorgesehen ist, durch den der betreffende Teil der Flüssigkeitssäule absperrbar und damit dieser Teil des Flüssigkeitsgestänges in seiner jeweiligen Lage zeitweilig blockierbar ist.

2. Hydraulisches Druckgestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (140) über seinen zwischen zwei Endkolben liegenden Durchströmraum den Flüssigkeitsdurchlaß von der Druckkammer (40) des Geberkolbens (32) zu einem Raum (68) vor dem Überdruckventil (78, 82) und dem Nachfüllrückschlagventil (90, 92) bis in seine beiden Endstellungen freigibt, jedoch in seiner einen Endstellung den Flüssigkeitsdurchlaß (136) aus dem Durchströmraum des Kolbenschiebers in den anschließenden Teil (62) der Flüssigkeitssäule absperrt.

3. Hydraulisches Druckgestänge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse des Kolbenschiebers (140) für dessen Führung eine Hülseneinheit (130,130', 122) mit durchgehend gleichem Außen- und Innendurchmesser vorgesehen ist, die zu beiden Seiten ihres mit radialen Durchlässen (128) zum Raum (68) vor dem Überdruck- und Nachfüllrückschlagventil (78, 82; 90, 92) versehenen Mittelteils (122) äußere ringförmige Einschnürungen (124,134, 134') aufweist, deren eine (134) als Brücke in der Flüssigkeitsverbindung von den genannten Ventilen zum Vorratsbehälter (74) dient und deren andere (134') zum absperrbaren Teil (62) der Flüssigkeitssäule führt, wobei von einer der Einschnürungen radiale Durchlässe (136) zum Durchströmraum zwischen den Endkolben des Kolbenschiebers ausgehen, derart/ daß dieser durch umgekehrten Einbau der Hülseneinheit von einem Absperrorgan für die Flüssigkeitssäule in ein Steuerorgan umwandelbar ist, das in derjenigen Endstellung des Kolbenschiebers, in der er sonst die Absperrung der Flüssigkeitssäule bewirkt, dessen vor der Abzweigung liegenden Teil mit dem Vorratsbehälter kurzschließt und damit das Flüssigkeitsgestänge entkuppelt, während der Kolbenschieber in seiner anderen Endstellung gleich wie bei seinem Betrieb als Absperrorgan das Flüssigkeitsgestänge aufrechterhält.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen