"Druckverstärkungseinrichtung" Die Erfindung betrifft eine Druckverstärkungseinrichtung
mit einem Gehäuse, einem in diesem zwischen zwei Endstellungen hin-und herbewegbaren
und an ein Werkstück anlegbaren ersten Kolbenglied, das eine mit inkompressiblem
Medium angefüllte Druckkammer umfallt, in die ein im Gehäuse zwischen zwei Endstellungen
unabhängig vom ersten Kolbenglied bewegbares zweites Kolbenglied einzutreten und
den Andruck des ersten
Kolbengliedes an das Werkstück zu verstärken
vermag. Derartige Druckverstärkungseinrichtungen werden für Vorrichtungen und Werkzeuge
der spanlosen Verformung verwendet. Eine bekannte Einrichtung dieser Art umfallt
zwei hintereinander geschaltete Kolben, nämlich einen Arbeitskolben und einen Übersetzerkolben.
Die Zuführung des hydraulischen Mediums erfolgt dabei in einen oberhalb des Übersetzerkolbens
liegenden Raum. Der als Hohlkolben ausgebildete Übersetzerkolben der bekannten Einrichtung
weist ein Ventil auf, das beim Zuführen des Mediums geöffnet ist. Das Medium durchströmt
dieses Ventil und den hohlen Übersetzerkolben um in den Druckraum des Arbeitskolbens,
ebenfalls ein Hohlkolben, zu gelangen und diesen voranzubewegen. Nach dem Anlegen
des Arbeitskolbens an ein Werkstück wird das Ventil e geschlossen, so daß-die weitere
Zuführung des Druckmediums den Übersetzerkolben voranbewegt. Dieser tritt in den
Druckraum des Arbeitskolbens ein und bewirkt auf diese Weise durch das im Druckraum
enthaltene inkompressible Medium eine'Verstärkung des Andruckes des Arbeitskolbens
an das Werkstück. Dabei kann das inkompressible Medium jedoch über den Übersetzerkolben
und das Ventil in den oberhalb des Übersetzerkolbens liegenden Raum gelangen, so
daß diese Einrichtung nicht mit einem unveränderbaren Volumen am inkompressiblen
Medium arbeitet. Diese Einrichtung ist somit nur mit einem hydraulischen Medium
zu betreiben, da sich das im Druckraum des. Arbeitskolbens befindliche inkompressible
Medium mit dem im Übersetzerkolben und in der oberhalb dieses Kolbens angeordneten
Raum befindlichen Medium mischt. Steht jedoch zum Betrieb eines solchen Werkzeuges
nur Druckluft zur Verfügung, kann die bekannte Druekverstärkungseinrichtung
nicht
verwendet werden."Pressure Booster" The invention relates to a pressure booster
with a housing, one that can be moved back and forth in this between two end positions
and a first piston member that can be placed against a workpiece, the one with an incompressible
Medium-filled pressure chamber falls over into the one in the housing between two end positions
to enter independently of the first piston member movable second piston member and
the proof of the first
Reinforce piston member to the workpiece
able. Such pressure boosting devices are used for devices and tools
used for non-cutting deformation. A known device of this type falls over
two pistons connected in series, namely a working piston and a booster piston.
The hydraulic medium is fed into one above the booster piston
lying room. The booster piston of the known device, designed as a hollow piston
has a valve which is open when the medium is supplied. The medium flows through it
this valve and the hollow booster piston to move into the pressure chamber of the working piston,
also a hollow piston to reach and move this forward. After putting on
of the working piston to a workpiece, the valve e is closed, so that the further
Feeding the pressure medium moves the booster piston forward. This occurs in the
Pressure chamber of the working piston and causes in this way by the in the pressure chamber
Incompressible medium contained in it increases the pressure of the working piston
to the workpiece. In doing so, however, the incompressible medium can pass through the booster piston
and the valve get into the space above the booster piston, so
that this device is not with an unchangeable volume at the incompressible
Medium works. This device is therefore only with a hydraulic medium
to operate, since the incompressible located in the pressure chamber of the working piston
Medium with that in the booster piston and in the one above this piston
Medium located in the room mixes. However, it stands for the operation of such a tool
only compressed air is available, the well-known pressure boosting device can
not
be used.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckverstärkungseinrichtung
zu schaffen, die sowohl mit einem hydraulischen -als auch einem pneumatischen
Druckmedium betrieben werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Druckverstärkungseinrichtung
gemäß der Erfindung gelöst, die ein erstes Kolbenglied, das eine Druckkammer für
das inkompressible Medium und eine Vorratskammer für dieses umfaßt, deren Volumen
sich bei der Bewegung des ersten Kolbengliedes zwischen seinen Endstellungen ändert,
und die die Kammern verbindende Kanäle umfaßt, durch die das Medium bei
der Voranbewegung des ersten Kolbengliedes aus der Vorratskammer in die Druckkammer
zu strömen vermag, während die Verbindung zwischen den Kammern durch das zweite
Kolbenglied bei dessen Voranbewegung unterbrochen wird, bei der das zweite Kolbenglied
in an sich bekannter Weise einen Druck auf das Medium ausübt und damit den Andruck
des ersten Kolbengliedes an das Werkstück verstärkt. Bei dieser erfindungsgemäßen
Einrichtung verbleibt das inkompressible Medium immer in der Druckkammer des ersten
Kolbengliedes und der Vorratskammer für das inkompressible Medium. Dieses Medium
kann sich somit nicht mit dem zum Betrieb der Einrichtung verwendeten Medium
mischen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die beiden Kolbenglieder
in zwei im Gehäuse angeordneten Motorkammern hin- und herbewegbar angeordnet sein
und eine Steuereinrichtung kann ein Ventil umfassen, das eine Druckmittelquelle
mit der ersten und der zwei-ten Motorkammer verbindet und in seiner ersten
Stellung die
Quelle mit der ersten Motorkammer, das erste Stellglied
in Arbeitsrichtung bewegend verbindet, in de-r zweiten Stellung dagegen die Quelle
mit der zweiten Motorkammer, das zweite Kolbenglied in Arbeitsrichtung bewegend,
verbindet. Ein freischwimmender Kolben kann in der Vorratskammer hin- und tierbewegbar
angeordnet sein, dessen eine Seite von dem in der Kammer befindlichen Medium beaufschlagt
ist, während die andere Seite über einen Kanal mit der ersten Motorkammer in Verbindung
steht, wobei das Ventil in seiner ersten Stellung dem freischwimmenden Kolben ein
gasförmiges Arbeitsmedium zuführt und diesen relativ zum ersten Kolbenglied in Arbeitsrichtung
verschiebt, in seiner zweiten Stellung dagegen dem Kolben das Arbeitsmedium so zuführt,
daß sich dieser in entgegengesetzter Richtung gegenüber den sich in Arbeitsrichtung
bewegenden Kolbengliedern bewegt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bewirkt
das erste Kolbenglied bei seiner Rückbewegung über das in der Druckkammer befindliche
Medium die Rückbewegung des zweiten Kolbengliedes. Nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung ist die Druckverstärkungseinrichtung durch eine zwischen dem Gehäuse und
dem ersten Kolbenglied angeordnete, ein Verdrehen dieses Kolbengliedes im Gehäuse
verhindernde Führung gekennzeichnet.The invention is based on the object of creating a pressure booster device which can be operated with both a hydraulic and a pneumatic pressure medium. This object is achieved by a pressure booster device according to the invention, which comprises a first piston member, which comprises a pressure chamber for the incompressible medium and a storage chamber for this, the volume of which changes when the first piston member moves between its end positions, and the channels connecting the chambers includes, through which the medium is able to flow from the storage chamber into the pressure chamber during the advancement of the first piston member, while the connection between the chambers is interrupted by the second piston member during its advancement, during which the second piston member exerts a pressure in a manner known per se exerts on the medium and thus increases the pressure of the first piston member on the workpiece. In this device according to the invention, the incompressible medium always remains in the pressure chamber of the first piston member and the storage chamber for the incompressible medium. This medium cannot mix with the medium used to operate the device. According to a further feature of the invention, the two piston members can switch into two arranged in the housing motor chambers and be arranged movable back and a control means may comprise a valve which connects a pressure medium source with the first and the two-th engine chamber, and in its first position, the source with the first motor chamber, which connects the first actuator moving in the working direction, in the second position, on the other hand, connects the source to the second motor chamber, moving the second piston member in the working direction. A free-floating piston can be arranged in the storage chamber so that it can move back and forth, one side of which is acted upon by the medium located in the chamber, while the other side is in communication with the first motor chamber via a channel, the valve in its first position being the A gaseous working medium is supplied to the free-floating piston and moves it relative to the first piston member in the working direction, whereas in its second position it supplies the working medium to the piston in such a way that it moves in the opposite direction to the piston members moving in the working direction. According to a further feature of the invention, the first piston member causes the return movement of the second piston member when it moves back via the medium located in the pressure chamber. According to a further feature of the invention, the pressure booster device is characterized by a guide which is arranged between the housing and the first piston member and prevents rotation of this piston member in the housing.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das erste Kolbenglied
einen
hohlen zylindrischen Hülsenteil mit einer Arbeitsfläche an einem Ende und relativ
zum Gehäuse befestigte, mit dem Hülsenteil zusammenwirkende Trennwände umfassen,
die den Hohlraum des Hülsenteiles in eine Druckkammer zwischen der Arbeitsfläche
und den Trennwänden und eine Druckkammer auf der anderen Seite der Trennwände unterteilen,
wobei die Trennwände Durchlässe aufweisen, durch die das Medium während der Be-wegeng
des ersten Kolbengliedes zu strömen vermag. Ferner kann, nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung, sich das Ventil selbsttätig in Abhängigkeit von einem vorbestimmten
Druckanstieg in der ersten Motorkammer von der ersten Stellung in die zweite bewegen.
Schließlich sind, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Motorkammern durch
Lagerblöcke begrenzt und voneinander getrennt, wobei der Lagerblock durch einen
einstüekig mit diesem verbundenen Hülsenteil als Führung für den hohlen zylindrischen
Hülsenteil des ersten Kolbengliedes dient. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungs-gemäßen Druckverstärkungseinrichtung dargestellt. In dieser
Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt nach der Linie I-I in Fig. 4 durch die
Druckverstärkungseinrichtung, diese in der völlig zurückgezogenen Stellung veranschaulichend;
Fig.
2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig.-4, die Einrichtung in einer ersten
Arbeitsstufe zeigend; Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt, jedoch die
Einrichtung in einer zweiten Arbeitsstufe veranschaulichend und Fig. 4 einen Schnitt
nach der Linie 4-4-in Fig. 1. Die erfindungsgemäße Druckverstärkungseinrichtung
kann beispielsweise bei Hochgeschwindigkeitspunktschweiß-Einrichtungen, wie sie
gewöhnlich zum Funktschweißen von Werkstücken bei der Massenherstellung am Fließband
verwendet werden, eingesetzt werden. Als Ausführungsbeispiel wird eine in solcher
Schweißeinrichtung verwendete Druckverstärkungseinrichtung beschrieben. Die in der
Zeichnung dargestellte, als Ganzes mit 10 bezeichnete Druckverstärkungseinrichtung
umfaßt drei Grundteile, nämlich ein zylindrisches, langgestrecktes Gehäuse 12, ein
erstes Kolbenglied 14 und ein zweites oder Verstärkungskolbenglied 16. Das Gehäuse
ist lösbar an einem geeigneten Träger 18 befestigt, beispielsweise mittels eines
Gewindezapfens 20, der an einem Ende des Gehäuses vorgesehen ist. Das Gehäuse umfaßt
eine zylindrische Innenbohrung 22,"einen kreisförmigen Lagerblock oder eine Unterteilung
24, die koaxial zum Gehäuse liegt und dicht in der Bohrung 22 durch Stifte 26 oder
dergleichen mit dem Gehäuse 12 verbunden ist. Ein weiterer kreisförmiger Lagerblock
oder
eine Unterteilung 28 ist axial vom Lagerblock 24 abgesetzt und dicht in der Bohrung
22 befestigt und umfaßt eine zylindrische Hülse 30, die sich axial zum offenen Ende
des Gehäuses 12 hin erstreckt und kurz vor diesem Ende endet. Das Gehäuse umfallt
ferner eine ringförmige Buchse 32, die in geeigneter Weise, beispielsweise durch
Schrauben 34, vor dem Ende der Hülse 30 am offenen Ende des Gehäuses 12 befestigt
ist. Ein als ganzes mit 56 bezeichnetes Steuerglied ist zentral in der Bohrung 22
des Gehäuses gleichachsig mit diesem gelagert und umfaßt eine hohle zylindrische
Hülse 38, deren eines Ende zentral im Lagerblock 24 befestigt ist, während das andere
Ende an einem länglichen, sich axial erstreckenden Steuerzapfen 40 befestigt ist,
der axial aus dem besagten offenen Ende des Gehäuses hinausragt. Der Zapfen 40 umfaßt
ferner eine kreisförmige Scheidewand 42 und eine Kammer 44, die koaxial zur Hülse
38 mit dieser in Verbindung steht, wie später näher erläutert werden wird. Das erste
Kolbenglied 14 umfaßt eine hohle Hülse 46, die koaxial die besagte Hülse 38 mit
einem geringen radialen Zwischenraum, wie bei 48 angedeutet, umgibt. Ein an einem
Ende dieser Hülse vorgesehener Ringflansch 50 ist einstückig mit einem breiteren
zylindrischen Hülsenteil 52 ausgebildet, der in der Bohrung der Hülse 30
zwischen dieser und der Scheidewand 42 hin- und herbeweglich angeordnet ist. Ein
Kopfteil 54 ist mittels Stiften 56 im zylindrischen Hülsenteil 52 befestigt, verschließt
dessen offenes Ende und umgibt den Steuerzapfen 40. Der Kopfteil
54
kann, wie dies mit strichpunktierten Linien angedeutet ist, einen üblichen Schweißkopf
oder dergleichen tragen, der zu einem oder mehreren ebenfalls strichpunktiert angedeuteten
und mit 60 bezeichneten Teilen, beispielsweise punktzuschweißenden Werkstücken hin
und zurück bewegt werden soll., gegen die sich der Schweißkopf 58 mit dem gewünschten
Schweißdruck legt. Ein Führungsteil 62 ist auf der Mantelfläche des hohlen zylindrischen
Hülsenteiles 52 des ersten Kolbengliedes befestigt und kann sich in einem axial
verlaufenden Schlitz 64 in der Hülse 30 bewegen, um ein Verdrehen des Kolbengliedes
14 im Gehäuse 12 zu verhindern. Wie bereits erwähnt, ist der hohle zylindrische
Hülsenteil 52 des Kolbengliedes 14 hin- und herbeweglich an der Peripherie der Scheidewand
42 geführt, die einen Teil des Steuergliedes 36 bildet und den hohlen Innenraum
des Hülsenteiles 52 in eine erste und eine zweite Druckmittelkammer 66 und 68 unterteilt,
die auf den beiden Seiten der Scheidewand liegen und durch einen ersten und einen
zweiten Durchlaß 70 und 72 über die besagte Kammer 44 im Zapfen 40 verbindbar sind.
Die 66 und 68 sind immer vollständig mit einem geeigneten inkompressiblen Medium,
beispielsweise Ö1 angefüllt, wie dies später noch erläutert werden wird. Ferner
ist über der Hülse 38 innerhalb der Bohrung des Hülsenteiles 52 ein frei beweglicher
Ringkolben 74 hin- und herbeweglich angeordnet, wodurch etwas des besagten Mediums
zwischen dem frei beweglichen kolben und der Scheidewand 62-eingeschlossen ist,
die einen Teil der zweiten
das Medium enthaltenden Kammer 68 bildet.According to a further feature of the invention, the first piston member can comprise a hollow cylindrical sleeve part with a working surface at one end and relative to the housing fastened, with the sleeve part cooperating partition walls, which the cavity of the sleeve part in a pressure chamber between the working surface and the partition walls and a pressure chamber on the other side of the partition walls, the partition walls having passages through which the medium is able to flow during the movement of the first piston member. Furthermore, according to a further feature of the invention, the valve can move automatically from the first position into the second as a function of a predetermined pressure increase in the first motor chamber. Finally, according to a further feature of the invention, the motor chambers are delimited and separated from one another by bearing blocks, the bearing block serving as a guide for the hollow cylindrical sleeve part of the first piston member by a sleeve part connected to it in one piece. The drawing shows an exemplary embodiment of a pressure boosting device according to the invention. In these drawings: FIG. 1 shows a longitudinal section along the line II in FIG. 4 through the pressure intensifying device, illustrating this in the completely retracted position; FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 4, showing the device in a first working stage; FIG. 3 shows a section corresponding to FIG. 1, but illustrating the device in a second working stage, and FIG. 4 shows a section along the line 4-4 in FIG be used for radio welding of workpieces in mass production on the assembly line. A pressure booster device used in such a welding device is described as an exemplary embodiment. The illustrated in the drawing, designated as a whole with 10 pressure booster device comprises three basic parts, namely a cylindrical, elongated housing 12, a first piston member 14 and a second or booster piston member 16. The housing is releasably attached to a suitable support 18, for example by means of a threaded pin 20, which is provided at one end of the housing. The housing includes a cylindrical inner bore 22, "a circular bearing block or partition 24, which is coaxial with the housing and is sealed in the bore 22 by pins 26 or the like to the housing 12. Another circular bearing block or partition 28 is axial separated from the bearing block 24 and tightly secured in the bore 22 and comprises a cylindrical sleeve 30 which extends axially towards the open end of the housing 12 and terminates just before that end. for example by screws 34, in front of the end of the sleeve 30 at the open end of the housing 12. A control member, designated as a whole by 56, is mounted centrally in the bore 22 of the housing coaxially therewith and comprises a hollow cylindrical sleeve 38, one end of which is attached centrally in the bearing block 24, while the other end on an elongated, axially extending Steuerz Apfen 40 is attached, which protrudes axially from said open end of the housing. The pin 40 further comprises a circular partition 42 and a chamber 44 which is coaxially connected to the sleeve 38 with this, as will be explained in more detail later. The first piston member 14 comprises a hollow sleeve 46 which coaxially surrounds said sleeve 38 with a small radial gap, as indicated at 48. An annular flange 50 provided at one end of this sleeve is formed in one piece with a wider cylindrical sleeve part 52 which is arranged to be movable to and fro in the bore of the sleeve 30 between the latter and the partition 42. A head part 54 is fastened by means of pins 56 in the cylindrical sleeve part 52, closes its open end and surrounds the control pin 40. The head part 54 can, as indicated by dash-dotted lines, carry a conventional welding head or the like, one or more of which are also dash-dotted indicated and designated by 60 parts, for example workpieces to be spot-welded, is to be moved back and forth, against which the welding head 58 rests with the desired welding pressure. A guide part 62 is fastened on the outer surface of the hollow cylindrical sleeve part 52 of the first piston member and can move in an axially extending slot 64 in the sleeve 30 in order to prevent the piston member 14 from rotating in the housing 12. As already mentioned, the hollow cylindrical sleeve part 52 of the piston member 14 is reciprocally guided on the periphery of the septum 42, which forms part of the control member 36 and divides the hollow interior of the sleeve part 52 into a first and a second pressure medium chamber 66 and 68 which lie on the two sides of the partition and can be connected by a first and a second passage 70 and 72 via the said chamber 44 in the pin 40. The 66 and 68 are always completely filled with a suitable incompressible medium, for example oil, as will be explained later. Furthermore, a freely movable annular piston 74 is arranged reciprocally above the sleeve 38 within the bore of the sleeve part 52, whereby some of the said medium is enclosed between the freely movable piston and the septum 62, which forms part of the second chamber containing the medium 68 forms.
Das erste Kolbenglied 14 umfaßt einen Kolbenkopf 76, der in der Nähe
eines Endes der Hülse 46 befestigt ist und in einer Motorkammer 78 hin- und herbeweglich
gelagert ist, die in der Bohrung 22 des Gehäuses zwischen den Lagerblocks 24 und
48 ausgebildet ist. Die Motorkammer 78 steht auf der in der Zeichnung rechts dargestellten
Seite des Kolbenkopfes 76 ständig durch den vorerwähnten radialen Zwischenraum 48
zwischen der Hülse 38 und der Hülse 46 des Kolbengliedes 14 mit dem frei beweglichen
Kolben 74 in Verbindung. Das zweite oder Verstärkungskolbenglied 16 umfaßt einen
Kolbenkopf 80, der in einer zweiten Motorkammer 82 hin- und herbeweglich gelagert
ist, die in der Gehäusebohrung 22 zwischen dem Lagerblock 24 und dem geschlossenen,
den Gewindezapfen 20 tragenden Ende ausgebildet ist. Dieser Kolbenkopf trägt eine
Kolbenstange 84 relativ kleinen Durchmessers, die sich axial vom Kolben aus durch
eine Bohrung im Lagerblock 24 hindurch, durch die Hülse 38 erstreckt und in der
Stirnfläche 86 endet, I die koaxial zur Kammer 44 dieser gegenüberliegt. Die wahlweise
unabhängige Hin- und Herbewegung des ersten und des zweiten Kolbengliedes 14 bzw.
16 wird durch ein geeignetes Druckmittelsystem gesteuert. Beim Ausführungsbeispiel
handelt es sich um Druckluft, die, wie in der Zeichnung schematisch angedeutet
ist, aus einer Druckluftquelle 88 über ein Mehrwegeventil
90 mit
einer Rückflußleitung 92 der erfindungsgemäßen Einrichtung zugeführt bzw. von dieser
abgeleitet wird. Das Ventil umfaßt übliche Durchgänge, die,- wenn das bewegliche
Glied des Ventiles wahlweise verstellt wird, über die Zeitung 94 mit einem Ansühluß
96, der mit der Motorkammer 78 auf der rechten Seite des Kolbens 76 in Verbindung
steht, über die Zeitung 98 mit einem Anschluß 100, der mit der Motorkammer 82 auf
der rechten Seite des Verstärkerkolbenkopfes 80 in Verbindung steht, und über die
Zeitung 102 mit einem Anschluß 104 verbunden ist, der mit der Motorkammer 78 auf
der entgegengesetzten oder der linken Seite des Kolbens 76 des ersten Kolbengliedes
in Verbindung steht. Das Ventil umfaßt ferner eine vierte oder neutrale Stellung,
in der ein Fluß des Mediums durch eine der Zeitungen 94, 98 und 102 vermieden wird.
Es muß betont werden, daß das Ventil 90 ein übliches druckabhängiges Ventil ist,
bei dem das verschiebbare Ventilelement selbsttätig von einer ersten Stellung, in
der die Luftdruckquelle $8 über das Ventil mit der Zeitung 94 verbunden ist, in
eine zweite Stellung bewegt wird, in der diese Quelle durch das Ventil mit der Zeitung
98 verbunden wird, sobald ein vorbestimmter Druckanstieg gespeist wird. Da ein derartiges
.Ventil bekannt ist, wird es im Rahmen der Erfindung nicht näher beschrieben. Zur
Beschreibung der Arbeitsweise wird betont, daß die Druckverstärkungseinrichtung
20 sich in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet, bevor der Schweißvorgang begonnen
wird. Zu dieser Zeit sind die Kolbenglieder 14 und 16 in ihrer voll
zurückgezoge%en-Stellung,
wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist, wobei::die Einrichtung von ihrem Träger
18 getragen wird, der der Station gegenüberliegt, in die die Werkstücke 60 in geeigneter
Weise gebracht werden, wie dies bei der Massenherstellung der Fall ist. Vorausgesetzt,
daß die Werkstücke 60 dem von der Einrichtung 10 getragenen Schweißkopf 58 direkt
gegenüberliegen, wird der Bedienende der Einrichtung das Ventil 90 betätigen, um
Druckmedium über die Zeitung 94 der Motorkammer 78 und der rechten Seite des Kolbens
76 zuzuführen, der einen Teil des ersten Kolbengliedes 14 darstellt. Der Druck in
dieser Kammer wird das erste Kolbenglied 14 zwingen, sich mit mäßiger Geschwindigkeit
aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung in die in Fig. 2 veranschaulichte zu bewegen,
wobei sich der Schweißkopf 58 anfänglich und mit ralativ kleinem oder leichtem Schlag
gegen die Werkstücke 60 legt. Während der Bewegung des ersten Kolbengliedes wird
die der Motorkammer 78 zugeführte Druckluft ferner durch den Zwischenraum 48 der
rechten Seite des frei beweglichen Kolbens 74 zugeführt, der infolgedessen nach
links vom Flansch 50 des ersten Kolbengliedes weg um einen geringen Betrag bewegt
wird, bis er durch den in den Kammern 44, 66 und 68 herrschenden Druck des Mediums
gestoppt wird. In diesem Zeitpunkt setzt er seinen Weg gemeinsam mit dem ersten
Kolbenglied, jedoch in einem Abstand vom Flansch 50 fort. Bewegt sich das
Kolbenglied 14 in dieser Weise, wird das in der zweiten Kammer 68 enthaltene Medium
von der Kammer über den Durchlaß 72, die Kammer 44 und den Durchlaß 70 in die erste
Kammer 66 überführt. Mit
anderen Worten, wenn der hohle zylindrische
Hülsenteil 52 des ersten Kolbengliedes 14 relativ zur feststehenden Scheidewand
42 hin- und herbewegt wird, werden die relativen Volumen der ersten und der zweiten
Kammer 66 und 68 ansteigen und absinken, wobei eine Übertragung von Druckmedium
zwischen diesen beiden Kammern stattfindet. Nach dem anfänglichen Anliegen des Schweißkopfes
58 gegen die Werkstücke 60 bewirkt dieser Widerstand gegen das weitere Herausbewegen
des ersten Kolbengliedes 14 aus dem Gehäuse 12 einen vorbestimmten Druckanstieg
in der Motorkammer 78, der über die Zeitung 94 dem Ventil 90 mitgeteilt wird, das
selbsttätig ein Verschieben des beweglichen Teiles bewirkt, um die Verbindung mit
der Motorkammer 78 zu unterbrechen und eine Verbindung zwischen der Quelle 88 über
die Zeitung 98 mit der Motorkammer 82 herzustellen. Dadurch beginnt sich das zweite
oder Verstärkungskolbenglied 16 nach links in die in Fig. 2 dargestellte Zage und
in Richtung einer Endstellung zu bewegen, die in Fig. 3 veranschaulicht ist. Während
des Beginnens dieser Bewegung des Kolbengliedes 16 kann die Stirnfläche 86 des Kolbens
84 eine geringe Menge des in der Kammer 44 enthaltenen Druckmediums durch den Auslaß
72 in die zweite Kammer 68 bewegen, wodurch sich der frei bewegliche Kolben 74 leicht
nach rechts aus der in Fig. 2 dargestellten Zage zurück bis dicht an den Flansch
50 bewegt, um diesen Druckmediumstrom auszugleichen. Fährt das zweite Kolbenglied
in seiner Bewegung fort, so schließ das Ende der Kolbenstange 84
den
Durchlaß 72 und die als Arbeitsfläche wirkende Stirnfläche 86 dieser Kolbenstange
bewegt sich in die Kammer 44 hinein und bewirkt einen Druckanstieg des in dieser
Kammer und der Kammer 66 enthaltenen Mediums durch den Ausfluß 70. Dieser verstärkte
Druck wirkt auf d,ie ringförmigen Schultern 106 und 108, die am Kopf 54 innerhalb
der Kammer 66 ausgebildet sind und zwingt den ersten Kolben, sich um ein relativkurzes
Stück weiterzubewegen"wodurch auf die Werkstücke 60 ein Druck ausgeübt wird, wie
diese in Fig. 3 angedeutet ist. Während dieser Endbewegung des Kolbengliedes 14
fällt das Volumen der Kammer 68 leicht ab, d.h. der Flansch 50 des Kolbengliedes
14 bewegt sich um einen entsprechenden Betrag in Richtung der Scheidewand 42 und
der frei bewegliche Kolben 74 dazwischen in eine in Fig. 3 dargestellte Zage. Auf
diese Weise verhindert der Kolben ein Einsperren des Mediums in der Kammer 68 und
des Kolbengliedes 14 während dieser Endbewegung des Kolbengliedes. Vorzugsweise
ist die wirksame Fläche der Schultern 106 und 108 etwas-größer als die wirksame
Fläche der Stirnfläche 86 der Kolbenstange 84, wodurch die gewünschte verstärkte
Kraft erzeugt wird.
Danach wird der Schweißvorgang ausgeführt. Nach dessen
Beendigung wird das Ventil 90 so bewegt, daß die Druckluft4uelle 88 über die Zeitung
102 mit der Motorkammer 78 auf der linken Seite des Kolbens 76 verbunden wird, der
mit dem ersten Kolbenglied 14 verbunden ist. Dadurch bewegt sich dieser Kolben nach
rechts aua der in Fig. 3 dargestellten Zage zurück in die
in Fig.
1 veranschaulichte, zurückgezogene Stellung. Während dieser Bewegung wirkt das in
der ersten Kammer 66 und der Kammer 44 eingeschlossene Medium unter dem Einfluß
der wirksamen Arbeitsfläche der Schultern 106 und 108 des Kolbens 54 gegen
die Stirnfläche 86 der Kolbenstange 84, das ein Zurückbewegen des zweiten Kolbengliedes
16 nach rechts gemeinsam mit dem ersten Kolbenglied bewirkt. Die Kolbenglieder bewegen
sich solange in Richtung der in Fig. 1 dargestellten Zage, bis die Stirnfläche der
Kolbenstange 84 des zweiten oder Verstärkerkolbengliedes 16 wieder den Auslaß 72
öffnet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wodurch die weitere Bewegung des Kolbengliedes
14 nach rechts einen Strom des Mediums aus der Kammer 44 über den Auslaß 72 in die
zweite Kammer 78 bewirkt, um den frei beweglichen Kolben 74 in seine in Fig. 1 dargestellte
rechte Endstellung zu führen. Wie aus der Beschreibung zu entnehmen ist, wirkt die
erfindungsgemäße Druckverstärkungseinrichtung in zwei Stufen, nämlich in einer ersten,
in der das erste Kolbenglied 14 den Schweißkopf 58 über eine zu dessen Anlegen an
punktzuschweidende Werkstücke erforderliche Entfernung bewegt und diesen Kopf mit
einem relativ geringen Druck und einem relativ schwachen Schlag gegen die Werkstücke
drückt. Danach dirch in einer zweiten Arbeitsstufe der gewünschte Schweißandruck
ohne zusätzlichen Schlag auf die Werkstücke durch die Wirkung des zweiten oder Verstärkungskolbens
ausgeübt.The first piston member 14 includes a piston head 76 secured near one end of the sleeve 46 and reciprocally supported in a motor chamber 78 formed in the bore 22 of the housing between the bearing blocks 24 and 48. On the side of the piston head 76 shown on the right in the drawing, the motor chamber 78 is constantly connected to the freely movable piston 74 through the aforementioned radial space 48 between the sleeve 38 and the sleeve 46 of the piston member 14. The second or booster piston member 16 comprises a piston head 80 which is reciprocally supported in a second motor chamber 82 which is formed in the housing bore 22 between the bearing block 24 and the closed end carrying the threaded pin 20. This piston head carries a piston rod 84 of relatively small diameter which extends axially from the piston through a bore in the bearing block 24, through the sleeve 38 and ends in the end face 86, which is coaxially opposite to the chamber 44. The optionally independent reciprocating movement of the first and second piston members 14 and 16, respectively, is controlled by a suitable pressure medium system. In the exemplary embodiment is compressed air which, as indicated schematically in the drawing, is supplied from a compressed air source 88 via a multi-way valve 90 to a return conduit 92 of the device according to the invention or derived from this. The valve includes conventional passages which, when the movable member of the valve is selectively adjusted, via the newspaper 94 to a connection 96 communicating with the motor chamber 78 on the right side of the piston 76, via the newspaper 98 to a Port 100 which communicates with the motor chamber 82 on the right side of the intensifier piston head 80 and is connected via the newspaper 102 to a port 104 which is connected to the motor chamber 78 on the opposite or left side of the piston 76 of the first piston member in FIG Connection. The valve also includes a fourth or neutral position in which flow of the medium through any of the newspapers 94, 98 and 102 is avoided. It must be emphasized that the valve 90 is a conventional pressure-dependent valve in which the displaceable valve element is automatically moved from a first position in which the air pressure source 8 is connected to the newspaper 94 via the valve to a second position in which this source is connected through the valve to the newspaper 98 as soon as a predetermined pressure increase is fed. Since such a valve is known, it will not be described in more detail within the scope of the invention. To describe the operation, it is emphasized that the pressure intensifying device 20 is in the position shown in FIG. 1 before the welding process is started. At this time, the piston members 14 and 16 are in their fully retracted positions as illustrated in Figure 1 with: the device being carried by its support 18 which is opposite the station into which the workpieces 60 in be brought in a suitable manner, as is the case with mass production. Assuming that the workpieces 60 are directly opposite the weld head 58 carried by the apparatus 10, the operator of the apparatus will actuate the valve 90 to supply pressure medium via the newspaper 94 to the motor chamber 78 and the right hand side of the piston 76 which is part of the first Piston member 14 represents. The pressure in this chamber will force the first piston member 14 to move at a moderate rate from the position shown in Fig. 1 to that shown in Fig. 2, with the weld head 58 initially and with relatively little or no impact against the workpieces 60 sets. During the movement of the first piston member, the compressed air supplied to the motor chamber 78 is also supplied through the gap 48 to the right of the floating piston 74, which is consequently moved a small amount to the left of the flange 50 of the first piston member until it passes through the in the chambers 44, 66 and 68 prevailing pressure of the medium is stopped. At this point in time it continues its path together with the first piston member, but at a distance from the flange 50. If the piston member 14 moves in this way, the medium contained in the second chamber 68 is transferred from the chamber via the passage 72, the chamber 44 and the passage 70 into the first chamber 66. In other words, as the hollow cylindrical sleeve portion 52 of the first piston member 14 is reciprocated relative to the stationary septum 42, the relative volumes of the first and second chambers 66 and 68 will increase and decrease, with a transfer of pressure medium therebetween Chambers takes place. After the initial contact of the welding head 58 against the workpieces 60, this resistance to the further movement of the first piston member 14 out of the housing 12 causes a predetermined pressure increase in the motor chamber 78, which is communicated via the newspaper 94 to the valve 90, which automatically moves the Moving part causes to break the communication with the motor chamber 78 and to establish a connection between the source 88 via the newspaper 98 with the motor chamber 82. As a result, the second or reinforcement piston member 16 begins to move to the left into the position shown in FIG. 2 and in the direction of an end position which is shown in FIG. 3. During the beginning of this movement of the piston member 16, the end face 86 of the piston 84 can move a small amount of the pressure medium contained in the chamber 44 through the outlet 72 into the second chamber 68, whereby the freely movable piston 74 moves slightly to the right from the position shown in FIG 2 moved back up close to the flange 50 in order to compensate for this flow of pressure medium. If the second piston member continues in its movement, the end of the piston rod 84 closes the passage 72 and the end face 86 of this piston rod acting as a working surface moves into the chamber 44 and causes the pressure of the medium contained in this chamber and the chamber 66 to rise the outflow 70. This increased pressure acts on the annular shoulders 106 and 108 formed on the head 54 within the chamber 66 and forces the first piston to advance a relatively short distance, thereby exerting pressure on the workpieces 60 as indicated in Fig. 3. During this end movement of the piston member 14, the volume of the chamber 68 drops slightly, ie the flange 50 of the piston member 14 moves by a corresponding amount in the direction of the partition 42 and the freely movable piston 74 therebetween in a frame shown in Fig. 3. In this way, the piston prevents the medium from being trapped in the chamber 68 and of the piston member 14 during this end movement of the piston member. Preferably, the effective area of shoulders 106 and 108 is slightly larger than the effective area of end face 86 of piston rod 84, thereby generating the desired increased force . Then the welding process is carried out. When this is complete, the valve 90 is moved so that the compressed air source 88 is connected via the newspaper 102 to the motor chamber 78 on the left-hand side of the piston 76 which is connected to the first piston member 14. As a result, this piston moves to the right outside of the bracket shown in FIG. 3 back into the retracted position shown in FIG. 1. During this movement, the medium enclosed in the first chamber 66 and the chamber 44 acts under the influence of the effective working surface of the shoulders 106 and 108 of the piston 54 against the end face 86 of the piston rod 84, which causes the second piston member 16 to move back to the right together with the first piston member causes. The piston members move in the direction of the Zage shown in Fig. 1 until the end face of the piston rod 84 of the second or booster piston member 16 again opens the outlet 72, as shown in Fig. 1, whereby the further movement of the piston member 14 to the right causes a flow of the medium from the chamber 44 via the outlet 72 into the second chamber 78 in order to guide the freely movable piston 74 into its right end position shown in FIG. As can be seen from the description, the pressure boosting device according to the invention acts in two stages, namely in a first, in which the first piston member 14 moves the welding head 58 over a distance necessary for its application to workpieces to be welded and this head with a relatively low pressure and a relatively weak blow against the workpieces. Then, in a second work stage, the desired welding pressure is exerted without additional impact on the workpieces by the action of the second or reinforcement piston.