DE1502689C - Hydraulische Schere - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schere, das Druckmittelsystem nach außen geschlossen aus-

insbesondere zum Schneiden von Baustahl, mit einem zubilden, so daß ein Arbeiten mit diesem Gerät in

Druckzylinder und einem auf seiner Stirnseite vom beliebigen Lagen möglich ist, ohne daß Druckmittel

Druckmittel in Arbeitsrichtung beaufschlagbaren und austreten kann. Es ist also kein Entlüftungsventil er-

durch Federwirkung zurückbewegbaren Treibkol- 5 forderlich, das bei Arbeiten in unterschiedlichen

ben, der an seiner Rückseite in eine von einem Lagen, was bei nicht stationären Scheren häufig

Zylinderraum umgebene Kolbenstange übergeht, die vorkommt, zu Schwierigkeiten und insbesondere

sich durch den Zylinderdeckel hindurch erstreckt und auch zum Ausfließen von Druckmittel führen könnte,

an ihrem Ende das bewegliche Messer trägt, wogegen Dadurch, daß der die Kolbenstange umgebende

das Gegenmesser sich rückwärts an einem mit dem io Zylinderraum den überwiegenden Teil des beim

Druckzylinder fest verbundenen Tragteil abstützt, Rücklauf des Treibkolbens aus dem Arbeitsraum

und mit einem aus einem Ventilschaft und einem herausgeführten Druckmittels aufnimmt, wird eine

Ventilteller bestehenden Tellerventil, das am Ende überaus kompakt bauende Schere erhalten, die keine

des Kolbenrücklaufes durch Anstoßen des Ventil- äußeren Leitungen benötigt.

tellers innen am Zylinderkopf in Schließstellung ge- 15 Die den Treibkolben in Achsrichtung durchquebracht wird und auf Grund des im Zylinderraum rende Bohrung verläuft von einem an den Ventilsitz entstehenden Druckes die Druckabflußöffnung gegen anschließenden Raum innerhalb des Kolbens zu der Federkraft so lange geschlossen hält, bis die durch der Kolbenstange zugewandten rückwärtigen Kolbendie Bewegung des Treibkolbens gestiegene Feder- Stirnseite. Der Ventilschaft des Tellerventils ist in kraft des Tellerventils größer als die Schließhalte- 20 einer Bohrung des Treibkolbens geführt. Bei einer kraft des Druckmittels geworden ist oder bis zur besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindirekt vom Kolbenweg abhängigen Öffnung des dung dient die den Treibkolben axial durchsetzende Tellerventils. Druckmittelabflußbohrung als Führung für den Bei einer in der deutschen Patentschrift 519 200 Ventilschaft, der mir einen Teil des Bohrungsquerbeschriebenen Schere dieser Art sitzt der Ventilteller 25 schnittes ausfüllt. Der besondere Vorteil liegt hierbei mit seiner konischen, dem Ventilschaft abgewandten darin, daß dieselbe Bohrung sowohl den Ventilschaft Seite auf dem Ventilsitz auf, der in der Wand des führt als auch als Abflußöffnung für das Druck-Druckraumes angeordnet ist, die der den Druckraum mittel dient. Der Ventilschaft füllt dabei nur einen begrenzenden Fläche des Treibkolbens gegenüber- Teil des Bohrungsquerschnittes aus. Er kann hierzu liegt. Bei dieser bekannten Anordnung muß eine 30 beispielsweise hohl ausgeführt sein, er kann jedoch Druckmittelmenge, die dem gesamten Hubvolumen auch längsverlaufende Einfräsungen aufweisen,
des Treibkolbens entspricht, zu einem außerhalb des Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Zylinderraumes befindlichen (^vorratsbehälter ge- Ventilschaft des Tellerventils durch eine Druckfeder bracht werden. gegen eine Anlagefläche des Zylinderdeckels abge-Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den 35 stützt. Die Druckfeder dient, wie an sich bekannt, hydraulischen Antrieb einer derartigen Schere dahin- zu einer druckabhängigen Steuerung des Tellergehend zu verbessern, daß eine raumsparende, ge- ventils, insbesondere dann, wenn ein zu schneidendes drängte und handliche Konstruktion erhalten wird. Werkstück schon nach einem bestimmten Schneid-Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung weg durchbricht und damit eine plötzliche Entlastung durch eine den Treibkolben in Achsrichtung durch- 40 des Druckmittelraumes eintritt,
querende Bohrung als Abflußöffnung für das Druck- Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine mittel. das Tellerventil offenhaltende Feder in an sich be-Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, kannter Weise zwischen Kolbenstirnseite und Vcntildaß der auf der Kolbcnrückseite befindliche und teller angeordnet.

die Kolbenstange umgebende Zylinderraum zugleich 45 Eine Ausführungsform der Erfindung kann außerals Druckmittelbehälter dient. Es ist also bei der dem noch durch eine in der Kolbenstirnseite befinderfindungsgcmäßen Schere kein zusätzlicher Druck- liehe Erweiterung der den Treibkolben durchsetzenmittelbehälter erforderlich, der so groß sein muß, den Bohrung gekennzeichnet sein. Dies hat den daß er das gesamte Hubvolumen des Treibkolbens Vorteil, daß dann, wenn sich der Ventilteller nur an Druckmittel aufnehmen kann, wenn der Treib- 5° ein klein wenig von seinem Ventilsitz abhebt, die kolben in seine Ausgangslage zurückbewegt wird. Fließgeschwindigkeit des Druckmediums in dieser Beim Anmeldungsgegenstand ist die beim Hin- und Erweiterung sich in Grenzen hält und somit in dieser Herbewegen des Treibkolbens aufzunehmende Druck- Erweiterung ein Druck herrscht, der eine die Druckmittelmenge nur gleich dem Volumen der Kolben- feder unterstützende Kraft ergibt, die in diesem stange über dem Hub. Dieses Volumen ist aber 55 Augenblick den Ventilteller von seinem Ventilsitz erheblich kleiner als das Hubvolumen des Treib- wegzubewegen sucht. Das Tellerventil öffnet daher kolbens. Diese verdrängte Druckmittelmenge ist im die Abflußbohrung sofort völlig, sobald die von dem allgemeinen so klein, daß ein in den Kreislauf des Ventilsitz abhebende Bewegung begonnen hat. Da-Druckmediums an irgendeiner Stelle eingeschaltetes bei kann sich dieser Raum unter dem Ventilteller elastisches Glied in der Lage ist, diese Volumendiffe- 60 allmählich erweitern, so daß sich hier eine im wesentrenz auszugleichen. Beispielsweise kann hierzu ein liehen laminare Strömung ausbildet,
zumeist ohnehin vorhandenes Luftpolster genügen. Schließlich kann die erfindungsgemäße Schere Es ist somit durch die Erfindung ermöglicht, einen noch dahingehend weiter ausgebildet sein, daß an besonders kleinen zusätzlichen Druckmittelraum zu dem Tellerventil ein nach außen führender Stab verwenden, wodurch es auch praktisch möglich gc- 65 befestigt ist, durch den das Tellerventil zusätzlich worden ist, alle Aggregate in einem einzigen Gerät von außen betätigbar ist. Beispielsweise kann hierbaulich zusammenzufassen und dabei eine handliche durch das Tellerventil von außen in seine Schlicßlage Schere zu erhalten. Insbesondere ist es vorteilhaft, bewegt werden. Der Stab kann dabei so ausgebildet

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sein, daß beim Einlegen eines zu schneidenden dieser nach links erfolgenden Bewegung zusammen-

Eisens in die Schere das Tellerventil selbsttätig in gedrückten Druckfeder 30 auf den Ventilschaft 25 in

seine Schließlage bewegt wird. .. axialer Richtung so groß, daß sie die Kraft über-

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der windet, die durch die Druckflüssigkeit auf die Vor-

Erfindung dargestellt. 5 derseite des Ventiltellers 29 ausgeübt wird. Dann

Fig. 1 zeigt die zum Verständnis der Erfindung verschiebt sich das Tellerventil 24 in Fig. 1 nach

erforderlichen Teile einer Ausführungsform der Er- rechts, so daß sich der Ventilteller 29 von seinem

findung im Schnitt; Ventilsitz 32 abhebt. Dann strömt Druckflüssigkeit

■ F i g. 2 zeigt eine Einzelheit der F i g. 1 in einem durch den Zwischenraum zwischen Ventilteller 29

größeren Maßstab. io und Ventilsitz 32 in den Raum 28 und von dort

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh- über die Aussparungen 27 in die Bohrung 26 in den rungsform der Erfindung ist auf der Motorwelle 1 drucklosen Zylinderraum 19 der hydraulischen Aneines Elektromotors 2 eine Exzenterbüchse 3 be- lage, der über den Kanal 20 mit dem Hohlraum 6 festigt, die über einen Kugellagerring 4 radial be- der Druckflüssigkeit in Verbindung steht und aus weglich geführte Pumpenkolben 5 antreibt, die' in 15 dem die Pumpe die Druckflüssigkeit ansaugt. Der einem Hohlraum 6 befindliches Öl in Kanäle 7 for- Druck im Druckraum K) wird nun kleiner, und die dem, die mit Rückschlagventilen 8 versehen sind. Feder 22 kann den Treibkolben 11 wieder nach Die Kanäle 7 durchqueren eine Wand 9, die die eine rechts verschieben. Die dadurch aus dem Druck-Stirnwand eines Druckraumes 10 eines Arbeitszylin- raum 10 verdrängte Flüssigkeit entweicht durch die ders bildet, in dem ein Treibkolben 11 axial ver- 20 Aussparungen 27 und die Axialbohrung 26 in den schiebbar gelagert ist, dessen Kolbenstange 12 das Zylinderraum 19 hinter dem Treibkolben 11. Kehrt bewegliche Messer 13 der Schneidmaschine trägt. der Treibkolben 11, durch die Feder 22 angetrieben, Dieses Messer 13 arbeitet mit einem Gegenmesser 14 wieder in seine rechte Endstellung zurück, so läuft zusammen, das an einer entsprechend starken Ver- der Ventilteller 29 auf einer Anschlagfläche 33 der längerung 15 eines Gehäuses 16 befestigt ist, das 25 Zwischenwand auf und schiebt den Ventilteller 29 auch die Pumpenanordnung und den Elektromotor 2 wieder in seine Schließlage zurück. Wird nun die umschließt. An ihrer achsparallelen Innenwand 17 ist Pumpe 2 angestellt oder arbeitet die Pumpe noch, der Treibkolben 11 geführt, und eine an dieser Wand so wird auf diese Weise der Zylinderraum 10 wieder «inliegende Dichtung 18 des Treibkolbens 11 dichtet dicht verschlossen, und die in ihn von der Pumpe den Druckraum 10 gegenüber dem hinter dem Treib- 3° geförderte Druckflüssigkeit treibt den Treibkolben 11 kolben 11 liegenden Zylinderraum 19 ab, der über bei dem nun folgenden Arbeitshub wieder nach links, einen die achsparallele Wand 17 durchsetzenden Ka- Wenn bei der Bewegung des Treibkolbens 11 nal 20 mit dem Hohlraum 6 in Verbindung steht. nach links das Tellerventil 24 durch die Druckfeder

Der Zylinderraum 19 ist außerdem durch eine 30 geöffnet wird, so strömt, sobald sich der Ventil-Dichtung 21 gegenüber dem Gehäuse 16 abgedichtet. 35 teller 29 an dem Ventilsitz 32 abhebt, in dem ge-Eine Feder 22 ist bestrebt, den Treibkolben 11 stets ringen zwischen der Unterfiäche des Ventiltellers 29 in die in F i g. 1 gezeichnete Stellung in Anlage an und dem Ventilsitz 32 befindlichen Spalt die Druckdie Innenstirnfläche der Wand 9 zu drücken. flüssigkeit mit großer Geschwindigkeit in den Raum

Der Treibkolben 11 weist eine den Zylinderraum 28 ein. Innerhalb dieses Spaltes herrscht quer zu der 19 mit dem Druckraum 10 verbindende Bohrung 23 40 strömenden Flüssigkeit nur ein geringer Druck, so auf, in der ein Tellerventil 24 angeordnet ist, dessen daß hierdurch die Kraft, die durch die im Druck-Ventilschaft 25 eine axiale Bohrung 26 aufweist, die raum 10 befindliche Druckflüssigkeit auf die Vorderdurch den Ventilschaft 25 quer durchsetzende Aus- seite 29' des Ventiltellers 29 ausgeübt wird, nur wenig sparungen 27 mit einem unter dem Ventilteller 29 kompensiert wird. Wenn jedoch der Durchflußquerausgesparten Raum 28 in Verbindung steht. Der 45 schnitt der die Wände des Ventilschaftes 25 durch-Ventilschaft 25 läuft in der Nähe seiner Totpunkt- setzenden Aussparungen 27 kleiner, vorzugsweise lage, die der in Fig. 1 eingezeichneten Totpunktlage wesentlich keiner ist als der benachbarte Querentgegengesetzt ist, auf einer Druckschraubenfeder30 schnitt des Raumes 28, so baut sich in dem Raum 28 auf, die sich an einer Fläche 31 des Gehäuses 16 ein Druck auf, der größer ist als der in dem Zylinderabstützt. 50 raum 19 herrschende Druck, und. dieser Druck

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist das wiederum übt auf die Unterfläche 29" des Ventil-Tellerventil 24 geschlossen, so daß der Druckraum tellers 29 eine Kraft aus, die in gleicher Richtung 10 nicht mehr mit dem Zylinderraum 19 und daher wie die Kraft der Druckfeder 30 und entgegen der auch nicht mit dem Hohlraum 6 in Verbindung steht, auf die Oberseite 29' des Ventiltellers 29 durch die der mit dem Zylinderraum 19 durch den Kanal 20 55 Flüssigkeit im Driickraum 10 erzeugten Kraft gerichverbunden ist. Wird in dieser Stellung die Pumpe tet ist. Würde der Durchflußquerschnitt der Durchvon dem Elektromotor 2 angetrieben, so wird über brechungen 27 nicht kleiner sein als der benachbarte die die Wand 9 durchsetzenden Kanäle 7 Druck- Querschnitt des Raumes 28, so wäre der sich in dem flüssigkeit in den Druckraum 10 eingedrückt, und Raum 28 aufbauende Druck erheblich kleiner. Der der Treibkolben U bewegt sich entgegen der Wir- 60 Querschnitt des Raumes 28, der unterhalb des Tellerkung der Feder 22 in F i g. 1 nach links, das beweg- ventils 24 am zylinderraumseitigen Ende der Bohrung liehe Messer 13 greift an dem eingelegten Baustahl 23 in dem Treibkolben 11 ausgespart ist, kann verod. dgl. an und schneidet dieses Schneidgut im schieden gewählt sein. Insbesondere kann er auch Zusammenwirken mit dem Gegenmesser 14 durch. zylindrisch sein. Wenn er jedoch, wie bei der dar-

punktlage erreicht hat, so wird die Kraft der bei strömen der Druckflüssigkeit in den Raum 28 wesent-

Hch geringer, und die Öffnungszeit des Ventils wird dadurch kürzer. Durch entsprechende Wahl des Volumens des Raumes 28 und des Durchflußquerschnittes der Aussparungen 27 unter Berücksichtigung der Kraft der Druckfeder 30 können außerordentlich rasche Öffnungszeiten für das Tellerventil 24 erhalten werden.

An der Hinterseite des Ventiltellers 29 greift eine Feder 35 an, die sich in dem Kolben 11 abstützt. Da der Ventilschaft 25 nur in der Nähe derjenigen Totpunktlage auf die Druckfeder 30 aufläuft, die der in F i g. 1 dargestellten Totpunktlage entgegengesetzt ist, und bei dem Rückhub die Druckfeder 30 auch bald wieder verläßt, so würde sich bei diesem Rückhub das Tellerventil 24 möglicherweise wieder schließen. Dies verhindert die Feder 35, die den Ventilteller 29 in einem Abstand vom Ventilsitz 32 hält, so lange die Vorderfläche 29' des Ventiltellers 29 nicht an einer -Abstützfläche 33 der ZyÜnderstirnwand anliegt.

Der Ventilschaft 25 kann so ausgebildet sein, daß an Stelle einer im Querschnitt runden Bohrung 26 der Ventilschaft 25 eine die ganze Querschnittsfläche durchsetzende, rechtwinklige Ausfräsung aufweist. In diesem Fall ist es auch nicht erforderlich, an dem ventiltellerseitigen Ende des Ventilschaftes 25 in die noch stehengebliebenen Wandteile besondere Aussparungen 27 einzubohren.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Bohrung 23 und das in sie eingesetzte Tellerventil 24 so angeordnet, daß in der in F i g. 1 dargestellten Totpunktlage des Treibkolbens 11 der Ventilteller 29 nicht an einer Anschlagfläche 33 zur Anlage kommt. In diesem Fall ist der Ventilschaft 25 mit einem in F i g. 1 strichpunktiert eingezeichneten Stab 34 verbunden, dessen im Bereich der Schneidmesser liegendes Ende so geformt ist, daß der Stab 34 beim Einlegen von Schneidgut in Fig. 1 nach links gezogen wird und dadurch das Tellerventil 24 geschlossen wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Schere, insbesondere zum Schneiden von Baustahl, mit einem Druckzylinder und einem auf seiner Stirnseite vom Druckmittel in Arbeitsrichtung, beaufschlagbaren und durch Federwirkung zurückbewegbaren Treibkolben, der an seiner Rückseite in eine von einem Zylinderraum umgebene Kolbenstange übergeht.. die sich durch den Zylinderdeckel hindurch erstreckt und an ihrem Ende das bewegliche Messer trägt, wogegen das Gegenmesser sich rückwärts an einem mit dem Druckzylinder fest verbundenen Tragteil abstützt, und mit einem aus einem Ventilschaft und einem Ventilteller bestehenden Tellerventil, das am Ende des Kolbenrücklaufes durch Anstoßen des Ventiltellers innen am Zylinderkopf in Schließstellung gebracht wird und auf Grund des im Zylinderraum entstehenden Druckes die Druckabflußöffnung gegen Federkraft so lange geschlossen hält, bis die durch die Bewegung des Treibkolbens gestiegene Federkraft des Tellerventils größer als die Schließhaltekraft des Druckmittels geworden ist oder bis zur direkt vom Kolbenweg abhängigen Öffnung des Tellerventils, gekennzeichnet durch eine den Treibkolben (11) in Achsrichtung durchquerende Bohrung (23) als Abflußöffnung für das Druckmittel.

2. Schere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Treibkolben (11) axial durchsetzende Bohrung (23) als Führung für den Ventilschaft (25) dient, und daß der Ventilschaft (25) nur einen- Teil des Bohrungsquerschnittes ausfüllt.

3. Schere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (25) des Tellerventils (24) durch eine Druckfeder (30) gegen eine Anlagefläche (31) des Zylinderdeckels (16) abgestützt ist.

4. Schere nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine das Tellerventil (24) offenhaltende Feder (35), die in an sich bekannter Weise zwischen Kolbenstirnseite und Ventilteller (29) angeordnet ist.

5. Schere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Erweiterung (28) der Bohrung (23) in der Kolbenstirnseite.

6. Schere nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ventilteller (29) ein nach außen führender Stab (34) befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen