DE1650747B1 - Fluiddruckverstaerker - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Fluiddruckverstärker dung einer zu frühzeitigen Bewegung des Kolbens, mit einem eine Zylinderkammer in eine erste und durch welche der Druckanstieg bewirkt wird, auch eine zweite Kammer unterteilenden Kolben, wobei darin zu sehen, daß durch eine geeignete Einstellung in der mit einer Druckmittelquelle verbundenen dieses Fluiddruckverstärkers jeglicher Zeitverlust ersten Kammer ein das Ende des Kolbenhubs und 5 zwischen dem Zeitpunkt des Angreifens der Klemmeinen zentralen und einen ringförmigen Restvolumen- backen an dem Werkstück und dem Zeitpunkt der Kammerteil der ersten Kammer bestimmender An- Ausübung des erhöhten Drucks vermieden werden schlag vorgesehen ist, mit einer mit dem Kolben kann.

verbundenen Kolbenstange, die durch die zweite An Hand eines in der Zeichnung dargestellten

Kammer ragt und in einer Zylinderbohrung gelagert io Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläu-

ist, deren Querschnittsfläche kleiner als die Quer- tert werden.

Schnittsfläche der Zylinderkammer ist, mit einer Es zeigt

durch den Kolben und die Kolbenstange verlaufenden Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Hydrau-

Verbindungsleitung zwischen der ersten Kammer und likkreises, in dem der Fluiddruckverstärker gemäß

der Zylinderbohrung, in welcher Verbindungslei- 15 der Erfindung verwendet werden kann,

tung ein Absperrorgan vorgesehen ist, das durch F i g. 2 einen Querschnitt durch den Fluiddruck-

eine Bewegung des Kolbens zu dem Anschlag ent- verstärker gemäß der Erfindung, der die Lage der

gegen der Kraft einer Schließfeder geöffnet wird, so einzelnen Bauteile in einer ersten Stellung zeigt,

daß von der Druckmittelquelle geliefertes Druck- F i g. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, des

mittel durch die Verbindungsleitung zu einer Ver- 20 Fluiddruckverstärkers von F i g. 2, der bestimmte

braucherleitung strömen kann, während beim Über- Bauteile in einer zweiten Stellung zeigt,

schreiten eines vorherbestimmten Drucks in der F i g. 4 einen vergrößerten Schnitt entlang der

Verbindungsleitung der Kolben vom Anschlag weg- Linie 4-4 von F i g. 2 und

gedrückt, das Absperrorgan geschlossen und der F i g. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Teils des

Druck in der Verbraucherleitung durch die Ver- 25 Fluiddruckverstärkers entlang der Schnittlinie 5-5

drängung der Kolbenstange in der Zylinderbohrung in Fig. 3.

erhöht wird. In den F i g. 1 bis 5 ist ein Fluiddruckverstärker

Fluiddruckverstärker dieser Art dienen in hydrau- 10 abgebildet. Der Fluiddruckverstärker 10 ist in

lischen Steuereinrichtungen dazu, z. B. hydraulisch F i g. 1 an einen Hydraulikkreis angeschlossen, der

betätigbaren Greifern für Werkstücke in einer Werk- 30 eine Flüssigkeit an mehrere Klemmbacken 11 abgibt,

zeugmaschine zunächst Druckmittel unter niedrigem Jeder Klemmbacken 11 kann einen Hebelarm 12

Druck zuzuführen, bis die Klemmbacken an dem haben, der an einem Pfosten 13 angelenkt und von

Werkstück angreifen, während danach ein höherer dem Werkstück W weg durch eine Feder 14 vorge-

Druck auftreten soll, um eine hinreichend starke spannt ist. Auf das eine Ende des Hebelarms 12

Halterung des Werkstücks zu gewährleisten. Obwohl 35 wird durch eine Kolbenstange 15 eine Kraft ausge-

der bekannte Fluiddruckverstärker der eingangs übt, die durch einen Kolbenkopf 16 angetrieben wird,

genannten Art (vgl. französische Patentschrift Der Kolbenkopf 16 ist in einem Hydraulikzylinder 17

1 495 219) diesen Zweck erfüllt, besteht in gewissen montiert, und Flüssigkeit wird jedem Zylinder 17

Fällen die Schwierigkeit, daß die die Druckerhöhung durch Leitungen 18 zugeführt. Die Leitungen 18 sind

bewirkende Verschiebung des Kolbens zu frühzeitig 40 mit einer Hochdruckleitung 19 verbunden, die ihrer-

erfolgt, bevor die Klemmbacken das Werkstück er- seits an den Fluiddruckverstärker 10 angeschlossen

griffen haben. Dies ist beispielsweise dann der Fall, ist. Niederdruckflüssigkeit wird dem Fluiddruckver-

wenn bei einem folgenden Arbeitsgang eine größere stärker 10 durch eine Niederdruckleitung 20 von

Anzahl von Greifern betätigt werden muß, so daß einem Vorratsbehälter 21 zugeführt. Der Vorrats-

der dadurch bedingte Druckanstieg schon zu 45 behälter 21 ist teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, z. B.

einer Verschiebung des Kolbens führt, bevor alle bis zur HöheL (vgl. Fig. 1). Der obere Abschnitt

Klemmbacken an den betreffenden Werkstücken an- des Vorratsbehälters 21 kann mit Druckluft durch

greifen. eine Leitung 22 von einer Versorgungsleitung 23

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Fluid- versorgt werden. Ein durch ein Solenoid betätigter druckverstärker der eingangs genannten Art so aus- 50 Vier-Wege-Steuerschieber 24 ist zwischen der Verzubilden, daß der die Druckerhöhung bewirkende sorgungsleitung 23 und der Leitung 22 vorhanden, Kolbenhub erst dann erfolgt, wenn ein durch eine und in der abgebildeten Stellung führt der Steuerunterschiedliche Einstellung des Fluiddruckverstär- schieber 24 Druckluft von der Versorgungsleitung kers bestimmter Druck überschritten wird. 23 einer Leitung 25 zu und erlaubt den Austritt von

Diese Aufgabe wird bei einem Fluiddruckverstär- 55 Luft aus dem Vorratsbehälter 21 über einen Auslaß

ker der eingangs genannten Art erfindungsgemäß 26.

dadurch gelöst, daß in einem Verbindungskanal Durch Umsteuern des Steuerschiebers 24 aus seizwischen dem zentralen Kammerteil und dem ring- ner abgebildeten Stellung wird die Versorgungsleiförmigen Kammerteil ein Absperrorgan angeordnet tung 23 mit der Leitung 22 verbunden, um Druckist, das sich bei einem einen bestimmten Druck über- 60 luft dem Vorratsbehälter 21 zuzuführen. Durch das steigenden Druck in dem zentralen Kammerteil Umsteuern des Steuerschiebers 24 wird auch die öffnet. Leitung 25 mit dem Auslaß 26 verbunden. Wie noch

Zweckmäßigerweise ist das Absperrorgan ein an genauer erläutert werden soll, wird beim Umsteuern sich bekanntes Rückschlagventil mit einer Schließ- des Steuerschiebers 24 und bei Ausüben von Luftfeder, deren Schließkraft in einfacher Weise durch 65 druck auf die Flüssigkeit im Vorratsbehälter 21 die eine von der Außenseite des Gehäuses betätigbare Flüssigkeit durch die Niederdruckleitung 20, den Verstellschraube einstellbar ist. Fluiddruckverstärker 10 und die Hochdruckleitung

Ein Vorteil der Erfindung ist neben der Vermei- 19 in jeden Hydraulikzylinder 17 gedrückt. Die Strö-

mung dauert an, bis jeder Kolbenkopf 16 sich so weit bewegt hat, daß jeder Hebelarm 12 sein Werkstück berühren kann. Wenn jeder Hebelarm 12 sein Werkstück berührt, gibt der Fluiddruckverstärker 10 Hochdruckflüssigkeit an jeden Hydraulikzylinder 17 ab,_um jedes Werkstück sicher festzuklemmen.

In F i g. 2 hat der Fluiddruckverstärker 10 eine solche Stellung, daß Flüssigkeit in einen Einlaß 27 (der in F i g. 1 mit der Niederdruckleitung 20 verbunden ist) und aus einem Auslaß 28 (=der in F i g. 1 mit der Hochdruckleitung 19 verbunden ist) strömen kann. Der Einlaß 27 ist in einen Deckel 29 gebohrt, der in eine Senkung 30 in einem Zylindergehäuse 31 eingeschraubt ist. Das Zylindergehäuse 31 hat eine Zylinderbohrung 32 und einen engeren Hals 33. Der engere Hals 33 hat eine axiale Bohrung 34, die mit der Zylinderbohrung 32 und dem Auslaß 28 verbunden ist. Ein Kolben 35 ist gleitend in der Zylinderbohrung 32 gelagert und hat eine damit verbundene Kolbenstange 36, die gleitend von der axialen Bohrung 34 aufgenommen ist. Der Kolben 35 unterteilt die Zylinderbohrung 32 in eine erste und eine zweite Kammer 37 bzw. 38. Der Einlaß 27 ist mit der ersten Kammer 37 durch mehrere Durchlässe 63 im Deckel 29 verbunden. Die erste Kammer 37 steht in Flüssigkeitsverbindung mit der axialen Bohrung 34 über eine Bohrung 39 im Kolben 35 und eine Bohrung 40 in der Kolbenstange 36. Der Kolben 35 hat einen zylindrisch hinterdrehten Abschnitt, der einen zentralen Kammerteil 41 der ersten Kammer 37 bildet. An dem einen Ende seines Hubs legt sich der Kolben an einen Anschlag 44 an. Zum Anschlag 44 gehört ein Teil des Deckels 29, der axial in den zentralen Kammerteil 41 vorspringt. Der Anschlag 44 ist mit einer radialen Lippe 46 versehen, und ein Dichtungsring 45 ist über die Lippe 46 geschoben. Die innere Wand des zentralen Kammerteils 41 lehnt sich an den Dichtungsring 45 an, und es ist ein sehr kleiner Spielraum zwischen der zylindrischen Seitenwand des Dichtungsrings 45 und der zylindrischen Seitenwand des zentralen Kammerteils 41 vorhanden, der den zentralen Kammerteil 41 von einem ringförmigen Restvolumen-Kammerteil der ersten Kammer 37 trennt, wenn der Kolben 35 in der in F i g. 2 abgebildeten Stellung ist.

In der in F i g. 2 abgebildeten Stellung kann Flüssigkeit durch den Einlaß 27, die Durchlässe 63, den zentralen Kammerteil 41 und die Bohrung 39 in die Bohrung 40 über ein Absperrorgan 47 strömen. Das Absperrorgan 47 hat einen Dreieckskörper 48, der in der Bohrung 40 gleitet, ein Schließglied 49, das an einem Sitz angreifen kann, der durch eine Schulter 50 zwischen der Bohrung 39 und der Bohrung 40 ausgebildet ist, und eine Stange 51, die vom Schließglied in die Bohrung 39 vorspringt. Das Absperrorgan 47 ist normalerweise zum Einlaß 27 durch eine Feder 52 vorgespannt. In der in F i g. 2 abgebildeten Stellung wird das Schließglied in seiner Offenstellung gehalten, da in dieser Stellung die Stange 51 am Anschlag 44 anliegt. Wenn das Absperrorgan 47 so in seiner Offenstellung gehalten wird, kann Flüssigkeit von dem Vorratsbehälter 21 durch den Fluiddruckverstärker 10 in jeden Hydraulikzylinder 17 strömen. Diese Strömung dauert an, bis jeder Hebelarm sein Werkstück berührt hat. Wenn jeder Hebelarm sein Werkstück berührt, wird die Strömung im System gedrosselt, und der Druck im ganzen Kreis steigt an.

Ein Druckanstieg im ganzen Kreis öffnet ein Kugelrückschlagventil 53, so daß Flüssigkeit durch einen Verbindungskanal 54, 55, der mit dem Einlaß 27 verbunden ist, zum ringförmigen Kammerteil der ersten Kammer 37 strömen kann. Das Kugelrückschlagventil 53 wird nur geöffnet, wenn ein vorbestimmter Druck im Einlaß 27 und damit im System erreicht worden ist. Zu diesem Zweck ist das Kugelrückschlagventil 53 in seine Schließstellung durch

ίο eine Schließfeder 56 vorgespannt. Der Druck, den die Schließfeder auf das Kugelrückschlagventil 53 ausübt, kann durch eine Verstellschraube 57 eingestellt werden.
Der Strömungswiderstand im System und der dadurch bedingte Druckanstieg im Kreis öffnen das Kugelrückschlagventil 53, wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht, um Flüssigkeitsdruck auf den Teil des Kolbens 35 auszuüben, der durch den Dichtungsring 45 nicht abgesperrt ist. Vor der

so Ausübung des Flüssigkeitsdrucks auf den unabgesperrten Teil bleibt der Kolben in der in F i g. 2 abgebildeten Stellung, da die abgesperrte Fläche des Kolbens 35 kleiner als die Querschnittsfläche der axialen Bohrung 34 ist, so daß eine resultierende Kraft auf den Kolben ausgeübt wird, die ihn nach rechts in F i g. 2 Vorgespannt hält.

Wenn der Kolben 35 seine Bewegung nach links beginnt, nachdem, wie oben beschrieben, Druck auf den unabgesperrten Teil des Kolbens 35 durch den Verbindungskanal 54, 55 ausgeübt worden ist, bewegt sich die Seitenwand des zentralen Kammerteils 41 von dem Anschlag 44 weg, so daß der zentrale Kammerteil 41 und damit der Einlaß 27 in direkte Flüssigkeitsverbindung mit der gesamten ersten Kammer 37 gebracht werden. Der Flüssigkeitsdruck wird dadurch auf den gesamten Querschnitt des Kolbens 35 ausgeübt. Da das Absperrorgan 47 durch die Feder 52 nach rechts vorgespannt ist, wird das Schließglied in Berührung der Schulter 50 gedrückt, wenn die Stange 51 vom Anschlag 44 wegbewegt wird. Wenn das Absperrorgan 47 geschlossen wird, wird es in der Schließstellung durch die Feder 52 und durch den relativ hohen Druck gehalten, der in der axialen Bohrung 34 entwickelt wird. Daher wirken der Kolben 35 und die Kolbenstange 36 als ein starrer Körper, der den relativ niedrigen Druck in der ersten Druckkammer zu einem relativ hohen Druck in der axialen Bohrung 34 verstärkt. Wenn der Kolben 35 sich nach links bewegt, wird die Luft in der zweiten Kammer 38 vor dem Kolben durch einen Kanal 60, 61 und die Leitung 25 zu dem Auslaß 26 ausgestoßen.

Die Hebelarme 12 können von ihren Werkstücken durch Rückstellen des Steuerschiebers 24 in die Stellung von F i g. 1 gelöst werden. In dieser Stellung wird der auf die Oberfläche der Flüssigkeit im Vorratsbehälter 21 ausgeübte Druck durch die Leitung 22 zum Auslaß 26 weitergegeben. Gleichzeitig wird Flüssigkeitsdruck zur zweiten Kammer 38 über die Leitung 25 weitergeleitet, um den Kolben 35 nach rechts zu bewegen. Da die Flüssigkeit in der ersten Kammer 37 dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, bewegt sich der Kolben 35 im wesentlichen widerstandslos nach rechts. Wenn die Stange 50 den Anschlag 44 berührt, um dadurch das Schließglied 49 zu öffnen, wird Flüssigkeit von jedem Hydraulikzylinder 17 in den Vorratsbehälter ausgestoßen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fluiddruckverstärker mit einem eine Zylinderkammer in eine erste und eine zweite Kammer unterteilenden Kolben, wobei in der mit einer Druckmittelquelle verbundenen ersten Kammer ein das Ende des Kolbenhubs und einen zentralen und einen ringförmigen Restvolumen-Kammerteil der ersten Kammer bestimmender Anschlag vorgesehen ist, mit einer mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange, die durch die zweite Kammer ragt und in einer Zylinderbohrung gelagert ist, deren Querschnittsfläche kleiner als die Querschnittsfläche der Zylinderkammer ist, mit einer durch den Kolben und die Kolbenstange verlaufenden Verbindungsleitung zwischen der ersten Kammer und der Zylinderbohrung, in welcher Verbindungsleitung ein Absperrorgan vorgesehen ist, das durch eine Bewegung des Kolbens zu dem Anschlag entgegen der Kraft einer Schließfeder geöffnet wird, so daß von der Druckmittelquelle geliefertes Druckmittel durch die Verbindungsleitung zu einer Verbraucherleitung strömen kann, während beim Überschreiten eines vorbestimmten Drucks in der Verbindungsleitung der Kolben vom Anschlag weggedrückt, das Absperrorgan geschlossen und der Druck in der Verbraucherleitung durch die Verdrängung der Kolbenstange in der Zylinderbohrung erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verbindungskanal (54,55) zwischen dem zentralen Kammerteil (41) und dem ringförmigen Kammerteil (37 in Fig. 2) ein Absperrorgan angeordnet ist, das bei einem einen bestimmten Druck übersteigenden Druck in dem zentralen Kammerteil (41) öffnet.

2. Fluiddruckverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Absperrorgan ein an sich bekanntes Rückschlagventil (53) mit einer Schließfeder (56), deren Schließkraft durch eine Verstellschraube (57) einstellbar ist, verwendet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen