DE1809737C2

DE1809737C2 - Vorrichtung zum Zufuehren von Druckfluessigkeit zu einem umlaufenden,doppeltwirkenden Hydraulikzylinder

Info

Publication number: DE1809737C2
Application number: DE19681809737
Authority: DE
Inventors: Klein Helmut
Original assignee: Paul Forkardt GmbH and Co KG
Current assignee: Forkardt Deutschland GmbH
Priority date: 1968-04-30
Filing date: 1968-11-19
Publication date: 1971-02-25
Also published as: DE1809737B1; CH471328A; FR2007564A1; DE6807631U

Description

I 809 737

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Druckflüssigkeit zu einem umlaufenden, doppeltwirkenden Hydraulikzylinder, der insbesondere zum Betätigen von Spannwerkzeugen an Werkzeugmaschinen bestimmt ist.

Derartige Zündvorrichtungen besitzen eine mitumlaufendc Zuführwelle, der die Druckflüssigkeit über ein stillstehendes, auf der Zufiihrwelle gelagertes Gehäuse zugeführt wird, so daß beide Kolbcnseitcn des Hydraulikzylinders .nit der Druckflüssigkeit beaufschlagt werden können. Da diese Vorrichtung insbesondere zum Betätigen von Spannwerkzeugen an Werkzeugmaschinen benutzt werden soll, wird die Forderung erhoben, bei Abfall des Drucices die Spannkraft des Spannwerkzeuges .mindestens über eine gewisse Zeit aufrechtzuerhalten, damit das eingespannte Werkstück bti noch rotierender Spindel der Werkzeugmaschine nicht aus dem Spannwerkzeug herausfliege·,! kann. Zu diesem Zweck ist es bekannt, an die zum stillstehenden Gehäuse führenden Zuleitungen unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils c^;ncn Druckspeicher anzuschließen, durch den bei Ausfall der Pumpe für die Druckflüssigkeit der Druck im Hydraulikzylinder kurzzeitig so lange aufrechterhalten wird, bis die sofort bei Eintritt der Störung abgebremste Spindel der Werkzeugmaschine zum Stillstand gekommen ist.

Durch diese Anordnung wird zwar ein Nachlassen der Spannkraft bei Ausfall der Pumpe währcnJ der Av^laufzeit der Spindel verhindert, jedoch kann der Druckspeicher den erforderlichen Druck nur kurzzeitig aufrechterhalten, da eine verhältnismäßig große Menge der Druckflüssigkeit durch die Zuführvorrichtung verlorengeht, weil der Übergang vom stillstehenden Gehäuse zur umlaufenden Zuführwelle zwecks Vermeidung übermäßiger Erwärmung nicht vollkommen abgedichtet werden kann. Außerdem ist der Druckspeicher wirkungslos, wenn die Leitungen zwischen dem Speicher und dem auf der Zuführwelle gelagerten Gehäuse beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in der voranstellend beschriebenen Art ausgebildete Zuführvorrichtung zu schaffen, mit der der Druck im Hydraulikzylinder auch bei Beschädigung der Zuleitungen über längere Zeit aufrechterhalten wird, so daß bei der Vcnvendung der Vorrichtung zum Betätigen von Spa.inwjrkzei'gen an Werkzeugmaschinen ein Herausfliegen des eingespannten Werkstückes mit Sicherheit vermieden wird und darüber hinaus die Möglichkeit besteht, auch bei Ausfall der Pumpe für die Druckflüssigkeit oder bei einer Beschädigung der Zuleitungen den jeweiligen Arbeitsgang zu beenden.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die zu beiden Kolbenseiten führenden Kanäle mit je einem Rückschlagventil zu versehen, die mittels eines Steuerkolbens miteinander verbunden sind, und zwischen den beiden Kanälen ein Umsteuerventil anzuordnen, dessen jeweils unter Druck stehende Seite über einen Verbindungskana! ständig mit einem mitumlaufendcn gasgefüllten Druckspeicher verbunden ist.

Dur«. Ί die Anordnung der beiden über den Stcuerkotbcn nr'eirtandcr gekoppelten Rückschlagventile und den m Jaufcndcn, durch rf?s Urmtcucrvcntil stets an den jeweils unter Druck stehenden Knnal anjteichlovtcncn Druckspeicher gewährleistet die crfindiingspemüne Zufuhrvorrichtung, dart der Druck über eine uu<>reichcnd lange Zeit im Hydraulikzylinder erhalten bleibt. Die hierbei vei wendete Anordnung von über einen Steucrkolben miteinander gekoppelten Rückschlagventilen ist zwar bei einer Vorrichtung zum Zuführen von Druckluft zu einem Prcßluft- Spannzyliiider bekannt, konnte jedoch für eine Zu führvorrichtung für Druckflüssigkeit allein nicht verwendet werden. Unter sonst gleichen Bedingungen wird der Druck im Druckzylinder bei Druckflüssigkeit . im Gegensatz zu Druckluft bereits dann schlagartig

to abgebaut, wenn der FVijckerzeugcr ausfällt oder eine geringe Menge der L kf'ssigkeit aus dem System entweicht.

Für eine bevorzugte AusCiihrunssform der erfindungsgemäßcn Vorrichtung wird vorgeschlagen, das

Umstcuerventil durch eine die beiden Kanäle vorbindende Bohrung und eine in uieser Bohrung längsbewcgliche Kugel zu u..den, die die an ihren Enden mit Ringdichtungen versehene Bohrung gegenüber dem jeweils drucklosen Kanal abdichtet.

ao Es ist vorteilhaft, wenn der mit einer den Gasraum abschließenden Membrane versehene Druckspeicher an der freien Stirnseite der Zuführwelle auswechselbar befestigt ist. Auf diese Weise ist es möglich, mit verschiedenen Vordrucken versehene Druckspeicher

as gegeneinander auszuwechseln, wenn an der Werkzeugmaschine mit verschiedenen Spannkräften gearbeitet werden soll.

Durch die Maßnahme, den Druckspeicher durch eine mit dem stillstehenden Gehäuse verbundene Schutzhaube abzudecken, wird nicht nur eine optische Verbesserung erzielt, falls die auswechselbaren Druckspeicher keine ausreichende Rundlaufgenauigkeit besitzen, sondern auch eine doppelte Unfallsicherung, nämlich Abdeckung eines umlaufenden, freien

Wellenendes und Milderung Her Folgen bei etwaigem Platzen oder Undichtwerden des Druckspeichers.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der crfnidungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ,die erfindungsgemäß· Vorrichtung und

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, aus der die Zuordnung der Vorrichtung zu einem mitumlaufcnden Hydraulikzylinder und einem Spann werkzeug hervorgeht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist an der einen Stirnssite eines doppeltwirkenden Hydraulikzylirders 34 angeordnet, der über einen Zwischenflansch 35 an der Spindel 36 einer nicht dargestellten Werkzeug maschine befestigt ist und mit dieser Spindel 36 um läuft. Die Spindel 36 trägt an ihrem anderen Ende ein Spannwerkzeu| 37, das in F i g.'2 als Zweibackcnfutter dargestellt ist. Das Verstellglied des Spannwerkzeuges 37 wird über eine durch die hohle Spindel 36 geührte Zugstange 38 vom Kolben 39 des Hydraulikzylinders 34 betätigt. Die Vcrstcllbewegung des Kolbens 39 wird durch die Druckflüssigkeit erzeugt, die entweder der Vorderseite oder der Rückseite de« Kolbens 39 mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt wird.

Diese Vorrichtung besitzt dne Zuführwelle 1, die über ein Ventilgehäuse 2 an der Stirnseite des Hydrnulikrvliiulers 34 befestigt 1st. Auf der mit dem Hydraulikzylinder 34 umlaufenden Zufiihrwelle 1 ist

«5 ein Geh!! c 3 gelagert, welches stillsteht und Über Anschlußstutzen 4 und 5 mit Zuleitungen für ulc Druckflüssigkeit verbunden ist.

Die AnschlijßsHitzen 4 und S münden in Ring-

kanälen 6 und 7 in der Innenbohrung des Gehäuses 3, ilie wiederum mit Längsbohrungen 8 und 9 in der Zuführwclle 1 vcrbunaen sind. Diese Längsbohrungen 8 und 9 setzen sich im Ventilgehäuse 2 in Kanälen 10 und \ 1 fort, von denen der eine Kanal 11 zur Vorderseite und der andere Kanal Ul zur Rückseite des KoI-bet's 39 des Hydraulikzylinders 34 führt.

I η den beiden Kanälen 10 und 11 im Ventilgehäuse 2 ist jeweils ein Rückschlagventil 12 bzw. 13 angeordnet. Jedes Rückschlagventil 12, 13 besteht aus einer durch eine Feder 12a bzw. 13a belasteten Kugel 12b b/w. Hb und einem Sitzring 12c bzw. 13c, der aus einem elastischen Material btsteht. Diese Teile sind jeweils in einem Ventilstopfen 16 bzw. 17 angeordnet, der n;it:h Einsetzen eines gelochten Ringstückes 14 bzw. 15 in das Ventilgehäuse eingeschraubt wird.

Die beiden Rückschlagventile 12 und 13 liegen auf einem Durchmesser des Ventiigelüiuses 2 einander gegenüber. In einer zwischen den beiden Ventilstopfen 16 und 17 angeordneten Bohrung ist ein Steuerkolben IK angeordnet, der mit Stößeln 18a bzw. 18b versehen ist. Bei Anlage des Stcuerkolbens 18 an einem der beiden Ringstuc¹"? 14 oder 15 r.^gt der jeweilige SiöCel IRa bzw. 18c Jurch das Ringstüclc 14 bzw. 15 hindurch und drückt die jeweilige Kugel 12 h bzw. 13b von ihrem Sitzring 12c bzw. 13c, wie dies im obeicn Teil der Zeichnung beim Rückschlagventil 13 dargestellt ist.

Der c'ic Kugeln t2i> bzw. ll>b umgebende Ventilraum sie. ".wcils über ein Kanalstück 10a bzw. 11a mit eine» . Jialbohrung 19 bzw. 20 in Verbindung, die wiederum im Endstück des Kanals 10 bzw. 11 mündet. Diese Radialbohrungen 19 und 20 sind miteinander duruh eine Bohrung 23a verbunden und nach außen jeweils durcn einen Stupfen 21 und 22 verschlossen. Mit jedem Stopfen 21, 22 wird eine Ringdichtung 23c, 24d an der Schulter der Radialbohrung 19 bzw. 20 zur Bohrung 23 a festgehalten. Diese Ringdichtungen 23 c, 24 d dienen als Sitz für eine in der Bohrung 23a längsbeweglich geführte Kugel Hi>. so daß sich insgesamt ein UmsteueiVentil 23 ergibt.

Die jeweils druckbclastete Seite dieses Umste lerventils 23 steht über einen Verbindungskanal 24 mit einer Zentralbohrung 2S in der Zuführwclle 1 in Verbindung. Vom V.rbindungskanal 24 ist in d«.~ Zeichnung lediglich 'er Anfang und das Ende dargestellt, da der Verlauf zwischen, diesen beiden Teilen des Verbindungskanals 24 im Längsschnitt nicht sichtbar ist.

In die Zentra'.bohrung 25 ist ein Reduzierstück 26 eingeschraubt, in das wiederum das Mundstück eines Druckspcxhers 27 eingeschraubt ist, welcher durch eine Rundmutter 28 gesichert wird. Im Druckspeicher 27 ist eine blascnförmige Membran 27a angeordnet, die einen Gasraum 176 unischließt, der mit einem unter Vordruck stehenden Gas gefüllt ist. Der Druckspeicher 27 ist von einer Schutzhaube 33 umgeben, die auf J^ stillstehende Gehäuse 3 aufgeschraubt ist. Bc^;in dargestellten Ausführungsbeispiel ist in beiden Enden de* Gehäuses 3 eine nach außen durch c'· α Wellendichtung 29 abgeschlossene Ringnut 30 angeordnet, d\i miteinander durch eine Verbindungsbohrung 31 verbunden sind. An diese Verbindungsbohrung 31 ist ein Abflußstutzen 32 angeschlossen, durth dc\ die Leckflüssigkeit abgeführt worden kann.

In der /.cidinurig ist eine Lage de^r Einzelteile dargestellt, wie .ic sich ergibt, wenn die La'ngsbohrunß B . "x Jen Anschlußstutzen 4 mtcr Druck gesetzt wird.

Dieser Druck pflanzt sich in dem Kanal 10 fort und hebt die Kugel 12b entgegen der Kraft der Feder 12a vom Sitzrini» 12c ab. Nach diesem öllnnngsvorpang des Rückschlagventils 12 gcl.'iigl die Druckflüssigkeit über das Kanalstück 10a in die Radialbohrung 20 und von dieser in d"*n letzten Teil des Kanals Ki, aus dem es zur Rückseite des Hydraulikzylinders 34 gelangt.
Gleichzeitig öffnet die Druckflüssigkeit im Riickschlagvcnlil 12 über den verschobenen Stcucrkolbcn 18 das Rückschlagventil 13, so daß die andere KnI-bcnseite des Hydraulikzylinders 34 mit dem Anschlußstutzen 5 verbunden wird, der ein Zurückfließen der Druckflüssigkeit aus der anderen Zylindcrkammer gestattet. Hierbei ist die Kugel 23 b des Umschaltventils 23 gegen ihre Ringdichtung 23 d gedrückt, so daß die eintretende Flüssigkeit außerdem über den Verbindungskanal 24 mit dem Anschlußstutzen des Druckspeichers 27 verbunden ist. Die in

»o den vorderen Teil des Druckspeichers 27 eintretende Druckflüssigkeit drückt die Membran 27 a entsprechend dem Druckverhältnis, das sich zwischen dem Flüssigkeitsdruck und dem Gasdruck im Gasraum Ζ^Ί b ergibt, zurück.

»5 Falls in dieser Stellung der Druck der Druckflüssigkeit durch eine Störung an der Pumpe oder einen Bruch der Zuleitung absinkt, schließtdas Rückschlagventil 12. Gleichzeitig wird der Stcucrkolbcn 18 durch die Kraft der Feder 13a in eine Mittelstellung verschoben und auch das Rückschlagventil 13 geschlossen. Die bei diesen Ventilbewegungen auftretenden Leckverluste werden durch die Druckflüssigkeit ausgeglichen, die sich im vorderen Teil des Druckspeichers 27 befindet, da diese Druckflüssigkeit

infolge des im Gasraum 27 b herrschende ι Gasdruckes durch die Membran 27 a in die Bohrung 23a gedrückt wird. Auf diese Weise wird mindestens ein Druck aufrechterhalten, der dem Vordruck des Druckspeichers 27 entspricht. Mit diesem Vordruck ist es möglich, den begonnenen Arbeitsvorgang zu Ende zu führen, ohne daß die Gefahr besteht, daß

. durch ungewolltes Verschieben des Kolbens 39 im Hydraulikzylinder 34 die Spannkraft des Spannwerkzeuges 37 nachläßt.

Durch die leichte Auswechselbarkeit der Druckspeicher 27 ist es möglich, die jeweils erforderliche minimale Spannkraft durch Wahl eines Druckspeichers mit entsprechender Vorspannung sicherzustellen.

Beim normalen störungsfreien Betrieb wird zum Umsteuern des Kolbens 33 im Hydraulikzylinder 34 die zum Anschlußstutzen 4 führende Zuleitung drucklos geschaltet und Druck auf die zum Anschlußstutzen 5 führende Zuleitung gegeben. Hierdurch werden nichi nur die beiden Rückschlagventile 12 und 13 umgesteuert, sondern auch das Umstcuerventil 23. so daß in dieser Stellung ein unerwünschter Druckabfall in Kanal 11 durch den Druckspeicher 27 verhindert würde.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zuführen von Druckflüssigkeit 7i·. einem umlaufenden, doppcltwirk:':v.len Hydraulikzylinder, insbesondere für Sp;ini"u-rk zeuge an Werkzeugmaschinen, mit einer nutun laufenden Zuführwclle, der die Druckflii^¹'.lui' über ein stillstehendes, auf der Zuführen·, μι.··

lagcrtcs Gehäuse zugeführt wird und die mit zu beiden Kolbenseilen des Hydraulikzylinders führenden Kanälen versehen ist, und mit einem bei Druckausfall wirksam werdenden Druckspeicher, dadurchgekennzeichnet, daß die zu beiden Kolbcnseiten führenden Kanäle (10,11) in an sich bekannter Weise mit je einem Rückschlagventil (12,13) versehen sind, die mittels eines Steuerkolbens (18) miteinander verbunden sind, und daß zwischen den beiden Kanälen (10,11) to ein Umslcucrvcntil (23) angeordnet ist, dessen jeweils unter Druck stehende Seite über einen Verbindungskanal (24) ständig mit einem mi rnlaufenden, gasgefüllten Druckspeicher (27) verbunden ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteu:rventil (23) durch eine die beiden Kanäle (10,11) verbindende Bohrung (23 α) und eine in dieser Bohrung (23 α) längsbewegliche Kugel (23 b) gebildet ist, welche die an ihren Enden mit Ringdichtungen (23 c, 23 d) versehene Bohrung (23 α) gegenüber dem jeweils drucklosen Kanal (10 bzw. 11) abdichtet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer den Gasraum (27 b) abschließenden Membran (27 α) versehene Druckspeicher (27) an der freien Stirnseite der Zuführwelle (1) auswechselbar befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (27) durch eine mit dem stillstehenden Gehäuse (3) verbundene Schutzhaube (33) abgedeckt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen