DE19701248A1

DE19701248A1 - Device for controlling a cylinder

Info

Publication number: DE19701248A1
Application number: DE1997101248
Authority: DE
Inventors: Bernhard Hengstebeck
Original assignee: Hmk Hengstebeck & Co KG GmbH
Current assignee: Hmk Hengstebeck & Co KG GmbH
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1998-07-23
Also published as: WO1998031941A1

Abstract

A device for controlling the regulating movement of the piston of a cylinder, in particular a hydraulic cylinder, enables, with simple means, a quick-elevating reversal of the piston movement when a rotary valve connected to a piston valve (6) that rotates in a control casing (2), has a disk shaped rotational body which guides the supply and removal of the pressure agent of the cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Verstellbewegung des Kolbens eines Zylinders, insbesondere Hydraulikzylinders, wie sie z. B. an Pressen zum Einsatz kommen, um z. B. in dem Bewegungsablauf Ruhepausen zu ermöglichen, und/oder um einen ausreichenden Freiraum und Zeit für das Zu- und Abführen von Werkstücken zu schaffen.The invention relates to a device for controlling the adjustment movement of the Piston of a cylinder, in particular hydraulic cylinder, such as. B. on presses are used to z. B. to allow rest breaks in the movement sequence, and / or for sufficient space and time for the supply and discharge of To create workpieces.

Derartige Steuerungen sind in Form von aufwendiger Kurventechnik, d. h. Kurven, Nocken und Stößel sowie aufwendiger Servotechnik bekannt. So ist beispielsweise aus der EP 0 151 204 A1 ein Stößelantrieb für eine Münzprägepresse bekannt, der aus einem von einer Kurbelwelle über ein Mittellager angetriebenen Dreieckhebel besteht, der mit einem hinteren Schwingenlager an einem Lenker und über den Lenker gestellseitig mit einem vorderen Schwingenlager über eine Druckstange an den Prägestößel angelenkt ist. Von dem Stößelantrieb wird über einen Umlenkantrieb ein Antrieb eines Auswerferprägestempels zum Erzeugen einer im wesentlichen zeitgleich mit der aus dem vorderen Totpunkt in den hinteren Totpunkt ausgeführten Bewegung des Stößels erfolgenden Auswerfbewegung abgeleitet.Such controls are in the form of complex curve technology, i.e. H. Curves, Cam and tappet and complex servo technology known. For example from EP 0 151 204 A1 a ram drive for a coin stamping press is known from a triangular lever driven by a crankshaft via a central bearing consists of a rear swing arm bearing on a handlebar and over the Handlebar on the frame side with a front swing arm bearing via a push rod the die is hinged. From the tappet drive is via a deflection drive a drive of an ejector die to produce a substantially at the same time as that from the front dead center to the rear dead center Ejection movement derived from the movement of the ram.

Um für den Transport bzw. Weitertransport der bei diesen Münzprägepressen üblicherweise von einem Drehteller zugeführten Prägerohlinge bzw. der fertig gepreßten Münzen einen ausreichenden Platz zu schaffen und genügend Zeit zu gewinnen, arbeitet diese bekannte Presse mit einer entsprechend modifizierten Lenkerkonstruktion. Abgesehen davon, daß aufgrund dieser Lenkeranordnung keine Universalität gegeben ist, lassen sich außerdem keine definierten Rastpositionen erreichen, vielmehr stellt sich eine Pendelbewegung des den Stößel über die Kniehebel betätigenden, von einer angetriebenen Kurbelwelle beaufschlagten Pleuels ein. Die Pendelbewegung kann zu Schwingungen und einem unruhigen Maschinenlauf führen.In order for the transport or further transport of these coin minting presses Usually embossed blanks supplied from a turntable or the finished pressed coins to create sufficient space and enough time win, this well-known press works with an appropriately modified Handlebar construction. Except that due to this handlebar arrangement none Universality is given, there are also no defined rest positions achieve, rather there is a pendulum movement of the plunger over the Connecting rods actuating the toggle levers, which are acted upon by a driven crankshaft a. The pendulum motion can cause vibrations and a restless Run the machine.

Durch die JP-A 61-222 782 ist es für eine automatische Stanz-Einrichtung einer Druckereimaschine bekanntgeworden, die Hin- und Herbewegung des zugeführten Papierstreifens während des Stanzens zu unterbrechen. Das wird durch eine auf der Antriebswelle des Oszillationsantriebs angeordnete Nockenscheibe erreicht, die mit einem definierten Haltepunkt ausgelegt ist.JP-A 61-222 782 makes it an automatic punching device Printing machine became known, the reciprocation of the fed Interrupt paper strip while punching. That is through one on the Drive shaft of the oscillation drive arranged cam disc, which with a defined breakpoint.

Zylindersteuerungen für pneumatische oder hydraulische bzw. pneumatisch-hydraulische Systeme als solche sind in verschiedenster Form hinlänglich bekannt, z. B. als Folge- oder Programmsteuerungen. Bei der Programmsteuerung betätigt eine angetriebene Programmwelle mit Nockenscheiben (Nockenwelle) oder ein Programmschaltwerk mit Nockenband eine Batterie von Signalgliedern oder Steuergliedern, und zwar sowohl für einfachwirkende als auch für doppeltwirkende Zylinder. Die einzelnen Nocken geben dabei zeitabhängige Informationen, wobei sich die Zeitabhängigkeit des Programmschritts aus der Kurvenform des Steuernockens und aus der Drehzahl der Nockenwelle ergibt. Die Informationen werden dadurch verarbeitet, daß die Nockenwelle angetrieben wird und die Steuernocken darunterliegende Ventile, die als Öffner oder Schließer arbeiten können, eine bestimmte Zeit lang betätigen. Der Aufwand für derartige Steuerungen ist stets sehr hoch.Cylinder controls for pneumatic or hydraulic or Pneumatic-hydraulic systems as such are in various forms well known, e.g. B. as sequential or program controls. In the Program control operates a driven program shaft with cam disks (Camshaft) or a program switch with cam band a battery from Signal elements or control elements, both for single-acting and for double-acting cylinders. The individual cams are time-dependent Information, whereby the time dependency of the program step is derived from the Curve shape of the control cam and the speed of the camshaft results. The Information is processed by driving the camshaft and the control cams underneath valves that work as openers or closers can operate for a certain time. The effort for such controls is always very high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine schnellhubige Umsteuerung der Kolbenbewegung eines Zylinders ermöglicht.The invention has for its object a device of the aforementioned Art to create a quick-stroke reversal of the with simple means Allows piston movement of a cylinder.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein an einen in einem Steuergehäuse rotierenden Steuerkolben angeschlossener Drehschieber einen scheibenförmigen Rotationskörper aufweist, der die Druckmittelzufuhr und -abfuhr des Zylinders steuert. Die Erfindung macht sich hierbei die überraschende Erkenntnis zunutze, daß sich ein für Hydraulikmotoren seit langem bekannter Drehschieber auf einfache Weise zum Steuern eines Zylinders verwenden läßt und dabei eine sehr schnelle Hubfolge ermöglicht, beispielsweise 1000 Hübe pro Minute. Hierzu brauchen lediglich die Anschlüsse des Drehschiebers in eine wechselweise Strömungsverbindung mit dem Zylinder gebracht zu werden. Dabei ist es im Grunde gleich, ob der Zylinder pneumatisch oder hydraulisch oder von einem beliebigen anderen Druckmittel angetrieben wird.This object is achieved in that one to one in one Control housing rotating control piston connected rotary valve one has disc-shaped rotary body that the pressure medium supply and discharge of the Cylinder controls. The invention makes the surprising finding take advantage of the fact that a rotary valve that has long been known for hydraulic motors simple way to control a cylinder, while doing a very good job enables fast stroke rate, for example 1000 strokes per minute. Need for this only the connections of the rotary valve in an alternate To be brought into fluid communication with the cylinder. It is basically no matter whether the cylinder is pneumatic or hydraulic or by any other pressure medium is driven.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Rotationskörper des Drehschiebers mit jeweils mindestens einer Tankanschlußbohrung und einer Zulaufanschlußbohrung ausgebildet ist, über die er temporär mit dem kolbenflächenseitigen Zylinderraum verbindbar ist, und dem Rotationskörper eine am Steuergehäuse verdrehsicher gehaltene, eine sich in eine Arbeitsleitung des Steuergehäuses fortsetzende Durchgangsbohrung besitzende Scheibe zugeordnet ist. Indem somit in Abkehr von den Anschlüssen des Drehschiebers bei einem Hydraulikmotor die Arbeitsleitungen A und B erfindungsgemäß zum Tankanschluß (A=T) bzw. als Zulaufleitung (B=P) verwendet werden, läßt sich die Umsteuerung des Zylinderkolbens durch das Wechselspiel der Anschlüsse aufgrund der Rotation des Rotationskörpers erreichen, weil die Durchgangsbohrung der zugeordneten Scheibe eine klare Definition zwischen P und T gewährleistet. Die jeweils konkrete Anzahl der Anschlußbohrungen ermöglicht entsprechend größere oder kürzere Schließzeiten. Hierbei eignet es sich in besonders vorteilhafter Weise, die als Zulaufleitung P verwendete Arbeitsleitung des Drehschiebers sogleich zur Rückstellung des Zylinderkolbens auszunutzen, indem diese an den - bei einem vorteilhaften Differentialzylinder - kolbenstangenseitigen Zylinderraum angeschlossen ist. Alternativ eignet sich zur Rückstellung gleichwohl eine die Kolbenstangenfläche des Zylinderkolbens beaufschlagende mechanische Feder von ausreichender Kraft oder beispielsweise auch ein Stickstoffniederhalter.A preferred embodiment of the invention provides that the rotary body of the Rotary valve with at least one tank connection hole and one Inlet connection hole is formed, via which it is temporarily connected to the Piston surface-side cylinder space is connectable, and the rotating body on Control housing held against rotation, one in a working line of the Control housing continuing through hole associated disc associated is. By thus moving away from the connections of the rotary valve at one Hydraulic motor, the working lines A and B according to the invention for the tank connection (A = T) or as feed line (B = P) can be used to reverse the Cylinder piston due to the interplay of the connections due to the rotation of the Reach body because of the through hole of the associated disc ensures a clear definition between P and T. The specific number of each Connection holes enable correspondingly larger or shorter closing times. Here it is particularly advantageous to use the inlet line P used working line of the rotary valve immediately to reset the Exploit cylinder pistons by - at an advantageous Differential cylinder - cylinder chamber on the piston rod side is connected. Alternatively is nevertheless suitable for resetting the piston rod surface of the Sufficient force or mechanical spring acting on the cylinder piston for example, a nitrogen blanket.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß - wiederum am Ausführungsbeispiel eines Differentialzylinders - der kolbenstangenseitige Zylinderraum des Zylinders über die Zulaufleitung mit einem Druckmittelspeicher verbunden ist. An embodiment of the invention provides that - again using the embodiment of a differential cylinder - the cylinder chamber of the cylinder on the piston rod side the inlet line is connected to a pressure medium reservoir.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbespiel des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert ist. Es zeigen:Further details and advantages of the invention emerge from the claims and the following description, in which a shown in the drawings Execution example of the subject matter of the invention is explained in more detail. Show it:

Fig. 1 im Längsschnitt ein Steuergehäuse mit darauf aufgesetztem, strichpunktierten Drehschieber und diesen einschließendem, ebenfalls strichpunktierten Außengehäuse; FIG. 1 shows in longitudinal section a control housing and the added, dotted rotary valve and this-occluded, also dotted outer housing;

Fig. 2 als Einzelheit des Drehschiebers gemäß Fig. 1 dessen scheibenförmigen Rotationskörper von der dem Steuergehäuse abgewandten Seite her gesehen; FIG. 2 as a detail of the rotary slide valve according to FIG. 1, its disc-shaped rotary body seen from the side facing away from the control housing;

Fig. 3 den Rotationskörper gemäß Fig. 2 von seiner dem Steuergehäuse zugewandten Aufsteckseite her gesehen; Figure 3 is seen the body of rotation according to Fig 2 from its mounting side facing the control housing forth..;

Fig. 4 den Rotationskörper gemäß Fig. 3 entlang der Linie IV-IV geschnitten; FIG. 4 cut the rotating body of Figure 3 along the line IV-IV.

Fig. 5 als Einzelheit der Fig. 1 die verdrehfest am Steuergehäuse gehaltene, zwischen dem Steuergehäuse und dem Drehantrieb angeordnete Scheibe; . Fig. 5 is a detail of Figure 1, the non-rotatably held on the control housing, is arranged between the control housing and the rotary drive pulley;

Fig. 6 die Scheibe gemäß Fig. 5 entlang der Linie VI-VI geschnitten, um 72° gedreht dargestellt; und, 5, cut along the line VI-VI Figure 6 shows the disc according to FIG rotated by 72 °..; and

Fig. 7 in grob schematischer Darstellung die an einen Hydraulikzylinder angeschlossene Steuervorrichtung gemäß Fig. 1. Fig. 7 in a roughly schematic representation of the device connected to a hydraulic cylinder control device of FIG. 1.

Eine in Fig. 1 gezeigte Steuervorrichtung 1 umfaßt ein Steuergehäuse 2 mit einem dieses ergänzenden, in einem strichpunktiert angedeuteten Außengehäuse 3 angedeuteten, ebenfalls strichpunktiert gekennzeichneten Drehschieber 4. In dem Steuergehäuse 2 lagert auf Kugellagern 5 ein zylindrischer Steuerkolben 6, der bzw. dessen Kugellager 5 mittels Seegeringen 7 und einem O-Ring 8 abgedichtet ist. Der Steuerkolben 6 wird mittels eines nicht dargestellten Antriebes über ein am hinteren, aus dem Steuergehäuse 2 vorkragenden Ende des Steuerkolbens 6 angeordnetes Stirnrad 9 angetrieben, das mittels Schraube 10 und Scheibe 11 gesichert ist. An seinem anderen Ende ist der Steuerkolben 6 mit einem endseitig als Flachsteg 12 ausgebildeten Kopf versehen, der aus einer mittels Stiften 13 verdrehsicher am Steuergehäuse 2 gehaltenen Scheibe 14 hervorragt. Die näher in den Fig. 5 und 6 dargestellte Scheibe 14 ist mit Sackbohrungen 15 versehen und weist neben einer den Durchtritt für den Steuerkolben 6 erlaubenden Mittenbohrung 16 weiterhin eine Durchgangsbohrung 17 auf, die in situ, d. h. der in Fig. 1 gezeigten Einbaulage mit einer weiterhin an einen Zylinder 18 (vgl. Fig. 7) angeschlossenen Arbeitsleitung 19 bzw. A fluchtet. Die Scheibe 14 ist gegen die steuergehäuseseitige Arbeitsleitung 19 mittels eines O-Ringes 20 (vgl. Fig. 1) abgedichtet, der in eine zu der Durchgangsbohrung 17 konzentrische Ringnut 21 (vgl. Fig. 6) eingesetzt wird.A control device 1 shown in Fig. 1 comprises a housing 2 with a control this additional, indicated in a dot-dash lines the outer casing 3 is also chain-dotted lines marked rotary slide 4. In the control housing 2 , a cylindrical control piston 6 is supported on ball bearings 5 , and the ball bearing 5 is sealed by means of circlips 7 and an O-ring 8 . The control piston 6 is driven by means of a drive, not shown, via a spur gear 9 which is arranged on the rear end of the control piston 6 and projects from the control housing 2 and is secured by means of screw 10 and washer 11 . At its other end, the control piston 6 is provided with a head designed as a flat web 12 at its end, which protrudes from a disk 14, which is held against rotation by means of pins 13 on the control housing 2 . The disk 14 shown in more detail in FIGS . 5 and 6 is provided with blind bores 15 and, in addition to a central bore 16 permitting the passage for the control piston 6 , also has a through bore 17 which, in situ, ie the installation position shown in FIG work line 19 or A connected to a cylinder 18 (cf. FIG. 7) is also aligned. The disk 14 is sealed against the working line 19 on the control housing side by means of an O-ring 20 (cf. FIG. 1), which is inserted into an annular groove 21 (cf. FIG. 6) concentric with the through bore 17 .

Auf den Flachsteg 12 des Steuerkolbens 6 der Steuervorrichtung 1 wird ein in den Fig. 2 bis 4 gezeigter scheibenförmiger Rotationskörper 22 des Drehschiebers 4 aufgesteckt, der zur drehfesten Ankopplung mit dem Steuerkolben 6 eine komplementäre Ausnehmung 23 aufweist (vgl. die Fig. 3 und 4). Der Drehschieber 4 bzw. der Rotationskörper 22 ist nach außen abgedichtet in den mittels Schrauben 24 am Steuergehäuse 2 angeflanschten Außengehäuse 3 angeordnet (vgl. Fig. 1). Der Rotationskörper 22 besitzt im Ausführungsbeispiel drei Zulauf-Anschlußbohrungen 25 und drei Tank-Anschlußbohrungen 26, die im Gegensatz zu den axial durchgängigen Zulauf-Anschlußbohrungen 25 radiale, d. h. seitliche Ausgänge 27 aufweisen, um Druckunterschiede zu dem die Anschlußbohrungen 25 durchströmenden Druckmedium zu bewirken. Den Zulauf-Anschlußbohrungen 25 ist eine in dem Rotationskörper 25 exzentrisch angeordnete, zur Anschlußseite hin von einem Dichtring 28 abgedichtete Bohrung 29 zugeordnet.A disk-shaped rotary body 22 of the rotary valve 4 , shown in FIGS. 2 to 4, is placed on the flat web 12 of the control piston 6 of the control device 1 and has a complementary recess 23 for non-rotatable coupling with the control piston 6 (see FIGS. 3 and 4 ). The rotary valve 4 or the rotary body 22 is arranged sealed off from the outside in the outer housing 3 flanged onto the control housing 2 by means of screws 24 (cf. FIG. 1). In the exemplary embodiment, the rotary body 22 has three inlet connection bores 25 and three tank connection bores 26 which, in contrast to the axially continuous inlet connection bores 25, have radial, that is to say lateral, outlets 27 in order to bring about pressure differences from the pressure medium flowing through the connection bores 25 . The inlet connection bores 25 are assigned a bore 29 which is arranged eccentrically in the rotary body 25 and is sealed off on the connection side by a sealing ring 28 .

Wie sich den nur auf das Wesentliche beschränkten, unter Vernachlässigung z. B. der Förderpumpen gezeigten Prinzipskizze gemäß Fig. 7 entnehmen läßt, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Zulaufleitung P einerseits mit einem Druckspeicher 30 verbunden und andererseits an den kolbenstangenseitigen Zylinderraum 31 des Zylinders 18 angeschlossen, während der über dem Kolben 32 liegende kolbenflächenseitige Zylinderraum 33 über die Arbeitsleitung 19 bzw. A mit der Steuervorrichtung 1 verbunden ist. In einer zu der Steuervorrichtung 1 führenden Abzweigung der Zulaufleitung P ist ein Sperrventil 34 angeordnet, das den Eintritt des Druckmediums in die Steuervorrichtung 1 bzw. den Drehschieber 4 von dieser Seite her, d. h. der Leitung P sperrt. Jedes mal dann, wenn die Zulauf-Anschlußbohrungen 25 in einer Deckungslage mit der Durchgangsbohrung 17 der verdrehsicher am Steuergehäuse 2 gehaltenen Scheibe 14 kommen, kann das Druckmedium aus dem Zylinderraum 33 über das Sperrventil 34 in die Zulaufleitung P entweichen, über die gleichzeitig Druckmedium in den kolbenstangenseitigen Zylinderraum 31 gelangt und den Kolben 32 in seine in Fig. 7 gezeigte Position zurückstellt. Aufgrund der danach in Deckungslage mit der Durchgangsbohrung 17 der Scheibe 14 gelangenden Tank-Anschlußbohrungen 26 wird der Weg frei für das den Zylinderraum 33 wieder auffüllende Druckmedium, worauf die Bewegungsumkehr des Kolbens 32 eingeleitet und dabei das im Zylinderraum 31 befindliche Druckmedium in die Leitung P verdrängt wird. Dieses Wechselspiel und damit die Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens 32 des Zylinders 18 wiederholt sich stetig mit jedem Umlauf des Rotationskörpers 22, wobei die Scheibe 14 mit ihrer Durchgangsbohrung 17 stets eine klare Definition zwischen den Anschlußleitungen P und T sicherstellt.How the limited to the essentials, neglecting z. Leaves as the feed pumps schematic diagram shown in FIG. 7 refer, in this embodiment, the supply line P is connected on one side with a pressure accumulator 30 and the other hand connected to the piston rod-side cylinder chamber 31 of the cylinder 18, while lying above the piston 32 the piston surface-side cylinder space 33 via the Working line 19 or A is connected to the control device 1 . In a branch of the feed line P leading to the control device 1 , a check valve 34 is arranged, which blocks the entry of the pressure medium into the control device 1 or the rotary valve 4 from this side, ie the line P. Each time the inlet connection holes 25 come in a cover position with the through hole 17 of the disk 14 held against rotation on the control housing 2 , the pressure medium can escape from the cylinder space 33 via the check valve 34 into the inlet line P, via which pressure medium simultaneously flows into the reaches the piston rod side cylinder chamber 31 and returns the piston 32 to its position shown in FIG. 7. Because of the tank connection bores 26 which then come into congruence with the through bore 17 of the disk 14 , the path is cleared for the pressure medium which refills the cylinder space 33 , whereupon the reversal of movement of the piston 32 is initiated and the pressure medium in the cylinder space 31 is displaced into the line P. becomes. This interplay and thus the reversal of the direction of movement of the piston 32 of the cylinder 18 is repeated continuously with each revolution of the rotary body 22 , the disc 14 with its through bore 17 always ensuring a clear definition between the connecting lines P and T.

Claims

1. Device for controlling the adjustment movement of the piston of a cylinder, in particular a hydraulic cylinder, characterized in that a rotary valve ( 4 ) connected to a control piston ( 6 ) rotating in a control housing ( 2 ) has a disk-shaped rotary body ( 22 ) which supplies the pressure medium and - Removal of the cylinder ( 18 ) controls.

2. Device according to claim 1, characterized in that the rotary body ( 22 ) of the rotary slide valve ( 4 ) is formed with at least one tank connection bore ( 26 ) and one inlet connection bore ( 25 ), via which it is temporarily connected to the cylinder surface on the piston surface (33) is connectable, and the rotating body (22) against rotation on the control housing (2) held, extending in alignment with a working line (19 and a) of the control housing (2) through hole is assigned (17) holding disc (14) .

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the piston rod-side cylinder space ( 31 ) of the cylinder ( 18 ) is connected to a pressure medium accumulator ( 30 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cylinder ( 8 ) is acted upon hydraulically or pneumatically.

5. Device according to one of claims 1 or 2 and 4, characterized by a mechanical spring acting on the piston rod surface of the cylinder piston ( 32 ).