DE19752671A1 - Blockzylinder mit geführter Kolbenstange - Google Patents
Blockzylinder mit geführter KolbenstangeInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
- F15B15/1438—Cylinder to end cap assemblies
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- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Blockzylinder zur Aufnahme und
Führung von Werkzeugen auf Werkzeugmaschinen und Arbeitstischen, in
dessen zylindrischen Bohrungen der Arbeitskolben mit Kolbenstange
gleitend geführt sind und daß die Kolbenstange drehsicher gelagert ist.
Blockzylinder werden auf Bearbeitungsmaschinen oder Sondermaschinen
eingesetzt, zur Aufnahme und Führung von Werkzeugen. Diese
Werkzeuge in Form von Pressen, Prägestempel usw., wie auch
Scheerenmesser zum Abtrennen von Kunststoffteilen- und Resten sind
zum Teil großen Kräften ausgesetzt, so daß an ihre Führung hohe
Anforderungen gestellt sind.
Es ist bekannt, Kolbenstangen so zu führen, daß sie drehsicher gelagert
sind, in dem an der Kolbenstange Führungsstangen über Flansche
befestigt werden, die dann parallel zur Kolbenstange in
Führungselementen laufen.
In den Bearbeitungsvorgängen, bei denen verschiedene Werkzeuge im
Einsatz sind, ist die Belastung dieser Werkzeuge sehr unterschiedlich.
Neben den Kräften, die in Hubrichtung aufzunehmen sind, treten oft
auch Querkräfte auf, die ein Moment auf die Kolbenstange und damit
auch auf den Kolben ausüben. Diese Querkräfte bedingen zum einen eine
exakte Führung von Kolbenstange und Kolben und zum anderen eine
drehsichere Führung der beiden. So sind Kolben bekannt, die einen
elliptischen Querschnitt haben und damit drehsicher in dem ebenfalls
elliptisch ausgebildeten Zylindern laufen. Der Aufwand zur Herstellung
solcher Zylinder und Kolben ist rel. groß. Besser ist es daher, diese
Kräfte allein in der Kolbenstange aufzufangen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung die Kolbenstange so zu führen, daß
alle Längs- und Querkräfte aufnehmbar sind ohne dabei die Führung der
Kolbenstange zu beeinflussen. Dieses gilt auch für die Drehsicherheit der
Kolbenstangenführung, so daß ein exaktes Arbeiten mit den Werkzeugen
gewährleistet ist.
Die Lösung der Aufgabe ist in den kennzeichnenden Merkmalen der
Ansprüche enthalten.
Der Vorteil der Lösung nach der Erfindung liegt darin, daß Zylinder und
Kolben einer normalen runden Ausführung entsprechen und damit für
die Übertragung großer Kräfte einsetzbar sind. Wo hingegen die
gesamte Sicherung gegen Querkräfte und Verdrehungen von der
Kolbenstange übernommen werden, deren Querschnitt leicht den
gegebenen Verhältnissen anpaßbar ist und durch die Führung in einer
Buchse auch fertigungstechnisch keine Schwierigkeiten bereitet. Bei
dieser Lösung entstehen keine zusätzlichen Quetschstellen, wie bei
angeflanschten Führungselementen üblich. Die Kolbenstange besitzt
aufgrund ihrer Polygonform eine hohe Steifigkeit, womit große
Querkräfte übertragbar sind und eine hohe Führungsgenauigkeit
erreichbar ist. So lassen sich Hydraulikdrücke von 500 bar mühelos
erzielen. Darüber hinaus entsteht eine raumsparende Konstruktion.
Die Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Blockzylinder
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Blockzylinder.
Der Blockzylinder besteht aus einem Gehäuse 1, in dem eine
zylindrische Bohrung 2 und eine Gewindebohrung 3 eingebracht sind.
Die Gewindebohrung 3 ist unterteilt in den mit einem Innengewinde
versehenen oberen Teil 3a und in einen sich zur Zylinderbohrung 2 hin
verjüngenden Teil 3b. In der zylindrischen Bohrung 2 ist der Kolben 5
geführt. Dem Kolben 5 ist eine Kolbenstange 6 zugeordnet, deren
Querschnitt der eines Polygons entspricht. Das Polygon ist hier
dreiecksförmig dargestellt, es kann auch in Form eines Polygon-Vierecks
oder Polygon-Fünfecks ausgebildet sein. Die Form der Kolbenstange 6
entspricht der Form eines regelmäßigen Polygons, bei dem alle Seiten
und Winkel kongruent sind.
Die polygonförmige Kolbenstange 6 ist in einer Führungsbuchse 7
geführt. Die Führungsbuchse 7 ist somit in ihrem Inneren dem Polygon
angepaßt und weist Dichtungen 8 in Form von Abstreifern auf, die die
Kolbenstange 6 gegen die Innenwandung der Führungsbuchse
abdichten. Dazu sind in der Innenwandung der Führungsbuchse Nuten
eingebracht, die dem Polygon-Querschnitt entsprechen und in die die
Dichtungen einlegbar sind. Die Dichtungen 8 weisen hierbei die gleiche
Polygon-Form wie Kolbenstange und Führungsbuchse auf. Eine
zusätzliche Außenabdichtung 9 sichert das ganze auch noch nach außen
ab.
Die Führungsbuchse 7 ist mit einem Außengewinde 10 versehen, so daß
diese in den Gewindeteil 3a der Gewindebohrung 3 einschraubbar ist.
Die Führungsbuchse 7 wird unter großer Vorspannung eingeschraubt,
wodurch eine zusätzliche Verdrehsicherung gegeben ist.
Dementsprechend ist die Führungsbuchse 7 in ihrem unteren Teil 11
ebenfalls verjüngt, zur Einpassung in das Gehäuse 1. Die Kolbenstange
6 ist an ihrem herausragenden Ende 12 konisch ausgebildet zur
besseren Aufnahme der Werkzeuge. Damit lassen sich Torsionsmomente
besser übertragen und die Werkzeuge können in ihrer Winkelstellung
leichter eingestellt werden. Die Konusausführung 12 ist jedoch nur eine
der Möglichkeiten zur Werkzeugaufnahme. Jede andere Art zur
Aufnahme der Werkzeuge ist hier anbringbar, wie Gewindebefestigung,
Bohrungen mit Querstiften usw.
Die in das Gehäuse 1 eingeschraubte Führungsbuchse 7 wird
zweckmäßig festgesetzt, so daß ein unbeabsichtigtes Herausdrehen
unmöglich ist. Dazu sind in der Führungsbuchse 7 drei Aussparungen 13
vorgesehen, die einmal dazu dienen, um die Führungsbuchse 7 in das
Gehäuse fest eindrehen zu können und die zum anderen in mindest einer
der Aussparungen durch eine Klemmvorrichtung 4 festsetzbar sind.
Damit werden auf die Kolbenstange übertragene Torsionsmomente am
Gehäuse 1 bereits abgefangen.
Bei Bearbeitungsvorgängen ist es oft erforderlich die Stellung der
Werkzeuge zu kennen und gegebenenfalls die Werkzeuge zu fixieren.
Dazu dienen Magnetsensoren 14 die im Kolben eingebracht sind. Diese
Magnetsensoren 14 machen somit jede Hubbewegung des Kolbens 5 mit
und geben ein Signal ab, das der jeweiligen Kolbenstellung entspricht.
Damit ist auch die Stellung der Werkzeuge erkennbar und diese lassen
sich wirksam auf den jeweiligen Bearbeitungsvorgang einstellen. Kolben
5 und Kolbenstange 6 sind formschlüssig mit einander verbunden. Der
Blockzylinder bildet somit insgesamt eine steife drehsichere Ausführung
von Kolben und Kolbenstange, so daß auf die Kolbenstange aufgesetzte
Werkzeuge exakt, drehsicher geführt sind und damit jegliche Arbeit
verrichten können.
Claims (8)
1. Blockzylinder zur Aufnahme und Führung von Werkzeugen auf
Werkzeugmaschinen und Arbeitstischen, in dessen zylindrischen
Bohrungen der Arbeitskolben mit Kolbenstange gleitend geführt
sind und die Kolbenstange drehsicher gelagert ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) in einer Führungsbuchse
(7) gleitend gelagert ist und daß die Kolbenstange (6) einen
Querschnitt aufweist, der dem eines regelmäßigen Polygons
entspricht und daß die Führungsbuchse (7) mit einer zentral, axial
verlaufenden Ausnehmung versehen ist, deren Querschnitt dem
des Polygons der Kolbenstange (6) angepaßt ist.
2. Blockzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsbuchse (7) einen kreisförmigen Außendurchmesser
aufweist dessen oberer Teil (3a) mit einem Außengewinde
versehen ist.
3. Blockzylinder nach Anspruch 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (1) oberhalb der Bohrung (2) des Kolbenzylinders
eine abgestufte zylindrische Bohrung (3) mit größerem
Durchmesser aufweist und daß in den oberen erweiterten Teil (3a)
ein dem Außengewinde der Führungsbuchse (7) angepaßtes
Innengewinde eingebracht ist.
4. Blockzylinder nach Anspruch 2 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die in das Gehäuse (1) eingeschraubte Führungsbuchse (7) mit
Aussparungen (13) versehen ist, in die eine Klemmvorrichtung (4)
zur Festsetzung eingreift.
5. Blockzylinder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Führungsbuchse (7) im Bereich der
Kolbenstangendurchführung umlaufende Nuten eingebracht sind,
in die Dichtungen (8) einbringbar sind und daß die Dichtungen und
Nuten dem Polygon-Querschnitt angepaßt sind.
6. Blockzylinder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsbuchse (7) an ihrem oberen Austritt der
Kolbenstange eine umlaufende dem Polygon angepaßte
Aussparung aufweist, in die eine Außenabdichtung (9) eingebracht
ist.
7. Blockzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kolbenstange (6) an ihrem freien aus dem Gehäuse austretenden
Ende mit einem Konus (12) versehen ist.
8. Blockzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erfassung der Kolbenstellung in den Kolben (5) Magnetsensoren
(14) eingelassen sind, die in Abhängigkeit der Hubbewegung des
Kolbens (5) ein der jeweiligen Kolbenstellung entsprechendes
Signal abgeben.
Priority Applications (2)
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EP98117095A EP0919729A3 (de) | 1997-11-28 | 1998-09-10 | Blockzylinder mit drehsicher geführter Kolbenstange |
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