DE202008013877U1 - Device for generating an oscillating fluid flow and device for generating an oscillating stroke of a tool - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
(1) zum Erzeugen eines oszillierenden Fluidstroms, gekennzeichnet
durch
• einen
kugelabschnittförmigen,
mit einem Fluid gefüllten Hohlraum
(2), der eine kreisförmige
Hohlraumbodenplatte (3) aufweist,
• ein in dem Hohlraum (2) angeordnetes
rotierend angetriebenes Kugelsegment (5), vorzugsweise eine Halbkugel, mit
einem ebenen Kugelsegmentboden (6) und einer sphärischen Kugelsegmentkappe (7),
• einem kugelkeilförmigen Zwischenraum
(8) zwischen der Hohlraumbodenplatte (3) und dem Kugelsegmentboden (6),
• eine Rotationsachse
(10) des Kugelsegments (5), die sich senkrecht zur Hohlraumbodenplatte
(3) und geneigt gegenüber
der zentralen Mittelachse (9) des Kugelsegments (5) erstreckt und
mit dem Mittelpunkt (11) der Hohlraumbodenplatte (3) fluchtet,
• eine mittig,
rechtwinklig in die Hohlraumbodenplatte (3) eingelassene, den Kugelsegmentboden
(6) mit einer Anlagekante (13) berührenden Pendelplatte (12),
die um einen virtuellen Dreh punkt (15) der Pendelplatte (12) in
der Mitte der Anlagekante (13) schwenkbar ist, und
• Durchtrittskanälen (16,
17) für
das Fluid beidseits der Pendelplatte (12) in der...Device (1) for generating an oscillating fluid flow, characterized by
A spherical segment-shaped, fluid-filled cavity (2) having a circular cavity bottom plate (3),
A rotationally driven spherical segment (5), preferably a hemisphere, arranged in the cavity (2), having a planar spherical segment bottom (6) and a spherical spherical segment cap (7),
A ball wedge-shaped intermediate space (8) between the cavity bottom plate (3) and the spherical segment bottom (6),
A rotation axis (10) of the ball segment (5) extending perpendicular to the cavity bottom plate (3) and inclined with respect to the central central axis (9) of the ball segment (5) and aligned with the center (11) of the cavity bottom plate (3),
A central, at right angles in the cavity bottom plate (3) embedded, the spherical segment bottom (6) with a contact edge (13) contacting pendulum plate (12) about a virtual pivot point (15) of the pendulum plate (12) in the middle of the contact edge ( 13) is pivotable, and
• passage channels (16, 17) for the fluid on both sides of the pendulum plate (12) in the ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Fluidstroms sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Hubes eines Werkzeugs.The The invention relates to a device for generating an oscillating Fluid stream and a device for generating an oscillating stroke a tool.
Zur Erzeugung eines Fluidstroms sind nach mehreren Verfahren arbeitende Pumpen, insbesondere Rotationspumpen bekannt. Bekannte Rotationspumpen weisen üblicherweise einen Pumpenstator mit einem zylindrischen Hohlraum auf, in dem eine rotierend angetriebene Rotorscheibe exzentrisch angeordnet ist. Die Rotorscheibe weist in der Regel zwei oder mehr radial verschiebbar geführte Gleitschuhe an ihren Außenumfangsflächen auf, die über die Außenfläche vorstehen und die sich durch den Hohlraum bis zu der Innenumfangsfläche des Pumpenstators hin erstrecken. Der von der Rotorscheibe und dem Pumpenstator begrenzte Arbeitsraum der Pumpe ist durch die abdichtenden Gleitschuhe in Arbeitskammern unterteilt, deren Volumina sich periodisch verändern. An Stellen des größten bzw. des kleinsten Volumens sind Durchtrittskanäle in Form von Ein- und Auslasskanälen in dem zylindrischen Hohlraum vorgesehen. Solche Pumpen sind insbesondere zum Fördern von Flüssigkeiten und Gasen in eine Vorzugsrichtung als kontinuierlicher Fluidstrom geeignet.to Generation of a fluid stream are operating according to several methods Pumps, especially rotary pumps known. Known rotary pumps usually a pump stator with a cylindrical cavity in which a rotatably driven rotor disk is arranged eccentrically. The rotor disk usually has two or more radially displaceable Guided sliding shoes on their outer peripheral surfaces, the above protrude the outer surface and extending through the cavity to the inner peripheral surface of the pump stator extend. The limited by the rotor disc and the pump stator Working space of the pump is through the sealing sliding shoes in Subdivided working chambers whose volumes change periodically. At Make the largest or the smallest volume are passageways in the form of inlet and outlet channels in the provided cylindrical cavity. Such pumps are in particular to promote of liquids and gases in a preferred direction as a continuous fluid stream suitable.
Mit derartigen Rotationspumpen können beispielsweise Hydraulikzylinder zum Heben und zum Senken von Lasten betrieben werden. Die Pumpen arbeiten mit Drehzahlen von einigen 1000 Umdrehungen pro Minute und ermöglichen aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus einen konstanten oder pulsierenden, jedoch keinen oszillierenden Fluidstrom in und aus dem Hohlraum zwischen der Rotorscheibe und dem Pumpenstator. Zum schnellen Hin- und Herbewegen eines eine geringe Masse aufweisenden Arbeitskolbens eines Arbeitszylinders, wie es beispielsweise zum Schneiden oder Sägen von Materialbahnen oder dünnen Materialplatte notwendig ist, muss der Arbeitskolben mit einem oszillierenden Fluidstrom hoher Frequenz beaufschlagt werden, der abwechselnd Druck in entgegengesetzter Richtung auf den Arbeitskolben ausübt. Für eine solche Anwendung sind die vorstehend beschriebenen bekannten Rotationspumpen ungeeignet.With such rotary pumps can For example, hydraulic cylinders for lifting and lowering loads operate. The pumps operate at speeds of some 1000 revolutions per minute and allow due to their constructive Build up a constant or pulsating, but not oscillating Fluid flow in and out of the cavity between the rotor disc and the pump stator. To quickly move one back and forth a little Mass working piston of a working cylinder, as it for example, for cutting or sawing webs or thin Material plate is necessary, the working piston must be with an oscillating Fluid flow of high frequency are applied, the alternating pressure in the opposite direction on the working piston exerts. For such Application are the known rotary pumps described above not suitable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Fluidstroms sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Hubes eines Werkzeugs vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Vorrichtungen mit den Merkmale der nebengeordneten Schutzansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Of the Invention is based on the object, a device for generating an oscillating fluid flow and a device for generating to propose an oscillating stroke of a tool. These Task is achieved by Devices solved with the features of the independent claims. Further advantageous embodiments are the dependent claims remove.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Fluidstroms weist einen kugelabschnittförmigen, mit einem Fluid gefüllten oder füllbaren Hohlraum mit einer kreisförmigen Hohlraumbodenplatte auf. In dem Hohlraum ist ein rotierend angetriebenes Kugelsegment angeordnet, das vorzugsweise als Halbkugel ausgebildet ist. Das Kugelsegment weist einen ebenen Kugelsegmentboden und eine sphärische Kugelsegmentkappe auf. Die Hohlraumbodenplatte und der Kugelsegmentboden sind in einem Winkel zueinander angeordnet und begrenzen einen kugelkeilförmigen Zwischenraum zwischen der Hohlraumbodenplatte und dem Kugelsegmentboden.The inventive device for generating an oscillating fluid flow has a spherical segment-shaped, filled with a fluid or fillable Cavity with a circular cavity floor plate on. In the cavity is a rotating driven ball segment arranged, which is preferably formed as a hemisphere. The sphere segment has a planar ball segment bottom and a spherical ball segment cap on. The cavity bottom plate and the spherical segment bottom are in one Angle arranged to each other and limit a spherical wedge-shaped space between the raised floor plate and the spherical segment bottom.
Das Kugelsegment weist eine Rotationsachse auf, die sich senkrecht zur Hohlraumbodenplatte und geneigt gegenüber der zentralen Mittelachse des Kugelsegments erstreckt und mit dem Mittelpunkt der Hohlraumbodenplatte fluchtet. Der kugelkeilförmige Zwischenraum ist durch eine zwischen der Hohlraumbodenplatte und dem Kugelsegmentboden beweglich angeordnete Pendelplatte in zwei Arbeitskammern unterteilt. Die Pendelplatte ist mittig, rechtwinklig in die Hohlraumbodenplatte eingelassen und berührt den Kugelsegmentboden mit einer Anlagenkante, wobei die Pendelplatte um einen virtuellen Drehpunkt in der Mitte der Anlagekante schwenkbar ist. Beidseits der Pendelplatte sind in der Hohlraumbodenplatte Durchtrittskanäle für das Fluid vorgesehen. Sie ermöglichen den Transport des Fluids aus den bzw. in die Arbeitskammern des Zwischenraums zwischen der Hohlraumbodenplatte und dem Kugelsegmentboden. Für eine verbesserte Dichtwirkung zu dem Kugelsegmentboden hin kann die Anlagekante der Pendelplatte optional eine sich entlang der Anlagekante erstreckende verschleißarme Dichtung aus einem anderen geeigneten Material aufweisen.The Ball segment has an axis of rotation perpendicular to the Raised floor plate and inclined relative to the central central axis of the ball segment and with the center of the cavity bottom plate flees. The ball-wedge-shaped gap is by a between the cavity bottom plate and the spherical segment bottom movably arranged pendulum plate divided into two working chambers. The pendulum plate is centered, right-angled in the cavity floor plate taken in and touched the spherical segment bottom with a plant edge, wherein the pendulum plate pivotable about a virtual pivot in the middle of the abutment edge. Both sides of the pendulum plate are in the cavity bottom plate passageways for the fluid intended. they allow the transport of the fluid from or into the working chambers of Gap between the cavity bottom plate and the spherical segment bottom. For one improved sealing effect to the spherical segment bottom out the contact edge the pendulum plate optionally extending along the edge of the investment low-wear Seal made of another suitable material.
Das Kugelsegment rotiert mit hoher Geschwindigkeit in den kugelabschnittförmigen Hohlraum mit Abstand zu der Hohlraumbodenplatte, wobei die Pendelplatte stets am Kugelsegmentboden über die gesamte Länge ihrer Anlagekante dichtend in Anlage ist. Die von den Pendelplatte getrennten Arbeitskammern der Vorrichtung weisen als Arbeitskammerboden gleichgroße Kreissegmente der Hohlraumbodenplatte auf, wobei die Höhe der beiden Arbeitskammern veränderbar ist, in dem das Kugelsegment um seine Rotationsachse gedreht wird. Dabei ändern sich die Volumina der Arbeitskammern fortlaufend periodisch, wobei die Volumenzunahme einer ersten der beiden Arbeitskammern stets genau der Volumenabnahme der anderen zweiten Arbeitskammer entspricht bzw. die Volumenabnahme der ersten Arbeitskammer gleich groß ist, wie der Volumenzuwachs der zweiten Arbeitskammer.The Ball segment rotates at high speed in the spherical segment-shaped cavity at a distance from the cavity floor plate, the pendulum plate always at the ball segment floor over the entire length its plant edge is sealingly in abutment. The of the pendulum plate separate working chambers of the device have as working chamber floor equal Circle segments of the cavity bottom plate, wherein the height of the two Working chambers changeable is, in which the ball segment is rotated about its axis of rotation. Change it The volumes of the working chambers are continuously periodically, with the volume increase of a first of the two working chambers always exactly the volume decrease of the other second working chamber corresponds or the volume decrease of the first working chamber is the same size as the volume increase of the second working chamber.
Das Kugelsegment, dessen Kugelsegmentkappe ein geringes Spaltmaß zu einer Kugelabschnittskappe des Hohlraums aufweist, kann mit 3000 bis 12000 oder noch mehr Umdrehungen pro Minute in dem Hohlraum rotieren, was eine Frequenz von etwa 50 bis 200 Hz oder größer entspricht. Damit wird das Fluid in den Arbeitskammern 50 bis 200 mal pro Sekunde durch die Durchtrittskanäle in und aus dem Hohlraum transportiert, insbesondere ausgedrückt und eingesogen. Mit dem oszillierenden Fluidstrom kann ein Arbeitskolben eines Arbeitszylinders bei geringer axialer Hubbewegung oszillierend mit hoher Frequenz hin- und herbewegt werden.The ball segment, the spherical segment cap a small gap to a Kugelab Having cut cap of the cavity can rotate at 3000 to 12,000 or more revolutions per minute in the cavity, which corresponds to a frequency of about 50 to 200 Hz or greater. Thus, the fluid is transported in the working chambers 50 to 200 times per second through the passageways in and out of the cavity, in particular expressed and sucked. With the oscillating fluid flow, a working piston of a working cylinder can be reciprocated with high frequency in an oscillating manner with high frequency at low axial stroke movement.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine gegenüber dem Hohlraum abgedichtete Antriebsachse für das Kugelsegment auf, die in Verlängerung der Rotationsachse auf der dem Kugelsegmentboden gegenüberliegenden Seite der Kugelsegmentkappe angeordnet ist. Dies verhindert, dass durch Kapillarwirkung oder Druck in den Umfangsspalt zwischen der Kugelsegmentkappe und der Kugelabschnittskappe des Hohlraums ein wanderndes Fluid aus dem Hohlraum an der Antriebsachse in unerwünschter Weise austritt. Eine Abdichtung zwischen der Kugelsegmentkappe und der Hohlraumkugelabschnittskappe ist daher nicht notwendig. Das vom Umfangsspalt aufgenommene Fluid kann so die Vorrichtung im Bereich der rotierenden Kugelsegmentkappe schmieren.advantageously, the device faces one opposite sealed to the cavity drive shaft for the ball segment, the in extension the axis of rotation on the ball segment bottom opposite Side of the spherical segment cap is arranged. This prevents that by capillary action or pressure in the circumferential gap between the Ball segment cap and the ball portion cap of the cavity migrating fluid from the cavity to the drive axle in an undesirable manner exit. A seal between the spherical segment cap and the Hollow ball section cap is therefore not necessary. The from the Circumferential gap recorded fluid can so the device in the area Lubricate the rotating ball segment cap.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Kugelsegment zur Verbesserung der Schmierung mittels dem Fluid an der Kugelsegmentkappe eine sich von der Antriebsachse zu einer kreisförmigen Kugelsegmentkante hin erstreckende Nut auf. Die Kugelsegmentkante ist dabei diejenige Kante, an der die Kugelsegmentkappe und der Kugelsegmentboden des Kugelsegments aneinander anschließen. Die Nut unterstützt das Einwandern von Fluid in den nur einige Mikrometer aufweisenden Umfangsspalt zwischen der Kugelsegmentkappe des Kugelsegments und der Kugelabschnittskappe des Hohlraums und erhöht somit die Benetzung der entsprechenden Umfangsflächen mit dem Fluid.In a preferred embodiment The invention features the ball segment to improve lubrication by means of the fluid on the spherical segment cap a from the drive axle to a circular Ball segment edge extending groove on. The bullet segment edge is the edge on which the spherical segment cap and the Connect ball segment bottom of the ball segment to each other. The Groove supported the infiltration of fluid in the only a few microns Circumferential gap between the spherical segment cap of the ball segment and the spherical cap portion of the cavity and thus increases the wetting of the corresponding peripheral surfaces with the fluid.
Um die Schmierung bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten des Kugelsegments zu optimieren, kann es von Vorteil sein, eine Fluidströmung durch die Nut zu ermöglichen. Dazu können vorteilhafterweise Nutenden der Nut vorzugsweise mit einem Abstand zu der Antrittsachse und der Kugelsegmentkante angeordnet sein und der Hohlraum auf der Höhe der Nutenden zusätzlich Durchtrittsöffnungen für das Fluid aufweisen. Verbindet man die zusätzlichen Durchtrittsöffnungen außerhalb des Hohlraumes der Vorrichtung miteinander, so bewirkt eine schnelle Rotation des Kugelsegments, bedingt durch unterschiedlich große Fliehkräfte in der Nähe der Antriebsachse und der Kugelsegmentkante, ein Fluidkreislauf in der Nut von dem der Antriebsachse nahen Nutende in Richtung der Kugelsegmentkante. Der Fluidkreislauf kann von einer zugeordneten Pumpe unterstützt werden, so dass eine kontinuierliche Fluidströmung mit einem einstellbaren Druck durch die Nut geführt wird.Around the lubrication at high rotational speeds of the ball segment It may be beneficial to optimize fluid flow through the To enable groove. Can do this Advantageously groove ends of the groove preferably with a distance be arranged to the start axis and the ball segment edge and the cavity at the height the Nutenden in addition Passages for the fluid exhibit. Does one connect the additional ones Through openings outside the cavity of the device with each other, so causes a fast Rotation of the ball segment, due to different centrifugal forces in the Near the Drive axle and the ball segment edge, a fluid circuit in the Nut of the drive axle near the groove end in the direction of the spherical segment edge. Of the Fluid circuit can be supported by an associated pump, allowing a continuous fluid flow with an adjustable Pressure passed through the groove becomes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Hubes eines Werkzeugs weist eine vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines oszillierenden Fluidstroms zu einem Arbeitszylinder der Vorrichtung auf. Das Werkzeug ist an einer Kolbenstange des Arbeitszylinders in axialer Richtung befestigt, wobei der Arbeitszylinder zur Bewegung der Kolbenstange mit dem daran angebrachten Werkzeug mit einem oszillierenden Fluidstrom beaufschlagt wird. Dabei wird der Durchtrittskanal der ersten und der zweiten Arbeitskammer der Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Fluidstroms mit je einer Druckkammer des Arbeitszylinders verbunden, die die Kolbenstange in entgegengesetzter Richtung axial mit Druck beaufschlagen können. Die hochfrequente oszillierende Fluidströmung führt zu einer axialen oszillierenden Schwingbewegung der Kolbenstange mit entsprechender Frequenz und sinusförmigem Beschleunigungsverhalten der Kolbenstange bei einer hohen Laufruhe der Kolbenstange in dem Arbeitszylinder. Idealerweise wird in diesem Zusammenhang ein Fluid mit geringer Kompressibilität und mit Schmiereigenschaften verwendet, sowie druckfeste Verbindungen zwischen der den Fluidstrom erzeugenden Vorrichtung und dem Arbeitszylinder.The inventive device for generating an oscillating stroke of a tool has a above-described device according to the invention for the production an oscillating fluid flow to a working cylinder of the device on. The tool is on a piston rod of the working cylinder fixed in the axial direction, the working cylinder for movement the piston rod with the attached tool with an oscillating Fluid flow is applied. In this case, the passageway of the first and second working chambers of the device for generating an oscillating fluid flow, each with a pressure chamber of the working cylinder connected to the piston rod in the opposite direction axially can apply pressure. The high-frequency oscillating fluid flow leads to an axial oscillating Oscillation of the piston rod with appropriate frequency and sinusoidal Acceleration behavior of the piston rod at a high smoothness the piston rod in the working cylinder. Ideally, in this A fluid with low compressibility and with Lubricating properties used, as well as pressure-resistant connections between the fluid flow generating device and the working cylinder.
Um auftretende Vibrationen entgegenzuwirken, ist in dem Arbeitszylinder vorzugsweise ein durch ein Fluid bewegbarer Schwingungsdämpfungskörper angeordnet, der durch einen zweiten oszillierenden Fluidstrom entgegen der Richtung der Kolbenstange oszillierend angetrieben ist. In dem Arbeitszylinder werden die Kolbenstangen und der Schwingungsdämpfungskörper immer synchron miteinander in entgegengesetzter Richtung bewegt, wobei die Masse des Schwingungsdämpfungskörpers vorzugsweise der Masse der Kolbenstange mit dem daran befestigten Werkzeug entspricht. Die durch die Beschleunigungskräfte der Kolbenstange auf das Arbeitszylindergehäuse übertragenen Energiestöße werden durch die von den Schwingungsdämpfungskörper in entgegengesetzter Richtung gerichteten Energiestöße weitgehend kompensiert. Dies führt vorteilhafterweise zu einer schnellen, leisen und vibrationsarmen Bewegung des Werkzeuges.Around counteract occurring vibrations is in the working cylinder preferably arranged by a fluid movable vibration damping body, by a second oscillating fluid flow against the direction the piston rod is driven to oscillate. In the working cylinder Both the piston rods and the vibration damping body are always synchronous with each other moved in the opposite direction, wherein the mass of the vibration damping body preferably corresponds to the mass of the piston rod with the attached tool. The by the acceleration forces the piston rod to be transferred to the power cylinder housing power surges through which of the vibration damping body in opposite direction directed energy bursts largely compensated. This leads advantageously for a fast, quiet and low-vibration movement of the tool.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Hubes eines Werkzeugs geht der zweite oszillierende Fluidstrom von einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie vorstehend beschrieben, aus. Dabei sind die Durchtrittskanäle in ähnlicher Weise mit zugeordneten Druckkammern des Arbeitszylinders verbunden. Zu entgegengesetzten Bewegung des Schwingungsdämpfungskörpers gegenüber der Kolbenstange muss der oszillierende Fluidstrom für den Schwingungsdämpfungskörper gegenüber dem oszillierenden Fluidstrom für die Kolbenstange eine Phasenverschiebung von 180 Grad aufweisen. Dies kann entweder mit synchron phasengleich laufenden Vorrichtungen zum Erzeugen der zwei Fluidströme unter Vertauschen der vorderen und hinteren Anschlüsse der jeweiligen Druckkammern erfolgen oder ohne Vertauschung der entsprechenden vorderen und hinteren Anschlüsse, für den Fall, dass bei den beiden Vorrichtungen zum Erzeugen der beiden Fluidströme die angetriebenen Kugelsegmente zueinander und gegenüber der Pendelplatte einen gleichbleibenden Drehversatz von 180 Grad aufweisen.In one embodiment of the device according to the invention for generating an oscillating stroke of a tool, the second oscillating fluid flow starts from a second device according to the invention, as described above. The passageways are connected in a similar manner with associated pressure chambers of the working cylinder. To opposite movement of the vibration damping body relative to the piston rod, the oscillating fluid flow for the vibration damping body must have a phase shift of 180 degrees relative to the oscillating fluid flow for the piston rod. This can be done either with synchronously in-phase devices for generating the two fluid streams while interchanging the front and rear ports of the respective pressure chambers or without interchanging the corresponding front and rear ports, in the case that in the two devices for generating the two fluid streams, the driven Ball segments to each other and relative to the pendulum plate have a constant rotational offset of 180 degrees.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen bei der Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Hubes eines Werkzeugs die beiden Vorrichtungen zur Erzeugung der beiden Fluidströme einen gemeinsamen Antrieb auf, der die Kugelsegmente der beiden Vorrichtungen vorzugsweise gegensinnig antreibt. Die Kopplung der beiden Vorrichtungen zum Erzeugen der oszillierenden Fluidströme erfolgt derart, dass die einander entsprechenden Arbeitskammern das Fluid um eine halbe Umdrehung der Kugelsegmente zeitlich versetzt ausdrücken und einsaugen. Durch den gemeinsamen Antrieb ist eine synchrone Bewegung der Kugelsegmente sichergestellt, wobei die gegensinnige Bewegung der beiden Kugelsegmente der zwei Vorrichtungen zur Fluidstromerzeugung eine Auslenkung des Arbeitszylinders in die eine oder die andere Umfangsrichtung zuverlässig verhindert. Durch diese Maßnahme wird die Laufruhe der Vorrichtung zur Erzeugung des oszillierenden Hubes und die Positioniergenauigkeit des von der Kolbenstange getragenen Werkzeugs nochmals verbessert.In an advantageous embodiment of the invention in the apparatus for generating an oscillating Hubes of a tool, the two devices for generating the two fluid streams a common drive on which the ball segments of the two Preferably drives devices in opposite directions. The coupling of both devices for generating the oscillating fluid flows takes place such that the mutually corresponding working chambers the fluid express a time offset by half a revolution of the ball segments and imbibe. By the common drive is a synchronous movement the ball segments ensured, with the opposing movement the two spherical segments of the two devices for fluid flow generation a deflection of the working cylinder in one or the other Circumferential direction reliable prevented. By this measure is the smoothness of the device for generating the oscillating Hubes and the positioning accuracy of the supported by the piston rod Tool again improved.
Bei der erfindungsgemäßen Huberzeugungsvorrichtung ist die Vorrichtung zur Erzeugung des Fluidstroms vorteilhafterweise mit einem Wärmeausdehnungsausgleichsbehälter für das Fluid verbunden. Der Wärmeausdehnungsausgleichsbehälter kann eine vorgespannte Membran aufweisen, die den Druck des Fluidstroms bei Temperaturänderungen der Vorrichtung oder des Fluids in etwa konstant hält.at the hoist generating device according to the invention is the device for generating the fluid flow advantageously with a thermal expansion surge tank for the fluid connected. The thermal expansion expansion tank can a prestressed membrane, which is the pressure of the fluid flow at temperature changes the device or the fluid keeps approximately constant.
Die erfindungsmäßen Vorrichtungen ermöglichen durch den oszillierenden Fluidstrom, für den als Fluid beispielsweise ein Hydrauliköl verwendet werden kann, bei hochfrequenter Änderung der Bewegungsrichtung der Kolbenstange einen nahezu vibrationsfreien Lauf des an der Kolbenstange befestigten Werkzeugs. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines oszillierenden Hubes insbesondere zum Antrieb eines Schneidmessers oder einer Stichsäge hervorragend geeignet. Zur dauerhaften Aufnahme von auf die Kolbenstange einwirkenden Querkräften ist eine verschleißarme Lagerung der Kolbenstange zumindest an einem vorderen Ende des Arbeitszylinders vorteilhaft, die vorzugsweise durch eine Keramiklagerung realisiert werden kann. Um Kurvenschnitte in dem zu schneidenden oder zu sägenden Material ausführen zu können, ist es möglich, den Schneidkopf an dem das Werkzeug an der Kolbenstange befestigt ist, drehbar gegenüber dem Arbeitszylinder auszuführen. Dies ist beispielsweise mittels einer Vierkantführung an dem vorderen Ende der Kolbenstange zu dem Schneidkopf hin möglich. Der Gesamtaufbau der Vorrichtung ist besonders standzeitfest, da alle beweglichen Teile der Vorrichtungen einen Ölfilm aufweisen. Als ideal haben sich für den schnellen Transport des Fluids in und aus den Druckkammern des Arbeitszylinders sternförmig verzweigende Fluidkanäle im Bereich des Arbeitszylinders mit mehreren Verbindungen zu den Druckkammern erwiesen.The erfindungsmäßen devices enable by the oscillating fluid flow, for example as fluid a hydraulic oil can be used with high-frequency change of direction of movement the piston rod a virtually vibration-free running of the piston rod attached tool. Thus, the device according to the invention for generating an oscillating stroke, in particular for driving a cutting knife or a jigsaw excellent. to permanent absorption of forces acting on the piston rod transverse forces a low-wear storage the piston rod advantageous at least at a front end of the working cylinder, which can preferably be realized by a ceramic bearing. To curve cuts in the material to be cut or cut To run to be able to Is it possible, the cutting head on which the tool attached to the piston rod is, rotatable opposite to execute the working cylinder. This is for example by means of a square guide at the front end the piston rod to the cutting head possible. The overall structure of the Device is particularly durable, since all moving parts of the Devices an oil film exhibit. As ideal for the fast transport of the Fluids in and out of the pressure chambers of the working cylinder star-branching fluid channels in the area of the working cylinder with several connections to the Pressure chambers proved.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung eines oszillierenden Fluidstroms für den Arbeitszylinder wird bei der Verwendung einer bei Betriebstemperatur der Vorrichtung nicht ausgasenden Flüssigkeit, beispielsweise einem Öl mit geeigneter Viskosität, eine gleichmäßig kontinuierliche Bewegung des Werkzeugs erreicht. Ein flüssiges Fluid ist auf Grund seiner geringen Kompressibilität weit besser geeignet als ein gasförmiges Fluid, da die Hydraulik gegenüber der Pneumatik den Vorteil hat, dass wesentlich höhere Kräfte übertragen werden können und sehr gleichförmige und exakte Bewegungen der Kolbenstange möglich sind. Die Verdichtung ist bei einem geeigneten flüssigen Fluid so gering ist, dass sie zu vernachlässigen ist. Die Kolbenstange führt dabei unabhängig von der Frequenz des oszillierten Fluidstroms bei einer halben Umdrehung des angetriebenen Kugelsegments zuverlässig immer den gleichen Hub aus. Außerdem benötigt die vorgeschlagene Vorrichtung zur Erzeugung des oszillierenden Hubes für das Werkzeug keine Anschlagsdämpfer für die Kolbenstange, da der Hub der Kolbenstange durch die Volumenänderungen der beiden Arbeitskammern der Fluidstromerzeugungsvorrichtung bestimmt und damit begrenzt ist. Des Weitern erfolgt die Umwandlung der Rotationsenergie des Kugelsegments in die Translationsenergie für den Arbeitskolben ventilfrei und ohne elektronische Steuerung für den Fluidstrom, wodurch die Vorrichtung besonders betriebssicher ist. Zur Steuerung des Fluidstroms genügt eine einfache Drehzahlsteuerung für den Antriebsmotor des Kugelsegments.With the device according to the invention for generating an oscillating fluid flow for the working cylinder when using one at the operating temperature of the device non-degassing liquid, for example, an oil with suitable viscosity, a uniform continuous Movement of the tool achieved. A liquid fluid is due to its low compressibility far better suited than a gaseous fluid, since the hydraulics across from the pneumatics has the advantage that much higher forces can be transmitted and very uniform and exact movements of the piston rod are possible. The compression is at a suitable liquid Fluid is so low that it is negligible. The piston rod leads independently from the frequency of the oscillated fluid flow at half a revolution the driven ball segment reliably always the same stroke out. Furthermore needed the proposed device for generating the oscillating Hubes for the tool no stop damper for the Piston rod, because the stroke of the piston rod due to the volume changes the two working chambers of the fluid flow generating device determined and thus limited. Further, the conversion of rotational energy takes place the ball segment in the translation energy for the working piston valve-free and without electronic control for the fluid flow, causing the Device is particularly reliable. For controlling the fluid flow enough a simple speed control for the drive motor of the ball segment.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können für sich allein oder zu mehreren bei unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen verwirklicht sein.The invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments. Further features of the invention will become apparent from the following description of the embodiments of the invention in conjunction with the claims and the accompanying drawings. The individual features can be used alone or in several at be realized different embodiments of the inventive devices.
Es zeigen:It demonstrate:
Das
Kugelsegment
In
der Hohlraumbodenplatte
Die
Hohlraumbodenplatte
Die
Vorrichtung
Des
Weiteren weist das Kugelsegment
Die
Zuleitungen
Claims (9)
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