DE2127375C3

DE2127375C3 - Doppeltwirkender Hydrozylinder, insbesondere für Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2127375C3
Application number: DE2127375A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Tokio Saito
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-08-27
Filing date: 1971-06-02
Publication date: 1974-07-18
Also published as: FR2069630A5; DE2127375B2; US3726184A; JPS5510761B1; GB1342249A; DE2127375A1; BE758863A

Description

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löst, daß die Stelleinrichtung aus einer ortsfesten Ver- augenblickliche Vorwärts- und Rückivartsbeta·!gung

stellspindel besteht, weiche mit ihrem Gewinde mit des Kolbens 22 mit gleichzeitigem RucKWui

einem Innengewinde des Steuerschiebers in Eingriff Drucköls bewirkt. . _Steuer

steht und eine stufeniose Verschiebung des Steuer- Zunächst wird die Vorwärtsbewegung der sw

Schiebers relativ zum Kolben bzw. Kolbenstange be- Seinrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 bescⁿⁿ '

wirkt, und daß beidseits des Kolbens zwei Paare von Wenn sich der Impulsmotor 40 rückwärts α

je einem Ein- und Auslaßscluitz die Wand der KoI- (Drehung nach links), dreht sich die ^V^" ^¹ "L

benstange durchsetzen und mit im Steuerschieber 38 vorwärts (Drehung nach rechts), und der a^l~

angeordneten zwei Paaren von Durchlaßöffnungen schieber 36, der sich in drr zylindrischen κο zusammenwirken zur Zu- bzw. Abführung des io stange 43 befindet, wird vorgerückt. Ein ^steu ₎fj^s^_]"_it"

Druckmittels. beransatz 37 ist eine rechteckige Stange, wr - "

Die Zu- und Ableitungen können in an sich be- bar in einer Arretierungsausriehmung 42

kannter Weise durch die Verstellspindel verlaufen. angebracht ist, so daß ein Verdrehen des

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung der Schiebers 36 verhindert wird, wenn sich die _ erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß 15 38 dreht. Wenn der Steuerschieber 36 vorgerucK

die Zu- und Ableitungen für das Druckmittel beid- wird, wird Drucköl in den Zylinder 21 eingetunn,

seits des Kolbens durch die Wand des Zylinders ver- und zwar durch eine Zuleitung 33, ein sich anscMie-

laufen und mit wahlweise betätigbaren Solenoid- Bends Druckölgleitrohr 35, welches an dem bteuer-

Steuerelementen versehen sind, wobei die Schlitze schieber 36 befestigt ist und teleskopartig m der ^ubeidseits des Kolbens wahlweise als Auslaßschlitze ao leitung 33 gleiten kann, einer Zuleitung 32 mit einer

bzw. als Einlaßschlitze arbeiten. hinteren Druckölsteueröffnung 29 und einem DrucK-

Zum Programmieren kann die Verstellspindel mit Öl-Einlaßschlitz 31 zu der Rückseite des Kolbens At.

einem Impulsmotor gekuppelt sein. Somit beginnt der an der Stange 43 befestigte κο -

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an ben 22 vorzurücken. Während der Drehung der VerHand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigt 25 stellspindel 38 steht die hintere Druckölsteuerottnung

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Aus- 29 mit dem hinteren Drucköl-Einlaßschlitz 31 zum

führung des erfindungsgemäßen Hydrozylinders, kontinuierlichen Einführen von Drucköl in den Z-y-

F i g. 2 einen Längsschnitt, welcher die Vorwärts- linder 21 in Verbindung. 'Der Kolben 22 folgt ".¹^

bewegung bei der Ausführung gemäß F i g. 1 ver- kontinuierlichen Bewegung, bis die Verstellspinaei anschaulicht, 30 38 angehalten wird. Wenn die Verstellspindel 38 ihre

F i g. 3 einen Längsschnitt, welcher die Rück- Drehung beendet, bleibt auch der Steuerschieber 3&

wärtsbewegung bei der Ausführung gemäß Fig. 1 stehen, und die hintere Drucksteuerung29, wel-

veranschauiicht, " ehe sich gegen die Kante verjüngt, spritzt Drucköl

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Aus- ein. Der Kolben 22 bewegt sich bis in die Stellung,

führung, 35 in der die hintere Druckölsteueröffnung 29 und der

Fig. 5 einen Teillängsschr.itt, welcher eine Vor- hintere Drucköl-Einlaßschlitz 31 sich gegenseitig

wärtsbewegung bei der Ausführung veranschaulicht, vollständig blockieren, womit — wegen Unterbre-

F i g. 6 einen Teilschnitt, welcher eine Rückwärts- chung der Ölzufuhr — das Vorrücken des Kolbens

bewegung bei der Ausführung veranschaulicht, 22 beendet wird. Bei dem vorstehend beschriebenen

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie A-A 40 Ablauf wird auf Grund der Drehung der Verstell-

in der Fi g. 5, spindel 38 und der Verschiebung des Steuerschiebers

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie B-B 36 ein vorderer Auslaßschlitz 25 im Steuerschieber

in der Fig. 4, 36 mit einer vorderen Rücklaufölabflußöffnung 23

F i g. 9 einen Längsschnitt durch die Ausführung eines Rück'.aufölkreises in Überlappung gebracht,

gemäß F i g. 4 rnii anders angeordneter Druckmittel- 45 und das aus dem Zylinder gedrückte Rücklauföl wird

zuführung, von einer Ableitung 27 aufgenommen, welche in dem

Fig. 10 einen Teilschnitt, weicher eine Vorwärts- Steuerschieber 36 vorgesehen ist und in eine Ruck-

bewegung im Druckreduziersystem der Ausführung laufölableitung 34 in der Verstellspindel 38 führt,

gemäß F i g. 4 veranschaulicht, Der öirücklauf erfolgt so lange, bis der Kolben 22

Fig. 11 einen Teilschnitt, welcher eine Rückwärts- 50 stehenbleibt.

bewegung im Druckreduziersystem der Ausführung Der Kolben 22 kann durch ein Programm unter gemäß F i g. 4 veranschaulicht, Verwendung einer Anzahl von Impulsen gesteuert Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie A'-A' in werden, welche dem Impulsmotor 40 zugeleitet werder F i g. 10 und den. Die Bezugszahl 44 in der F i g. 1 bezeichnet ein Fig. 13 einen Querschnitt entlang der Linie B'-B' 55 Impulsmotorgehäuse. In der hohlen Kolbenstange der Fig. 9. befindet sich ein Steuerschieber 36, der durch eine Der erfindungsgemäße Hydrozylinder besteht ge- eine Stelleinrichtung bildende Verstellspindel 38 axial maß der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 3 aus verstellbar ist. Die Verstellspindel _wird über ein Uneinem in einem Zylinder 21 durch ein steuerbares tersetzungsgetriebe 39, 41 von einem Impulsmotor Druckmittel verschiebbaren Kolben 22. der mit einer 60 40 angetrieben. Die Zu- und Ableitungen 33, 32; aus dem Zylinder herausgeführten hohlen Kolben- 34, 27 befinden sich ebenfalls im Innern der Kolbenstange 43 versehen ist. stange. Ein- und Auslaßschlitze 31, 26; 30, 25 in der Gemäß der Erfindung dreht sich die an dem Un- Kolbenstange beidseits des Kolbens bzw. im Steuertersetzungsgetriebc 39, 41 angebrachte Verstellspin- schieber dienen zur Steuerung der Beaufschlagung del 38, wenn sich der Impulsmotor 40 dreht, und der 65 bzw. Entlastung der wirksamen Kolbenflächen. Nach Steuerschieber 36 bewegt sich vor oder zurück, und einer Untersetzung auf ein Zehntel durch das Ritzel zwar in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Im- 39 und das Untersetzungsgetriebe 41 führt die1 Verpulsmotors, wobei der Durchfluß des Drucköls eine stellspindel eine Umdrehung aus, wenn ihr 240 Im-

pulse χ 10 = 2400 Impulse zugeführt werden. Wenn somit eine Steigung der Verstellspindel 38 von 10 mm angenommen wird, beträgt die lineare Länge (Bewegung) pro Impuls 10/2400 mm = 0,0042 mm, womit eine höchst präzise Steuerung ermöglicht ist.

Zwecks Rückwärtsbewegung des Kolbens 22 gelangen bei entsprechender Drehung der Spindel 38 der vordere Drucköl-Einlaßschlitz 30 und die vordere Druckölsteueröffnung 28 miteinander in Verbindung, wodurch das Drucköl in den Zylinder 21 gelangt und die Rückwärtsbewegung des Kolbens 22 einsetzt. Ebenso gelangen der hintere Auslaßschlitz 26 und die hintere Rücklaufsteueröffnung 24 miteinander in Verbindung, wobei der Rücklauf des Drucköls beginnt. Wenn der Impulsmotor 40 durch das Programm angehalten wird, endet auch die Drehung der Verstellspindel 38 und damit die Verschiebung des Steuerschiebers 36. Die Bewegung des Kolbens 22 endet, wenn sich die vordere DruckölsteueröfT-nung28 und der vordere Drucköl-Einlaßschlitz 30 blockieren, wobei auch die hintere Rücklaufölsteueröffnung 24 geschlossen ist.

Eine zweite Ausführung gemäß F i g. 4 arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie die ersie Ausführung, ist jedoch einfacher aufgebaut.

In der Ausführung gemäß Fig.4 sind nur die in der Ausführung gemäß F i g. 1 vorhandenen Druckölsteueröffnungen 128, 129 im Steuerschieber 136 vorgesehen, und der Drucköl rücklauf wird durch Drucköl-Magnetventile α und b bewirkt. Deshalb weist die im Steuerschieber 136 liegende Spindel 138 nur ein Spindelrohr c auf. Die Arbeitsweise dieser Ausführung ist gleich der in F i g. 1 gezeigten, jedoch mit der Ausnahme, daß der Druckölrücklauf durch die Magnetventile a, b gesteuert wird, wie es durch Pfeile in den F i g. 5 und 6 dargestellt ist. Während F i g. 5 die Vorwärtsbewegung des Kolbens 122 zeigi, veranschaulicht Fig. 6 die Rückwärtsbewegung. F i g. 7 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A der F i g. 5 und veranschaulicht die Beziehung zwischen der Steueröffnung und der DruckölcinführöiTnung. In der Zeichnung bezeichnet / einen Teil der Druckölstcueröffnung und umfaßt außerdem einen Querschnitt des Druckölkanals, wobei die

ίο dritte dem Zentrum nächste Schicht den Querschnitt des Kanals darstellt. F i g. 8 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig.4, in welcher g einen Querschnitt durch den Steuerschieberansatz des Steuerschiebers 136 darstellt, welcher dem Steuerschieberansatz 37 in der F i g. 1 entspricht.

Beim Zylinder 21 sind die vordere Rücklaufölöflnung 123 und die hintere Rücklaufölöfinung 124 vorgesehen sowie eine vordere Rücklaufölöfinung 128 und eine hintere Rücklaufölöfinung 129 im Steuerschieber 136 (siehe F i g. 9). Die Magnetventile a' und b' können auch das Drucköl einführen, wobei die Rücklaufülöffnungen in Abhängigkeit von der Drehrichtung des als Spindel ausgebildeten Rohrs c' so geschaltet werden, daß der Kolben vorwärts oder rückwärts bewegt wird. Fig. 10 veranschaulicht die Arbeitsweise bei der Vorwärtsbewegung und F i g. 11 bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens 122, worin d' das Drucköl und e das Rücklauföl bezeichnen. Die F i g. 12 ist ein Querschnitt entlang der Linie A'-A' der F i g. 10, worin /' drei Schichten der Rücklaufölöffnungen und des Rohrs c bezeichnet, und zwar wie im Falle von / in der Fig.7. Die Fig. 13 ist ein Querschnitt entlang der Linie B'-B' dci F i g. 9, worin g den Querschnitt des Steuerschieberansatzes 137 wie bei F i g. 8. bezeichnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 ' mittel gefüllt. Eine außerhalb des Zylinders angeord- Patentansprüchc: nete Ventileinrichtung läßt sich derart einstellen, daß einige der Druckmitteldurchlässe an einer Seite des

1. Doppeltwirkender Hydrozylinder, insbeson- Kolbens geöffnet sind. Dabei kann das Druckmittel dere für Werkzeugmaschinen, mit im Kolben 5 durch diese Durchlässe abfließen, wodurch sich an bzw. in der mit dem Kolben verbundenen hohltn der Seite des Kolbens, an der die offenen Durchlässe Kolbenstange angeordnetem Steuerschieber zum liegen, ein niedrigerer Druck als an der anderen Seite Herstellen eines Druckgefälles durch wahlweises ergibt, der Kolben wird daher in Richtung auf die Verbinden mit dem Einlaß bzw. mit dem Auslaß offenen Durchlässe verschoben, bis er diese abdeckt für das Druckmittel zwischen den beiden durch io (deutsche Patentschrift 384 924).

den Kolben abgegrenzten Teilen des Zylinders, Dieser Hydrozylinder ist sowohl konstruktiv als

wobei der Steuerschieber mit einer Stelleinrich- auch räumlich aufwendig, was unter anderem durch

tung verbunden ist, dadurch gekenn- die Vielzahl der Schürze, der außerhalb des Zylin-

zeichnet, daß die Stelleinrichtung aus einer ders liegenden Ventileinrichtung und deren Ausbil-

ortsfesten Veitstellspindel (38) besteht, welche 15 dung bedingt ist.

mit ihrem Gewinde mit einem Innengewinde des Ein anderer bekannter Hydrozylinder weist eine Steuerschiebers (36) in Eingriff steht und eine zylindrische Hülse mit einem Kolben und Durchstufenlose Verschiebung des Steuerschiebers rela- lassen in dessen Wandung auf. Die Durchlässe tiv zum Kolben (22) bzw. Kolbenstange (43) be- können von dem Kolben geschlossen werden. In der wirkt, und daß beidseits des Kolbens (22) zwei 20 Hülse befindliches Druckmittel tritt so lange aus der Paare von je einem Ein- und Auslaßschlitz (31, Hülse aus, bis der durch Druck beaufschlagte sich 25; 30, 26) die Wand der Kolbenstange durch- in Richtung auf den Durchlaß bewegende Kolben setzen und mit im Steuerschieber angeordneten diesen abdeckt. Durch Einbringen mehrerer Durchzwei Paaren von Durchlaßöffnungen (24, 23; 28, lässs in die Hülse und deren wahlweise Verbindung 29) zusammenwirken zur Zu- bzw. Abführung as mit einer Abzugsleitung wird eine Programmierung des Druckmittels. des Vorschubs des Kolbens über Teilstrecken der

2. Hydrozylinder nach Anspruch 1, dadurch Hülsenlänge erreicht, wobei der Kolben intermittiegekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitungen rend bewegt wird und nach Erreichen des jeweils (33, 32; 34, 27) für das Druckmittel in an sich aktiven Durchlasses anhält, da der Hülse beidseitig bekannter Weise durch die Verstellspindel (38) 30 des Kolbens Druckmittel gleichen Druckes zugeführt verlaufen. wird und beim Abdecken des aktiven Durchlasses

3. Hydrozylinder nach Anspruch 1, dadurch ein Druckausgleich erfolgt. Erst nach Verdrehen der gekennzeichnet, daß die Zu- und Ableitungen Hülse, womit ein nachfolgender Durchlaß mit der (123,124) für das Druckmittel beidseits des KoI- Abzugsleitung verbunden wird, setzt sich der Kolben bens (22) durch die Wand des Zylinders (21) ver- 35 wieder in Bewegung (britische Patentschrift 982 003). laufen und mit wahlweise betätigbaren Solenoid- Die Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens läßt Steuerelementen (α, b) versehen sind, wobei die sich bei diesem Hydrozylinder nur durch das Druck-Schlitze (125, 126, 128, 129) beidseits des KoI- gefälle zwischen den beiden Kolbenseiten regeln, bens (22) wahlweise als Auslaßschlitze bzw. als weshalb er für genau einstellbare und kontrollierbare Einlaßschlitze arbeiten. 40 Vorschubbewegungen praktisch untauglich ist, da

4. Hydrozylinder nach einem der Ansprüche 1 ein konstantes Druckgefälle nur unter gleichbleibenbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstell- den Betriebsbedingungen erreichbar ist, wenn nicht spindel (38) mit einem Impulsmotor (40) gekup- aufwendige Regeleinrichtungen eingesetzt werden pelt ist. sollen.

45 Ferner ist ein Hydrozylinder für die Kraftlenkvorrichtung von Kraftfahrzeugen bekanntgeworden, der über zwei zusammenwirkende Kolben verfügt,

welche durch Relativbewegungen zueinander je eine

Zylinderkammer von einer Druckmittelbeaufschla-

50 gung absperren und so ein Druckgefälle zwischen

den beiden Zylinderkammern bewirken, welches dann

eine Verschiebung des Zylinders relativ zu den

Die Erfindung betrifft einen doppeltwirkenden Kolben bewirkt. Diese Verschiebung kann jedoch Hydrozylinder, insbesondere für Werkzeugmaschi- nicht als gleichförmig gesteuerte Bewegung erfolgen, nen, mit im Kolben bzw. in der mit dem Kolben 55 weil eine geeignete Stelleinrichtung fehlt und die verbundenen hohlen Kolbenstange angeordnetem angegebene Bewegung nur von der Zufuhr und dem Steuerschieber zum Herstellen eines Druckgefälles Druck des Druck- und Arbeitsmittels abhängig ist. durch wahlweises Verbinden mit dem Einlaß bzw. Mit diesem bekannten Hydrozylinder ist ein präziser mit dem Auslaß für das Druckmittel zwischen den Vorschub, wie er beispielsweise bei Werkzeugbeiden durch den Kolben abgegrenzten Teilen des 60 maschinen erforderlich ist, nicht zu erreichen Zylinders, wobei der Steuerschieber mit einer Stell- (deutsche Patentschrift 939 071). einrichtung verbunden ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Ein Hydrozylinder der vorstehend angegebenen doppeltwirkenden Hydrozylinder, insbesondere für Art ist Gegenstand des älteren Patents 1650 521. Werkzeugmaschinen, zu schaffen, der in beiden Rich-Dabei findet ein Differentialkolben Verwendung. 6₅ tungen gleichmäßig und stufenlos arbeitet, Fein-

Ein bekannter Hydrozylinder weist eine über die einstellungen erlaubt, programmierbar ist und eine ganze Länge von Druckmitteldurchlässen durch- unkomplizierte Konstruktion aufweist, setzte Zylinderwand auf. Der Zylinder ist mit Druck- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-