DE2139129B1 - Hydraulischer Arbeitszylinder mit Eilgang und Krafthub - Google Patents

Description

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der 10, die im Federgehäuse 11 untergebracht ist. Die 12 und drückt diesen fest in seinen Sitz. Bei alledem Feder 10 stützt sich gegen einen walzenförmigen Ver- kann Hydrauliköl aus dem Federgehäuse 11 über die schlußkörper 12 ab, welcher konzentrisch durch Kanäle 21 und 22 und die Öffnungen 14 in den abeinen zentralen Kolbendurchlaß 13 verläuft und der triebsseitigen Kolbenraum überströmen und über die hier nach Art einer Hantel mit eingeschnürtem Mit- 5 Abflußöffnung 2 abfließen. Die freie Beweglichkeit

telteil versehen ist. des Verschlußkörpers 12 wird demgemäß nicht vom

Der Kolben 5 besitzt im Übergang zu den Kolben- Federraum 11 her blockiert. Die geschilderte Arbeitsstangen Kränze von Durchlaßöffnungen 14. Das linke weise war diejenige für Eilgang und Krafthub. Der Teil des Verschlußkörpers 12 kann frei in einem er- Hilfskolben 20 wird dabei erst ganz zum Schluß weiterten Teil des Federgehäuses 11 gleiten. io durch den im Raum 16 herrschenden, inzwischen auf

Das rechte Ende 15 des Verschlußkörpers 12 glei- ziemlich hohe Werte angestiegenen Hydraulikdruck

tet in dem Hohlraum 16 der antriebsseitigen Kolben- in seine linke Endstellung gedruckt, in der er die Ka-

stange 7. Diese ist außer bei 9 noch bei 17 abgedich- näle 22 abschließt. Damit ist das Federgehäuse 11

tet. Über den Hohlraum 16 wird das durch die Öff- ebenfalls abgeschlossen und der Verschlußkörper 12

nung 3 zugeführte Drucköl zum rechten Ende 15 des 15 blockiert.

Verschlußkörpers geleitet. Der Querschnitt der an- F i g. 2 zeigt die Stellung des Arbeitszylinders nach

triebsseitigen Kolbenstange in der Dichtung 17 stellt vollendetem Krafthub. Es soll beispielsweise der

den Eilgangkolben dar. Tiefziehstempel 25 aus dem erstellten Gegenstand 26

Im Verschlußkörper 12 befindet sich zentrisch ein gelöst werden, wozu anfangs eine erhöhte Rückzugs-Kanal 18 mit einer Feder 19 und dem Hilfskolben 20. 20 kraft erforderlich ist. Diese erhöhte Rückzugskraft Im linken Ende des Verschlußkörpers 12 hat der Ka- wird dadurch erzeugt, daß verhindert wird, daß der nal 18 Überströmöffnungen 21 und 22, während am Verschlußkörper 12 durch die Feder 10 nach rechts rechten Ende die Öffnungen 23 vorgesehen sind. Um aus dem zentralen Kolbendurchlaß 13 herausgeden Teil des Verschlußkörpers mit den Öffnungen 23 drückt wird. Um dies zu erreichen, muß verhindert sind Überströmkanäle 24 angeordnet. Der Hilfskol- 25 werden, daß sich der Hilfskolben 20 nach rechts beben ist nach rechts durch einen hier nicht gezeichne- wegt und die Kanäle 21 und 22 freigibt. Dies wird ten Anschlag in seiner in F i g. 1 gezeigten Lage be- durch eine Steuerungsanordnung nebst Drosselglied grenzt. bewirkt, wie sie in F i g. 2 zusätzlich zu F i g. 1 einge-

Zum Betrieb des Arbeitszylinders ist eine Drucköl- zeichnet sind. Die Steuerungsvorrichtung besteht hier

Versorgung sowie eine Steuervorrichtung an sich be- 3° aus einem Nocken 27, der einen Kontakt 28 betätigt,

kannter Art vorgesehen. Die Druckölversorgung ist Dieser, der in der Praxis selbstverständlich auch ein

aus Einfachheitsgründen weggelassen. Die Steuervor- induktiver, lichtelektrischer oder sonstwie gearteter

richtung, beispielsweise eine Relaissteuerung, wird indirekter Schalter sein kann, ist mit der Erregerspule

weiter unten nur insoweit erläutert, als sie zur Lösung des Magnetventils 29 verbunden. Letzteres liegt par-

der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe bei- 35 allel zu einem Druckgefälleventil 30. Beide Ventile

trägt. liegen im Verbindungsweg zwischen der Anschlußöff-

Die Arbeitsweise für Eilgang und Krafthub ist wie nung 3 und einem Druckmittel-Vorratsbehälter 31.
folgt: Wird durch die Zuführungsöffnung 3 Drucköl Zum Kolbenrückzug mit erhöhter Anfangskraft zugeführt, so wirkt dies auf den Abdichtdurchmesser wird Druckmittel gemäß dem Pfeil 32 über die An-17 als Eilgangkolben. Dadurch wird das gesamte Sy- 40 schlußöffnung 2 zugeführt; die Anschlußöffnung 3 stern aus Kolbenstange 6, Arbeitskolben 5 und KoI- dient jetzt als Druckmittelabfluß. Kurz vor Erreichen benstange 7 im Eilgang nach links verschoben, bis der Endlage des Werkzeuges 25 ist vorher der Kondas linke Ende der Kolbenstange 6 am Arbeitswider- takt 28 durch den Nocken 27 geschlossen worden. Dastand anliegt. Bis dahin sind im wesentlichen nur die durch wird bewirkt, daß das Magnetventil 29 erregt Reibungswiderstände der einzelnen Dichtungen zu 45 wird und dergestalt auf Unterbrechung schaltet. Nach überwinden. In dem Hohlraum 16 kann sich daher Umschaltung der übrigen Steuereinrichtung auf KoI-nur ein vergleichsweise kleiner Druck aufbauen. benrückzug liegt demgemäß jetzt das Druckgef älle-

Sobald die Kolbenstange 6 am Arbeitswiderstand ventil 30 bereits zwischen Abflußöffnung 3 und Voranliegt, erhöht sich der Druck im Raum 16. Von ratsbehälter 31. Das bewirkt, daß der Druckmitteleinem gewissen Wert an reicht dieser Druck aus, um, 50 vorrat im Raum 16 am Abfließen gehindert wird. Da auf die Stirnseite des rechten Endes 15 des Ver- nun eine Verbindung zwischen dem Raum 16 über schlußschiebers 12 wirkend, den gesamten Ver- die Kanäle 24 und 23 zur rechten Stirnseite des Hilfsschlußkörper 12 gegen die Kraft der Feder 10 nach kolbens 20 besteht, wird damit erreicht, daß letzterer links zu bewegen. Das rechte Ende 15 wirkt demge- in seiner linken Endstellung gehalten wird. Das über maß als Antriebskolben für die Verschiebung des 55 die Öffnung 2 zugeführte, den Kolbenrückzug bewir-Verschlußkörpers 12. kende Drucköl wirkt demgemäß auf die gesamte

Im Verlauf dieses Vorganges schließt der Ver- linke Fläche des Arbeitskolbens 5. Dadurch wird die-

schlußkörper 12 im Eingriff mit dem Kolbendurchlaß ser mit einer entsprechend hohen Rückzugskraft nach

13 den zentralen Durchfluß ab. Sobald die Teile 12 rechts bewegt.

und 13 in Eingriff gekommen sind, ist das Teil 15 so 60 Dies erfolgt so lange, bis der Schaltnocken 27 im

weit nach links gewandert, daß es die Uberströmka- Verlauf dieser Bewegung den Kontakt 28 öffnet. Jetzt

näle 24 freigibt. Durch diese Kanäle hindurch kann wird das Magnetventil 29 stromlos und schaltet auf

nunmehr Drucköl vom Raum 16 durch die Öffnun- freien Durchfluß. Das Drucköl kann jetzt aus dem

gen 14 in den antriebsseitigen Arbeitsraum des Ar- Raum 16 über die Anschlußöffnung 3 und das Ma-

beitszylinders einströmen, so daß der Hydraulikdruck 65 gnetventil 29 widerstandslos in den Vorratsbehälter

dergestalt auf die gesamte Fläche des Arbeitskol- 31 abfließen. Demzufolge kann nunmehr die Feder

bens 5 wirken kann. Der Hydraulikdruck wirkt dabei 19 den Hilfskolben 20 nach rechts bewegen, wodurch

auch auf die rechte Stirnseite des Verschlußkörpers die Kanäle 21 und 22 geöffnet werden. Die Feder 10

kann jetzt den Verschlußkörper 12 widerstandslos nach rechts bewegen, bis derselbe seine rechte Endstellung erreicht hat. Damit ist über die Öffnungen 14 ein freier Strörnungsweg zwischen den beiden Arbeitsräumen des Arbeitskolbens 5 freigegeben. Da nun, wie weiter oben erwähnt, der Abdichtdurchmesser bei 9 größer ist als bei 8, wird das gesamte System nach dem Tauchkolbenprinzip im Eilgang nach rechts bis in seine Ausgangsstellung bewegt.

In Fig. 3 ist an Stelle des wegabhängigen Schaltgliedes 27, 28 (Fig. 2) zur Steuerung der Ventile 29 und 30 eine wegunabhängige Einrichtung vorgesehen.

Diese besteht aus dem Druckschalter 33 und dem Zeitschalter 34, 35. Der Druckschalter 33 und der Kontakt 34 des Zeitschalters sind einander parallel geschaltet und Hegen im Erregerstromkreis des Magnetventils 29. Der Druckschalter 33 ist so beschaffen, daß er bei abfallendem Druck von einem bestimmten Wert an öffnet. Der Zeitschalter 34, 35 kann ein Relais mit einer kurzen Abfallverzögerung sein.

Die Arbeitsweise ist wie folgt: Zusammen mit dem Steuerbefehl für Kolbenrückzug oder kurz vorher wird die Erregerspule 35 unter Strom gesetzt, so daß der Kontakt 34 schließt; der Druckschalter 33 ist zunächst noch geöffnet, da sich in dem an die Öffnung 2 angeschlossenen Raum noch kein Druck aufgebaut hat. Durch den Kontakt 34 wird nun das Magnetventil 29 erregt und schaltet auf Unterbrechung. Damit ist analog zu F i g. 2 das Druckgefälleventil 30 in Wirkung gebracht.

Von ansteigendem Druck im Zylinderraum an der Öffnung 2 zum Lösen des Werkzeuges 25 wird der Druckschalter 33 geschlossen. Die Abfallverzögerung des Zeitschalters 34, 35 ist nun so bemessen, daß mit dem Schließen des Druckschalters 33 oder kurz danach der Zeitschalter 34, 35 öffnet. Durch den jetzt geschlossenen Schalter 33 wird das Magnetventil 29 weiter unter Strom gehalten. Und zwar so lange, bis das Werkzeug 25 von seinem Gegenstück gelöst ist und der Druck im Raum an der Öffnung 2 unter einen Wert absinkt, an dem der Druckschalter 33 öffnet. Dadurch wird das Magnetventil 29 stromlos, und es wird, auf gleiche Weise wie in F i g. 2, auf Kolbenrückzug im Eilgang übergegangen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Patentansprüche· zeu& aus dem bearbeiteten Gegenstand zu lösen. Dies ' ist beispielsweise beim Tiefziehen der Fall.

1. Hydraulischer Arbeitszylinder mit Eilgang Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen und Krafthub, enthaltend einen Eilgangkolben Arbeitszylinder der eingangs genannten Art mit mögkleinen Querschnitts und einen mit diesem gekop- 5 liehst geringem konstruktivem Mehraufwand so auspelten Arbeitskolben großen Querschnitts, der zubilden, daß die Kolbenrückzugskraft am Anfang einen Durchlaß mit einem Verschlußkörper be- des Kolbenrückzugweges bei entsprechend langsamer sitzt, welcher unter der Wirkung des den Eilgang- Rückzugsgeschwindigkeit wesentlich größer ist als kolben betätigenden Dracköles steht, das über beim restlichen Kolbenrückzug.

einen Kanal in der antriebsseitigen Kolbenstange io Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zugeführt wird, wobei der Verschlußkörper und in dem Verschlußkörper ein mit dem Druckraum des der Arbeitskolben durch Zwischenschaltung von Arbeitskolbens in Verbindung stehender federbelamindestens einer Feder zu einem druckabhängig steter Hilfskolben angeordnet ist, der bei Auslenkung schließenden Ventil ausgebildet sind, wobei fer- in eine zweite Endlage die den Verschlußkörper belaner der Druckraum des Arbeitskolbens mit der 15 stende Feder blockiert, und daß ein Drosselglied vor-Druckölzuführung in Verbindung steht über ein gesehen ist, welches zur Auslenkung des Hilfskolbens Zuschaltventil, dadurch gekennzeich- für die Erzeugung der anfangs erhöhten Kolbenrückn e t, daß in dem Verschlußkörper (12) ein mit zugskraft den Abfluß des Hydrauliköles beim Rückdem Druckraum des Arbeitskolbens in Verbin- lauf des Arbeitskolbens drosselt,
dung stehender federbelasteter Hilfskolben (20) 20 Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist von der angeordnet ist, der bei Auslenkung in eine zweite konstruktiven Seite her nur ein geringer Mehrauf-Endlage die den Verschlußkörper belastende Fe- wand gegenüber Arbeitszylindern erforderlich, die der (10) blockiert, und daß ein Drosselglied (30) keine erhöhte Kolbenrückzugskraft aufweisen,
vorgesehen ist, welches zur Auslenkung des Hilfs- Der Hilfskolben kann die den Verschlußkörper bekolbens für die Erzeugung einer anfangs erhöhten 25 lastende Feder unmittelbar mechanisch blockieren. Kolbenrückzugskraft den Abfluß (3) des Druck- In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung eröles beim Rücklauf des Arbeitskolbens (5) dros- folgt dies jedoch hydraulisch. Hierzu sitzt die den seit. Verschlußkörper belastende Feder in gleicher Weise

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch wie beim Ausführungsbeispiel des Gebrauchsmusters gekennzeichnet, daß die den Verschlußkörper be- 30 6 947 895 in einem als Federgehäuse ausgebildeten lastende Feder in an sich bekannter Weise in Raum der abtriebsseitigen Kolbenstange, der eine einem als Federgehäuse (11) ausgebildeten Raum Verbindung zum abtriebsseitigen Druckraum des Arder abtriebsseitigen Kolbenstange (6) unterge- beitskolbens besitzt, welche zum Kolbenrückzug mit bracht ist, der eine Verbindung (21, 22) zum ab- erhöhter Rückzugskraft durch den Hilfskolben vertriebsseitigen Druckraum des Arbeitskolbens (5) 35 schlossen wird. Auf diese Weise ist keine unmittelbesitzt, welche zum Kolbenrückzug mit anfangs bare mechanische Abnutzung eines der am Blockiererhöhter Rückzugskraft durch den Hilfskol- Vorgang beteiligten Teile mehr gegeben.

ben (20) verschlossen wird. In einer weiteren Ausgestaltung bildet das Drossel-

3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, da- glied mit dem Arbeitszylinder eine Baueinheit. Dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (30) 40 durch wird eine möglichst starre und kleinvolumige mit dem Arbeitszylinder (1) eine Baueinheit bil- Verbindung zwischen Hilfskolben und Drosselglied det. erzielt. Dies ist deswegen von Vorteil, weil der Hilfskolben von der Blockierstellung in die andere End-

stellung eine nur geringe Ölmenge verschiebt und bei

45 elastischer Verbindung zum Drosselglied öffnen

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen könnte, obwohl letzteres in Funktion ist.

Arbeitszylinder mit Eilgang und Krafthub, enthaltend Die Erfindung wird nachstehend an Hand der

einen Eilgangkolben kleinen Querschnitts und einen Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel ver-

mit diesem gekoppelten Arbeitskolben großen Quer- anschäulicht. Es zeigt

Schnitts, der einen Durchlaß mit einem Verschlußkör- 50 Fig. 1 den erfindungsgemäßen Arbeitszylinder in

per besitzt, welcher unter der Wirkung des den Eil- der Stellung für Eilgang,

gangkolben betätigenden Drucköles steht, das über Fig. 2 den Arbeitszylinder nach Fig. 1 in der einen Kanal in der antriebsseitigen Kolbenstange zu- Stellung mit erhöhter Kolbenrückzugskraft mit weggeführt wird, wobei der Verschlußkörper und der Ar- abhängiger Steuerung dieser Kraft,
beitskolben durch Zwischenschaltung von mindestens 55 Fig. 3 den Arbeitszylinder nach Fig. 1 in der einer Feder zu einem druckabhängig schließenden Stellung für erhöhte Kolbenrückzugskraft mit druckventil ausgebildet sind, wobei ferner der Druckraum abhängiger Steuerung dieser Kraft,
des Arbeitskolbens mit der Druckölzuführung in Ver- Der Arbeitszylinder 1 mit der Abflußöffnung 2 bebindung steht über ein Zuschaltventil. sitzt an seiner rechten Stirnseite eine Zuführungsöff-

Bei einem derartigen Arbeitszylinder, wie er z. B. 60 nung 3 für das Drucköl und eine Entlüftungsboh-

im Gebrauchsmuster 6 947 895 beschrieben ist, er- rung 4.

folgt auch der Kolbenrückzug im Eilgang. Das be- Im Zylinder 1 gleitet der Kolben 5. Er bildet mit

deutet, daß die Rückzugskraft entsprechend klein ist. der abtriebsseitigen Kolbenstange 6 und der antriebs-

Für viele Anwendungsfälle reicht dies aus, so bei- seitigen Kolbenstange 7 eine bauliche Einheit. Die

spielsweise beim Stanzen von kleineren Blechteilen 65 Kolbenstange 6 ist bei 8 abgedichtet, während die

u. dgl. In manchen Fällen ist jedoch am Anfang des Kolbenstange 7 bei 9 abgedichtet ist. Die Abdichtung

Kolbenrückzuges eine höhere Kraft erforderlich, um bei 8 hat kleineren Querschnitt als die bei 9.

das mit der Kolbenstange verbundene Arbeitswerk- Die abtriebsseitige Kolbenstange 6 enthält eine Fe-