DE2412213C3 - Hydraulischer Rüttler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Rüttler.

Am besten eignet sich der erfindungsgemäße hydraulische Rüttler beim Rütteldrehen für die Antriebe der ausführenden Organe der Werkzeugmaschinen für spanabhebende Formung, wie Schleif-, Hon- und Drehmaschinen.

Daneben kann dieser hydraulische Rüttler auch in Rüttelfördereinrichtungen, Rüttelbunkerbeschickern usw. verwendet werden.

Es sind hydraulische Rüttler für die Antriebe von ausführenden Organen bekannt, welche ein Gehäuse mit einem darin eingebrachten Differentialkolben haben. In diesem Kolben is: ein Doppelplungerschieber koaxial eingebracht.

Der Kolben bildet mit dem Gehäuse drei Räume, von welchen der erste zwischen der Seitenfläche des Gehäuses und der des Kolbens, wo sein Durchmesser am geringsten ist, der zweite zwischen dem Gehäuse und der einen Kolbenstirn, der dritte zwischen dem Gehäuse und der anderen Kolbenstirn liegt.

Der erste R.ium ist mit einer Druckleitung und der zweite mit einer Abflußleitung verbunden. Der dritte Raum hat mittels des genannten Schiebers über die im Kolbenkörper geführten Kanäle abwechselnd mit dem ersten und zweiten Raum Verbindung, so daß der Differentialkolben hin- und hergehende Bewegungen vollführt

Der Schieber ist mit einer Feder belastet, deren Kraft durch eine koaxial zu dem genannten Schieber angebrachte Schraube geregelt wird.

in den zweiten Raum mündet eine bewegliche Büchse mit Ausflußöffnungen zur Einstellung der Schwingungsweite des Differentialkolbens mit Hilfe einer im Gehäuse befindlichen Mutter,

Die Schwingungsfrequenz des Differentialkolbens wird dadurch gesteuert, daß dem ersten Raum ein komprimiertes Medium unter bestimmtem Druck bei entsprechender Stellung der beweglichen Büchse und Federkraft des Schiebers, die mittels der Mutter und Schraube geregelt werden, zugeführt wird (siehe z. B. SU-PS 174 921).

Die vorstehend beschriebenen hydraulischen Rüttler erlauben keine Schwingungsweite unterhalb eines Millimeters, was für den Antrieb der Werkzeugmaschinen für spanabhebende Formung notwendig ist

Darüber hinaus hängt die Schwingungszahl des Differentialkolbens von vielen Einflußfaktoren, nämlich von der verwendeten Flüssigkeit, deren Druck, der Federkraft des Schiebers und der Lage der beweglichen Büchse ab. Von der Lage der beweglichen Büchse, die durch die Mutter eingestellt wird, ist ihrerseits die Kraft der Schieberfeder abhängig. Alles in allem erschwert dies während des Betriebes eine Steuerung der vorgegebenen Größen für die Schwingungsbewegungen des Differentialkolbens, also die Schwingungszahl und -weite.

Der weitere Nachteil des bekannten hydraulischen Rüttlers liegt in seiner konstruktiven Kompliziertheit, da der Kolben mit zahlreichen Radial- und Längskanälen sowie Blindlöchern, welche den dritten Raum mit dem ersten und zweiten Raum verbinden, versehen ist.

Bei diesem hydraulischen Rüttler ist der Schieber mit dem Differentialkolben durch einen Ring mit einem Stift verbunden, der sich in den Radialschlitzen des Diffcrentialkolbens befindet, so daß er eine symmetrische Bewegung des Differentialkolbens nicht sichern kann und außerdem einen Schlag, also betrieblichen Lärm erzeugt, was sich schädlich auf die Gesundheit der Bedienungsleute auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Rüttler zu schaffen, bei welchem der Schieber im Differentialkolben derart angeordnet ist, daß er sich dank der Flüssigkeit, die ihm aus dem mit einer Druckleitung verbundenen Raum zufließt, für eine abwechselnde Verbindung des dritten Raumes mit dem ersten und zweiten Raum bewegen kann, wodurch eine Schwingungsweite des Differentialkolbens unterhalb eines Millimeters bei einem stoß- und lärmfreien Betrieb des letzteren erreicht wird.

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß bei dem hydraulischen Rüttler innerhalb dessen Gehäuses ein Differentialkolben eingebracht ist, der mit diesem Gehäuse drei Räume ausbildet, von welchen der erste zwischen der Seitenfläche des Gehäuses und der des Differentialkolbens liegt und mit einer Druckleitung verbunden ist, der zweite zwischen dem Gehäuse und einer Stirn des Differentialkolbens liegt und mit einer Abflußleitung verbunden ist, und der dritte sich zwischen der anderen Stirn des Differentialkolbens und dem Gehäuse befindet und mittels eines im Differentialkolben koaxial eingebrachten federbelasteten Doppelplungerschiebers abwechselnd mit den genannten

ίι

naurnen Verbindung hat, gemäß der Erfindung im ί ivfferentialkolben zusätzliche geschlossene, auf der den ^ &!hieberstirnseiten zugewandten Seite liegende Räume, " A mit dem ersten angegebenen Raum durch Drosseln f „veränderlichen Querschnittes und mit dem zweiten ebenen Raum durch Drosseln veränderlichen Srechnittes verbunden sind, vorgesehen sind. Hierbei ist es zweckmäßig, die eine Drossel Widerlichen Querschnittes als zwei Ringnuten mit härten Arbeitskanten, von welchen eine erste sich im rehäuse und eine zweite im Differentialkolben, wo dieser den kleinen Durchmesser aufweist, befindet und die erste Ringnut angrenzt, und die andere Drossel ränderlichen Querschnittes als eine Kombination aus >er Düse und einer Klappe, wobei die Düse am nifferentialkolben, wo dieser den großen Durchmesser hat auf der dessen Stirn zugewandten Seite und die iTance am Gehäuse angeordnet sind, auszubilden.

Durch eine Vereinigung der Drosseln mit einer Rückholfeder kann der Schieber durch einen geringen Steuerdruck, der durch Drosseln unveränderlichen Querschnittes erzeugt wird, bewegt und (in der Pnffctellung) bis zum Augenblick seiner Umkehrbewe-SS durch den Druck der Druckleitung festgehalten werden wobei der Schieber in der entgegengesetzten Richtung durch die Rückholfeder erst dann bewegt Sd wenn der Druck innerhalb der beiden zusätzlichen Räume ausgeglichen und gleich dem Druck in der Druckleitung ist. Für einen beschleunigten Ausgleich Her Drücke in den zusätzlichen Räumen sorgt die andere Drossen veränderlichen Querschnittes, die als Rinenuten mit scharfen Arbeitskanten ausgestaltet ist.

Weiter ist es auch sinnvoll, daß sich der kleine Durchmesser »d« des Differentialkolbens zu seinem größeren Durchmesser »Ζλ< wie

verhält, wodurch sich eine symmetrische Bewegung des Differentialkolbens ergibt.

Der gemäß der Erfindung ausgebildete hydraulische Rüttler für den Antrieb eines ausführenden Organs erzeugt eine Schwingungsweite des Kolbens unterhalb eines Millimeters bei einer symmetrischen bzw. unsymmetrischen Bewegung des Differentialkolbens, dadurch werden der Anwendungsbereich des hydraulischen Rüttlers erweitert, die konstruktive Bauform, die Einstellung und Steuerung der Schwingungsgrößen des Differentialkolbens vereinfacht, ein stoß- und lärmfreier Betrieb des hydraulischen Rüttlers sichergestellt.

Nachstehend wird eine konkrete Ausführungsform der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnung, in welcher der erfindungsgemäße hydraulische Rüttler in einem Längsschnitt wiedergegeben ist, beschrieben.

Der hydraulische Rüttler hat eine Gehäuse 1, das sich aus einem zylindrischen Teil 2 und zwei Deckeln 3, zusammensetzt. Im Gehäuse t sind zwei Kanäle 5 und geführt. Der Kanal 5 sorgt für die Verbindung mit einer Abflußleitung (nicht veranschaulicht) und der Kanal 6 für die Verbindung mit einer Druckleitung (nicht gezeigt). Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich ein Differentialkolben 7, bestehend aus zwei Abschnitten, nämlich aus einem Abschnitt 8 mit dem größeren Durchmesser »D« und einem Abschnitt 9 mit dem kleineren Durchmesser »d«. Der Kolben 7 bildet mit Hem Gehäuse I drei Räume. Ein erster Raum 10 liegt zwischen der Seitenfläche des zylindrischen Teiles des Gehäuses 1 und der des Abschnittes 9 des Kolbens 7 mit dem kleineren Durchmesser. Dieser Raum 10 hat über den Kanal 6 mit der Druckleitung Verbindung. Ein

zweiter Raum 11 befindet sich zwischen dem Deckel 4 des Gehäuses 1 und der einen Stirn des Kolbens 7. Die Verbindung dieses Raumes mit der Abflußleitung erfolgt über den Kanal 5.
Ein dritter Raum 12 ist zwischen dem Deckel 3 des

ίο Gehäuses 1 und der anderen Stirn des Kolbens 7

angeordnet

Im Kolben 7 ist ein Schieber 13 mit zwei in einem gewissen Abstand voneinander liegenden Plungern 14 und 15 koaxial eingebracht Die Stirnenden des Schiebers 13 bilden mit dem Kolben 7 zusätzliche geschlossene Räume 16 und 17 aus. Der Schieber 13 sorgt für eine abwechselnde Verbindung des Raumes 12 mit dem Raum 10 und Raum 11. Zu diesem Zweck ist der zwischen dem Kolben 7 und den Plungern 14, 15 befindliche Raum 18 über einen Kanal 19 mit dem Raum 10, über einen Kanal 20 mit dem Raum 11 und über einen Kanal 21 mit dem Raum 12 verbunden.

Die zusätzlichen Räume 16 und 17 sind über einen Kanal 22 und Drosseln 23 unveränderlichen Querschnittes miteinander und mit dem an die Druckleitung angeschlossenen Raum 10 verbunden.

Als Drossel unveränderlichen Querschnittes kann hierbei jede für den Verwendungszweck taugliche Ausführung eingesetzt werden.

Der zusätzliche Raum 16 ist über einen Kanal 24, eine Drossel 25 veränderlichen Querschnittes und einen Kanal 26 mit dem an die Abflußleitung angeschlossenen Raum 11 verbunden. Der zusätzliche Raum 17 ist über eine Drossel 27 veränderlichen Querschnittes, den Raum 12 und die Kanäle 21, 20 mit dem an die Abflußleitung angeschlossenen Raum 11 verbunden.

Innerhalb der zusätzlichen Räume 16 und 17 befinden sich Federn 28 und 29, die den Schieber 13 in seiner Ausgangslage, d. h. wenn der Plunger 15 den den Raum 18 mit dem Raum 10 verbindenden Kanal 19 absperrt, festhalten.

Die Drossel 25 veränderlichen Querschnittes stellt zwei Ringnuten 30 und 31 dar. Die Ringnut 30 ist im zylindrischen Teil 2 des Gehäuses 1 und die Ringnut im Abschnitt 9 des Kolbens 7 geführt. Die Ringnuten und 31 besitzen scharfe Arbeitskanten, durch welche der Raum 16 vom Raum 11 schnell abgetrennt wird, so daß der Druck in den Räumen 16 und 17 schnell ausgeglichen wird.

Die Drossel 27 veränderlichen Querschnittes ist als eine Kombination aus einer Düse und einer Klappe ausgebildet, wobei sich die Düse 32 am Kolben 7 auf seiner Stirnseite befindet und die Klappe 33 mit einem Bolzen 34 des Deckels 3 befestigt ist. Die im Abschnitt 9 befindliche Stirn des Kolbens 7 ist mit einem an das ausführende Organ (nicht abgebildet) angeschlossenen Teil 35 verbunden.

Damit der Differentialkolben eine symmetrische Bewegung ausführen kann, ist es vonnöten, daß der Abschnitt 9 des Kolbens 7 mit dem kleineren Durchmesser »d« zu dem Abschnitt 8 des Kolbens 7 mit dem größeren Durchmesser »Dk< in einem Verhältnis steht, das rechnerisch gemäß

d =

D²

ermittelt wird.

Der hydraulische Rüttler für den Antrieb eines ausführenden Organs wirkt wie folgt.

Am Anfang befindet sich der Schieber 13 in seiner Ausgangslage, dabei ist der Kanal 19 durch den Plunger 15 abgesperrt, und der Raum 10 hat keine Verbindung mit dem Raum 12. Um diese Zeit verbindet sich der Raum 12 über den Kanal 21, den Raum 18 und den Kanal 20 mit dem Raum 11.

Bei Zuführung eines Betriebsmittels unter Druck zum Raum 10 gelangt die Flüssigkeit über die Drosseln 23 und den Kanal 22 in die zusätzlichen Räume 16 und 17.

Dadurch, daß die Drosseln 23 ein großes Druckgefälle zwischen dem Raum 10, den zusätzlichen Räumen 16,17 und dem Raum 12 bewirken, beginnt der Differentialkolben 7 nach rechts (in Zeichnung) zu wandern. Der Kolben 7 bewegt sich nun so lange, bis sich die Stirnseite der Düse 32 der Prallplatte 33 nähert und dadurch in dem zusätzlichen Raum 17 einen für die Bewegung des Schiebers 13 nach links genügenden Druck entstehen läßt Hierbei zieht sich die Feder 29 zusammen, und der Schieber 13 öffnet mit seinem Plunger 15 den Kanal 19 und schließt mit dem Plunger 14 den Kanal 20. Um diese Zeit beginnt das Betriebsmittel aus dem Raum 10 über den Kanal 19, den Raum 18 und den Kanal 21 dem Raum 12 zuzufließen. In dieser Weise nimmt der Druck des Betriebsmittels im Raum 12 zu, bis er gleich dem Druck des Betriebsmittels im Raum 10 wird.

Wegen einer Differenz der Flächen des Differentialkolbens 7, welche einem gleichen Druck in den Räumen 10 und 12 ausgesetzt werden, versetzt sich der Kolben 7 zusammen mit dem Schieber 13 nach links so lange, bis die Ringnut 31 und der Kanal 24 zum Ausfluß de: Betriebsmittels aus dem zusätzlichen Raum 16 abge sperrt werden.

Zu dieser Zeit steigt der Druck innerhalb de; zusätzlichen Raumes 16 an, bis er gleich dem Druck ir dem zusätzlichen Raum 17 wird, und die kinetische Energie der Feder 29 läßt den Schieber 13 in seine Ausgangslage zurückkommen, wonach sich der Kolber 7 ebenfalls nach rechts zu bewegen beginnt, d. h. sich dei

ίο Zyklus der hin- und hergehenden Bewegungen de« Kolbens 7 vom neuen wiederholt.

Der Kolben 7 wird die hin- und hergehender Bewegungen so lange vollführen, bis das Betriebsmitte unter Druck dem Raum 10 zufließt.

Die Schwingungszahl des Kolbens 7 kann sich durch eine Verminderung bzw. Vergrößerung der dem Raum 10 zuzuführenden Betriebsmittelmenge verändern.

Die Schwingungsweite wird leicht durch die Prallplatte 33 eingestellt, da diese eine Schwingungsweite von Null bis zu einem beliebigen Soliwert zu erreicher gestattet.

Die erfindungsgemäße konstruktive Bauart des hydraulischen Rüttlers vereinfacht die Einstellung und Regelung der Schwingungsgrößen (Schwingungsweite und -zahl) und ermöglicht eine Fernsteuerung der Schwingungszahl.

Daneben gewährleistet der erfindungsgemäße hydraulische Rüttler einen breiten Bereich von geringen und großen Schwingungsweiten, wodurch er universell in verschiedenen Industriezweigen verwendet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Rättier, innerhalb dessen Gehäuses ein Differentialkolben eingebracht ist, der mit S diesem Gehäuse drei Räume ausbildet, von welchen ein erster zwischen der Seitenfläche des Gehäuses und der des Differentialkolbens liegt und mit einer Druckleitung verbunden ist, ein zweiter sich zwischen dem Gehäuse und der einen Stirn des ι ο Differer.tialkolbens befindet und mit einer Abflußleitung verbunden ist und ein dritter zwischen der anderen Stirn des Differentialkolbens und dem Gehäuse angeordnet ist und mittels eines im Differentialkolben koaxial eingebrachten federbelasteten Doppelplungerschiebers abwechselnd mit den genannten Räumen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Differentialkolben (7) zusätzliche geschlossene, auf der den Schieberstirnseiten zugewandten Seite liegende Räume (16, 17), die mit dem ersten angegebenen Raum (10) durch Drosseln (23) unveränderlichen Querschnittes und mit dem zweiten angegebenen Raum (11) durch Drosseln (25, 27) veränderlichen Querschnittes verbunden sind, vorgesehen sind.

2. Hydraulischer Rüttler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Drossel (25) veränderlichen Querschnittes als zwei Ringnuten (30,31) mit scharfen Arbeitskanten, von welchen eine erste (30) sich im Gehäuse (1) befindet und eine zweite (31) im Abschnitt (9) des Differentialkolbens (7), wo dieser einen kleineren Durchmesser aufweist, liegt und an die erste Ringnut (30) angrenzt, und die andere Drossel (27) veränderlichen Querschnittes als eine Kombination aus einer Düse (32) und einer Prallplatte (33) ausgebildet sind, wobei die Düse (32) im Abschnitt (8) des Differentialkolbens (7), wo dieser einen größeren Durchmesser hat, auf der dessen Stirn zugewandten Seite und die Prallplatte (33) am Gehäuse (1) angeordnet ist.