DE2452221A1

DE2452221A1 - Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE2452221A1
Application number: DE19742452221
Authority: DE
Inventors: Josef Nemetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-11-04
Filing date: 1974-11-04
Publication date: 1976-05-13

Description

Arbeitszylinder Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Arbeitszylinder, bei dem die Druckübersetzung von Preßluft-Niederdruck in Flüssigkeitshochdruck im Zylinder mittels eines mit Preßluft zu beaufschlagenden Differenzkolbens erfolgt, dessen auf den Flüssigkeitsraum des mit Flüssigkeit beaufschlagten Arbeitskolbens einwirkender Stößel in einer Gegendruckplatte abgedichtet geführt ist.
Zylinder dieser Art weisen vielfach den Nachteil auf, daß der Flüssigkeitsraum, der insbesondere mit öl gefüllt ist, praktisch nicht absolut abdichtbar ist, weil bei dem hohen öldruck die Zylinderwandung, wenn auch nur geringfügig, sich nach außen dehnt. Durch den so entstehenden Spalt zwischen Arbeitskolben und Zylinderwandung kann öl aus dem Flüssigkeitsraum austreten.
Hinzu kommt, daß durch diese, wenn auch noch so geringe Dehnung des Zylinders der Arbeitskolben ein Spiel erhält, wobei dieses Spiel mit steigendem Druck größer wird.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen hydropneumatischen Arbeitszylinder der genannten Art so zu gestalten, daß auch bei höchsten Drucken praktisch kein öl aus dem ölraum austreten kann, und das Spiel des Arbeitskolbens sich bei steigendem Druck nicht erhöht.
Diese Aufgabe wird bei einem hydropneumatischen Arbeitszylinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Zylinder im Bereich des Weges des Arbeitskolbens eine den Arbeitskolben umgebende Dichtungshülse angeordnet ist, in der der Arbeitskolben gleitet, und zwischen Dichtungshülse und Zylinder ein Spalt ist, der am der Gegendruckplatte zugekehrten Ende mit dem Flüssigkeitsraum in offener Verbindung steht und am anderen Ende gegen den Zylinder abgedichtet und an diesem befestigt ist.
Wirkt bei einem solchen Zylinder der Stößel des Differenzkolbens auf den Flüssigkeitsraum des Arbeitskolbens ein und erhöht sich im Flüssigkeitsraum dadurch der Druck, wirkt bei dem erfindungsgemäßen Zylinder der Druck nicht nur auf den Arbeitskolben und die Zylinderwandung, sondern auch auf die Außenfläche der Dichtungshülse. Die Dichtungshülse kann also nicht nach außen gedehnt werden, es kann also kein Spalt zwischen der Dichtungshülse und dem abgedichtet in dieser gleitenden Kolben entstehen und das Spiel zwischen oben und Dichtungshülse kann sich auch bei noch so hohen Drücken nicht vergrößern.
Bei Arbeitszylindern, bei denen Arbeitskolben, Gegendruckplatte, Differenzkolben und Verriegelungselemente mittels verschieblich im Zylinder angeordneter Führungshülsen zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, der Gesamthub des Arbeitskolbens sich aus in gleicher Richtung verlaufendem Niederdruckweg und Hochdruckweg zusammensetzt und bei Einwirkung des Differenzkolbens auf den Flüssigkeitsraum des Arbeitskolbens die verschiebliche Baueinheit im Zylinder verriegelt, ist die Dichtungshülse in der Führungshülse angeordnet.
Bei hydropneumatischen Arbeitszylindern der erfindungsgemäßen Art wird viel:t-ach eine sehr i hohe Rückstellkraft benötigt, U! z.B. überschwere Werkzeugträger bewegen zu können, und eine sehr hohe Losreißkraft, um z.B. bei der Herstellung von Gegenständen aus Kunststoffen, Gummi odgl. nach dem Preß- oder Vulkanisiervorgang die Form wieder zu öffnen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, auf der der Gegendruckplatte abgekehrten Seite des Arbeitskolbens und in Abstand von diesem eine Abdeckplatte in einer verlängerten Führungshülse bzw. in einer verlängerten Dichtungshülse abgedichtet zu befestigen, durch die die Stange des Arbeitskolbens abgedichtet und verschieblich geführt ist, und an der Stange des Arbeitskolbens auf der dem Arbeitskolben abgekehrten Seite der Abdeckplatte und in Abstand von dieser einen weiteren abgedichtet in der verlängerten Führungshülse bzw. in der verlängerten Dichtungshülse gleitenden weiteren Kolben abgedichtet zu befestigen. Dabei wird der Luftraum zwischen Arbeitskolben und Abdeckplatte mit dem Luftraum zwischen dem weiteren Kolben und dem Zylinderdeckel durch Luftkanäle verbunden, die in der Stange des Arbeitskolbens bzw. in der Führungshülse bzw. in der Dichtungshülse angeordnet sind. Aus Fertigungs-technischen Gründen ist die Anordnung der Luftkanäle in der Führungshülse bzw. in der Dichtungshülse vorzuziehen.
Bei dieser Gestaltung werden beim Rückstellen nicht nur der Differenzkolben und der Arbeitskolben in entgegengesetzter Richtung mit Luft beaufschlagt. Der Arbeitskolben wird vielmehr doppelt beaufschlagt, sodaß die Rückstellkraft und Losreißkraft entsprechend höher sind.
Dabei ist es möglich, auf der der ersten Abdeckplatte abgekehrten Seite des weiteren Kolbens und in Abstand von dieser in der Führungshülse bzw. in der Dichtungshülse noch eine weitere Abdeckplatte vorzusehen und in Abstand von dieser einen dritten Kolben an der Stange des Arbeitskolbens abgedichtet zu befestigen, der abgedichtet im Zylinder gleitet. Die Räume zwischen Arbeitskolben und erster Abdeckplatte , weiterem Kolben und weiterer Abdeckplatte und drittem Kolben und Zylinderdeckel sind dann durch Luftkanäle miteinander verbunden. So wird beim Rückstellen und Losreißen eine dreifache Beaufschlagung des Arbeitskolbens erreicht.
Eine Entfüftung der Räume zwischen der ersten Abdeckplatte und dem weiteren Kolben sowie zwischen der weiteren Abdeckplatte und dem dritten Kolben ist nicht erforderlich, weil beim Verschieben des Arbeitskolbens dieser Raum vergrößert wird, in ihm also ein Unterdruck entsteht und beim Zurückschieben der Raum wieder auf das Ruhemaß verkleinert wird.
Ist ein dritter Kolben vorgesehen, der im Zylinder gleitet, ist es möglich, den Differenzkolben über den Arbeitskolben zurückzufahren. Eine Beaufschlagung des Differenzkolbens auf der der Gegendruckplatte zugekehrten Seite mit Preßluft ist dann nicht erforderlich. Der Raum zwischen Differenzkolben und Gegendruckplatte kann bei einer solchen Ausführungsform also direkt mit der Atmosphäre in Verbindung stehen, z.B. durch eine Bohrung in der Zylinderwand, wobei zweckmäßigerweise in dieser Bohrung ein Filtereinsatz vorgesehen ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Arbeitszylinder müssen vielfach Hubbewegungen stufenweise durchgeführt werden, wobei zwischen den einzelnen Stufen der Hubbewegung andere Arbeiten durchzuführen sind, z.b. bei Maschinen zum Formen von Teilen aus blähbaren Kunststoffen. Solche Maschinen werden vielfach bei der ersten Hubbewegung nur bis auf einen geringen Spalt zugefahren, dann gefüllt und anschließend vollständig geschlossen.
In weiterAusbildung der Erfindung ist es daher möglich, die Führungshülse auf der der Gegendruckplatte abgekehrten Seite des Differenzkolbens mit einer geschlossenen Steuerplatte abzudichten und den Raum zwischen Differenzkolben und Steuerplatte mit einer gesonderten Preßluftzuführung zu versehen.
Diese Preßluftzuführung ist zweckmäßig ein durch den Boden und die Steuerplatte geführter, gerollter, festelastischer Schlauch.
Die Erfindung läßt sich auch bei üblichen hydraulischen Zylindern anwenden, wenn diese doppelwandig sind und zwischen den beiden Wandungen ein Spalt verbleibt, der am den Boden zugekehrten Ende mit dem ölraum in offener Verbindung steht.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.
In den Figuren 1 bis 4 ist die Erfindung an vier Ausführungsformen beispielsweise dargestellt, ohne auf diese Ausführungsformen beschränkt zu sein.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt parallel der Längsachse durch einen Zylinder, bei dem Differenzkolben und Arbeitskolben im Zylinder gleiten und die Gegendruckplatte im Zylinder befestigt ist.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt parallel der Längsachse eines Arbeitszylinders, bei dem Differenzkolben, Arbeitskolben und Gegendruckplatte durch Hülsen zu einer im Zylinder verschieblichen Baueinheit zusammengefaßt sind, wobei zur Verriegelung Spannkonen dienen.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt parallel der Längsachse durch einen Arbeitszylinder, bei dem Differenzkolben, Arbeitskolben und Gegendruckplatte durch eine Hülse zu einer im Zylinder verschieblichen Baueinheit zusammengefaßt sind, wobei im Bereich des Hochdruckes die Hülse aus einem festelastischem Material besteht und dieser Bereich zur Verriegelung dient.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt parallel der Längsachse durch einen üblichen hydraulischen Arbeitszylinder.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind im Zylinder 1 Arbeitskolben 2 und Differenzkolben 24 verschieblich angeordnet.
Die Gegendruckplatte 8 ist unverschieblcih im Zylinder 1 befestigt. Der Stößel 31 des Differenzkolbens 24 ist abgedichtet durch eine Durchbrechung in der Gegendruckplatte 8 geführt.
Im Bereich des Arbeitsweges des Arbeitskolbens 2 ist im Zylinder 1 eine Dichtungshülse 3 angeordnet, zwischen der und dem Zylinder 1 ein Dichtungsspalt 4 verbleibt. Dieser Spalt 4 steht am der Gegendruckplatte 8 zugekehrten Ende mit dem Flüssigkeitsraum 5 in offener Verbindung. Am der Gegendruckplatte 8 abgekehrten EndeWst diese Dichtungshülse 3 abgedichtet am Zylinder 1 befestigt, z.b. mittels eines umlaufenden Flansches 6. Gegendruckplatte 8 und Dichtungshülse 3 können ein Stück bilden. Am der Gegendruckplatte 8 zugekehrten Ende weist die Dichtungshülse 3 dann Durchbrechungen 9 auf. 16 ist die Stange des Arbeitskolbens 2, die durch den Dekkel 20 geführt ist. 28 ist der Boden des Zylinders 1, in welchem sich die Preßluftzuführung 32 zum Niederdruckraum 33 zwischen Boden 28 und Differenzkolben 24 befindet. Der Luftraum 34 zwischen Differenzkolben 24 und Gegendruckplatte 8 steht über das Loch 35 in der Wandung des Zylinders 1 mit der Atmosphäre in Verbindung. An dieses Loch 35 kann auch eine Preßluftleitung angeschlossen werden. Der Raum 19 zwischen Deckel 20 und Arbeitskolben 2 ist durch das Loch 36 mit der Atmosphäre verbunden. Auch an dieses LOch 36 kann eine Preßluftleitung angeschlossen werden.
Wird durch die Preßluftzuführung 32 Preßluft in den Niederdruckraum 33 geführt, setzt sich der Differenzkolben 24 in Bewegung.
Der Stößel 31 des Differenzkolbens 24 wirkt auf den Flüssigkeitsraum 5 ein und formt den Preßluftniederdruck in Flüssigkeits-Hochdruck um, der auf den Arbeitskolben 2 einwirkt und diesen in Bewegung setzt. Der Hub des Arbeitskolbens 2 entspricht dabei dem aus dem Verhältnis der wirksamen Flächen von Differenzkolben 24 und Arbeitskolben 2 resultierenden Weg. Die Stange 16 des Arbeitskolbens 2 wirkt nun auf den entsprechenden Gegenstand mit entsprechend hohem Druck ein. Die Luft aus dem Raum 34 zwischen Differenzkolben 24 und Gegendruckplatte 8 kann durch das Loch 35 entweichen und die Luft aus dem Raum 19 zwischen Arbeitskolben 2 und Deckel 20 aus dem Loch 36. Der Flüssigkeitsdruck wirkt jedoch nicht nur auf den Arbeitskolben, sondern auch im Spalt 4 zwischen der Wandung des Zylinders 1 und der Dichtungshülse 3 auf die Außenfläche der Dichtungshülse 3 und drückt diese gegen den Arbeitskolben 2. So wird verhindert, daß das unabdingbare Spiel zwischen Arbeitskolben 2 und Dichtungshülse 3 sich bei steigendem Druck vergrößert und Flüssigkeit, insbesondere öl, mehr als unvermeidbar zwischen Dichtungshülse 3 und Arbeitskolben 2 hindurch in den Raum 19 zwischen Arbeitskolben 2 und Deckel 20 dringt. Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung eines Arbeitszylinders kann sogar bei steigendem Druck eine Reduzierung des Spiels zwischen Arbeitskolben 2 und Dichtungshülse 3 eintreten.
Nach Beendigung des Arbeitsvorganges wird der Preßluftdruck im Niederdruckraum 33 aufgehoben. Der ölhochdruck im Flüssigkeitsraum 5 drückt den Stößel 31 zurück. Der Hochdruck wird beendet. Werden Arbeitskolben 2 und Differenzkolben 24 nicht durch ein auf sie lastendes Gewicht zurückgeschoben, ist es möglich, Preßluft durch die Löcher 35 und 36 in die Räume 34 und 19 einzuführen.
Bei dem Arbeitszylinder nach Fig. 2 sind Arbeitskolben 2, Differenzkolben 24 und Gegendruckplatte 8 durch eine im Zylinder 1 angeordnete Führungshülse 7 zu einer Baueinheit zusammengefaßt, wobei die Führungshülse 7 aus den beiden Teilen 7a und 7b besteht. Im Teil 7a ist der Arbeitskolben 2 verschieblich angeordnet. Im Teil 7b befinden sich,ebenfalls verschieblich,Differenzkolben 24 und Gegendruckplatte 8. Die Teile 7a und 7b der Führungshülse 7 tragen auf den einander zugekehrten Enden Spannkonen 37a und 37b, die mit einem Spannring 38 zusammenwirken. Das Teil 7a besitzt auf dem dem Teil 7b zugekehrten Ende einen achsial durchbrochenen Ansatz 39, der abgedichtet in einer entsprechend großen achsialen Durchbrechung im Teil 7b gleitet. Wird durch die Zuführung 32 im Boden 28 Preßluft in den Niederdruckraum 33 eingeführt, schiebt die Preßluft die gesamte im Zylinder 1 befindliche Baueinheit vor sich her, bis die Stränge 16 des Arbeitskolbens 2 am zu hebenden, zu spannenden usw. Gegenstand anliegt und die Baueinheit nicht mehr weiter vorgeschoben werden kann. Nunmehr wirkt der Stößel 31 des Differenzkolbens 24 auf das öl im Flüssigkeitsraum 5 ein und formt den Preßluft-Niederdruck in öl- Hochdruck um, der auf die einander abgekehrten Flächen der beiden Spannkonen 37a und 37b einwirkt und diese zusammen und gegen gegen den Spannring, der zweckmäßig aus Segmenten besteht, schiebt. Der Spannring 38 wird gespannt und es entsteht eine kraftschlüssige Verbidnung zwischen dem Spannring 38 und dem Zylinder 1, sodaß die Baueinheit im Zylinder 1 verriegelt ist.
Jetzt wird der Arbeitskolben 2 vorgeschoben. Der Arbeitshub des Arbeitskolbens 2 entspricht dem aus dem Verhältnis der wirksamen Flächen von Differenzkolben 24 und Arbeitskolben 2 resultierenden Hochdruckweg, wobei sich der Gesmathub des Arbeitskolbens 2 aus in gleicher Richtung verlaufendem Niederdruckweg und Hochdruckweg zusammensetzt. Im Bereich des Arbeitsweges des Arbeitskolbens 2 ist in die Führungshülse 7 eine Dichtungshülse 3 eingesetzt, zwischen der und der Führungshülse 7 der Spalt 4 verbleibt. Dieser Spalt 4 steht am der Gegendruckplatte 8 zugekehrten Ende mit dem Flüssigkeitsraum 5 in offener Verbindung 9. Mit dem der Gegendruckplatte 8 abgekehrten Ende ist die Dichtungshülse 3 abgedichtet mit der Führungshülse 7 verbunden z.B. mittels eines umlaufenden Flansches 6. Der bl-Hochdruck wirkt auch im Spalt 5 auf die Außenfläche der Dichtungshülse 3 und drückt die Dichtungshülse 3 gegen den Arbeitskolben 4, sodaß das unabdingbare Spiel zwischen Arbeitskolben 2 und Dichtungshülse 3 auch bei steigendem Druck sich nicht vergrößern kann. Zwischen Arbeitskolben 2 und Dichtungshülse 3 kann sich also auch bei steigendem Druck kein Spalt bilden, durch den öl in größerem Umfange in den Raum 19 zwischen Deckel 20 und Arbeitskolben 2 eintritt. Die Luft aus dem Raum 19 entweicht durch die Bohrung 36 in der Zylinderwandung. Die Luft aus dem Raum 34 zwischen Differenzkolben 24 und Gegendruchplatte 8 entweicht durch die Bohrung 35 in der Wandung der Führungshülse 7 in Luftkanäle 40 in der Außenwandung der Führungshülse 7 am Spannring 38 vorbei in den Raum 19 und durch die Bohrung 36. Beim Rückhub wird durch die Bohrung 36 Preßluft eingeführt. Die Preßluft strömt durch die Kanäle 40 in den Raum 34 un-d drückt den Differenzkolben 24 zurück. Damit hört der öl-Hochdruck im Flüssigkeitsraum 5 auf, die Spannkonen 37a und 37b lösen sich vom Spannring 38, sodaß die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Spannring 38 und der Wandung des Zylinders 1 aufgehoben wird. Die durch die Bohrung 36 zugeführte Preßluft schiebt nunmehr die gesamte Baueinheit zurück, bis die Hülse am Boden 28 anliegt Die Luft aus dem Raum33 zwischen Boden 28 und Differenzkolben 24 entweicht durch die Preßluftzuführung 32.
Bei der Ausführungsform nach rig. 3 sind Differenzkolben 24 und Arbeitskolben 2 verschieblich und Gegendruckplatte 8 fest in einer Führungshülse 7 angeordnetç die wiederum verschiebbar und verriegelbar im Zylinder 1 gelagert ist. Im Bereich 10 des Arbeitsweges des Arbeitskolbens 2 besteht die Führungshülse 7 aus einem festelastischen MaterialS insbesondere Runststoff.
Dieser aus festelastischem Material bestehende Bereich 10 besitzt auf der Umfangsfläche eine "lsen-6rmige Armierung 11, die über die ganze Länge geschlitzt ist. Die Schlitze 12 sind ebenfalls mit festelastischem Material gefüllt. An beiden Enden weist der Bereich 10 aus festelastischem Material Verlängerungen 13 auf, mit denen er in einer Nut zwischen Gegendruckplatte 8 und dem hier anschließenden metallischen Teil der Führungshülse 7 bzw. zwischen metallischer Dichtungshülse 3 und dem hier anschließenden metallischen Teil der Führungshülse 7 befestigt ist. Auf der Außenseite können die Armierungen 11 noch umlaufende flache Rillen 14 z.B. in Form eines Gewindeganges aufweisen. Der Arbeitskolben 2 ist von der Dichtungshülse 3 umschlossen, wobei zwischen dem aus festelastischem Material bestehenden Bereich 10 der Führungshülse 7 und der Dichtungshülse 3 ein Dichtungsspalt 4 verbleibt. Dieser Dichtungsspalt 4 steht am der Gegendruckplatte 8 zugekehrten Ende mit dem Flüssigkeitsraum 5 in offener Verbindung und ist am der Gegendruckplatte 8 abgekehrten Ende abgedichtet mit der Führungshülse 7 verbunden z.B. mittels eines umlaufenden Flansches 6. Die Verlängerungen 13 des Bereiches 10 aus festelastischem Material können außen noch eine Hülse 41 aufweisen, um zu verhindern, daß die Verlängerungen 13 sich beim Befestigen an der Gegendruckplatte 8 bzw. an der Dichtungshülse 3 z.B. beim Aufschrauben verdrehen. Dichtungshülse 3 und Gegendruckplatte 8 können aus einem Stück bestehen. Dann besitzt die Dichtungshülse 3 im der Gegendruckplatte 8 zugekehrten Ende Durchbrechungen 9. Ist bei dieser Ausführungsform die durch die Führungshülse 7 gebildete Baueinheit soweit verschoben, daß die Stange 16 des Arbeitskolbens 2 am zu hebenden, spannenden usw. Gegenstand anliegt, und ist der Differenzkolben 24 mit Preßluft beaufschlagt, wirkider Stößel 31 des Differenzkolbens 24 auf das öl im Flüssigkeitsraum 5 ein. Der Preßluft-Niederdruck wird in Flüssigkeits-Hochdruck umgeformt, der auf den Arbeitskolben 2 einwirkt, wobei der Arbeitsweg des Arbeitskolbens 2 dem aus dem Verhältnis der wirksamen Flächen zwischen Differenzkolben 24 und Arbeitskolben 2 resultierenden Hochdruckweg entspricht. Gleichzeitig wird der Hochdruck im Dichtungsspalt 4 wirksam und drückt den Bereich 10 aus festelastischem Material gegen die Wandung des Zylinders 1 sodaß eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Bereich 10 und der Wandung des Zylinders 1 entsteht. Durch die Rillen 14 in der Armierung 11 des Bereiches 10 aus festelastischem Material wird dieser Kraftschluß noch verbessert. Der Flüssigkeits-Hochdruck wirkt im Spalt 4 gleichzeitig von außen auf die Dichtungshülse 3 und drückt diese gegen den Arbeitskolben 2. Dadurch wird erreicht, daß das unabdingbare Spiel zwischen Arbeitskolben 2 und Dichtungshülse 3 auch bei steigendem Druck sich nicht erhöht. Das Spiel kann sich sogar reduzieren. Auch wird so erreicht, daß sich zwischen Arbeitskolben 2 und Dichtungshülse 3 kein Spalt bildet, durch den öl aus dem Flüssigkeitsraum 5 austreten kann.
Die Luft aus dem Raum 34 zwischen Differenzkolben 24 und Gegendruckplatte 8 entweicht durch die Bohrung 35 in der Wandung der Führungshülse 7 in die Luftkanäle 40 in der Außenfläche der Führungshülse 7 , in den Raum 19 zwischen Arbeitskolben 2 und Deckel 20 durch die Preßluftzuführung 36. Zur Rückstellung wird durch die Preßluftzuführung 36 Preßluft eingeführt, die durch die Kanäle 40 und die Bohrung 35 in den Raum 34 zwischen Gegendruckplatte 8 und Differenzkolben 24 gelangt und den Differenzkolben 24 zurückdrückt. Der Flüssigkeits-Hochdruck im Flüssigkeitsraum 5 hört auf. Der Bereich 10 der Führungshülse 7 wird nicht mehr gegen die Wandung des Zylinders 1 gedrückt, sodaß die kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden aufgehoben ist.
Die durch die Führungshülse 7 gebildete Baueinheit kann nunmehr vom Preßluftdruck zurückgeschoben werden.
Auf der der Gegendruckplatte 8 abgekehrten Seite des Arbeitskolbens 2 und in Abstand von diesem kann in der Dichtungshülse 3 noch eine Abdeckplatte 15 befestigt sein, durch die die Stange 16 des Arbeitskolbens 2 abgedichtet geführt ist. Auf der dem Arbeitskolben 2 abgekehrten Seite der Abdeckplatte 15 und in Abstand von dieser ist dann an der Stange 16 des Arbeitskolbens 2 ein weiterer Kolben 17 befestigt, der abgedichtet in der Dichtungshülse 3 gleitet. Der Raum 18 zwischen Arbeitskolben 2 und Abdeckplatte 15 ist dann durch Luftkanäle 21 in der Kolbenstange 16 oder vorzugsweise in der Dichtungshülse 3 mit dem Raum 19 zwischen weiterem Kolben 17 und Zylinderdeckel 20 verbunden.
Bei der Rückstellung wirkt nun die durch die Zuführung 36 zugeführte Preßluft sowohl auf den Arbeitskolben 2 als auch auf den weiteren Kolben 17 ein. Dadurch wird die Kraft zur Zurückstellung des Arbeitskolbens 2 bzw. zum Losreißen z.B. eines an der Stange 16 befestigten Teiles einer Form vom andereeil der Form erheblich erhöht. Dabei ist es möglich, wie in Fig. 3 skizziert, auf der der ersten Abdeckplatte 15 abgekehrten Seite des weiteren Kolbens 17 und in Abstand von diesem noch eine weitere Abdeckplatte 22 in der Dichtungshülse 3 anzuordnen und wiederum in Abstand von dieser an der Stange 16 einen dritten Kolben 23 zu befestigen, der außerhalb der Dichtungshülse 3 und der Führungshülse 7 abgedichtet an der Wandung des Zylinders 1 gleitet. Die Räume 18 zwischen Arbeitskolben 2 und erster Abdeckplatte 1/6,zwischen weiterem Kolben 17 und weiterer Abdeckplatte 22 und 1itzwischen drittem Kolben 23 und Zylinderdeckel 20 sind dann mit den Luftkanälen 21, die in der Stange 16 angeordnet sein müssen, verbunden. Zur Zurückstellung ist es dann nicht erforderlich, die Rückseite des Differenzkolbens 24 im Raum 34 mit Preßluft zu beaufschlagen. Dieser Raum kann dann einfach durch eine Bohrung 43, in der zweckmäßig ein Luftfilter angeordnet ist, mit der Atmosphäre in Verbindung stehen.
Sobald der Differenzkolben 24 nicht mehr in Arbeitsrichtung mit Preßluftbeaufschlagt ist, reicht der auf den dritten Kolben 23, den weitern Kolben 17 und den Arbeitskoben 2 bei der Rückstellung einwirkende Preßluftdruck zur Rückstellung der durch die Führungshülse 7 gebildeten Baueinheit aus.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Führungshülse 7 auf der der Gegendruckplatte 8 abgekehrten Seite des Differenzkolbens 24 mit einer Steuerplatte 25 verschlossen. Durch die Steuerplatte 25 ist eine Preßluftzuführung 27 zum Raum 26 zwischen Steuerplatte 25 und Differenzkolben 24 geführt. Diese Preßluftzuführung 27 ist zweckmäßig ein festelastischer gerollter Schlauch, der durch den Niederdruckraum 33 und durch den Boden 28 geführt ist. Der Boden 28 besitzt zweckmäßig einen rohrförmigen Ansatz 3o, der Durchbrechungen 29 in der Wandung aufweist. Um diesem Ansatz 3O ist der festelastische Schlauch gerollt. Wird durch die Preßluftzufuhr 32 im Boden 28 Preßluft in den Raum 33 geführt und die Steuerplatte beaufschlagt, wird die ganze durch die Führungshülse 7 gebildete Baueinheit vorgeschoben, bis die Stange 16 am zu hebenden, zu spannenden usw.
Gegenstand anliegt, oder bis diese Stange 16 um das gewünschte Maß vorgeschoben ist. Der Hubvorgang wird jetzt unterbrochen, z.B. um eine Form zu füllen. Erst nachdem diese Arbeit erledigt ist, wird durch die Zuführung 27 Preßluft in den Raum 26 zwischen Steuerplatte 25 und Differenzkolben 24 geführt. Jetzt wirkt der Stößel 31 des Differenzkolbens 24 auf das öl im Flüssigkeitsraum 5 ein, sodaß die Baueinheit im Zylinder 1 verriegelt und der Arbeitskolben 2 alleine vorgeschoben wird, wie bereits weiter oben dargelegt.
Die Dichtungshülse 3 sollte mindestens im Gesamtbereich des Weges des Arbeitskolbens 2 diesen umfassen.
Bei der Ausführungsform nach Fig 4 ist der Zylinder 1 zweischalic. Die innere Schale dient als Dichtungshülse 3. Der Spalt 4 zwischen der äußeren und inneren Schale steht über den Durchbrechungen 9 in der inneren Schale am dem Boden zugekehrten Ende mit dem ölraum in offener Verbindung. Das öl wird durch die ölzuführung 32 zugeführt und abgelassen.

Claims

Patentansprüche

Hydropneumatischer Arbeitszylinder, bei dem die Druckübersetzung von Preßluft-Niederdruck in Flüssigkeits-Hochdruck im Zylinder mittels eines mit Preßluft zu beaufschlagenden Differenzkolbens erfolgt, dessen auf den Flüssigkeitsraum des mit Flüssigkeit beaufschlagten Arbeitskolbens einwirkender Stößel in einer Gegendruckplatte abgedichtet geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder (1) im Bereich des Weges des Arbeitskolbens (2) eine den Arbeitskolben (2) umgebende Dichtungshülse (3) angeordnet ist, in der der Arbeitskolben (2) gleitet, und zwischen Dichtungshülse (3) und Zylinder (1) ein Spalt (4) ist, der am der Gegendruckplatte (8) zugekehrten Ende mit dem Flüssigkeitsraum (5) in offener Verbindung steht und am anderen Ende gegen den Zylinder (1) abgedichtet und an diesem befestigt ist, 2.) Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungshülse (3) am der Gegendruckplatte (8) abgekehrten Ende mittels eines umlaufenden Flansches (6) abgedichtet und am Zylinder (1) befestigt ist.

3.) Arbeitszylinder nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gegendruckplatte (8) und Dichtungshülse (3) ein Stück bilden und die Dichtungshülse (3) im der Gegendruckplatte (8) zugekehrten Ende Durchbrechungen (9)besitzt.

4.) Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bei dem Arbeitskolben, Gegendruckplatte, Differenzkolben und Verriegelungselemente mittels verschieblich im Zylinder angeordneter Führungshülsen zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, der Gesamthub des Arbeitskolbens sich aus in gleicher Richtung verlaufendem Niederdruckweg und Hochdruckweg zusammensetzt und bei Einwirkung des Differenzkolbens auf den Flüssigkeitsraum des Arbeitskolbens die verschiebliche Baueinheit im Zylinder verriegelt, gekennzeichnet dadurch, daß die Dichtungshülse (3) in der Führungshülse (7) angeordnet ist.

5.) Arbeitszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Gesamtbereich (10) des Spaltes (4) die Führungshülse (7) aus festelastischem Material, insbesondere Kunststoff, besteht.

6.) Arbeitszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das festelastische Material im Gesamtbereich (10) des Spaltes (4) außen mit einer hülsenförmigen Armierung (11) versehen ist, die über ihre ganze Länge einen, insbesondere mehrere Schlitze (12) aufweist.

7.) Arbeitszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (12) mit festelastischem Material gefüllt sind.

8.) Arbeitzylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (10) aus festelastischem Material an beiden Enden Verlängerungen (13) besitzt und mit diesen in eine Nut zwischen Gegendruckplatte (8) und metallischer Führungshülse (7) bzw. Dichtungshülse (3) und metallischer Führungshülse (7) befestigt ist.

9.) Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (11) auf der Außenseite feine, umlaufende, zweckmäßig als flacher Gewindegang ausgebildete Rillen (14) od. dgl. aufweist.

10.) Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Gegendruckplatte (8) abgekehrten Seite des Arbeitskolbens (2) in Abstand von diesem eine Abdeckplatte (15) im Zylinder (1) bzw. in einer verlängerten Führungshülse (7) bzw. in einer verlängerten Dichtungshülse (3) abgedichtet befestigt ist, durch die die Stange (16) des Arbeitskolbens (2) abgedichtet und verschieblich geführt ist, und an der Stange (16) des Arbeitskolbens (2) auf der dem Arbeitskolben (2) abgekehrten Seite der Abdeckplatte (15) und in Abstand von dieser ein weiterer, abgedichtet im Zylinder (1) bzw. in der verlängerten Führungshülse (7) bzw. in der verlängerten Dichtungshülse (3) gleitender Kolben (17) befestigt ist und der Luftraum (18) zwischen Arbeitskolben (2) und Abdeckplatte (15) und der Raum (19) zwischen weiterem Kolben (17) und Zylinderdeckel (2O) durch Luftkanäle(21) in der Stange (16) des Arbeitskolbens (2) bzw. in der Führungshülse (7) bzw. in der Dichtungshülse (3) miteinander verbunden sind.

11.) Arbeitszylinder nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (15) und der weitere Kolben (17) in der Führungshülse (7) bzw. in der Dichtungshülse (3) angeordnet sind und auf der der ersten Abdeckplatte (15) abgekehrten Seite des weiteren Kolbens (17) und in Abstand von dieser in der Führungshülse (7) bzw. in der Dichtungshülse (3) eine weitere Abdeckplatte (22) und in Abstand von dieser an der Stange (16) des Arbeitskolbens (2) befestigt und abgedichtet wiederum in Zylinder (1) verschieblich ein dritter Kolben (23).

12.) Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (7) auf der der Gegendruckplatte (8) abgekehrten Seite des Differenzkolbens (24) mit einer geschlossenen Steuerplatte (25) abgedichtet ist und der Raum (26) zwischen Differenzkolben (24) und Steuerplatte (25) eine gesonderte Preßluftzuführung (27) besitzt.

13.) Arbeitszylinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßluftzuführung (27) ein durch den Boden (28) und die Steuerplatte (25) geführter, gerollter, festelastischer Schlauch ist 14.) Arbeitszylinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerplatte (25) auf der dem Boden (28) zugekehrten Seite, bzw. der Boden (28) auf der der Steuerplatte (25) zugekehrten Seite, einen rohrförmigen, Durchbrechungen (29) aufweisenden Ansatz (3O) besitzt, um den der Schlauch (27) gerollt ist.

15.) HydraulikzylinderU dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) zweischalig istg die innere Schale als Dichtungshülse (3) ausgebildet ist, zwischen den beiden Schalen ein Spalt (4) verbleibt und die innere Schale am dem Boden 128J zugekehrten Ende Durchbrechungen (9) aufweist.

L e e r s e i t e