DE2608904A1

DE2608904A1 - Hydro-pneumatische vorschub-zylindereinheit

Info

Publication number: DE2608904A1
Application number: DE19762608904
Authority: DE
Inventors: Willy Ehrhardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-03-04
Filing date: 1976-03-04
Publication date: 1977-09-08

Description

Hydro-Pneumatis che Vorschub-Zylindereinheit Die Erfindung betrifft eine Hydro-Pneumatische Zylindereinheit zur regelbaren Vorschubbewegung einer in der Kolbenstange gelagerten Werkzeugspindel - oder eines über die Kolbenstange angetriebenen Iferkzeugschlittens von Werkzeugmaschinen oder sonstigen Arbeitsmaschinen, bei der zwei - durch eine Zwischenwand getrennte Zylinderkammern eingebaut sind und die Kolbenstange mit zwei Kolben ausgerüstet ist, deren Aussenflächen wechselweise mit Druckluft zur Ausübung der Arbeitsbewegung beaufschlagt werden - und deren Innenflächen eine Regelflüssigkeit (Oel oder dergleichen) über Ventile verdrängen und hierdurch eine Regelbare Vorschubbewegung erzeugen.
Bisher sind solche Zylindereinheiten in einer Ausführung bekannt, bei der die beiden Arbeitskolben fest auf der Kolbenstange verbunden sind - und der Zylinderraum zwischen den Innenflächen der Kolben damit konstant bleibt.
Nachdem jedoch die Regelflüssigkeit gleichzeitig als Schmiermittel für Kolbenwand und Kolbenstangen-Ober fläche dient, bildet sich durch den betriebsbedingten Verschleiss zwischen den Kolben ein Unterdruck, wodurch erfahrungsgemäß über die Kolbenmanschetten Druckluft nachgesaugt wird.
Hierdurch entsteht in den Zylinder-Zwischenräumen ein kompressibles Luft-Oel-Gemisch, die Vorschubbewegung wird ungleichmäßig und sprunghaft - und führt zur ungenauen Arbeitsbewegung, zur Beschädigung von Maschinenelementen und zum Werkzeugbruch.
Es liegt die Aufgabe vor, eine Bauweise zu finden, bei der auch bei normalem und nicht abwendbarem Oelverbrauch als Schmiermittel eine stets gleichmäßige Vorschubbewegung gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, daß der Vorschubkolben im Vorschub-Zylinderraum mit der Kolbenstange fest verbunden ist, aber der Rückschubkolben im Rückschub-Zylinderraum auf der Kolbenstange gleitend aufgeschoben ist - und seine Schubkraft nicht direkt auf die Kolbenstange, sondern über die Regelflüssigkeit auf die Innenseite des Vorschubkolbens ausübt.
Bei der Arbeitsbewegung kann sich somit der Abstand zwischen den beiden Kolben dem Verschleiß entsprechend korrigieren und das Nachsaugen der Luft vermeiden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, den Rückschubkolben und den Rückschub-Zylinderraum im Durchmesser so zu vergrössern, daß die zu beaufschlagende Kolben fläche um die Querschnittfläche der Kolbenstange vergrössert wird.
Hierdurch werden die mit Drucklust zu beaufschlagenden Kolbenflächen des Vorschubkolbens und des Rückschubkolbens kongruent und bewirken die gleiche Schubkraft in der Vorschub- wie auch in der Rückschubbewegung. Hierbei bewegen sich Vorschubkolben und Rückschubkolben in unterschiedlichen Geschwindigkeiten.
Infolge der vergrösserten Rückschubkolben-Fläche vermindert sich der Rückschubkolben-Weg, wodurch sich eine solche Zylindereinheit in gedrungeneren Abmessungen herstellen lässt.
Nachstehend werden an Hand der Zeichnung im Längsschnitt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert: Fig. 1: Zylindereinheit zur regelbaren Vorschubbewegung eines über die Kolbenstange angetriebenen erkzeugschlittens.
Fig. 2: Zylindereinheit zur regelbaren Vorschubbewegung eines über die Kolbenstange angetriebenen erkzeugschlittens mit beidseitig gleich starker Vorschubkraft.
Fig. 3: Zylindereinheit zur regelbaren Vorschubbewegung einer in der Kolbenstange gelagerten Werkzeugspindel.
Bei den Zylindereinheiten nach Fig. 1 bis 3 ist der Zylinderraum im Zylindergehäuse 1 durch eine Zylinder-Trennwand 11 in einen Vorschub-Zylinderraum 12 und einen Rückschub-Zylinderraum 13 unterteilt. Im Vorschub-Zylinderraum 12 ist der Vorschubkolben 3 eingebaut - und mit dem Ende der Kolbenstange 2 fest verbunden.
Die Kolbenstange 2 ist in der Zylinder-Trennwand 11 und im Kolbenstangen-Lager 17 geführt.
Die Kolbenstangen-Länge ist entsprechend bemessen, dass in der abgebildeten Ruhelage ein Anschlussbund zur Befestigung eines Anschlussflansches oder einer Kupplung aus dem Kolbenstangen-Lager 17 herausragt.
Im Rückschub-Zylinderraum 13 ist der Rückschubkolben 4 eingebaut. Er ruht beweglich auf der Kolbenstange 2.
An der äusseren Wand des Zylindergehäuses 1, in der Nähe der Zylinder-Trennwand 11, ist das Ventilgehäuse 14 angeordnet, mit den eingebauten Mengenregelventilen 6 und den Rückschlagventilen 7, zur Regulierung der Vorschub- und der Rückschub-Geschwindigkeit.
Die Ventile 6 und 7 sind durch Zuleitungskanäle 18 mit dem Vorschub-Zylinderraum 12 und dem Rückschub-Zylinderraum 13 verbunden.
Zur funktionellen und regelbaren Betätigung der Vorschubbewegung sind der innere Vorschub-Zylinderraum 12 b und der innere Rückschub-Zylinderraum 13 b sowie die Mengenregelventile 6, die Rückschlagventile 7 und deren Zuleitungs- kanäle 18 mit einer Regelflüssigkeit (Oel oder dergleichen) aufgefüllt.
Zur Vorschubbewegung wird Druckluft durch den Anschlussnippel 15 in den äusseren Vorschub-Zylinderraum 12 a geführt.
Sie beaufschlagt die äussere Kolbenfläche des Vorschubkolbens 3 - und schiebt die Kolbenstange 2 vorwärts.
Die innere Kolbenfläche des Vorschubkolbens 3 verdrängt die Regel flüssigkeit aus dem inneren Vorschub-Zylinderraum 12 b durch die Zuleitungskanäle 18 über das Mengenregelventil 6 in den inneren Rückschub-Zylinderraum 13 b.
Zur Rückschubbewegung wird Druckluft durch den Anschlussnippel 16 in den äusseren Rückschub-Zylinderraum 13 a geführt. Sie beaufschlagt die äussere Stirnfläche des Rückschubkolbens 4 bzw. 5 - verdrängt die Regelflüssigkeit aus dem inneren Rückschub-Zylinderraum 13 b durch die Zuleitungskanäle 18 übèr das Rückschlagventil 7 in den inneren Vorschub-Zylinderraum 12 b und schiebt den Vorschubkolben 3 sowie die fest verbundene Kolbenstange 2 in die Ausgangslage zurück.
Bei den Zylindereinheiten gemäß Fig. 1 und Fig. 3 sind die Geschwindigkeiten der Kolbenstange 2 und des Rückschubkolbens 4 annähernd gleich. Bei der Zylindereinheit gemäß Fig. 2 ist die Geschwindigkeit des Rückschubkolbens 5 infolge der grösseren Stirnfläche geringer als die Geschwindigkeit der Kolbenstange 2 mit dem verbundenen Vorschubkolben 3.
In der Zeichnung Fig. 3 über die Zylindereinheit mit einer in der Kolbenstange gelagerten Werkzeugspindel ist die Lage der eingebauten Werkzeugspindel 8 mit dem aufgesteckten Werkzeug 10 dargestellt. Der Spindelantrieb erfolgt über die Antriebshülse 9 im Abschlussflansch 20 der Zylindereinheit.
Während der Vorschub- oder Rückschubbewegung verdrängt der jeweils druckbeaufschlagte Kolben 3 oder 4 die Regelflüssigkeit über die Ventile und die Zuleitungskanäle in den gegenüberliegenden Zylinderraum und verschiebt den darin angeordneten Kolben. Hierbei geht eine geringe Menge Regelflüsigkeit durch den Schmiereffekt verloren. Um dieses verlorene Volumen wird der jeweils geschobene Kolben am Ende des Vorschub- oder Rückschubweges zurückgeblieben sein. Dieser Verlust von Regelflüssigkeit wird aus dem verlängerten inneren Rückschub-Zylinderraum 13 b ausgeglichen. Er dient als Reservekammer für die Regel flüssigkeit. Diese wird bei Bedarf über das Einfüll- und Entlüftungsventil 19 mittels einer Oelpumpe nachgefüllt.

Claims

Patentansprüche 1. Hydro-Pneumatische Vorschub-Zylindereinheit mit zwei /7 hintereinander liegenden Zylinderräumen, auf deren Kolbenstange zwei Kolben angeordnet sind, deren äussere Stirnflächen zur Vorschubbewegung mit Druckluft beaufschlagt werden - und deren innere Stirnflächen die in den inneren Zylinderräumen eingefüllte Regelflüssigkeit zum Zwecke der Vorschubregulierung von einem Zylinderraum über Zuleitungskanäle, Mengenregel- und Rückschlagventile in den anderen Zylinderraum verdrängen - dadurch gekennzeichnet, dass der für die Vorschubbewegung vorgesehene Vorschubkolben (3) zum Zweck der Kraftübertragung mit der Kolbenstange (2) fest verbunden ist -aber der für die Rückschubbewegung vorgesehene Rückschubkolben (4) nicht auf der Kolbenstange (2) befestigt -sondern darauf gleitend angeordnet ist.
2. Zylindereinheit nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der für die Rückschubbewegung vorgesehene Rückschub-Zylinderraum (13) und der Rückschubkolben (4) im Durchmesser gegenüber dem Vorschub-Zylinderraum (12) und dem Vorschubkolben (3) um die Querschnittsfläche der Kolbenstange (2) vergrössert sind.

In Betracht gezogene Druckschrift: Deutsche Patentschrift 866438