DE2654588A1

DE2654588A1 - Druckzylinder

Info

Publication number: DE2654588A1
Application number: DE19762654588
Authority: DE
Inventors: Pierre Colly
Original assignee: Individual
Current assignee: A COLLY VILLEURBANNE RHONE FR Ets
Priority date: 1975-12-24
Filing date: 1976-12-02
Publication date: 1977-07-07
Also published as: US4076214A; JPS5281855A; JPS554079B2; ES448605A1; GB1521395A; FR2336579B1; FR2336579A1; BR7604219A; IT1075882B

Description

2 υ b 4 S 8

Pierre Colly, TAuSIN LA DEMI LIME, Bhone (l-'rankreich)

Druckzylinder

Die Eriindim:; betrifft einen doppelt wirkenden Druckzylinder iaif einem verstellbaren oder einstellbaren Anschlag, wobei der Anschlag von einer drehfest angeordneten und in
axialer Richtung mit Hilfe einer iiuttez'schraube verschiebbaren Hutter gebildet wird, die mit der Hutterschraube in
Eingriff steht, und wobei die Hutterschraube in axialer Richtung unverschiebbar gelagei't und zum Einstellen der Lage der Mutter in Drehrichtung antreibbar ist. Ein derartiger hydraulischer oder pneumatischer Druckzylinder mit einem Kndhubanschlag ist beispielsweise in der französischen Patentschrift 1 128 158 beschrieben.

709827/0222

ORIGiNAL INSPECTED

Diese Druckzylinder "besitzen den Vorteil, daß sich die Endhubstellung der Kolbenstange sehr genau einstellen läßt.

Es ist jedoch notwendig, daß die Mutterschraube so ausgebildet werden muß, daß sie der von dem Kolben entwickelten Kraft standhalten kann, was dem Konstrukteur im Falle von Druckzylindern mit großer Arbeitsleistung die Verwendung von großdimensionierten und somit in der Herstellung teueren Druckzylindern aufnötigt. Bei einem dem Kolben gegebenen Durchmesser ist es also sozusagen verboten, einen Druck zu überschreiten, der mechanische Belastungen hervorruft, die über die Toleranzwerte für die Widerstandskraft des einstellbaren Anschlags und der Mutterschraube, ebenso wie der Hilfsteile, z.B. ein Anschlagring, Befestigungsschrauben usw., hinausgehen oder zu Ermüdungserscheinungen führen.

Die Erfindun-g hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen.

Zu diesem Zwecke ist bei einem Druckzylinder der genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß dem Endhubanschiag des Kolbens Steuermittel für die Druckmediumspeisung der Arbeitskammer des Druckzylinders zugeordnet sind, derart, daß die Zufuhr bei unter Druck stehendem Medium und wenn der

709827/0222

EoITden und seine Kolbenstange sich, nicht in ihrer Endhubstellung, "befinden, geöffnet ist, während die Zufuhr bei sich in der Endhubstellung befindlichem Kolben und Kolbenstange geschlossen ist.

Diese Anordnung ermöglicht eine beträchtliche Erhöhung des Druckes im Druckzylinder und somit der Kolbenkraft, wobei die von der Mutterschraube, der Anschlagmutter und den Hilfsteilen auszuhältenden Kräfte vermindert werden. Umgekehrt ist es für gegebene Schubkräfte möglich, die Dimensionierung und somit den Platzbedarf der genannten Teile und der Druckzylinder in ihrer Gesamtanordnung beträchtlich zu reduzieren, was eine erhebliche "Verringerung der Herstellungskosten mit sich bringt.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mutterschraube mit einem leichten axialen Spiel angeordnet ist, wobei an ihrer in der Bodenplatte des Druckzylinders gelegenen Partie ein zum Inneren des Druckzylinders gerichteter Absatz vorgesehen ist, der eine Klappe bildet, deren Sitz in der Bodenplatte angeordnet ist, während der Zuführkanal für das Druckmedium in eine Ringnut mündet, die in dem die Klappe der Mutterschraube bildenden Absatz oder in deren Sitz angeordnet ist.

709827/0222

Solange das Druckmedium also die genannte Ringnut beaufschlagt, "bewirkt es ein Abheben der Klappe und somit ein Zurücktreten der Mutterschraube entsprechend ihrem axialen Spiel. Das Medium kann dann in die Arbeitskammer des Druckzylinders strömen und den Kolben bis in seine Endhubstellung drücken. Bevor er diese Stellung erreicht hat, kommt der Anschlagring des Kolbens zur Anlage auf der Anschlagmutter und überträgt auf diese die Kraft, die auf ihn ausgeübt wird. Diese Kraft wird mit Hilfe des Anschlages auf die Mutterschraube übertragen, die auf diese Weise in ihre die Klappe schließende Stellung überführt wird. In dieser Stellung ist die Druckmediumzufuhr derart begrenzt, daß die Kutterschraube nur der von dem Kediumdruck verursachten.Kraft ausgesetzt ist, der auf ihren die Klappe bildenden Absatz einwirkt.

In der Zeichnung ist ein einschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den axialen Schnitt eines Druckzylinders,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.

709827/0222

265Λ588

Der in der Zeichnung dargestellte Druckzylinder entspricht der Art nach, wie "bereits erwähnt, einem in der französischen Patentschrift 1 128 1J8 "beschriebenen Druckzylinder, d.h. er ist mit einem Anschlag für den Endhub mit verstellbarer oder einstellbarer Lage ausgestattet.

Diese Art von Druckzylinder ist insbesondere für solche Anwendungen bestimmt, bei denen eine sehr genaue Endhubstellung erforderlich ist, was mit einer einfachen Zufuhrsteuerung eines Druckmediums nicht erzielt werden kann. Eine solche Genauigkeit ist insbesondere für die Betätigung der bewegliehen Führungen von Abkant- oder Biegepressen unerläßlich, die im allgemeinen mit Hilfe von zwei Druckzylindern angetrieben werden, von denen jeder auf einen der Endbereiche der genannten Führung einwirkt.

Es ist in der Tat notwendig, daß die beiden Endbereiche des von dieser Führung getragenen Stempels in gleichem Maße in das Innere der Biegematrize eindringen, außer die mit Hilfe dieser Presse erhaltenen Profile besitzen keinen konstanten Querschnitt.

Zu diesem Zwecke ist der in dem vorgenannten französischen Patent beschriebene Druckzylinder mit einem Endhubanschiag ausgestattet. Wie jener enthält der Druckzylinder gemäß der

709827/0222

vorliegenden Erfindung also einen zylindrischen Körper 2 mit einer Bohrung D, in dem ein hohler, zyl-indrischer Kolben 3 mit einem entsprechenden Durchmesser verschiebbar gelagert ist. Einer der Endbereiche des zylindrischen Körpers 2 ist durch eine Bodenplatte 4· verschlossen, die an ihm mit Hilfe von Schrauben 5 befestigt ist.

Die Dichtheit zwischen dem Körper 2 und dem Kolben 3 wird zum einen durch eine von dem Körper 3 an einer seinem offenen, von der Kolbenstange des Kolbens 3 durchdrungenen Endbereich benachbarten Stelle getragene Dichtung 6 und zum anderen durch die vom Kolben 3 getragenen Segmente 8 hergestellt.

Im zentralen Bereich der Bodenplatte 4- des Körpers 2 sind zwei koaxiale Bohrungen angeordnet, eine äußere Bohrung 9 mit einem Durchmesser d und eine innere Bohrung 11 mit einem kleineren Durchmesser. Diese Bohrungen 9 und 11 dienen zur Lagerung der zylindrischen Bereiche 12 bzw. 13 des glatten Endbereiches einer Gewindespindel 14-, deren den Bereichen 12 und gegenüberliegender freier Endbereich in die Aushöhlung des Kolbens 3 eingrei-ft und als Mutterschraube für eine mit dieser in Eingriff stehende Mutter 15 dient.

Die Mutter 15 ist drehfest angeordnet, indem ein an ihrer Seitenfläche vorgesehener Vorsprung 16 in eine für seine Äuf-

- 7 -709827/0222

nähme angeordnete Längsnut 2o entlang der Innenwand des KoI-' bens 3 eingreift.

Ferner ist das offene Ende des EoIIdens 3 teilweise von einem Anschlagring 17 verschlossen, der mit ihm mittels Schrauben 18 verbunden ist und der der entsprechenden Seite der Schraube 15 zugeordnet ist und an dieser zur Anlage gelangt, um ein Anhalten der Bewegung des Kolbens 3 hervorzurufen.

Auf der Bodenplatte 4- des Körpers 2 schließlich ist mit Hilfe von Schrauben 19 ein Gehäuse 21 befestigt, indem ein Lager 22 angeordnet ist, das zur Aufnahme des Endes einer Verlängerung 14-a der Mutter schraube 14- und zur Aufnahme eines Antriebsrades 23 dient, das auf die genannte Verlängerung z.B. durch Verkeilen aufgesetzt ist und in Eingriff mit einer Schnecke 24- steht, die zum Antreiben des Antriebrades 23 in Drehrichtung und somit auch zum Antreiben der Mutterschraube 14 dient.

Man kann sich leicht vorstellen, daß es mit Hilfe dieser, in der genannten französischen Patentschrift beschriebenen Anordnung möglich ist, die Lage der Anschlagmutter 15 entlang der Mutter schraube 14- zu verstellen oder einzustellen und nach Belieben die Endhubstellung des Kolbens 3 zu verändern.

Man kann sich leicht vorstellen, daß am Hubende der durch das Druckmedium, das die Arbeitskammer 25 des Druckzylinders speist,

709827/0222 ~⁸~

ausgeübte Druck "von der Mutter 15, der Mutterschraube 14, dem Anschlagring Y] und seinen Befestigungsschrauben 18 aufgenommen werden muß, ohne daß die Toleranzwerte der -verschie denen Organe überschreitende mechanische Belastungen verursacht v/erden.

Für einen Durchmesser D des Kolbens J oder des Zylinders 2 ist.es, wie oben angedeutet, nicht möglich, einen in Abhängikeit der mechanischen Widerstandswerte dieser Organe vorbestimmten Hediumdruck zu überschreiten.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, diesem Nachteil abzuhelfen, indem die von diesen Organen auszuhaltende Belastung auf einen mit Bezug auf den Zylinderdruck niedrigeren und auf irgendeine Weise sogar unabhängigen Wert begrenzt wird.

Zu diesem Zwecke ist die Mutterschraube 14 innerhalb der Abschlußplatte 4 des Körpers 2 mit einem axialen Spiel J angeordnet, wie deutlich aus 5'ig. 2 hervorgeht. Zu diesem Zwecke sind ferner die beiden Bereiche 12 und IJ mit verschiedenen Durchmessern am Endbereich dieser Mutterschraube 14 vorgesehen.

Dieser Durchmesserunterschied ergibt einen zum Inneren des Körpers 2 hin gerichteten Absatz 26 und, umgekehrt, der Un-

709827/0222 " ⁹ "

terscliied der Bohrungen 12 und 13 der ATdschlußplatte 4 ergibt einen komplementären Absatz 27· Der Absatz 26 der Mutter schraube 14 bildet eine den Zufluß des Druckmediums in die Arbeitskammer 25 kontrollierende Klappe, deren Sitz von einem auf dem Absatz 27 in der Abschlußplatte 4 befestigten Ring gebildet wird.

Die Zufuhrleitung 29 für- das Druckmedium ist an Kanäle 31 angeschlossen, die in radialer Richtung in der Abschlußplatte 4 in Höhe des Lagers 9 angeordnet sind und in eine Ringnut 32 münden, die in Übereinstimmung mit einer Ringnut 33 in dem Abschnitt 12 in dem genannten Lager angeordnet ist. Die Mut 33 steht über radiale Kanäle 34 mit longitudinal en Kanälen 35 in Verbindung, die an dem Absatz 26 einer Nut 36 gegenüberliegend ausmünden, die in der Sitzfläche 28 zum Absatz 26 hin offen ausgebildet ist.

Die Ringdichtung 3o gewährleistet die Dichtheit zwischen dem Lager 9 "und dem Abschnitt 12.

Im übrigen, wie insbesondere aus J¹Ig. 3 hervorgeht, weist die als Lager für den Abschnitt 13 der Mutterschruabe 14 dienende Bohrung 11 Längsnuten 11a auf.

Schließlich besitzt die Mutterschraube 14 an ihrer zwischen den Bereichen 12 und 13 angeordneten Partie eine Auskehlung

- Io -

709827/0222

37? die es dem Druckmedium ermöglicht, aus der Kut 36 in die Nuten 11a zu strömen und so die Arbeitskammer 25 zu erreichen, wenn sich die von dem Absatz 26 gebildete Klappe in ihrer abgehobenen, d.h. offenen Stellung befindet, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

Die Abschlußplatte 4 v/eist überdies einen anderen Kanal 38 auf, der unmittelbar in die Arbeitskammer 25 des Zylinders 2 mündet und unter Zwischenschalten einer Ruckschlagk-lappe 39 und einer Leitung 4o mit der Zufuhrleitung 29 des Druckmediums verbunden ist.

Im übrigen steht die zwischen dem Kolben 3 und dem Körper 2 befindliche Ringkammer 4-1 zwischen der Dichtung 6 und dem Kolbenvorsprung, der die Segmente 8 enthält, über einen radialen Kanal 42 mit einer Zufuhrleitung 43 für das Druckmedium in Verbindung, die, wie die Leitung 29? an den Verteiler der Steuerung dieses Druckzylinders angeschlossen ist. Man erkennt leicht, daß wenn der Druckzylinder nicht mit-Druckmedium beaufschlagt wird und wenn er sich in vertikaler Lage mit seiner Abschlußplatte 4 an seinem oberen Endbereich befindet, die Gewichte der Hutterschraube 14 und der Anschlagmutter 15 diese in ihrer unteren Stellung zu halten versuchen, d.h. mit auf ihrem Sitz 28 aufliegender Klappe, die von dem Absatz 26 gebildet wird, wodurch die Druckmediumzufuhr in Schließstellung gehalten wird.

709827/0222

Der Anstieg des Mediumdruckes bis in die Ringnut 36 bewirkt das Abheben der Klappe 26 und somit der Mutterschraube 14 und ihrer Anschlagmutter 15.

Auf.diese Weise kann das Druckmedium bis in die Arbeitskammer 25 des Druckzylinders strömen.

Die dann in Richtung des Pfeiles Fl auf die Mutterschraube ausgeübte Kraft ist gleich dem Flüssigkeitsdruck multipliziert mit dem Querschnitt der Klappe 26, d.h. mit der Fläche eines den Durehmesser d aufweisenden Kreisumfanges.

Die zum Einwirken auf den Kolben 3 in Richtung des Pfeiles F2 zur Verfügung stehende Kraft, d.h. die maximale Widerstandskraft, die der Kolben 3 überwinden kann, ist gleich dem Mediumdruck multipliziert mit dem Querschnitt dieses Kolbens, d.h. mit der Fläche eines Kreisumfanges mit dem Durchmesser D.

Wenn infolge der Vorbewegung des Kolbens 3 in Richtung des Pfeiles F2 die Vorderfläche des Anschlagringes 17 gegen die ihr zugewandte Fläche der Anschlagmutter 15 anschlägt, nimmt der Kolben 3 die Anschlagmutter 15 und somit die mit ihr fest verbundene Mutterschraube 14· in der gleichen Richtung mit.

- 12 -

709827/0222

■Μ.

Die Kraft, mit der der Kolben 3 "beaufschlagt werden kann, ist größer als die Kraft, die zum Abheben der Mutterschraube 14- und somit zum Öffnen der Klappe 26 notwendig ist. Man erkennt, daß,wenn eine Widerstandskraft ausbleibt, die größer als die obere Differenz zwischen diesen beiden Kräften ist, der Kolben 3 die Mutterschraube 14- in Richtung des Pfeiles F2 bis zum Schließen der Klappe 26 mitnimmt, d.h. auf einer dem Spiel J entsprechenden Weglänge·

Die von der Mutter schraube 14-, ihrer Mutter 15, dem Anschlagring 17 und seiner Befestigungsschrauben 18 auszuhaltende Kraft wird deshalb gleich der Abhebekraft der Klappe 26 und niemals größer als diese Kraft sein.

Solange die Klappe 26 durch den Kolben 3 in der Schließstellung gehalten wird, ist die Versorgung der Arbeitskammer 25 mit Druckmedium unterbrochen und der Druck im Inneren dieser Kammer fällt sofort ab.

Die auf die Mutter schraube 14- und ihre Hilf s organe einwirkenden Kräfte sind deshalb unabhängig vom Querschnitt des Zylinders, sie hängen vielmehr allein vom Querschnitt der Klappe 26 derart ab, daß man den Querschnitt des Zylinders vergrößern kann, ohne notwendigerweise gleichzeitig den Querschnitt der Mutterschraube 14- und die Dimensionen ihrer Hilfsorgane zu vergrößern.

709827/0222

. Αϊ*

Der Rücklauf des Korbens 3 wird, wie bei den herkömmlichen doppelt wirkenden Druckzylindern, durch Zufuhr von Druckmedium über die Leitung 42 in die Kingkamaer 41 erhalten. Die Verdrängung des zuvor in die Kammer 25 eingeführten Mediums erfolgt quer über den Kanal 38 und die Rückschlagklappe 39.

Auf diese Weise kann man die Abmessungen und somit den Platzbedarf sowie die Herstellungskosten von Druckzylindern mit großer Arbeitskraft beträchtlich herabsetzen.

Die Rückschlagklappe 39 hat den Zweck, den direkten Zufluß von Druckmedium in die Kammer 25 durch die Leitung 4o während der Arbeitsphase des Druckzylinders zu verhindern.

Dieser Druckzylinder ist vorteilhafterweise bei Abkant- oder Biegepressen anwendbar. Es ist nämlich offensichtlich, daß bei dieser Maschinenart der Bruch eines Endhubanschiages von einem der beiden die bewegliche führung steuernden Druckzylinder nicht nur die Zerstörung des Stempels und der Matrize, sondern auch der Pressenständer zur S¹OIge haben kann.

Wie sich von selbst versteht und wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist die Erfindung nicht auf die einzige Ausführungsform dieses Druckzylinders beschränkt, die oben nicht · einschränkend beschrieben worden ist. Die Erfindung umfaßt im

- 14 709827/0222

Gegenteil alle denkbaren. Varianten. Bei der oben beschriebenen Aus führung s form können die EegTerorgane z.B. oberhalb der Abschlußplatte M- vorgesehen sein, es ist möglich, sie zwischen der Platte 26 und der Arbeitskammer 25 anzuordnen.

709827/0222

Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Doppelt wirkender Druckzylinder mit einem verstellbaren oder einstellbaren Anschlag, an dem der Kolben zum Anschlagen kommt, wobei der Anschlag von einer drehfest angeordneten und in axialer Richtung mit Hilfe einer Mutterschraube verschiebbaren Mutter gebildet wird, die mit der Mutterschraube in Eingriff steht, und wobei die Mutterschraube in axialer Kichtung unverschiebbar gelagert und zum Einstellen der Lage der Mutter in Drehrichtung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Endhubanschlag des Kolbens Steuermittel für die Druckmediumspeisung der Arbeitskammer des Druckzylinders augeordnet sind, derart, daß die Zufuhr bei unter Druck stehendem Medium und wenn der Kolben und seine Kolbenstange sich nicht in ihrer Endhubstellung befinden, geöffnet ist, während die Zufuhr bei sich in der Endhubstellung befindlichem Kolben und Kolbenstange geschlossen ist.

2. Druckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutterschraube mit einem leichten axialen Spiel angeordnet ist, wobei an ihrer in der Bodenplatte des Druckzylinders gelegenen Partie ein zum Inneren des Druckzylinders gerichteter Absatz vorgesehen ist, der eine Klappe bildet, deren

- 16 -

709827/0222

öits in der Bodenplatte angeordnet ist, vvaiirend der iÄiruii rial für aas Xr-uclaaediuis. in eine Itinyiut" riündet, die in der- cie klappe der hut t er schraube bildenden ^.bsata oder in deren üits angeordnet ist.

709827/0222