DE2660470C2 - Druckluftbetriebene Hydraulikpumpe - Google Patents

Description

auch die teuren Sondermaschinen zum Bearbeiten von T-förmigen Gehäusen bzw. wenn keine Sondermaschinen eingesetzt werden, der hohe Zeit- und Personalaufwand zum Umspannen der Werkstücke zwecks Bearbeitung der verschiedenen Werkstückber°iche.

Soll die erfindungsgemäße Hydraulikpumpe doppelt wirkend ausgelegt werden, ist natürlich auch der den zweiten Hydraulikkolben führende Hydraulikzylinder in identischer Ausbildung aus dem gegenüberliegenden Endabschnitt des Pumpengehäuses herausgeführt

ν ι Selbstverständlich sind in diesem Fall die Druckventile und Saugventile jeder Seite miteinander leitungstech-, nisch verbunden.

ι Nach dem Aufschieben des Ventilgehäuses auf den

Zylinderzapfen bzw. der Ventilgehäuse auf die Zylinderzapfen werden endseitig jeweils konisch gestaltete kurze Kupplungsstücke mit einem im Vergleich zu den bevorzugt identisch ausgebildeten Konen kürzeren zylindrischen Mittelteil durch die hohlen Gewindeendabschnitte des Ventilgehäuses eingeführt u"d mit einem der beiden Konen in an die Konen angepaßte Ausnehmungen am Umfang des Zylinderzapfens oder der Zylinderzapfen eingesetzt Die zylindrischen Mittelteile der Kupplungsstücke liegen dabei geführt in an die Mittelteile angepaßte Bohrungen von radial nach innen gerichteten Querstegen des Ventilgehäuses. Die Festlegung der Kupplungsstücke erfolgt anschließend durch Gewindemuffen, die in die Gewindeendabschnitte des Ventilgehäuses eingeschraubt werden und welche stirnseitig ebenfalls an die Konen der Kupplungsstücke angepaßte Ausnehmungen aufweisen, die sich dann an die zweiten Konen der Kupplungsstücke anlegen. Auf diese Weise wird das auf den Zylinderzapfen bzw. auf die Zylinde -zapfen mit entsprechend geringem Spiel aufgeschobene quergerichtete Ventilgehäuse ohne zusätzliehe Verschraubungen und Dichtungselemente einwandfrei fluiddicht am Hydraulikzylinder bzw. an den Hydraulikzylindern befestigt

Neben dem Vorteil, daß die doppelkonischen Kupplungsstücke den oder die Hydraulikzylinder sorgfältig gegen die Gewindemuffen abdichten, wird der weitere Vorteil erzielt, daß das Hydraulikfluid in einem System von Bohrungen mit relativ kleinen Durchmessern gehal- ' ten wird. Hiermit wird erreicht, daß die Druckkräfte wegen der kleinen Durchmesser und der kleinen Flächen nicht groß werden und folglich die Bauteile im Gegensatz zu der bekannten Bauart auch verhältnismäßig geringe Wandstärken erhalten können.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine einfach wirkende druckluftbetriebene Hydraulikpumpe im schenatischen Längsschnitt und

Fig.2 eine doppelt wirkende druckluftbetriebene Hydraulikpumpe.

In der F i g. 1 ist mit 1 ein Pumpengehäuse bezeichnet, das einen annähernd zentral gelegenen Arbeitsraum 2 aufweist. In diesem Arbeitsraum 2 gleitet ein in Durchmesser großer, mit Druckluft beaufschlagbarer Pneumatikkolben 3, der umfangsseitig mittels eines Dichtrings 4 gegen die Wandung 5 des Arbeitsraums 2 abgedichtet ist

Der Pneumatikkolben 3 ist auf der einen Seite 6 mit einem Führungszapfen 7 versehen, der in einer zylindrischen Ausnehmung 8 des Pumpengehäuses 1 gleitet. Die Ausnehmung 8 steht mit der Außenluft in Verbindung. Auf der anderen Seite 9 ist der Pneumatikkolben 3 mit einem zylindrischen Hydraulikkolben 10 verbunden, der in einer zylindrischen Bohrung 11 eines Hydraulikzylinders 12 gleitet

Der Hydraulikzylinder 12 ist in Verlängerung des Arbeitsraums 2 in eine Ausnehmung 13 des Pumpengehäuses 1 eingesetzt und mit einer zapfenartigen Verlängerung 14 einseitig aus dem Pumpengehäuse 1 herausgeführt Die Festlegung des Hydraulikzylinders 12 am Pumpengehäuse 1 erfolgt durch einen Feststellring 15. Zwischen einem Ringflansch 16 des Hydraulikzylinders 12 und einer kreisringförmigen Nute 17 im Pneumatikkolben 3 ist eine Schraubendruckfeder 18 vorgesehen. Der Hydraulikzylinder 12 ist zum Hydraulikkolben 10 hin durch eine Dichtung 19 und der Führungszapfen 7 des Pneumatikkolbens 3 durch eine Dichtung 20 gegenüber dem Pumpengehäuse 1 abgedichtet Mit 21 ist eine Entlüftungsbohrung für den Arbeitsraum 2 bezeichnet

Auf den aus dem Pumpengehäuse 1 herausgeführten Zylinderzapfen 14 des Hydraulikzylinders 12 ist ein Ventilgehäuse 22 aufgeschoben. Die Längsachsen des Hydraulikzylinders 12 und des Ventilgehäuses 22 kreuzen sich dabei rechtwinklig. Die Festlegung des Ventilgehäuses 22 am Zylinderzapfen 14 erfolgt mittels doppelkonisch gestalteter Kupplungsstücke 23. Zu diesem Zweck sind in zwei Querstegen 24 des mit hohlen Gewindeabschnitten 25 versehenen Ventilgehäuses 22 Bohrungen 26 vorgesehen, in die der zylindrisch gestaltete Mittel ieil der Kupplungsstücke 23 eingesetzt ist. Einer der beiden konischen Endabschnitte, zun Beispiel 27, der Kupplungsstücke 23 greift in eine entsprechend konisch gestaltete Ausnehmung 28 am Umfang des Zylinderzapfens 14 ein, während der andere konische Endabschnitt 29 in den Gewindeendabschnitt 25 hineinragt. In diese Gewindeendabschnitte 25 werden dann Gewindemuffen 30 eingeschraubt, die endseitig konische Innenflächen 31 aufweisen, die an den konischen Endabschnitten 29 der Kupplungsstücke 23 zur Anlage gelangen. Auf diese Weise wird das Ventilgehäuse 22 an dem Zylinderzapfen 14 dichtend festgelegt.

Wie ferner zu erkennen ist, besitzen die Gewindemuffen 30 in den freien Endabschnitten Innengewindeabschnitte 32 zum Anschluß von Hydraulikleitungen und in Verlängerung dieser Gewindeabschnitte 32 zentrale Bohrungen 33, in denen die Saug- und Druckventile angeordnet sind. Während auf der einen Seite (linke Seite der Fig. 1) eine Kugel 34 durch eine Feder 35 gegen die Mündung einer weiteren zylindrischen Bohrung 36 der Gewindemuffe 30 angedrückt wird, wobei sich die Feder 35 an dem Kupplungsstück 23 abstützt, ist in der anderen Gewindemuffe 30 eine Kugel 37 gegen die Mündung der Überleitungsbohrung 38 in dem Kupplungsstück 23 federnd angedrückt. Hierbei stützt sich das andere Ende der Druckfeder 39 auf der inneren Stirnseite der Gewindemuffe 30 ab.

Parallel zur Längsachse des Pneumatikkolbens 3 bzw. des Hydraulikkolbens 10 ist in einer entsprechenden Ausnehmung 40 des Pumpengehäuses 1 ein Hilfsschieber 41 gelagert, dessen Steuerstange 42 unter dem Einfluß einer sich an einer Stellschraube 44 abstützenden Schraubendruckfeder 43 in den Arbeitsraum 2 hineinragt. Der Hilfsschieber 41 ist gegen den Arbeitsraum 2 hin abgedichtet.

Parallel zur Längsachse des Hilfsschiebers 41 sowie des Pneumatikkolbens 3 bzw. des Hydraulikkolbens 10 ist r.-rner in einer weiteren zylindrischen Ausnehmung 45 des Pumpengehäuses 1 oder eines gesonderten Steuergehäuses (aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das Pumpengehäuse 1 angenommen) ein Steuerschieber 46 axial verlagerbar vorgesehen. Die kanalartige zylindri-

sehe Ausnehmung 45 steht unmittelbar mit einer Druckluftquelle in Verbindung.

In der in F i g. 1 gezeichneten Betriebsstellung der Pumpe gelangt Druckluft über den Zufuhrkanal 45, eine Axialbohrung 47, Radialbohrungen 48 und einen Kanal 49 auf die Seite 6 des Pneumatikkolbens 3 und verlagert diesen entgegen der Rückstellkraft der Schraubendruckfeder 18 in die andere Endstellung. Dabei führt der Hydraulikkolben 10 eine Pumpbewegung durch, die das vorher über das Saugventil 34, 35 in die Zylinderbohrung 11 angesaugte hydraulische Medium nunmehr über das Druckventil 37,39 weiterfördert.

Bei der Bewegung des Pneumatikkolbens 3 folgt die Steuerstange 42 des Hilfsschiebers 41 mit Kolben 3 so lange nach, bis ein Kanal 50 von einem Verbindungskanal 51 zur großer Wirkfläche 52 des Steuerschiebers 46 getrennt wird. Die Druckluft kann erst wirksam werden, wenn das freie Ende des Führungszapfens 7 die Mündung eines Kanals 53 überfahren hat. Nun kann der Steuerschieber 46 die Luft aus dem Wirkraum 54 nach außen drücken.

Der Steuerschieber 46 verlagert sich dabei in die andere Endstellung. In dieser Endstellung wird der zum Arbeitsraum 2 des Pneumatikkolbens 3 führende Kanal 49 mit dem Abluftkanal 55 verbunden. Der Arbeitsraum 2 des Pneumatikkolbens 3 steht dadurch mit der Außenluft in Verbindung. Die Schraubendruckfeder 18 kann jetzt wirksam werden und den Pneumatikkolbens 3 wieder in die Ausgangsstellung zurückverlagern.

Dabei überführt der Führungszapfen 7 des Pneumalikkolbens 3 zunächst die Mündung des Kanals 53 und sperrt diesen gegen die -Außenluft ab. Kurz vor Erreichen der Endstellung gelangt der Pneumatikkolben 3 dann mit der Steuerstange 42 des Hilfsschiebers 41 in Kontakt und verlagert diese in die Ausgangsstellung. Hierbei kann nunmehr die Druckluft auf die große Wirkfläche 52 des Steuerschiebers 46 gelangen und schiebt diesen nunmehr in die Ausgangsstellung zurück. Ein neues Arbeitsspiel kann beginnen.

Die in der F i g. 2 dargestellte doppelt wirkende Hydraulikpumpe besitzt ebenfalls ein Pumpengehäuse 1 mit einem zentralen Arbeitsraum 2' für einen Pneumatikkolben 3'. Der Pneumatikkolben 3' ist durch eine um· fangsseitige Dichtung 4 gegenüber der Wandung 5' des Arbeitsraums 2' abgedichtet. Beidseitig des Pneumatikkolbens 3' erstrecken sich zwei Hydraulikkolben 10', 10" in entsprechenden Hydraulikzylindern 12 — von denen nur der Zylinder 12 für den Hydraulikkolben 10' dargestellt ist —, die mit zapfenartigen Verlängerungen 14 aus dem Pumpengehäuse 1 herausgeführt sind. Die Hydraulikzylinder 12, die Zylinderzapfen 14 und die auf diese Zylinderzapfen 14 aufgesetzten Ventilgehäuse 22 entsprechen einschließlich den Ventil-Einbauten identisch den Ausbildungen, wie sie anhand der Ausführungsform der F i g. 1 beschrieben worden sind. Insoweit kann auf eine nochmalige Beschreibung dieser Bauteile verzichtet werden.

Auch die Ausbildung des Steuerschiebers 46 und dessen Anordnung im Pumpengehäuse 1 entspricht idertisch derjenigen der Ausführungsform der Fig. 1. Lediglich ergänzend zu der Ausführungsform der Fig. 1 kommt bei der Ausführungsform der F i g. 2 aufgrund der doppelt wirkenden Pumpe ein weiterer Hilfsschieber 41' am anderen Ende des Arbeitsraums 2' hinzu. Auch dieser Hilfsschieber 41' ist wie der anhand der Ausführungsform der F i g. 1 beschriebene Hilfsschieber 41 aufgebaut
In der Darstellung der F i g. 2 steht die Druckluft in dem Druckluft-Zufuhrkanal 45 an der kleinen Wirkfläche 47 des Steuerschiebers 46 an und hat diesen in die gezeichnete Endstellung verschoben. In dieser Endstellung befindet sich der Hilfeschieber 41 in der Schließstellung, so daß die über den Kanal 50 am Hilfsschieber 41 anstehende Druckluft nicht zur großen Wirkfläche 52 des Steuerschiebers 46 gelangen kann.

Ferner steht die Druckluft aus dem Druckluft-Zufuhrkanal 45 über einen Kanal 56 im Pumpengehäuse 1 auf der Seite 9' des Pneumatikkolbens 3' an. Die andere Seite 6' steht über einen Kanal 49 mit dem Abluftkanal 55 in Verbindung. Dadurch kann der Pneumatikkolben 3' in die andere Endstellung bewegt werden.

Hierbei folgt zunächst die Steuerstange 42' des Hilfsschiebers 41' dem Pneumatikkolben 3' nach. Der Hilfsschieber 41 gelangt in die Schließstellung. Kurz bevor der Pneumatikkoiben 3' in die andere Endstellung gelangt, kontaktiert er die Steuerstange 42 des Hilfsschiebers 41 und verschiebt diesen, bis die über den Kanal 50 anstehende Druckluft in den Kanal 51 gelangen und damit an der großen Wirkfläche 52 des Steuerschiebers 46 ansteht

Der Steuerschieber 46 wird in die andere Endstellung überführt wobei der Kanal 56 zwischen dem Druckluft-Zufuhrkanal 45 und dem Arbeitsraum 2' gesperrt wird. Anschließend steht dieser Kanal 56 mit dem Abluftkanal 55 in Verbindung.

Gleichzeitig wird der zum anderen Ende des Arbeitsraums 2' führende Kanal 49 von dem Abluftkanal 55 getrennt und über die Radialbohrungen 48 sowie die Axialbohrung 47 im Steuerschieber 46 mit der Druckluftquelle verbunden.

Daraufhin bewegt sich der Pneumatikkoiben 3' wieder in Richtung zur Endstellung genäß Fig.2, wobei ihm zunächst die Steuerstange 42 des Hilfsschiebers 41 so lange folgt bis der Hilfsschieber 41 die Schließstellung erreicht und den Kanal 60 vom Kanal 51 trennt Die weiterhin allein an der kleinen Wirkfläche 47 anstehende Druckluft kann jedoch noch nicht den Steuerschieber 46 in die Ausgangsstellung gemäß F i g. 2 überführen, weil sich der andere Hilfsschieber 41' noch in der Schließstellung befindet

Erst kurz vor Erreichen der Ausgangsstellung bewegt der Pneumatikkolben 3' die Steuerstange 42' des Hilfsschiebers 41' gegen die Rückstellkraft der Schraubendruckfeder 43' in die Stellung gemäß F i g. 2 und verbindet damit den Kanal 57 mit einem zur Außenluft führenden Kanal 58. Nunmehr kann die im Wirkraum 54 anstehende" Luft über die Kanäle 51 und 57, den Hilfsschieber 4Γ und den Kanal 58 entweichen, wobei sich der Steuerschieber 46 in die Endstellung gemäß F i g. 2 verlagert und ein weiteres Arbeitsspiel der Pumpe folgen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

hen, daß die T-förmigen Gehäuse im Zuge ihrer Bear-

Patentanspruch: . 'beitung auf einfachen Dreh- oder Fräsbänken mehrfach

von Hand umgespannt werden müssen, was folglich

Druckluftbetriebene Hydraulikpumpe, bei der die zwangsläufig sowohl einen höheren zeitlichen Aufwand Kolben der hydraulischen Schubkolbeneinheit und 5 als auch einen höheren Personalaufwand von Fachkräfder durch Druckluft gesteuerten pneumatischen ten nach sich zieht

Schubkolbeneinheit miteinander verbunden sind Bei der Bauart der FR-PS 14 02 104 ist der Hydraulik-

und der Hydraulikkolben in einem in das den Pneu- zylinder in einer stirnseitigen Ausnehmung des Pummatikkolben umschließende Pumpengehäuse fluid- pengehäuses festgelegt Zu diesem Zweck besitzt der dicht eingesetzten Zylinder axial verschiebllich ge- ίο Hydraulikzylinder am inneren Ende einen radial absteführt ist, dessen aus dem Pumpengehäuse herausge- henden Flansch. Dieser Flansch wird von einem Befestiführter Längenabschnitt in diametraler Queranord- gungsring übergriffen, welcher durch Maschinenschraunung ein Saugventil und ein Druckventil aufweist, ben den Hydraulikzylinder an die Stirnseite des Pumdadurch gekennzeichnet, daß der aus dem pengehäuses heranzieht Flansch, Befestigungsring und Pumpengehäuse (1) herausgeführte Längenab- is Maschinenschrauben sind im wesentlichen in die stirnschnitt (14) des Hydraulikzylinders (1?) zapfenartig seitige Ausnehmung des Pumpengehäuses eingebettet ausgebildet ist, daß auf das freie Ende der zapfenarti- Die Arbeitsventile bilden Bestandteil von Schraubgen Verlängerung (14) ein quergerichtetes, längli- hülsen, welche am freien Ende des Hydraulikzylinders in ches Ventilgehäuse (22) für das Saugventil (34, 35) entsprechende radiale Gewindebohrungen in zueinan- und das Druckventil (37, 39) aufgeschoben ist, daß 20 der diametraler Versetzung eingedreht sind. Die fluiddas Ventilgehäuse (22) durch Überleitungsbohrun- führenden Abschnitte des Hydraulikzylinders sind im gen (38) aufweisen, doppelkonisch gestaltete Kupp- Bereich der Schraubhülsen sowie am inneren Ende des iungsstücke (23) sowie in das Ventilgehäuse (22) von Hydraulikzylinders durch Dichtringe gegenüber der Atbeiden Stirnseiten einschraubbare Gewindemuffen mosphäre und gegenüber dem Pumpengehäuse abge-(30) an der zapfenartigen Verlängerung (14) festge- 25 dichtet

legt ist Ein Nachteil bei dieser Bauart ist, daß durch den axial

angesetzten Hydraulikzylinder die Baulänge des gesam-

■ ten PumpL-naggregats vergleichsweise groß wird und

damit der Einsatzbereich zwangsläufig begrenzt ist 30 Durch die Ausbildung des Hydraulikzylinders und die

Die Erfindung betrifft eine druckluftbetriebene Hy- Art seiner Befestigung am Pumpengehäuse ist der Fertidraulikpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. gungsaufwand hoch. Ferner sind die Dichtungen, insbe-Bei der Pumpe gemäß der DE-PS 12 63 512 bildet der sondere im Bereich der Schraubhülsen, bei hohen Drük-Hydraulikzylinder Bestandteil des Schafts eines in der ken starken Belastungen vor allem bei Stoßbetrieb ausKontur T-förmigen Gehäuse. Das Gehäuse ist mit ei- 35 gesetzt

nem im Durchmesser verringerten zylindrischen Lan- Die DE-AS 11 75 185 offenbart ein Saug- und Druckgenabschnitt von außen in eine entsprechende Bohrung ventile umfassendes Ventilgehäuse, das stirnseitig eines des Pumpengehäuses bis zur Anlage an einem flanschar- Hydraulikzylinders angeordnet ist welcher zugleich eitigen Mittelteil eingeschoben un6 im Innern des Pum- nen Deckel des Pumpengehäuses bildet Das Ventilgepengehäuses durch eine Überwurfmutter festgelegt, die 40 häuse faßt mit einem Hohlzapfen in den Arbeitsraum auf das mit einem Außengewinde versehene innere En- des Hydraulikzylinders ein. Über die Art der Festlegung de des Schafts aufgedreht ist und durch Anlage an der des Ventilgehäuses am Hydraulikzylinder wird nichts Innenwand des Pumpengehäuses den Hydraulikzylinder ausgesagt Es kann aber angenommen werden, daß an das Pumpengehäuse heranzieht Stangenmaterial als Ausgangswerkstoff für das Ventil-

Sowohl das Saugventil als auch das Druckventil bil- 45 gehäuse nicht in Frage kommt, weil das Ventilgehäuse den Bestandteil von Steckhülsen, die von den Stirnseiten neben den Arbeitsventilen noch genügend Fleisch für her in die rechtwinklig vom Gehäuseschaft abstehenden Befestigungselemente am Hydraulikzylinder aufweisen Stutzen des Gehäuses bis zur Anlage von Radialflan- muß.

sehen an den Stirnflächen der Stutzen eingeschoben und Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrun-

durch Überwurfmuttern an den Stutzen festgelegt sind. 50 de, eine druckluftbetriebene Hydraulikpumpe der im Die Muttern werden auf die endseitig mit einem Außen- Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Bauart zu gewinde versehenen Stutzen aufgeschraubt und ziehen schaffen, die hinsichtlich des Hydraulikpumpenteils eindabei die Radialflansche der Einsteckhülsen gegen die fächer gestaltet und mit einem geringen zeitlichen sowie Stirnflächen der Stutzen. personalmäßigen Einsatz problemloser zu fertigen ist.

Nachteilig an dieser Bauart ist, daß das T-förmige 55 Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfin-Gehäuse geschmiedet oder gegossen sein muß, sofern dung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 nicht die unwirtschaftliche Herstellung aus dem Vollen aufgeführten Merkmalen.

vorgezogen wird. Aufgrund der T-Form des Gehäuses Der wesentliche Vorteil dieser Ausbildung ist darin zu

ist es außerdem erforderlich, die abgestufte Axialboh- sehen, daß nunmehr nicht nur der Hydraulikzylinder, rung im Gehäuseschaft, die dazu querverlaufende 60 sondern auch das auf den Zylinderzapfen aufschiebbare Durchgangsbohrung in den Stutzen sowie die endseitig und festlegbare längliche Ventilgehäuse einschließlich des Schafts und der Stutzen vorgesehenen Außenge- der von den beiden Stirnseiten her in das Ventilgehäuse winde auf Sondermaschinen mit großer Sorgfalt herzu- eingesetzten Ventile auf vergleichsweise einfachen Austeilen. Sondermaschinen sind aber nicht nur in der An- tomaten aus Stangenmaterial hergestellt werden könschaffung teuer, sondern erfordern in der Regel auch 65 nen. Es entfallen dadurch nicht nur die zum Schmieden eine intensive Wartung durch entsprechend ausgebilde- bzw. zum Gießen der T-förmigen Gehäuse zwangsläute Fachkräfte. Verzichtet man hingegen auf die An- fig notwendigen Gesenke bzw. Formen sowie der Fertischaffung von Sondermaschinen, so ist es nicht zu umge- gungsaufwand für diese Gesenke und Formen, sondern