DE2840978A1

DE2840978A1 - Kolben-zylinder-anordnung mit eilgang und pneumohydraulischer druckuebersetzung

Info

Publication number: DE2840978A1
Application number: DE19782840978
Authority: DE
Inventors: Artur Gruellmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-26
Filing date: 1978-04-26
Publication date: 1980-03-13

Description

Bezeichnung: Kolben-Zylinder-Anordnung mit
Eilgang und pneumohydraulischer Druckübersetzung Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit Eilgang und pneumohydraulischer Druckübersetzung, insbesondere zum Antrieb von Stanzwerkzeugen oder dgl., mit den folgenden Merkmalen: Es ist ein Zylindergehäuse mit einer Querwand vorgesehen, welche eine Druckkammer vom übrigen Gehäuse abteilt. In der Druckkammer ist ein gestufter Arbeitskolben angeordnet, der mit einem Abschnitt kleineren Durchmessers aus dem Zylindergehäuse herausragt und zum Rücklauf an seiner Ringfläche mit Druckluft beaufschlagt ist. Auf der der Druckkammer gegenüberliegenden Seite der Querwand schließt sich ein blvorrat an. Ein Plunger, der mit einem druckluftbeaufschlagten Plungerkolben verbunden ist, läßt in seiner Ruhestellung einen Durchlaß durch die Querwand frei und vermag unter Absperrung des Durchlasses durch die Querwand in die Druckkammer einzudringen.
Eine Kolben-Zylinder-Anordnung der beschriebenen Art ist aus der DD-PS 51 747 bekannt. Zum Antrieb des Arbeitskolbens im Eilgang ist hierbei ein Ringkolben vorgesehen, der sich in einem eigenen Kammerabschnitt des Zylindergehäuses bewegt, von Druckluft beaufschlagt wird und den Ölvorrat durch den vom Plunger offengelassenen Durchlaß in der Querwand in die Druckkammer treibt. Die Umschaltung vom Eilgang zum Arbeitsgang erfolgt mittels eines externen Druckluft-Uberströmventils.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Kolben-Zylinder-Anordnung zu vereinfachen und mit einer besonders feinfühligen Umschaltvorrichtung zu integrieren.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Kolben-Zylinder-Anordnung der einleitend näher bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein federbelasteter Mitnehmer vorgesehen ist, der den Plunger und den Arbeitskolben bis zum Auftreten einer bestimmten Gegenkraft am Arbeitskolben mechanisch koppelt und dann nachgibt und daß ein Rückschlagventil vorgesehen ist, welches eine Strömung vom Ölvorrat zu der Druckkammer zuläßt und in umgekehrter Richtung sperrt.
Die Vereinfachung gegenüber der vorbekannten Lösung liegt darin, daß für den Eilgang kein eigener Luftantrieb erforderlich ist, sondern der von seinem Plungerkolben angetrie- bene Plunger den Arbeitskolben zunächst in einer gewissermaßen starren Kopplung widerstandslos mitnimmt und diese Kopplung erst bei Auftreten einer Gegenkraft'im Arbeitskolben gelöst wird. Danach setzt der Plunger seine Bewegung relativ zum Arbeitskolben fort, wodurch das Rückschlagventil schließt und die pneumohydraulische Druckübersetzung ihre Wirkung entfaltet.
Der federbelastete Mitnehmer wird vorzugsweise in Gestalt von mehreren querbeweglichen Raststücken ausgeführt, welche bei erhöhter Gegenkraft von der angeschrägten Spitze des Plungers zur Seite gedrückt werden. Es ist aber auch eine hydraulische Lösung eines federbelasteten Mitnehmers in der Wiese denkbar, daß der Plunger in eine im Arbeitskolben enthaltene abgedichtete besondere Ölkammer eintaucht, die über ein bei einem bestimmten hydraulischen Druck in dieser besonderen Ölkammer öffnendes überdruckventil entlastet wird.
Um die beschriebene Kolben-Zylinder-Anordnung in jeder beliebigen räumlichen Lage verwenden zu können, wird ein Druckfeder-ölspeicher in der Weise vorgeschlagen, daß der ölvorrat zwischen der Querwand und einem den Plunger umgebenden Ringkolben eingeschlossen ist und eine Druckfeder zwischen dem Ringkolben und dem Plungerkolben eingespannt ist. Diese zur Rückführung des Plungerkolbens ohnehin vor- gesehene Druckfeder bewirkt zusammen mit dem Ringkolben, daß sich das Speichervolumen dem Bedarf selbst anpaßt.
Die Verwendung der Anordnung in jeder Einbaulage ist deshalb möglich, weil sich das Hydrauliköl nicht mit Luft vermischen und daher nicht aufschäumen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die einen Längsschnitt einer Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer mechanischen Schaltvorrichtung am Arbeitskolben zeigt.
Die dargestellte Anordnung umfaßt einen Hochdruckzylinder 30 und einen Preßluftzylinder 31, die durch eine Querwand 32 voneinander getrennt sind. Ein Preßluftanschluß C für den Eilgang und den Arbeitsgang ist am oberen Deckel 33 des Preßluftzylinders und ein Preßluftanschluß D für den Rücklauf ist am Deckel 34 des Hochdruckzylinders angecrdnet. Ein Plunger 35 wird mittels seines Plungerkolbens 36 und der auf diesen wirkenden pneumatischen Kräfte nach unten und durch eine Druckfeder 37 nach oben gedrückt.
Die Druckfeder stützt sich an der Querwand 32 ab. Der Plunger 35 durchsetzt die Querwand 32 in jeder Stellung und wird durch diese radial geführt.
Der im Hochdruckzylinder enthaltene Arbeitskolben 38 hat eine zentrale Bohrung 39 zur Aufnahme des Plungers 35, die zusammen mit dem Raum zwischen dem Arbeitskolben und der Querwand 32 eine Druckkammer 40 bildet. Der Arbeitskolben enthält in seiner oberen Partie über den Umfang verteilt mehrere querbewegliche Raststücke 41, die von je einer Feder 42 radial nach innen gedrückt werden. Die abgeschrägten Kanten dieser Raststücke 41 wirken mit der kegelförmig angeschrägten Spitze des Plungers 35 zusammen.
Über eine Längsbohrung 43 des Plungers und mehrere Querbohrungen 44, welch letztere sich in der Ruhestellung des Plungers knapp oberhaib der'Querwand 32 befinden, ist in dieser Stellung die Druckkammer 40 mit dem Innenraum des Preßluftzylinders 31 verbunden. Außerdem ist in der Querwand mindestens ein Nachsaugventil 45 eingebaut, welches als Rückschlagventil wirkt und bei Überdruck in der Druckkammer 40 schließt. Die Druckkammer 40 ist ganz und der Preßluftzylinder 31 in der gezeigten Stellung knapp zur Hälfte mit Hydrauliköl gefüllt. Der darüberliegende Teil des Preßluftzylinder-Innenraumes ist ständig belüftet.
Wirkungsweise: Die Kolben-Zylinder-Anordnung ist in ihrer Ruhelage dargestellt, in welcher der Preßluftanschluß D beaufschlagt und der Anschluß C belüftet ist. Zum Eilgang werden die Preßluftanschlüsse umgeschaltet. Der Plungerkolben 36 mit dem Plunger 35 setzt sich sofort entgegen der Federkraft nach unten in Bewegung. Infolge der Raststücke 41 schiebt der Plunger 35 den Arbeitskolben 38 vor sich her, wobei Öl durch das Nachsaugventil 45 in die Druckkammer 40 nachfließt. Schon zu Beginn der Plungerbewegung wurde der Durchlaß durch die Bohrungen 43 und 44 gesperrt.
Erst wenn der Arbeitskolben 38 auf einen Widerstand stößt, der so groß ist, daß die Kraft der Federn 42 der Raststücke überwunden wird, löst sich die Verriegelung zwischen dem Plunger 35 und dem Arbeitskolben 38 und der Plunger kann in die Bohrung 39 des Arbeitskolbens eintauchen. Jetzt baut sich ein hoher Druck in der Druckkammer 40 auf, welcher das Schließen des Nachsaugventils 45 bewirkt und den Arbeitskolben 38 mit großer Kraft nach unten führt.
Zum Rücklauf wird die Preßluft wieder an den Anschluß D gelegt und der Anschluß C ins Freie geführt. Die Preßluft drückt den Arbeitskolben 38 nach oben. Der dadurch bewirkte hydraulische Druck in der Druckkammer 40 wirkt auf den Plunger 35 und führt diesen, unterstützt von der Druckfeder 37, zurück. Da auch hierbei das Nachsaugventil 45 geschlossen ist, gelangen zunächst Plunger 35 und Plungerkolben 36 in ihre Endstellung. In diesem Augenblick werden die Öffnungen der Querbohrungen 44 frei, so daß jetzt das Öl in der Druckkammer 40 durch die Bohrungen 43 und 44 ausströmen kann bis auch der Arbeitskolben 38 die gezeichnete Ruhestellung erreicht.

Claims

Ansprüche 1. Kolben-Zylinder-Anordnung mit Eilgang und pneumohydraulischer Druckübersetzung, insbesondere zum Antrieb von Stanzwerkzeugen oder dgl., mit folgenden Merkmalen: - es ist ein Zylindergehäuse mit einer Querwand vorgesehen, welche eine Druckkammer vom übrigen Gehäuse abteilt, - in der Druckkammer ist ein gestufter Arbeitskolben angeordnet, der mit einem Abschnitt kleineren Durchmessers aus dem Zylindergehäuse herausragt und zum Rücklauf an seiner Ringfläche mit Druckluft beaufschlagt ist, - auf der der Druckkammer gegenüberliegenden Seite der Querwand schließt sich ein ölvorrat an, - ein Plunger, der mit einem druckluftbeaufschlagten Plungerkolben verbunden ist, läßt in seiner Ruhestellung einen Durchlaß durch die Querwand frei und vermag unter Absperrung des Durchlasses durch die Querwand in die Druckkammer einzudringen, dadurch gekennzeichnet, - daß ein federbelasteter Mitnehmer (41; 42) vorgesehen ist, der den Plunger (35) und den Arbeitskolben (38) bis zum Auftreten einer bestimmten Gegenkraft am Arbeitskolben mechanisch koppelt und dann nachgibt, - daß ein Rückschlagventil (45) vorgesehen ist, welches eine Strömung vom ölvorrat zu der Druckkammer (40) zuläßt und in umgekehrter Richtung sperrt.
2. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der federbelastete Mitnehmer als eine den Plunger dicht aufnehmende besondere ölkammer im Arbeitskolben ausgebildet ist, welche ein in die Druckkammer öffnendes Überdruckventil aufweist.
3. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölvorrat zwischen der Querwand (32) und einem den Plunger (35) umgebenden Ringkolben eingeschlossen ist und eine Druckfeder zwischen dem Ringkolben und dem Plungerkolben (36) eihgespannt ist.