DE29713607U1 - Double acting actuator cylinder - Google Patents

Double acting actuator cylinder

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DE29713607U1 DE29713607U DE29713607U DE29713607U1 DE 29713607 U1 DE29713607 U1 DE 29713607U1 DE 29713607 U DE29713607 U DE 29713607U DE 29713607 U DE29713607 U DE 29713607U DE 29713607 U1 DE29713607 U1 DE 29713607U1
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Description

(17 850) Doppeltwirkender Stellzylinder (17 850) Double-acting actuating cylinder

Die Neuerung betrifft einen doppeltwirkenden Stellzylinder gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches, insbesondere zur Verwendung an in Übertotpunktstellung bringbare Kniehebelspannvorrichtungen. The innovation relates to a double-acting actuating cylinder according to the preamble of the main claim, in particular for use on toggle lever clamping devices that can be brought into the over-center position.

Derartige Stellzylinder, die sowohl hydraulisch als auch pneumatisch betrieben werden können, sind allgemein bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Eine konstruktionsbedingte Gegebenheit solcher Stellzylinder besteht darin, daß die wirksame Kolbenfläche, auf der Kolbenstangenseite um die Querschnittsfläche der Kolbenstange kleiner ist als die andere Kolbenfläche. Hieraus folgt, daß, gleiche Druckbeaufschlagung bei Hub und Rückstellung auf beiden Seiten des Kolbens vorausgesetzt, die Verstellkräfte entsprechend unterschiedlich sind. Beim Einsatz solcher Stellzylinder bspw. zur Betätigung von Spannvorrichtungs-Kniehebelmechaniken, hat sich unter ungünstigen Umständen gezeigt, daß solche Stellzylinder zwar in der Lage sind, die Schließstellung zu bewirken, jedoch nicht die Öffnungsstellung, und zwar insbesondere dann, wenn die Rückstellung aus einer Übertotpunktstellung heraus zu erfolgen hat.Such actuating cylinders, which can be operated both hydraulically and pneumatically, are generally known and in use, so that no special written proof is required in this regard. A design-related fact of such actuating cylinders is that the effective piston surface on the piston rod side is smaller than the other piston surface by the cross-sectional area of the piston rod. It follows from this that, assuming the same pressure is applied during stroke and return on both sides of the piston, the adjustment forces are correspondingly different. When using such actuating cylinders, for example to operate clamping device toggle lever mechanisms, it has been shown under unfavorable circumstances that such actuating cylinders are able to bring about the closed position, but not the open position, especially when the return has to take place from an over-dead center position.

Die naheliegendste, aber nicht immer geeignetste Lösung dieses Problems bestünde einfach darin, den Druck soweit zu erhöhen, daß auch zum Öffnen ausreichend Kraft zur Verfügung steht. Dar-The most obvious, but not always most suitable, solution to this problem would simply be to increase the pressure to such an extent that sufficient force is available to open it.

aus folgt aber, daß auch die Verschlußkraft steigt, was. dann wiederum zu einer unter Umständen unerwünscht hohen Spannkraft in Spannstellung führt.However, it follows that the locking force also increases, which in turn leads to an undesirably high clamping force in the clamping position.

Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen doppeltwirkenden Stellzylinder der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß trotz eines hohen Stelldruckes die maximale Spannkraft in einer der beiden Endstellungen auf einen Wert festlegbar ist, der kleiner oder höchstens gleich dem Produkt aus Stelldruck und Kolbenfläche ist.The innovation is therefore based on the task of improving a double-acting actuating cylinder of the type mentioned at the beginning using simple means so that, despite a high actuating pressure, the maximum clamping force in one of the two end positions can be set to a value that is smaller than or at most equal to the product of the actuating pressure and the piston area.

Diese Aufgabe ist mit einem doppeltwirkenden Stellzylinder der eingangs genannten Art nach der Neuerung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.This task is solved with a double-acting actuating cylinder of the type mentioned at the beginning according to the innovation by the features stated in the characterizing part of the main claim. Advantageous further developments arise from the subclaims.

Diese neuartige Ausbildung eines Stellzylinders führt dazu, daß sich der Kolben, wenn der Druck des Druckmediums die Federkraft übersteigt, unabhängig von der Kolbenstange bewegt und keine weitere Kraft in diese einleiten kann. Wesentlich ist dabei, daß sich die Feder an der Kolbenstange selbst abstützt, denn über die Kolbenstange wird die Stellkraft auf eine eventuell nachfolgende Stellmechanik definiert. Wird der Kolben zum Öffnen von der anderen Seite mit dem gleichen Druck beaufschlagt, stützt sich der Kolben bspw. an einem am Ende der Kolbenstange angeordneten Anschlag ab und bewirkt den direkten Kraftschluß zwischen Kolben und Kolbenstange und damit deren Rückstellung. Der "Witz" dabei ist, daß der beaufschlagte Druck trotzThis new design of an actuating cylinder means that when the pressure of the pressure medium exceeds the spring force, the piston moves independently of the piston rod and cannot introduce any further force into it. It is important that the spring is supported on the piston rod itself, because the actuating force is defined by the piston rod on any subsequent actuating mechanism. If the piston is subjected to the same pressure from the other side to open it, the piston is supported, for example, on a stop arranged at the end of the piston rod and causes the direct force connection between the piston and the piston rod and thus their return. The "joke" here is that the applied pressure is maintained despite

kleinerer kolbenstangenseitiger Kolbenringfläche ausreicht, um die Rückstellung mit Sicherheit zu bewirken, weil vorher die Schließkraft bei entsprechendem Druck via Feder kleiner gehalten wurde als sie sich aus dem Produkt von Druck und Kolbenfläche ergeben hätte.smaller piston ring area on the piston rod side is sufficient to ensure that the reset is carried out safely, because previously the closing force at corresponding pressure via the spring was kept smaller than it would have resulted from the product of pressure and piston area.

Der neuartige doppeltwirkende Zylinder und dessen vorteilhafte Weiterbildungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The new double-acting cylinder and its advantageous further developments are explained in more detail below using the graphic representation of exemplary embodiments.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 den Stellzylinder in Spannstellung und im Schnitt als Stellantrieb für eine bspw. mit dargestellte Spannvorri chtung;Fig. 1 the actuating cylinder in clamping position and in section as an actuator for a clamping device shown, for example;

Fig. IA den Kolbenstangenkopf gemäß Fig. 1 in Vorderansicht;
Fig. 2,3 den Stellzylinder in Tiefst- und Zwischenstellung und
Fig. IA the piston rod head according to Fig. 1 in front view;
Fig. 2,3 the actuating cylinder in lowest and intermediate position and

Fig. 4 die Kolbenstange mit Kolben und einer besonderen Ausführungsform der Feder.Fig. 4 the piston rod with piston and a special design of the spring.

Der in Fig. 1 dargestellte doppeltwirkende Stellzylinder besteht wie bisher auch schon aus einem mit Zylinderboden 2 und kopf 3 versehenen Zylinder 1, wobei innerhalb des Zylinders 1 ein mit einer den Zylinderkopf 3 durchgreifenden Kolbenstange 4 verbundener Kolben 5 verschieblich gelagert ist. Wesentlich ist nun, daß der Kolben 5 axial verschieblich auf der Kolbenstange 4 mittels einer Feder 7 gegen einen Anschlag 6, am freien Ende der Kolbenstange 4 gehalten, angeordnet und die Feder 7 gegen ein Widerlager 9 der Kolbenstange 4 im Zylinderinnenraum 10The double-acting actuating cylinder shown in Fig. 1 consists, as before, of a cylinder 1 provided with a cylinder base 2 and head 3, with a piston 5 connected to a piston rod 4 that passes through the cylinder head 3 being slidably mounted within the cylinder 1. It is now essential that the piston 5 is arranged so that it can move axially on the piston rod 4 by means of a spring 7 against a stop 6, held at the free end of the piston rod 4, and that the spring 7 is pressed against an abutment 9 of the piston rod 4 in the cylinder interior 10.

verspannt ist, wobei, bezogen auf die Höchst stellung der Kolbenstange 4 die Gegenflächen 3", 3" des Zylinderkopfes 3 mit dem Widerlager 9 und der Kolbenfläche 5" Distanzspalte 11, 11" begrenzen.is braced, whereby, in relation to the maximum position of the piston rod 4, the counter surfaces 3", 3" of the cylinder head 3 with the abutment 9 and the piston surface 5" limit the distance gaps 11, 11".

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Stellzylinder 1 arbeitet wie folgt, wobei vorab darauf hingewiesen sei, daß die in Fig. 1 mit dargestellte Spannvorrichtung SV nur beispielhaft zu verstehen ist. Die maximale Höchststellung (Ubertotpunktstellung) der Kolbenstange 4 ist durch Anschläge A (siehe Fig. IA) in der Spannvorrichtung SV definiert, an die ein Querbolzen B im Kolbenstangenkopf K anschlägt. Diese Anschläge A können in engen Grenzen einstellbar sein. Zwecks Schließen der Spannvorrichtung SV wird der Zylinder via Anschluß 14 im Zylinderboden 2 mit einem Druck X beaufschlagt, der via Kolben 5 die Kolbenstange 4 anhebt, bis der Spannarm SA am Werkstück W zur Anlage kommt.The actuating cylinder 1 shown in Fig. 1 to 3 works as follows, whereby it should be noted in advance that the clamping device SV shown in Fig. 1 is only to be understood as an example. The maximum top position (over-dead center position) of the piston rod 4 is defined by stops A (see Fig. IA) in the clamping device SV, against which a cross bolt B in the piston rod head K strikes. These stops A can be adjustable within narrow limits. In order to close the clamping device SV, the cylinder is subjected to a pressure X via connection 14 in the cylinder base 2, which raises the piston rod 4 via piston 5 until the clamping arm SA comes to rest on the workpiece W.

Während des Hubes bis dahin (siehe Fig. 3) ändert sich an der Stellung des Kolbens 5 zur Kolbenstange 4 nichts, da die Feder 7 das Widerlager 9 gegen die Schulter 4" der Kolbenstange 4 und den Kolben 5 gegen den Anschlag 6 verspannt hält. Ist die Anlage des Spannarmes SA am Werkstück W erreicht, wird der Kolben 5 etwas angehoben, d.h., die Weiterverstellung in Ubertotpunktstellung erfolg nunmehr ausschließlich mit Federkraft, die so eingestellt ist, daß sie etwas kleiner ist als die erforderliche Kraft zur Rückstellung aus der Ubertotpunktstellung, für die ja berücksichtigt werden muß, daß dem Rückstelldruck (beaufschlagt via Anschluß 14") nur eine um den Kolbenstangen-During the stroke up to that point (see Fig. 3), the position of the piston 5 relative to the piston rod 4 does not change, as the spring 7 holds the abutment 9 against the shoulder 4" of the piston rod 4 and the piston 5 against the stop 6. Once the clamping arm SA has been reached against the workpiece W, the piston 5 is raised slightly, i.e. the further adjustment to the over-dead center position is now carried out exclusively by spring force, which is set so that it is slightly smaller than the force required to return from the over-dead center position, for which it must be taken into account that the return pressure (applied via connection 14") is only subject to a force around the piston rod.

querschnitt reduzierte Kolbenfläche im Zylinderraum 10 zur Verfugung steht.cross-section reduced piston area is available in the cylinder chamber 10.

Beim Ganzen ist also dafür gesorgt, daß keine unerwünscht hohe Spannkraft auf das Werkstück aufgebracht wird, sondern nur die, die sich aus der Federkraft ergibt und dies unabhängig davon, um welches Maß der beaufschlagte Druck diese Federkraft übersteigt, welcher Druck dann aber auf jeden Fall die Rückstellung an der Übertotpunktstellung mit Sicherheit bewirkt.The whole thing therefore ensures that no undesirably high clamping force is applied to the workpiece, but only that which results from the spring force, regardless of the extent to which the applied pressure exceeds this spring force, but which pressure then in any case causes the return to the over-center position with certainty.

Um die Feder 7 gut geführt unterbringen zu können, sind vorteilhaft sowohl der Kolben 5 als auch der Zylinderkopf 3 mit offen gegeneinander gerichteten Eintiefungen 12, 12" zur Aufnahme der Feder 7 und des Widerlagers 9 versehen. Ferner ist zweckmäßig das Widerlager 9 in Form einer Ringscheibe 9' an einer Schulter 4" der Kolbenstange (4) angelegt.In order to be able to accommodate the spring 7 in a well-guided manner, both the piston 5 and the cylinder head 3 are advantageously provided with open recesses 12, 12" directed towards one another for receiving the spring 7 and the abutment 9. Furthermore, the abutment 9 is expediently placed in the form of an annular disk 9' on a shoulder 4" of the piston rod (4).

Außerdem, und wie dargestellt, ist die Ringscheibe 9' Teil eines in die als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder 7 eingreifenden Federstützkörper 13, was dann nicht in Betracht zu ziehen ist, wenn, dies ist auch möglich, die Feder 7 in Form eines elastischen Puffers 1" (siehe Fig. 4) ausgebildet wird.In addition, and as shown, the annular disk 9' is part of a spring support body 13 engaging in the spring 7 designed as a helical compression spring, which need not be taken into account if, as is also possible, the spring 7 is designed in the form of an elastic buffer 1" (see Fig. 4).

Claims (5)

(17. 850) Schutzansprüche:(17, 850) Protection claims: 1. Doppeltwirkender Stellzylinder, insbesondere für Kniehebelspannvorrichtungen,
bestehend aus einem mit Zylinderboden (2) und -kopf (3) versehenen Zylinder (1), wobei im Zylinder (1) ein mit einer den Zylinderkopf (3) durchgreifenden Kolbenstange (4) verbundener Kolben (5) angeordnet ist,
1. Double-acting actuating cylinder, especially for toggle lever clamping devices,
consisting of a cylinder (1) provided with a cylinder base (2) and head (3), wherein a piston (5) connected to a piston rod (4) passing through the cylinder head (3) is arranged in the cylinder (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (5) axial verschieblich auf der Kolbenstange (4) mittels einer Feder (7) gegen einen Anschlag (6), am freien Ende der Kolbenstange (4) gehalten, angeordnet und die Feder (7) gegen ein Widerlager (9) der Kolbenstange (4) im Zylinderinnenraum (10) verspannt ist, wobei, bezogen auf die Höchststellung der Kolbenstange (4), die Gegenflächen (3', 3") des Zylinderkopfes (3) mit dem Widerlager (9) und der Kolbenfläche (5') Distanzspalte (11, 11') begrenzen.
characterized,
that the piston (5) is arranged axially displaceably on the piston rod (4) by means of a spring (7) against a stop (6) held at the free end of the piston rod (4), and the spring (7) is braced against an abutment (9) of the piston rod (4) in the cylinder interior (10), wherein, based on the highest position of the piston rod (4), the counter surfaces (3', 3") of the cylinder head (3) with the abutment (9) and the piston surface (5') delimit spacer gaps (11, 11').
2. Stellzylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
2. Actuating cylinder according to claim 1,
characterized,
daß sowohl der Kolben (5) als auch der Zylinderkopf (3) mit offen gegeneinander gerichteten Eintiefungen (12, 12') zur Aufnahme der Feder (7) und des Widerlagers (9) versehen sind.that both the piston (5) and the cylinder head (3) are provided with open recesses (12, 12') facing each other for receiving the spring (7) and the abutment (9).
3. Stellzylinder nach Anspruch 1 oder 2,3. Actuating cylinder according to claim 1 or 2, • ·· dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (9) als Ringscheibe (9') an eine Schulter (4') der Kolbenstange (4) angelegt ist.characterized in that the abutment (9) is arranged as an annular disk (9') on a shoulder (4') of the piston rod (4). 4. Stellzylinder nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (9') Teil eines in die als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder (7) eingreifenden Federstützkörpers (13) ist.
4. Actuating cylinder according to claim 3,
characterized in that the annular disc (9') is part of a spring support body (13) engaging in the spring (7) designed as a helical compression spring.
5. Stellzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7) in Form eines elastischen Puffers (7') ausgebildet ist.5. Actuating cylinder according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring (7) is designed in the form of an elastic buffer (7').
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Effective date: 20050812

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