DE3011312A1

DE3011312A1 - Umlaufender kraftspannzylinder

Info

Publication number: DE3011312A1
Application number: DE19803011312
Authority: DE
Inventors: Günter 4322 Sprockhövel Heckmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1980-03-24
Publication date: 1981-10-01

Description

"Umlaufender Kraftspannzylinder"
(Zusatz zu Patent ... (Anmeldung P 30 o8 333.1)) Das Hauptpatent betrifft einen umlaufenden Kraftspann zylinder mit den im Oberbebriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen. Ein solcher Kraftspannzylinder wird nur mit Druckimpulsen angesteuert, da während des Spindelumlaufs der Druck von den Rückschlagventilen gehalten wird. Das Hauptpatent schlägt darüberhinaus noch eine Meßeinrichtung für etwaige Lecks im Spannzylinder vor, so daß ein solcher Zylinder ein hohes Maß an Sicherheit aufweist.
Die herkömmlichen Zuführungs- oder Steuergehäuse bedürfen einer Neukonzeption, um sie für diese Art von Spannzylinder brauchbar zu machen, insbesondere um sich#rzustellen, daß während des Umlaufs keinerlei Gleitberührung zwischen dem Steuergehäuse und den umlaufenden Tälen (Kolbenstange, Eventuell Rückschlagventilhülse) vorliegt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derart ausgebildetes Steuergehäuse zu schaffen.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Man erkennt, daß hier das axialbewegliche Element des Steuergehäuses zunächst bei Druckimpulsansteuerung eine Axialbewegung ausführt, die es erst nach einer gewissen Laufstrecke in Abdichtverbindung mit der Kolbenstange bringt. Und erst wenn diese Verbindung hergestellt ist, kann der Druck eingesteuert werden. Bei Abschaltung des Drucks geht das bewegliche Element, hier der Differentialkolben, durch Federeinwirkung in seine Ausgangsposition zurück, in der er wieder von der Kolbenstange freigekommen ist.
Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt im Axialschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel. Die Ausbildung des Kraftspannzylinders 10 mit Spannkolben 12 und eingebauten gesteuerten Rückschlagventilen 14, 16 braucht nicht erläutert zu werden, da hier der übliche Aufbau vorliegen kann.
Das Zuführungs- oder Steuergehäuse umfaßt einen mittels Kugellagern 16, 18 auf der Kolbenstange 20 abgestützten, nichtumlaufenden Hohlzylinder 22 mit Anschlüssen 24 und 26, die mit Druckimpulsen beaufschlagbar sind (über eine nicht dargestellte, konventionelle Ventilanordnung) sowie mit einem Druckmediumrücklauf 28, der nur bei Hydraulikzylindern zu einem T alnk zurückgeführt wird.
In der Ausdrehung des Hohlzylinders 22 sind gleitbeweglich in Axiffrichtung zwei Differentialkolben 30 und 32 aufgenommen. An den einander zugewandten Enden haben die Differentialkolben 30, 32 größeren Durchmesser, an den anderen Enden kleineren, so daß eine Ringkolbenfläche 34 gebildet wird; entsprechend ist der Innendurchmesser des Hohlzylinders 22 abgestuft. Die so gebildeten Ringzylinderräume 36 sind gegen den Hohlzlyinder 22 mittels O-Ringdichtungen 38 und 40 abgedichtet. In diesen Ringzylinderraum münden jeweils die Anschlüsse 24 bzw. 26.
Von ihm führt eine radiale Druckleitung 42 zu der jeweils zugeordneten Zufuhrleitung 43 bzw. 44, die mit den Rückschlagventilen verbunden sind.
Der Differentialkolben 32 ist in der Zeichnung druckentlastet. Eine Federanordnung 46 - die hier nur symbolisch angedeutet ist - ist zwischen beiden Differentialkolben eingespannt und drückt den Kolben 32 in seine druckentlästete Endstellung. Dabei liegt er bei 48 an der Abstufung des Hohlzylinders 22 an; sein kleinster Durchmesser hat dabei immer noch einen hinreichenden Abstand von der Kdlbenstange 20, daß keine Berührung erfolgt. Im Betrieb, wenn also Druck in den Spannzylinder eingesteuert ist und beide Differentialkolben drucklos sind, stehen beide Differentialkolben in dieser Endstellung, der Kolben 30 also auch in seiner Endstellung ganz links in der Zeichnung. Dieser Kolben ist jedoch im Zeitpunkt der Druckimpulsansteuerung dargestellt: Der Druck im Ringzylinderraum 36 hat den Kolben gegen die Wirkung der Feder 46 verschoben, wobei sein kleinster Innendurchmesser den auf der Kolbenstange vorgesehenen0-Ring So überlaufen hat und damit eine abdichtende Verbindung mit dieser hergestellt hat. In seiner (gezeichneten) Endstellung ist schließlich der Differentialkolben 30 auf einen abdichtenden O-Ring 52 aufgelaufen, der in einen Bund 54 der Kolbenstange 20 eingebettet ist. Das Druckmedium kann nur über Bohrung 42 einströmen.
Der jeweils druckentlastete Kolben stellt auch über eine achsparallele Bohrung 56 die Verbindung zu den Räumen zwischen Differentialkolben und Kugellagern 16 bzw. 18 her. Die Elemente der Drucküberwachung sind in dieser Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen weggelassen.
Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, daß innerhalb der Differentialkolben noch eine Hülse 60 axialverschieblich vorgesehen ist, die die Dichtringe 52' trägt und zusammen mit in die Kolbenstange eingebetteten Lippen-Ringen 62 und einem O-Ring 64 die gesteuerten Rückschlagventile bildet. Man erkennt auch etwas deutlicher die Federanordnung, die zwischen den beiden Kolben wirksam ist: Es sind jeweils drei Schraubenfedern in Umfangsrichtung gleichförmig verteilt vorgesehen, die auf einer lose in den Differentialkolben gleitbeweglichen Stange 66 gegen Ausknicken geschützt angeordnet sind.
Die Druckmeßanordnung mit Hilfskolben 68 und Vorspannfeder 70 sowie Fühler 72 braucht nicht näher erläutert zu werden.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die zwischen den beiden Differentialkolben wirkende Federanordnung von einer einzigen Schraubenfeder 80 gebildet. Ferner sind hier die Lippen-Ringe 82 und zwei O-Ringe 84, die mit der Hülse 86 die gesteuerten Rückschlagventile bilden, in der Hülse selbst untergebracht. Die Drucküberwachungseinrichtung umfaßt in der Wandung der hohlen Kolbenstange 20' untergebrachte Hilfskolben 80, die an einen verschieblichen Jochring 9o angekoppelt sind.
Es ist anzumerken, daß in den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 die Rückschlagventil hülse mit dem Spannkolben umläuft und in der jeweils durch den Differentialkolben vorgegebenen Stellung stehenbleibt, während der letztere wieder in seine axiale drucklose Endstellung zurückgeht.

Claims

Patentansprüche Umlaufender, doppeltwirkender Kraftspannzylinder Werkzeugmaschinen mit durch gesteuerte Rückschlagventile bewirkter Druckhaltung, der über zwei Dreiwegeventile mit geschlossener Ausgangsstellung nur im Stillstand umsteuerbar ist, in dem zwischen dem nichtumlaufenden Steuergehäuse und dem umlaufenden Teil radial verformbare Dichtungen nur während der Druckfluideinsteuerung die Verbindung der Spannzylinderräume mit der Druckmittelquelle herstellen, wobei eine Drucküberwachungseinrichtung vorgesehen ist, die ein mit umlaufendes, axialverschiebliches Druckmeßglied und ein stationäres Abfühlglied für die jeweilige Position des Meßgliedes umfaßt, und wobei auf der Kolbenstange ein nichtumlaufendes Steuergehäuse mit einem axialverschieblichen Element abgestützt ist, nach Patent 30 o8 333, dadurch gekennzeichnet, daß das axialverschiebliche Element einen Differentialkolben (30, 32) umfaßt, der - wenn er druckentlastet ist - von einer Federanordnung (46, 66, 80) in einer axialen Endstellung gehalten ist, in der er im Abstand von der Kolbenstange (20, 20') ist, bei Druckimpulsansteuerung aber eine Axialbewegung gegen die Federvorspannung ausführt und dabei in Abdichtverbindung mit der Kolbenstange gelangt und erst in dieser die Durchflußverbindung (24-36-42-43) zwischen dem druckangesteuerten Anschluß (24) des Steuergehäuses (22) und der betreffenden Druckzuleitung (43) des Spannzylinders (10) freigibt.
2. Kraftspannzylinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei von der Federanordnung im Axialabstand gehaltene Differentialkolben (30, 32), von denen jeder einer der Druck zuleitungen zu den Spannzlyinderräumen zugeordnet ist.
3. Kraftspannzylinder nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialanschläge (48) für die drucklose Position des Differentialkolbens am Steuergehäuse ausgebildet sind.
4. Kraftspannzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Axialanschläge (52, 52') für die druckbelastete Endposition des Differentialkolbens an der Kolbenstange (20) ausgebildet sind.
5. Kraftspannzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialanschlag an der Kolbenstange zugleich als Abdichtung (52, 52') ausgebildet ist.
6. Kraftspannzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (20) einen Umfangsdichtring (50) aufweist, der von dem Differentialkolben bei Druckansteuerung mit einer Gegenfläche überlaufen wird.
7. Kraftspannzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kolbenstange ein mitumlaufendes Rückschlagventil vorgesehen ist, das von dem Differentialkolben angesteuert wird und den abdichtenden Axialanschlag (52') aufweist.