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Stanzzylinder zum pneumatischen Hin und Herbewegen des beweglichen
Teils einer Stanzform Die Erfindung betrifft einen Stanzzylinder zu pneumatischen
Hin- und Herbewegen des beweglichen Teils einer Stanzforni.
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derartige Stanzzylinder bestehen aus einem Zylinderkörper und einem
darin verschiebbaren Kolbens dessen Kolbenstange das bewegliche Teil der-Stanzform
tragt. Beiderseits des Kolbens sind am Zylinderkörper Anschlüsse zur wahlweisen
Zuleitung von Druckluft bzw. zur Entlüftung vorgesehen, um durch wechselweise Druckluftzuführung
bzw. Entlüftung den Stanzhub bzw. den Rückhub hervorzurufen.
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Bei bekannten pneumatischen Stanzzylindern dieser Art, wie auch bei
vielen anderen Pfleumatikzylindern, wird auf der einen Seite des Kolbens dessen
gesamte Fläche und auf seiner anderen Seite diese Gesamtfläche, vermindert um die
Fläche der Kolbenstange, mit Druckluft beaufschlagt bzw. entlüftet. Da auch die
für den Rückhub erforderliche Druckluftmenge ziemlich groß ist, ist der Druckluftbedarf
solcher Stanzzylinder ziemlich hoch, ebenso auch die beim Stanzhub vom kolbenstangenseitigen
Raum des Kolbens zu entlüftende Luftmenge. Ersteres erhöht den Energiebedarf, letzteres
den Zeitaufwand pro Stanzvorgang.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Druckluftbedarf und
den Zeitaufwand pro Stanzhub eines solchen Stanzzylinders herabzusetzen; zumindest
ersteres ist in Rahmen der angestrebten Energieeinsparungen von großer Wichtigkeit.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dag in der kolbenstangenseitigen
Stirnwand des Zylinderkörpers, über den Umfang gleichmäßig verteilt, mindestens
drei zur Zylindermittellinie parallele, zu dieser exzentrische kleine Zylinder mit
Kolben, die mit der Druckluftzuleitung für den Kolben-Rückhub sowie mit Entlüftungsleitungen
verbindbar sind, zur Rückbewegung des Stanzzylinder-Kolbens vorgesehen sind.
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Mindestens drei solcher kleiner Zylinder sind deshalb vo#rgesehen,
um ein Verkanten des Stanzzylinder-Kolbens während seines Rückhubs zu verhindern.
Diese kleinen Zylinder reichen, wie die Erfahrung überraschenderweise gezeigt hat,
für die Erzielung des Rückhubs völlig aus, benötigen aber nur einen Bruchteil der
Druckluftmenge, die sonst erforderlich war, um den Raum unterhalb des Kolbens, also
Kolbenfläche abzüglich Fläche der Kolbenstange, mit Druckluft zu beaufschlagen.
Auch die beim Stanzhub zu entlüftende Luftmenge ist wesentlich qeringer, der Stanzhub
erfolgt daher schneller, und auch während des Stanzhubs wird deshalb Druckluft für
die Beaufschlagung der kompletten Kolbenfläche gespart. Beides führt auch zu einer
Beschleunigung sowohl des Stanzhubs als auch des Rückhubs. Die Lufteinsparung kann
bis zu 40X, gegenüber vergleichbaren anderen Stanzzylindern, betragen.; Die Einleitung,
das heißt also der Beginn, des Stanzhubs erfolgt üblicherweise durch ein von Hand
oder mit den Fuß vom Bedianungsmann betätigtes Ventil, ebenso die Umschaltung zwecks
Einleitung des Rückhubs. Dabei ergeben. sich gewisse Zeitverluste und auch ein gewisser
Druckluft-Mehrbedarf, weil die für den Stanzhub mit Druckluft beaufschlagte Kammer
des Zylinderkörpers unter Umständen länger als unbedingt notwendig mit Druckluft
qespeist und mit mehr Druckluft aufgeladen wird, als dies zeitlich eigentlich notwendig
wäre. In Weiterverfolgung der rrfinduna zugrunde liegenden Aufgabe wird daher zusätzlich
vorgeschlden, daß in derkolbenstangenseitigen
Stirnwand des Zylinderkörpers
ein entgegen der Stanzhub-Richtung des Kolbens federbelastetes Umschaltventil angebracht
ist, dessen Stößel bei auftreffen des Kolbens am Ende seines Stanzhubs die Entlüftung
des Zylinderraums und die Zuführung von Druckluft zu den kleinen Kolben-Rückführzylindern
bewirkt. Hierdurch wird also ein besonderer Bedienungsschritt zur Herbeiführung
des Rückhubs überflüssig gemacht, und die Umschaltung von Stanzhub auf Rückhuberfolgt
praktisch gänzlich verzögerungsgrei, nämlich genau am Ende des Stanzhubs. Hierdurch
werden der Zeitaufwand pro Stanzvorgang und auch, aus den genannten Gründen5 der
Druckluftverbrauch pro Stanzvorgang herabgesetzt.
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Die Geschwindigkeit des Stanzvorgangs und des Rückhubs und auch der
Druckluftverbrauch> werden auch durch zwischen dem Stanzzylinder-Kolben und dem
Zylinderkörper vorgesehen e Dichtungsringe, wie sie in der verschiedensten Art bei
bekannten Stanzzylindern vorgesehen sind, heraufgesetzt, weil die hiermit verbundenen
Reibungskräfte überwunden werden müssen. Auch ergibt sich an diesen Teilen unvermeidbarerweise
ein eben durch diese Reibung hervorgerufener Verschleiß. Um auch in dieser Beziehung
den Druckluftverbrauch und den Zeitaufwand pro Stanzvorgang zu verringern7 wird
in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Kolben gegenüber dem
Zylinderkörper Spiel aufweist und auf seiner der Kolbenstange abgewandten Seite
durch eine flexible, vorzugsweise aus Kunststoff bestehende kreisrunde Membran abgedeckt
ist, die den (normalerweise nicht sehr großen) Stanzhub aufzunehmen in der Lage
ist und deren Außenrand zwischen dem Zylinderkörper und seinem Deckel dichtend festgeklemmt
ist, was zum Beispiel durch über den Umgang des Zylinderkörpers gleichmäßig verteilte
Schrauben zu verwirklichen ist. Diese Membran hat die Wirkung einer vollstandigen
Abdichtung zwischen dem jeweils mit Druckluft beaufschlagten und den entlüfteten
Raum im Zylinderkörpers hat aber keinerlei Reibungsverluste.
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Die Uduerhafttgkeit solcher Membranen ist bei (##Itir zur Ver fügung
stehenden Kunststoffen, bei geeigneter Auswahl, sehr hoch. Eine solche Membran muß
jedenfalls viel seltener ausgewechselt werden, als mit Reibung behaftete Abdichtungsringe
zwischen Kolben und Zylinderkörper, Für die pneumatische Steuerung eines Stanzzyinders
nach der Erfindung eignet sich, in weiterer Ausbildung derselben, besonders eine
Konstruktion, die gekennzeichnet ist durch 'ein in der einen Richtung von dem Umschaltventil
in der kolbenstangenseitigen Stirnwand des Zylinders und in der anderen Richtung
von einem von Hand oder mit dem Fuß betätigten Startventil betätigtes Impulsventil
, welches in seiner einen durch das Startventil bewirkten Einstellung die Zuführung
von Druckluft zur Stanzhub Seite des Kolbens und die Entlüftung der Mehrzahl von
kleinen Rückführkolben und in seiner anderen, durch das Ventil in der kolbenstangenseitigen
Stirnwand des Zylinderkörpers bewirkten Einstellung, umgekehrt, die Zuführung von
Druckluft zu den kleinen Rückführkolben und die Entlüftung der Stanzhub-Seite des
Kolbens bewirkt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, mehr
oder weniger stark schematisiert, dargestellt Figur 1 zeigt einen Schnitt durch
den gesamten Stanzzylinder, der so gelegt ist, daß er auf der linken Seite durch
einen der kleinen Rückführkolben und auf der anderen Seite durch das Umschaltventil
im Boden des Zylinderkörpers hindurchgeht.
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Figur 2 zeigt einen pneumatischen Schaltplan zur Steuerung des Stanzzylinders.
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Der Zylinderkörper des Stanzzylinders ist mit 1 bezeichnet, er ist
über Schrauben 2 mit einem Flansch 3 verbunden, der seinerseits über Schrauben,
die durch die Bohrungen 4 hindurchgehen, mit der Stanzmaschine verbunden werden
kann. Der Zylinderdeckel ist mit 5 bezeichnet. Der Zylinderdeckel 5 ist über Schrauben
6 mit dem Zylinderkörper 1 verschraubt; zwischen diesen beiden Teilen ist eine flexible'
aus Kunststoff bestehende Membran 7 mit ihrem-AuBenrand dichtend festgeklemmt. Diese
Membran liegt oberhalb eines Kolbens 8, den man, weil er Spiel gegenüber der Innenwand
des Zylinderkor-.pers 1 aufweist, auch als Kolbenplatte bezeichnen kann. Die Kolbenplatte
8 trägt eine Kolbenstange 9, die in einer zum Beispiel aus PVC-Hartkunststoff bestehenden
Führungsbüchse lo im Boden 11 des Zylinderkörpers 1 verschiebbar #elaqert ist und
an derem unteren Ende in der üblichen Art und Weise das bewegliche Teil eines Stanzwerkzeugs
zu befestigen ist.
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Die Druckluftzuführung für den Stanzhub erfolqt über eine im Zylinderdeckel
5 vorgesehene mittige Anschlußbohrung 12. Die Rückführung erfolgt über mindestens
drei (nur einer in der Zeichnung dargestellt) kleine Kolben 13 , die über den Umfang
des Zylinderkörpers 1 gleichmäßig verteilt sind und die mit einer Abdichtmanschette
14 versehen sind. Die Druckluftzuleitungen zu den kleinen Kolben 13, deren Zylinder
mit 15 bezeichnet ist, beziehungsweise die Entlüftung der Zylinderräume dieser kleinen
Kolben erfolgt über eine Anschlußleitung 16.
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In den Boden 11 des Zylinderkörpers 1 ist ein Umschaltventil 17 eingebaut,
welches zwei Anschlußleitungen 18 und 19 steuert.
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Der Stößel dieses Umschaltventils 17, das durch eine nicht näher
dargestellte Feder in Richtung nach oben belastet ist, steht geringfügig über die
Oberseite des Bodens 11 des Zylinderkörpers 1 vor, so daß die Kolbenplatte 8 zu
Ende des Stanzhubs auf diesen Stößel auftrifft und somit die Umschaltunq des
Umschaltventils
17 aus der einen in die andere Stelluna bewirkt. Die Funktion sowohl dieses Unlschall
tvcnti S <tisAuch der von ihm gesteuerten Leitung 18 und 19 wird nachstehend
irs Zusammenhang mit der gesamten pneumatischen Steuerun des Stanzzylinders, welcher
auch die Steuerung der Leitungen 12 und 16 umfaßt, anhand des pneumatischen Schaltplans
nach Figur 2 beschrieben und erläutert.
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In dem pneumatischen Schaltbild nach Figur 2 sind die voraesehenen
Ventile nach den üblichen, hierfür gültigen Zeichnungsnormen dargestellt. Das in
den Boden 11 des Zylinderkörpers 1 eingebaute Ventil ist im oberen Teil der Figur
2, wo der Stanzzylinder insgesamt schematisch dargestellt ist,-mit b bezeichnet,
sein Stößel mit 20. Dieses Ventil ist aber in seiner Funktion und Einschaltung in
den pneumatischen Schaltkreis rechts unten in Figur 2 nochmals dargestellt und dort
auch mit b bezeichnet. Seine Feder hat die Ziffer 21. Die Druckluftquelle der gesamten
pneumatischen Steuerung ist mit 22 bezeichnet, das ebenfalls mit einer Feder belastete,
pro Stanzhub zu betätigende Startventtl mit 23. Dieses Startventil bewirkt über
eine gestrichelt eingezeichnete Leitung 24 die Auslösung des Stanzhubs, das Ventil
b über eine Leitung 25 die Auslösung des Rückhubs, und zwar beides über ein Impulsventil
26. Der Druckluftanschluß dieses Irnpuisventils 26 ist mit P bezeichnet, seine Entlüftungsleitung
mit R. Die beiden Zuleitungen 24 und 25 zum Impulsventil 26 sind außerdem auch noch
mit Y beziehungsweise mit Z bezeichnet. Die beiden Zuleitungen vom Impulsventil
26 zum Stanzzylinder, also die Leitungen 12 und 16, sind außerdem normgemäß mit
A und B bezeichnet.
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