DE3333233A1

DE3333233A1 - Drive for deforming and blanking machines

Info

Publication number: DE3333233A1
Application number: DE19833333233
Authority: DE
Inventors: Ernö Dipl.-Ing. Csovak; Istvan Dipl.-Ing. Kovacs; Istvan Dipl.-Ing. Nagy; Pal Dipl.-Ing. Budapest Nyulasz
Original assignee: BUDAPESTI MUESZAKI EGYETEM; Gepipari Technologiai Intezet; Koho es Gepipari Miniszterium
Current assignee: BUDAPESTI MUESZAKI EGYETEM; Gepipari Technologiai Intezet; Koho es Gepipari Miniszterium
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1983-09-14
Publication date: 1985-03-28

Abstract

A pneumo-mechanical drive for machine tools using impact energy with a piston which transmits the impact energy to a tool, is movable in a cylinder and has a mechanism which initiates the mechanical work necessary for the impact energy and a triggering device has already been proposed. The further development according to the invention provides for the piston to be freely mounted in the cylinder, the mechanism to be forcibly connected to the cylinder and the compression chamber of the cylinder to be connected to the air chamber of the triggering device.

Description

ANTRIEB FUR USFORM- UND ZERTEILMASCHINEN Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumomechanischen Antrieb von Werkzeugmaschinen, die die Antriebskraft in Fort von Schlagenergie erhalten. Solche Werkzeugmaschinen sind z. B. die Utfor- und Zerteilmaschinen. Gegenstand der Erfindung sind noch die besonders in diesen Antrieben günstig anwendbaren Dichtungen, mit welchen zwei Räumen mit grossem Druckunterschied abgedichtet getrennt werden können. Der erfindungagemässe Antrieb kann am vorteilhaftesten mit Zerteil- und Umformmaschinen mit grosser Arbeitsgeschwindigkeit angewendet werden. DRIVE FOR MOLDING AND CUTTING MACHINES The invention relates on a pneumomechanical drive of machine tools, which provides the driving force received in fort from impact energy. Such machine tools are z. B. the Utfor- and cutting machines. The invention also relates to those in particular Seals that can be used favorably for drives, with which two spaces with a large pressure difference sealed can be separated. The drive according to the invention can be most advantageous be used with cutting and forming machines with high working speed.

Bei den mit grosser Geschwindigkeit arbeitenden Maschinen wird eine Schlaggeschwindigkeit von 10 bis 50 m/9 gewählt. Die bekannten Antriebe dieser Art haben einen die Schlagenergie zu einem Werkzeug leitenden, in einem Zylinder bewegbaren Kolben, einen die zu der Schlagenergie notwendige mechanische Arbeit hineinleitenden, den Zylinder und den Kolben zueinander bewegenden Mechanismus und eine den Arbeitszyklus bestimmende Auslösevorrichtung. With the machines working at high speed, a Impact speed of 10 to 50 m / 9 selected. The known drives of this type have a tool that conducts the impact energy to a tool and is movable in a cylinder Piston, a mechanical work that is necessary for the impact energy, the mechanism moving the cylinder and the piston towards each other and one the duty cycle determining triggering device.

Bei den bekannten Lösungen ist der Betrieb mit beträchtlichem Druckgasverbrauch verbunden. In der ersten Ar;£4zgab9se wird der Kolben mit dem Druckgas b<-wegt, aufgehoben, die dazu benötigte Luftgasmenge wird. aber in der zweiten Arbeitsphase in die freie Luft ausgeblasen. Diese Menge ouss zur Wiederholung der ersten Arbeitsphase nachgespeist werden. The known solutions operate with a considerable consumption of compressed gas tied together. In the first phase the piston is moved with the compressed gas canceled, the amount of air gas required for this is. but in the second phase of work blown into the open air. This amount ouss to repeat the first work phase be replenished.

Zu den mit der Arbeitsweise der bekannten Antriebe verbundenen Gasverlusten keimen noch die durch die Dichtungen entweichenden Leckverluste, die ebenso nachgespeist werden sollen. Es wird damit eine Druckgesversorgungsanlage mit grosser Leistung benötigt, deren Arbeits-und Installationskosten eine grössere Investition darstellen. The gas losses associated with the operation of the known drives the leakage losses escaping through the seals still germinate, which are also replenished should be. It thus becomes a high-performance pressure supply system required, the labor and installation costs of which represent a major investment.

Die mit den bekannten Antrieben verbundene andere Art der Schwierigkeiten entstammt von dem Mechanismus, mit dem die zu der Schlagenergie nötige mechanische Arbeit in die Antriebe hineingeleitet wird. Der Mechanismus muss nach der "Aufspannung" des Systems, aber vor dem Schlagen (Auslösen) von der mähe des Antriebes entfernt werden, um seine Beschädigung zu vermeiden. The other type of difficulty associated with the known drives comes from the mechanism with which the mechanical Work is directed into the drives. The mechanism must after the "clamping" of the system, but away from the mowing of the drive before striking (triggering) to avoid damaging it.

Diese konstruktionsabhängigen Nachteile - die im Zusammenhang mit den Figuren noch ausfuhrlicher erläutert werden - erlauben es nicht, die bekannten Antriebe auch mit solchen, die Schlagenergie benutzenden Werkzeugmaschinen anzuwenden, die mit grosser Geschwindigkeit arbeiten. These design-related disadvantages - those related to the figures are explained in more detail - do not allow the known To use drives with machine tools that use impact energy, that work at great speed.

Aufgabe der Erfindung ist neben dem Eliminieren der Nachteile der bekannten Lösungen die Schaffung eines pneumo-mechanischen Antriebes für Schlagenergie benutzende Werkzeugmaschinen, mit dem die Hochgeschwindigkeits-Ar-Arbeitsweise verwirklicht, die konstruktionsabhängigen, mit jedem Arbeitszyklus verbundenen Druckgasverluste vermieden, damit die Umform- und Zerteiltechnologie wirtschaftlicher gemacht werden kann. The object of the invention is, in addition to eliminating the disadvantages known solutions the creation of a pneumo-mechanical drive for impact energy using machine tools with which the high-speed Ar operation is realized, the design-dependent pressure gas losses associated with each work cycle avoided, so that the forming and cutting technology can be made more economical can.

Die erfindungsgemässe Weiterentwicklung besteht nun darin, dsss der Kolben in dem Zylinder frei gelagert ist. Der die mechanische Arbeit hineinleitendeMechenismus steht im weiteren mit dem Zylinder des Antriebes in Zwangsverbindung. Der Kompressionsraum des Zylinders ist schliesslich mit dem Luftsraum der Auslösevorrichtung des Antriebes verbunden. Die grösste Bedeutung dieser Lö- sung entspringt aus den Merkmalen, dass der Kolben frei gelagert ist, d. h. mit keinem Bauteil, der seine Bewegung behindern könnte, verbunden ist und dass der Mechanismus nicht mit dem Kolben, sondern mit dem Zglinder und zwar damit fest verbunden ist. The further development according to the invention now consists in dsss the Piston is freely supported in the cylinder. The mechanism leading into mechanical work is also in positive connection with the cylinder of the drive. The compression room of the cylinder is finally with the air space of the triggering device of the drive tied together. The greatest importance of this sung arises from the features that the piston is freely supported, d. H. with no component that could hinder its movement and that the mechanism is not connected with the piston, but with the Zglinder and that is firmly connected to it.

Erfindungsgemäss ist es vorteilhaft, den Zylinder mindestens teilweise doppelwandig auszubilden. Zu diesem Zwecke kann in dem Zylinder eine Innenwand des Zylinders mit Spielsitz anschliessenden Buchse angeordnet sein, in deren Wandung mindestens eine langgestreckte Öffnung vorgesehen ist, und der Luftraum der Auslösevorrichtung kann durch diese mindestens eine Öffnung mit dem Kompressionsraum des Zylinders verbunden sein. According to the invention it is advantageous to at least partially to train double-walled. For this purpose, an inner wall of the cylinder in the cylinder Cylinder be arranged with a play fit adjoining socket, in the wall at least one elongated opening is provided, and the air space of the triggering device can through this at least one opening with the compression chamber of the cylinder be connected.

Einfache Aufbau kann realisiert werden, wenn - erfindungsgemäss - die Auslösevorrichtung in dem Zglinderkopf angeordnet wird. Die Auslösevorrichtung kann ein als eine den Zylinderkopf durchgehende Buchse ausgebildetes Gehäuse haben, das länger ist, als die Länge der Arbeitsbewegung der Auslösevorrichtung. In dem Bolzen kann ein Rückschlagventil angeordnet sein. Zur Verbindung des Luftraumes der Auslösevorrichtung mit dem Kompressionsraum des Zylinders kann der Kompressipnsraum an diesem Rückschlagventil angeschlossen sein. Das mit der Auslösevorrichtung zusammenwirkende Ende des Kolbens kann in diesem Falle mit einer in der Buchse angeordneten Dichtung gegenüber dem Zylinderkopf abgedichtet sein. In der Buchse können mehrere, miteinander parallele und equidistanzierte Öffnungen vorgesehen sein. A simple structure can be realized if - according to the invention - the triggering device is arranged in the Zglinderkopf. The trigger device can have a housing designed as a bushing through the cylinder head, which is longer than the length of the working movement of the trip device. By doing A check valve can be arranged on the bolt. To connect the airspace the release device with the compression chamber of the cylinder can be the compression chamber be connected to this check valve. The cooperating with the release device In this case, the end of the piston can be fitted with a seal arranged in the bushing be sealed against the cylinder head. In the socket can be several, with each other parallel and equidistant openings may be provided.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das dem Zylinderkopf gegenüberliegende Ende des Zylinders mit einem Deckel agbeschlossen sein, wobei der Abschlu9S-deckel, der Zylinder und die Buchse bei ihrer gemeinsamen Berührungslinie mit einer Dichtung abgedichtet sind. In an advantageous embodiment, this can be the cylinder head opposite end of the cylinder be closed with a lid, wherein the closing cover, the cylinder and the bushing at their common line of contact are sealed with a seal.

Das Rückschlagventil kann erfindungsgemäss mit einem Führungsprisma versehen sein, an dessen Schaft eine Ventilfeder angeordnet ist, Der Antrieb kann mit einem doppelwirkenden Aufladeventil versehen sein. According to the invention, the check valve can be provided with a guide prism be provided, on the shaft of a Valve spring is arranged, The drive can be equipped with a double-acting charging valve.

Das Montieren kann vereinfacht und der Betrieb sicherer gemacht werden1 wenn der Kolben mit einem Kolbenkopf versehen wird, dessen Durchmesser grösser ist, als der des Kolbens. Assembly can be simplified and operation can be made safer1 if the piston is provided with a piston head with a larger diameter, than that of the piston.

Der Einfachheit halber können der Zylinderkopf und der Abschlussdeckel durch Gewinde dem Zylinder angeschlossen und eventuell durch Feststellschrauben fixiert sein. For the sake of simplicity, the cylinder head and the end cover connected to the cylinder by thread and possibly by locking screws be fixed.

Die konstruktionelle Ausbildung des erfindungsgeprässen Antriebes ermöglicht seine Anwendung bei mit grosser Geschwindigkeit arbeitenden Werkzeugmaschinen, z. B. bei Schnellabtrenn- oder -umformmaschinen. The design of the drive according to the invention enables its use in machine tools working at high speed, z. B. in rapid cutting or forming machines.

In dem erfindungsgemässen Antrieb ist es notwendig geworden, zwei Räume mit grossem Druckunterschied voneinander abgedichtet abzutrennen. Dazu wurde zwei Varianten entwickelt, bei denen ein Dichtungssitz und ein Abdichtelement vorgesehen sind. Das Abdichtelement kann einmal als eine T-Dichtung ausgebildet sein, deren Steg beidseitig an dem Dichtungssitz und frontal an einem den übrigen Teil des Dichtungssitzes ausfüllenden elastischen Ring aufliegt und das Ende des Schenkels der T-Dichtung mit der abzudichtenden Fläche in Berührung ist. Der Steg der T-Dichtung kann nach aussen durch Metallringe abgestützt werden, die am Rande des Dichtungssitzes fest anliegen zund dadurch das Hinausrutschen der T-Dichtung aus dem Dichtungssitz verhindern. In the drive according to the invention it has become necessary to have two Separate rooms with large pressure differences in a sealed manner. This was done two variants developed in which a sealing seat and a sealing element are provided are. The sealing element can once be designed as a T-seal, whose Web on both sides of the seal seat and frontally on one of the remaining part of the seal seat filling elastic ring and the end of the leg of the T-seal is in contact with the surface to be sealed. The web of the T-seal can after are supported on the outside by metal rings that are firmly attached to the edge of the seal seat and thereby prevent the T-seal from slipping out of the seal seat.

Das Abdichtelement kann erfindungsgemäss auch als eine U-Dichtung ausgebildet sein, deren Schenkel mit den die abzudichtenden Flächen berührenden Lippen versehen sind. Zwischen den Schenkeln der U-Dichtung ist ein Verstärkerungsring vorgesehen, der auch den Dichtungssitz berührt und mit einem Gasdurchlass versehen ist. Dieser Verstärkerungsring verleiht die notwendige Steifigkeit der U-Dichtung. According to the invention, the sealing element can also be used as a U-seal be designed, the legs of which are in contact with the surfaces to be sealed Lips are provided. There is a reinforcement ring between the legs of the U-seal provided, which also touches the seal seat and provided with a gas passage is. This reinforcement ring gives the necessary Stiffness the U seal.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Further details of the invention are given on the basis of exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen schematisch zwei vorbekannte Versionen des Antriebes; Fig. 1: Zweikammer-Zalinder, Fig. 2: Einkamuer-Zylinder; Fig. 3 ist ein schematischer Schnitt einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Antriebes; Fig. 4 der gleiche Schnitt wie in Fig. 3, jedoch für eine andere Ausführungsvariante; Fig. 5 ist ein Schnitt gemäss Linie V-V in Fig. 4; Fig. 6 zeigt eine Ausfuhrungsform der erfindungsgeässen Dichtung im Schnitt; Fig. 7 ist der gleiche Schnitt wie in Fig. 6, jedoch für eine andere erfindungsgemässe Dichtung.Fig. 1 and Fig. 2 schematically show two previously known versions of the Drive; Fig. 1: two-chamber cylinder, Fig. 2: single-chamber cylinder; Fig. 3 is a schematic section of an embodiment of the drive according to the invention; Fig. 4 shows the same section as in FIG. 3, but for a different embodiment variant; Fig. 5 is a section on line V-V in Fig. 4; Fig. 6 shows an embodiment the gasket according to the invention in section; Fig. 7 is the same section as in Fig. 6, but for a different seal according to the invention.

Zuerst wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in den die zwei Varianten der vorbekannten Antriebe im prinzipiellen Schema dargestellt sind, um die Grundsätze der Antriebe der Schlagenergie benutzenden Werkzeugmaschinen näher erläutern zu können. Reference is first made to FIGS. 1 and 2, in which the two variants the previously known drives are shown in the basic scheme to the principles of the drives of the machine tools using the impact energy can.

In Fig. 1 ist der wohl bekannte Zweikammer-Schlagwerk dargestellt, wobei ein Schlagkopf 1 an einer Kolben stange 2 eines Kolbens 5 befestigt ist, der in einem durch eine Trennwand 12 aufgeteilten Zylinder 3 gleitend und durch eine Dichtung 6 abgedichtet, angeordnet ist. In der Trennwand 12 ist ein Kanal 10 ausgebildet, der ei Hilfskammer 8 oberhalb der Trennwand 12 mit dem übrigen Teil des Zylinders 3 verbindet. In Fig. 1 the well-known two-chamber hammer mechanism is shown, wherein an impact head 1 is attached to a piston rod 2 of a piston 5, the in a divided by a partition 12 cylinder 3 sliding and by a Seal 6 sealed, is arranged. A channel 10 is formed in the partition wall 12, the egg auxiliary chamber 8 above the partition wall 12 with the remaining part of the cylinder 3 connects.

Durch einen Einlasskanal 13 wird Druckgas in den Innenraum des Zylinders 3 eingeleitet, der den Kolben 5 zusammen mit der Kolbens tange 2 und dem Schlagkopf 1 aufhebt, bis der Kolben 5 auf einen Dichtungsring 11 bei dem Kanal 10 aufliegt. Inzwischen drückt der Kolben 5 das Gas in den Hilfskammer 8 über, Der Druck ist im Zylinder 3 so eingestellt, dass dieser allein nicht genügend, grosse Kraft auf den Kolben 5 ausüben kann, um diesen aufzuheben, es muss dazu ein äusseres, hydraulisches oder mechanisches Hilfsmittel angewendet werden. Das Gas wird aus dem Raum zwischen dem Kolben 5 und der Trennwand 12 durch einen Auslass 7 ins Freie geblasen. Pressurized gas is introduced into the interior of the cylinder through an inlet channel 13 3 initiated, the piston 5 together with the piston rod 2 and the impact head 1 cancels until the piston 5 on a sealing ring 11 in the channel 10 rests. In the meantime, the piston 5 pushes the gas into the auxiliary chamber 8, The Pressure is set in cylinder 3 so that this alone is not sufficient, large Can exert force on the piston 5 in order to lift it, it must be an external, hydraulic or mechanical aid can be used. The gas will go out the space between the piston 5 and the partition wall 12 through an outlet 7 to the outside blown.

Das in dieser Weise "aufgespannte" System bleibt in Folge des Druckunterschiedes in der dargestellten Lsnge, auch wenn das äussere Hilfsmittel seine Wirkung nicht mehr ausübt. The system "spanned" in this way remains as a result of the pressure difference in the length shown, even if the external aid does not have its effect exercises more.

Beim Beginn der Schlagphase wird durch einen Einlass 19 der Druck in dem Hilfskammer 8 erhöht, bis dieser eine grössere Kraft durch den Kanal 10 ausüben kann, als der Druck im Zylinder 3 auf den Kolben 5. Danach trennt sich der Kolben 5 von dem Dichtungsring 11 ab und das ganze System bewegt sich nach unten mit immer grösserer Beschleunigung. At the beginning of the beating phase, the pressure is increased through an inlet 19 increased in the auxiliary chamber 8 until it exerts a greater force through the channel 10 can, as the pressure in cylinder 3 on piston 5. Then the piston separates 5 from the sealing ring 11 and the whole system moves down with always greater acceleration.

Vor dem Beenden des Schlaghubes komprimiert der Kolben 45 das Gas in dem Mass, dass das Aufprallen des Kolbens 5 auf der unteren Platte des Zylinders 3 vermieden wird. Gleichzeitig ruft aber diese Art des Abbremsens eine starke Schwingung des ganzen Schlagsystems hervor. Before the end of the percussion stroke, the piston 45 compresses the gas to the extent that the impact of the piston 5 on the lower plate of the cylinder 3 is avoided. At the same time, however, this type of braking causes a strong vibration of the whole stroke system.

Nachteilig ist bei diesem Antrieb, dass ein erheblicher Gasverbrauch auftritt. Zum Hineinschuben des Kolbens 5 in den Zylinder 3 wird als Hilfsmittel im weiteren ein komplizierter und aufwendiger Mechanismus benötigt, der beim Beginn des Schlagzyklus von der Nähe des Kolbens 5 entfernt werden muss. Das benötigt aber eine ziemlich lange Zeit, was die Arbeitsgeschwindigkeit negativ beeinfliesst. Die vielen Bauteile, Mechanismen, Gestänge, Ventile müssen synchronisiert und gesteuert miteinander zusammenwirken, wozu eine zusammengesätzte Steuerung notwendig ist. The disadvantage of this drive is that it consumes considerable gas occurs. To push the piston 5 into the cylinder 3 is used as an aid furthermore a complicated and expensive mechanism is required at the beginning of the percussion cycle must be removed from the vicinity of the piston 5. But that needs quite a long time, which negatively affects the speed of work. the Many components, mechanisms, linkages and valves have to be synchronized and controlled interact with each other, for which a composite control is necessary.

In Fig. 2 ist die andere Art von vorbekannten Antrieben schematisch dargestellt: der Einkam2er-SchLagwerk. Hierbei sind in den Kolben 5 mit gestrichelter Linie angedeutigte Durchlässe 14 in dem Kolben 5 ausgearbeitet, der das Gas hindurchlässt, wodurch die beiden Räume oberhalb und unterhalb des Kolbens 5 miteinander verbunden sind. Der Dichtungsring 11 ist innerhalb dieser Durchlässen 14 an dem Zylinderkopf befestigt. In Fig. 2, the other type of previously known drives is schematically shown: the single hammer. Here are in the piston 5 with a dashed line Line indicated passages 14 worked out in the piston 5, which lets the gas through, whereby the two spaces above and below the piston 5 are connected to one another are. The sealing ring 11 is within these passages 14 on the cylinder head attached.

Das Gas wird durch den Einlasskanal 13 in den Innenraum des Zylinders 3 eingeleitet, und der Druck bewegt den Kolben 5 nach unten. Danach wird der Einlasskanal 13 abgeschlossen und der Kolben 5 in den Zylinder 3 mit dom pneumatischen, hydraulischen oder mechanischen Hilfsmittel hineingeschoben, bis der Kolben 5 auf den Dichtungsring 11 aufliegt.The gas is introduced through the inlet port 13 into the interior of the cylinder 3 initiated, and the pressure moves the piston 5 downwards. After that, the inlet port 13 completed and the piston 5 in the cylinder 3 with dom pneumatic, hydraulic or mechanical aids pushed in until the piston 5 hits the sealing ring 11 rests.

Das Gas zwischen dem Zylinderkopf, dem Dichtungsring 11 und dem Kolben 5 wird durch den Auslass 7 ausgeblasen. Damit wird der Kolben 5 in seinem oberen Totpunkt gehalten, und das Hilfsmittel kann von der Nähe des Kolbens 5 entfernt und in die Ausgangsstelle gestellt werden. The gas between the cylinder head, the sealing ring 11 and the piston 5 is blown out through the outlet 7. So that the piston 5 is in its upper Dead center is held, and the aid can be removed from the vicinity of the piston 5 and placed in the exit point.

Durch den Auslass 7 wird jetzt Druckgas in den durch den Zylinderkopf, die Dichtung 11 und den Kolben 5 begrenzten Raum eingeleitet. Der Kolben 5 mit der Kolbenstange 2 und dem Schlagkopf 1 bewegt sich nach unten und schlägt. Hiebei tritt keine Bremsung oder Dämpfung am Ende des Schlaghubes auf, da das Gas die Durchlässe 14 während der ganzen Bewegung durchströmen kann. Through the outlet 7, compressed gas is now fed into the through the cylinder head, the seal 11 and the piston 5 initiated limited space. The piston 5 with the Piston rod 2 and the impact head 1 moves down and strikes. Step at it no braking or damping at the end of the stroke, as the gas has the passages 14 can flow through during the entire movement.

Der grosse Gasverbrauch mindert die Wirtschaftlichkeit auch dieser Lösung. Es wird Gas ausgeblasen beim Peststellen in dem oberen Totpunkt und nach der Expansion des zum Schlagen eingeleiteten Druckgases. The large gas consumption also reduces the profitability of this Solution. Gas is blown out at plague spots in the top dead center and after the expansion of the compressed gas introduced for striking.

Der Mechanismus zum Hineinschieben des Kolbens 5 ist auch hier mit einer zusammengesetzten und aufwendigen Steuerung zusammen notwendig. Wegen der langen Zykluszeit des Mechanismus ist dieser Antrieb besonders langsama In Fig. 3 ist eine Ausfürhungaforu des erfindungsgemäss6n Antriebes in schematischem Schnitt veranschaulicht. Hier sind kein Kolbenkopf und keine Kolbenstange vorhanden, sondern ein in dem Zylinder 3 bevegbarer und die Schlagenergie zu einei Schlagwerkzeug 27 leitender Kolben 5. Das Schlagwerkzeug 27 ist durch Stützen 30 in einem Gestell 29 der Umformmaschine geführt, wodurch ein innerer Formraum 31 begrenzt durch die Stützen 30, das Schlagwerkzeug 27 und das Gestell 29 ausgebildet ist, Der Zylinder 3 ist mindestens teilweise doppelwandig ausgebildet. Zu diesem Zwecke ist in dem Innenraum des Zylinders 3 eine der Innenwand des Mantels 4 des Zylinders 3 mit Spielsitz anschliessende Buchse 16 angeordnet, in deren Wandung mehrere langgestreckte Öffnungen 17 vorgesehen sind.The mechanism for pushing in the piston 5 is also included here a compound and complex Control together necessary. Because of the long cycle time of the mechanism, this drive is particularly slow FIG. 3 shows a schematic of an embodiment of the drive according to the invention Section illustrates. There are no piston heads and no piston rods here, but one that can be moved in the cylinder 3 and the impact energy becomes an impact tool 27 conductive piston 5. The impact tool 27 is supported by supports 30 in a frame 29 out of the forming machine, whereby an inner mold space 31 is limited by the Supports 30, the impact tool 27 and the frame 29 is formed, the cylinder 3 is at least partially double-walled. For this purpose is in the Interior of the cylinder 3 one of the inner wall of the jacket 4 of the cylinder 3 with a play fit adjoining socket 16 arranged, in the wall of several elongated openings 17 are provided.

Beim oberen Ende der Buchse 16 ist eine Dichtung 22 angeordnet, womit der vorbeirutschende Kolben 5 abgedichtet wird. Diese Dichtung 22 separiert zwei Räume mit grossem Druckunterschied, wozu eine spezielle Ausbildung als notwendig schien, Diese Ausbildung wird später noch näher erläutert. At the upper end of the socket 16, a seal 22 is arranged, with which the piston 5 sliding past is sealed. This seal 22 separates two Rooms with a large pressure difference, for which special training is necessary seemed, this training will be explained in more detail later.

In dem Zylinderkopf 15 durch Dichtungen 25 abgedichtet ist die AuslUsevorrichtung des Antriebes sngeordnet. Sie ist als ein Bolzen 20 ausgebildet, der eine durchgehende Bohrung hat. In dieser Bohrung sitzt ein Rückschlagventil 21. Senkrecht zu dieser Bohrung ist in dem Bolzen 20 eine andere Bohrung ausgearbeitet, die in einen Kanal 18 mündet. Der Kanal 18 verbindet den Luftraum der Auslösevorrichtung (d. h. des Rückschlagventils 21) mit dem Kompressionsrauo des Zylinders 3 bei einer Öffnung 17 in der Buchse 26. The release device is sealed in the cylinder head 15 by seals 25 of the drive. It is designed as a bolt 20 which has a continuous Has bore. A check valve 21 is located in this bore, perpendicular to it Hole is machined in the bolt 20, another hole, which in a channel 18 opens. The channel 18 connects the air space of the triggering device (i.e. the Check valve 21) with the compression roughness of the cylinder 3 at an opening 17 in socket 26.

Die zu der Schlagenergie nötige mechanische Arbeit wird mit einem Mechanismus 28 dem Antrieb eingegeben. The mechanical work required for the impact energy is carried out with a Mechanism 28 entered the drive.

Dieser Mechanismus 28 kann hydraulisch oder pneumatisch oder durch Gestänge angetrieben werden und ist wohl bekannt, so dass eine weitere Erläuterung hier nicht notwendig ist.This mechanism 28 can be hydraulic or pneumatic or by Linkage is driven and is well known, so further explanation is not necessary here.

Der Mechanismus 28 ist in dieser Erfindung mit dem Zylinder 3 in Zwangsverbindung, sie werden in der Arbeitszyklus voneinander nicht getrennt.The mechanism 28 is in this invention in positive connection with the cylinder 3, they are not separated from each other in the working cycle.

Der Zylinder 3 ist von unten mit einem Deckel 23 durch Gewindeverbindung abgeschlossen. Mit einer in dem Abschlussdeckel 23 angeordneten Dichtung 24 ist der Innerraum des Zylinders 3 von der Aussenwelt abgetrennt. The cylinder 3 is threadedly connected from below to a cover 23 closed. With a seal 24 arranged in the end cover 23 the interior of the cylinder 3 is separated from the outside world.

In dem Mantel 4 des Zylinders 3 ist ein Aufladeventil 32 eingeschraubt, das in eine in der Buchse 16 ausgebildete Aussparung 19 mündet. Beim Inbetriebsetzten des Antriebes wird der Zylinder 3 durch das Aufladeventil 32 mit Druckgas gefüllt in dem Mass, wie es die angewandte Arbeitstechnologie benötigt. Das Druckgas verteilt sich durch die Aussparung 19 in dem Inneren des Zylinders 3. Dabei ist der Kolben 5 in seinem unteren Totpunkt, wie es mit gestrichelter Linie in Fig. 3 angedeutigt ist. In dem frei bleibenden Luftraum des Zylinders ist somit das Gas auf dem erwünschten Anfangsdruck, der den in dem Zylinder 3 eingerückten Bolzen 20 der Auslösevorrichtung in seine obere Endlage schiebt, wie es in der Figur dargestellt ist. A charging valve 32 is screwed into the jacket 4 of the cylinder 3, which opens into a recess 19 formed in the socket 16. When commissioning of the drive, the cylinder 3 is filled with compressed gas through the charging valve 32 to the extent that the applied work technology requires it. The compressed gas distributed through the recess 19 in the interior of the cylinder 3. Here is the piston 5 at its bottom dead center, as indicated by a dashed line in FIG. 3 is. In the air space of the cylinder that remains free, the gas is thus at the desired level Initial pressure of the bolt 20 of the release device, which is engaged in the cylinder 3 pushes into its upper end position, as shown in the figure.

Beim Arbeitsbeginn wird der Mechanismus 28 aus der Mittellage 0 nach unten in die Lage A bewegt, wodurch der mitgenommene Zylinder 3 auf den Kolben 5 rutscht, der das in dem Zylinder 3 befindliche Gas komprimiert. In der mit voller Linie ausgezogene oberen Endlage des Kolbens 5 in dem Zylinder 3 wird die ganze Gasmenge in die Öffnungen 17 der Buchse 16 hineingepresst. Während der Bewegung des Zylinders 3 nach oben rutscht der Kolben 5 bei der Dichtung 22 vorbei in das obere Ende der Buchse 16, wo keine Öffnungen 17 vorgesehen sind. Aus dem in dieser Weise ge- schlossenen Raumteil entweicht das Gas während der Bewegung des Kolbens 5 nach oben durch das Rückschlagventil 21 und den Kanal 18 in den Kompressionsraum des Zylinders 3, d. h. in eine der Öffnungen 17 der Buchse 16. At the start of work, the mechanism 28 moves from the center position 0 to moves down to position A, whereby the driven cylinder 3 on the piston 5 slips, which compresses the gas in the cylinder 3. In the with full Solid line upper end position of the piston 5 in the cylinder 3 is the whole Amount of gas is pressed into the openings 17 of the socket 16. While moving of the cylinder 3 upwards, the piston 5 slips past the seal 22 into the upper end of the bush 16, where no openings 17 are provided. From the in this Way closed part of the room, the gas escapes during movement of the piston 5 upwards through the check valve 21 and the channel 18 into the compression chamber of the cylinder 3, d. H. into one of the openings 17 of the socket 16.

Nach dem Aufschlag des Kolbens 5 auf dem Zylinderkopf 15 wird der Mechaismus 28 aus der Lage A in die Lage B bewegt. Inzwischen möchte der frei werdende Kolben 5 nach unten ausrutschen, waa nur bis die Expansion des zwischen dem Kolben 5 und dem Zylinderkopf 15 zurückgebliebenen Gases auf den Umweltsgasdruck möglich ist. After the piston 5 hits the cylinder head 15, the Mechanism 28 moved from position A to position B. In the meantime, the one who is free would like to Piston 5 slip down, waa only until the expansion of the between the piston 5 and the cylinder head 15 remaining gas to the ambient gas pressure possible is.

Danach hält der Aussendruck den Kolben 5 in seiner oberen Lage. In dieser Weise bewegt sich das ganze System mit dem Mechanismus 28 nach der oberen Lage B.Thereafter, the external pressure holds the piston 5 in its upper position. In in this way the whole system moves with the mechanism 28 to the upper one Location B.

Vor dem Erreichen der Lage B berührt der Bolzen 20 der Auslösevorrichtung einen Anschlag 26, der zu dem Gestell der Werkzeugmaschine ortsfest befestigt ist. Bei der weiteren Bewegung nach oben schiebt der Bolzen 20 den Kolben 5 nach unten aus dem durch die Dichtung 22 abgeschlossenen Raumteil hinaus. Dabei entsteht in diesem Raumteil ein Vakuum, während in dem Kompressionsraum des Zylinders 3, an der anderen Seite der Dichtung 22 ein relativ grosser Druck herrscht. Zum Abtrennen der zwei Räumemit grossem Druckunterschied, sowie zur Vermeidung des Hinausrutschens der Dichtung 22 aus ihrem Dichtungssitz wird die spezielle Ausbildung gemäss Fig. 6 oder Fig. 7 angewendet. Before reaching position B, the bolt 20 touches the release device a stop 26 which is fixedly attached to the frame of the machine tool. As the upward movement continues, the bolt 20 pushes the piston 5 downward from the part of the space closed off by the seal 22. This creates in this part of the space a vacuum, while in the compression chamber of the cylinder 3, on the other side of the seal 22 is under a relatively high pressure. To detach of the two rooms with a large pressure difference, as well as to avoid slipping out the seal 22 from its seal seat is the special training according to Fig. 6 or 7 applied.

Nach Verlass der Dichtung 22 strömt das Gas mit hohem Druck über die obere Fläche des Kolbens 5 aus den Öffnungen 17 der Buchse 16, und der Kolben 5 schlägt mit einer beschleunigten Bewegung auf das Schlagwerkzeug 27. Die gezielte Verformarbeit wird dabei in dem Formraum 31 erfolgen. Der Kolben 5 ist jetzt in seiner unteren Totlage, und der neue Arbeitszyklus mit Draufschieben des Zylinders 3 auf den Kolben 5 durch Verschieben des Mechanismus 28 in die Lage A kann beginnen. After leaving the seal 22, the gas flows over at high pressure the upper surface of the piston 5 from the openings 17 of the sleeve 16, and the piston 5 strikes the striking tool 27 with an accelerated movement. The targeted Deformation work will take place in the molding space 31. The piston 5 is now in its bottom dead center, and the new work cycle with pushing the cylinder on 3 on the piston 5 by moving the Mechanism 28 in the Position A can begin.

Wie aus den obigen ersichtlich, ist der Kolben 5 in dem Zylinder 3 frei beweglich, ein die Bewegung des Kolbens 5 bestinmender Mechanismus ist nicht angeschlossen. As can be seen from the above, the piston 5 is in the cylinder 3 freely movable, a mechanism that determines the movement of the piston 5 is not connected.

Da die nötige mechanische Arbeit auf das Zylinder 3 und zwar durch eine nicht zu lösende mechanische Verbindung eingeleitet wird, ist dieser Mechanismus 28 unkompliziert und einfach steuerbar. Diese Massnahme beschleunigt aber auch die Arbeitsgeschwindigkeit des Antriebes und damit die angetriebenen Werkzeugmaschine. Infolge dessen wird auch der thermodinamische Wirkungsgrad höher: das komprimierte Gas hat in dem Zylinder 3 keine Zeit, abzukühlen und damit Energie zu verlieren.Since the necessary mechanical work on the cylinder 3 and that by a mechanical connection that cannot be released is initiated, is this mechanism 28 uncomplicated and easy to control. But this measure also accelerates the Working speed of the drive and thus the driven machine tool. As a result, the thermodynamic efficiency is also higher: the compressed Gas has no time in cylinder 3 to cool down and thus lose energy.

Die gewuinschte Schlagenergie kann durch entsprechendes Wählen der Hauptabmessungen frei bestimmt und mit der Veränderung des Anfangsdruckes stufenlos geregelt werden. Bei der Herstellung des Antriebes werden keine spezielle Technologie oder Werkzeuge und Materialan benötigt. The desired impact energy can be selected by selecting the Main dimensions freely determined and infinitely variable with the change in the initial pressure be managed. No special technology is used in the manufacture of the drive or tools and materials are required.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführlngaform des erfindungsgemassen Antriebes im gleichen Schnitt wie in Fig. 3 veranschaulicht. In Fig. 4 is another embodiment of the invention Drive illustrated in the same section as in Fig. 3.

In diesem Ausfuhrungsbeispiel ist der Kolben 5 mit einem Kolbenkopf 35 versehen, dessen Durchmesser etwas grösser ist, als der des Kolbens 5. Der Kolben 5 wird damit durch den Kolbenkopf 35 in der Buchse 16 geführt. In this exemplary embodiment, the piston 5 has a piston head 35 provided, the diameter of which is slightly larger than that of the piston 5. The piston 5 is thus guided through the piston head 35 in the socket 16.

Der Zylinderkopf 15 ist hier aus einem separaten Stück ausgebildet und durch Gewinde an dem Zylinder 3 befestigt, sowie mit einer Feststellschraube 34 gefixt. Der untere Abschluasdeckel 23 ist auch anders ausgebildet, durch eine Aussengewinde am Zylinder 3 befestigt. Der Abschlussdeckel 23, der Zylinder 3 und die Buchse 16, sowie der Zylinderkopf 15, der Zylinder 3 und die Buchse 16 sind jeweils bei ihrer gemeinsamen Berührungslinien durch Dichtungen 39, bzw. 33 abgedichtet. The cylinder head 15 is formed here from a separate piece and fastened by thread to the cylinder 3, as well as with a locking screw 34 fixed. The lower end cover 23 is also designed differently, by a External thread attached to cylinder 3. The end cover 23, the cylinder 3 and the bushing 16, as well as the cylinder head 15, the cylinder 3 and the bushing 16 are sealed at their common lines of contact by seals 39 and 33, respectively.

Der Kanal 18 zur Verbindung der Lufträume des Zylinders 3 und der Auslösevorrichtung ist hier als eine äussere Leitung 36 ausgebildetj die nach dem Aufladeventil 32 in den Kompressionsraum des Zylinders 3 bei der Aussparung 19 einmündet. Das Aufladeventil 32 ist auch mit einem Druckregler 41 versehen. Das Aufladeventil 32 kann in dieser Ausführung der in Betriebspausen notwendigen Druckentspannung dienen. The channel 18 for connecting the air spaces of the cylinder 3 and the The triggering device is designed here as an outer line 36 which follows the Charging valve 32 opens into the compression chamber of cylinder 3 at recess 19. The supercharging valve 32 is also provided with a pressure regulator 41. The charging valve In this version, 32 can relieve the pressure required during breaks in operation to serve.

In dem Rückschlagventil 21 der Auslösevorrichtung ist ein FUhrungsprisma 38 angeordnet, sn dessen Schaft eine Ventilfeder 37 vorgesehen ist. In the check valve 21 of the release device is a guide prism 38 arranged, sn whose shaft a valve spring 37 is provided.

Der die mechanische Arbeit einleitende Mechanismus 28 ist auch hier dem Zylinder 3 angeschlossen, zum Zwecke der lösbaren Verbindung durch eine Schraube. Mechanism 28 initiating the mechanical work is also here connected to the cylinder 3, for the purpose of releasable connection by a screw.

In Pig. 5 ist ein Schnitt der Ausführungsform in Fig. In Pig. 5 is a section of the embodiment in Fig.

4 gemäss Linie V-V veranschaulicht. Wie ersichtlich, sind in diesem Beispiel vier Öffnungen 17 in der Buchse 16 gefertigt. Mit Veränderung der Breite dieser Öffnungen 17 kann die Kompressionsverhältnis eingestellt werden. Die Grössa der angewendeten Schlagenergie kann stufenweiae durch Austausch der Buchse 16 (Veränderung der Zahl und/oder die Breite der Öffnungen 17) und stufenlos durch Einstellen des Anfangs druckes verändert werden.4 illustrated according to line V-V. As can be seen in this Example four openings 17 made in the socket 16. With a change in width of these openings 17, the compression ratio can be adjusted. The Grössa The applied impact energy can be gradually increased by replacing the bush 16 (change the number and / or the width of the openings 17) and continuously by adjusting the Initially the pressure can be changed.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist ganz ähnlich zu dieser der Ausführungsform in Fig. 3 mit der schon erwähnten Ausnahme, dass nur der Kolbenkopf 35 auf der Innenfläche der Buchse 16 aufliegt und den Kolben 5 führt. The operation of this embodiment is quite similar to this the embodiment in Fig. 3 with the exception already mentioned that only the piston head 35 rests on the inner surface of the bushing 16 and guides the piston 5.

In Fig. 6 und 7 sind zwei Ausführungsvariante der erfindungagemässen Dichtung 22 zum Abtrennen von zwei Räumen mit grossem Druckunterschied dargestellt. Dieser grosse Druckunterschied tritt bei dem erfindungsgemässen Antrieb auf, wenn der Kolben 5 bei seiner Bewegung nach unten in der in Fig. 6 oder 7 gezeigten Lage ist. Oberhalb des Kolbens 5 ist Vakuum und unterhalb der Dichtung 22 in den Öffungen 17 ein ziemlich hoher Druck. In dieser Situation wirkt eine relativ große Kraft auf die Dichtung 22, welche diese aus ihrem Sitz 50 herauszuschieben tendiert. In Fig. 6 and 7 are two embodiments of the erfindungagemässen Seal 22 for separating two spaces with a large pressure difference is shown. This large pressure difference occurs in the drive according to the invention when the piston 5 as it moves downward in the position shown in FIG. 6 or 7 is. Above the piston 5 is vacuum and below the seal 22 in the openings 17 quite a high pressure. In this situation acts a relative great force on the seal 22, which pushes it out of its seat 50 tends.

Die Dichtung 22 in der Ausführungsform von Fig, 6 ist aus einem elastischen Abstützelement (Ring 42), einem Abdichtelement (T-Dichtung 43) und Halteelementen (Metallringe 44) ausgebildet. Der axial zum Kolben verlaufende Steg 52 der ringförmigen T-Dichtung 43 ist radial von außen an dem Ring 42 gegen die Verschiebung einwärts in den Sitz 50 elastisch abgestützt. Der Steg 52 liegt axial zum Kolben 5 beidseitig an dem Dichtungssitz 50 an. Die den Steg 52 der T-Dichtung 43 radial zum Kolben von innen her haltenden und am Rande des Dichtungssitzes 50 fest anliegenden Metallringe 44 verhindern die Deformierung der T-Dichtung 43 unter dem großen Druck. Die abzudichtende Fläche, d.li. der Kolben 5 oder der Kolbenkopf 15 stehen mit dem von dem T-teg 52 radial nach innen abstehenden Schenkel 51 der T-Dichtung 43 in Berührung.The seal 22 in the embodiment of FIG. 6 is made of an elastic one Support element (ring 42), a sealing element (T-seal 43) and retaining elements (Metal rings 44) formed. The axially to the piston extending web 52 of the annular T-seal 43 is radially outwardly on ring 42 against displacement inward resiliently supported in the seat 50. The web 52 is axially to the piston 5 on both sides on the seal seat 50. The web 52 of the T-seal 43 radially to the piston from the inside holding and on the edge of the sealing seat 50 tightly fitting metal rings 44 prevent the T-packing 43 from deforming under the large pressure. The one to be sealed Area, i.e. left the piston 5 or the piston head 15 stand with that of the T-web 52 radially inwardly projecting leg 51 of the T-seal 43 in contact.

Bei einer anderen Variante der Dichtung 22 ist gemäß Fig. 7 das Abdichtelement als eine ringförmige U-Dichtung 51 ausgebildet, zwischen deren axial zum Kolben 5 verlaufenden Schenkeln ein Verstärkungsring 48 angeordnet ist, der mit einem Gasdurchlaß 49 versehen ist. Um eine nicht erwünschte Verschiebung zu vermeiden, ist auch hier ein an dem radial inneren U-Schenkel anliegender Metallring 44 am radial inneren Rand des Dichtungssitzes 50 vorgesehen.In another variant of the seal 22, according to FIG. 7, the sealing element is designed as an annular U-seal 51, between them axially to the piston 5 extending legs a reinforcing ring 48 is arranged, which with a gas passage 49 is provided. In order to avoid an undesired shift, is also here a metal ring 44 resting on the radially inner U-leg on the radially inner one Edge of the seal seat 50 is provided.

Die U-Dichtung 51 ist an drei Seiten, nämlich an den Außenseiten der Enden der U-Schenkel und an beiden Seitenrändern des U-Steges, mit Lippen 45, 46 und 47 versehen, die mit den abzudichtenden Flächen (Zylinderkopf 15, Kolben 5 und Sitz 50) in Berührung stehen. Die Lippe 46 ist etwas größer ausgelegt, da diese an dem sich bewegenden Kolben 5 abdichtet, dessen oberes Kolbenende wie auch gemäß Fig. 6 abgefast ist.The U-seal 51 is on three sides, namely on the outer sides of the Ends of the U-legs and on both side edges of the U-web, with lips 45, 46 and 47 provided with the surfaces to be sealed (cylinder head 15, piston 5 and Seat 50) are in contact. The lip 46 is designed to be slightly larger, as this seals on the moving piston 5, its upper piston end as well as according to Fig. 6 is chamfered.

Claims

DRIVE FOR FORMING AND CUTTING MACHINES Demands e pneumo-mechanical Drive for machine tools using impact energy, with one impact energy to a tool conductive piston movable in a cylinder, with a die mechanical work necessary to initiate the impact energy, the cylinder and mechanism moving the piston relative to each other and with a release device, as a result, the piston (5) in the cylinder t3) is free is mounted and the mechanism (28) with the cylinder (3) is in positive connection and that the compression space of the cylinder (3) with the air space of the release device connected is.

2. Drive according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t, that the cylinder (3) is at least partially double-walled.

3. Drive according to claim 2, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t, that in the cylinder (3) there is a seat on the inner wall of the cylinder (3) with a play de Socket (16) is arranged, in the wall of which at least one elongated opening (17) is provided, with which the air space of the shower device is connected.

4. Drive according to one of the preceding claims, characterized g e k It is noted that the triggering device is in the cylinder head (15) of the cylinder (3) is arranged with a bolt passing through the ZJliaderkopf (15) (20) formed housing is provided, the one the working movement of the release device Exceeding length, a check valve (21) is formed in the bolt (20) is, the air space of which is connected to the compression space of the cylinder (3), wherein the end of the piston (5) cooperating with the release device with an in the bush (16) arranged seal (22) with respect to the cylinder head (15) is sealed is.

5. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that g e k It is noted that in the socket (16) several, mutually parallel and openings (17) which are preferably equidistantly arranged are provided.

6. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that g e k It is noted that the end of the cylinder head (15) opposite the Cylinder (3) is provided with an end cover (23), the end cover (23), the cylinder (3) and the bushing (16) at their common line of contact are sealed with a seal (39).

7. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that g e k It is noted that the check valve (21) has a guide prism (38) is provided, on the shaft of which a valve spring (37) is arranged.

8. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that g e k It is noted that it is provided with a double-acting charging valve (32) is.

9. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that g e k It is noted that the piston (5) is provided with a piston head (35), whose diameter exceeds that of the piston (5).

10. Drive according to one of the preceding claims, thereby g e k It is noted that the cylinder head (15) and the end cover (23) are connected to the cylinder (3) by thread.

11. Application of the drive according to one of the preceding claims, as a result, it can be used as an energy supply system for a high-speed cutting machine or high-speed forming machine is used.

12. Seal for sealing two spaces with a large pressure difference, especially for driving tools that use pneumo-mechanical impact energy machines with a sealing seat and a sealing element, thus g e k e n n show that the sealing element is designed as a T-seal (43), their web (52) on both sides on the sealing seat (50) and frontally on one of the others Part of the sealing seat (50) filling the elastic ring 42 rests and the The end of the leg (53) of the T-seal (43) is in contact with the surface to be sealed is.

13. Seal according to claim 12, characterized in that g e k e U n -z e i c h n e t that the web (52) of the T-seal (43) to the outside through metal rings (44) on the Edge of the seal seat (50) sb is supported.

14. Seal for sealing two spaces with big Pressure difference, especially for the pneumomechanical drive of impact energy using machine tools with a sealing seat and an ib sealing element, as a result, the sealing element is shown as a U-seal (51) is designed, the lips (45, 46, 47) and a reinforcing ring between the legs of the U-seal (51) (48) is provided.

15. A seal according to claim 14, characterized in that it g e k e n n -z e i c h n e t that the reinforcement ring (48) is provided with a gas passage (49).