DE3527155A1 - Vorschubeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorschubeinrichtung mit einer pneuma­ tisch betätigbaren Kolben-Zylinder-Anordnung, die einen an bei­ den Stirnseiten durch Zylinderdeckel abgeschlossenen, ortsfest festgelegten Zylinder, einen in diesem in Längsrichtung ver­ schieblich geführten Kolben und eine mit diesem in Verbindung stehende, einen der Zylinderdeckel abgedichtet durchdringende Kolbenstange enthält, mit einem mit dem außerhalb des Zy­ linders angeordneten Kolbenstangenabschnitt in fester Verbin­ dung stehenden, bei Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung in Zylinder-Längsrichtung eine lineare Vorschubbewegung ausfüh­ renden Abtriebsteil, und mit einer Führung für das Abtriebs­ teil.

Vorschubeinrichtungen dieser Art werden auf dem Gebiet des Ma­ schinenbaus eingesetzt, beispielsweise um bei einer Werkzeug­ maschine ein zu bearbeitendes Werkstück in eine gewünschte Lage zu transportieren. Dabei ist das Abtriebsteil als Maschinen­ schlitten ausgebildet, der in axialer Verlängerung der Kolben­ stange an diese angesetzt ist. Die Oberseite des als Maschinen­ schlitten ausgebildeten Abtriebsteils ist so ausgebildet, daß sie geeignet ist, ein zu bearbeitendes Werkstück zu tragen. Die gegenüberliegende Unterseite des Maschinenschlittens läuft in einer Führung, die gleichzeitig ein den von der Gewichtskraft des Werkstückes hervorgerufenen druckaufnehmendes Gleitlager bildet. Durch eine entsprechende Betätigung der Kolben-Zylin­ der-Anordnung ist es möglich, das Werkstück in Zylinderlängs­ richtung zu verfahren und gegebenenfalls in beliebigen Stellun­ gen zu positionieren. Es sind noch weitere Einsatzmöglichkeiten der oben genannten Vorschubeinrichtung denkbar, als Beispiel sei jedoch nur noch die Verwendung als Werkstück-Ausstoßer er­ wähnt, in welchem Falle das Abtriebsteil als den Erfordernissen entsprechend geformter Stößel ausgebildet ist. Alle diese be­ kannten Vorschubeinrichtungen haben den Nachteil, daß sie in Verschieberichtung relativ lang bauen, so daß auch die mit ihnen bestückten Maschinen ein entsprechend großes Bauvolumen aufwei­ sen. Die große Baulänge hat ihre Ursache in der axial aufeinan­ derfolgenden Anordnungsweise der Kolben-Zylinder-Anordnung und des Abtriebsteils. Diese Bauweise macht weiterhin eine aufwen­ dige und zeitintensive, Justierarbeiten verlangende Montage der Vorschubeinrichtung erforderlich. Da nämlich die Führung für das Abtriebsteil notgedrungenermaßen am Maschinengestell selbst angebracht sein muß, ist eine exakte Ausrichtung der Vorschub­ einrichtung erforderlich, um ein einwandfreies Gleiten des Ab­ triebsteils auf der Führung zu gewährleisten. Dies resultiert natürlich in hohen Montagekosten. Nicht zuletzt sei auch auf die aufwendige Fertigung der Abtriebsteil-Führung hingewiesen, die­ se Führung muß immer sehr zeitaufwendig sowohl an die Geometrie des Abtriebsteils als auch an diejenige der die Vorschubeinrich­ tung tragenden Maschine angepasst werden. Verschiedenartige Maschinentypen verlangen also nach verschiedenen Ausführungsfor­ men der Führung. Dies ist vor allem im Spezialmaschinenbau von großem Nachteil, da die dort verwendeten Maschinen üblicherwei­ se Einzelanfertigungen sind, die jeweils eine ihnen eigene Ausgestaltung des Abtriebsteils und der Führung verlangen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorschubeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei optimaler Führung des Abtriebsteils universell und ohne spezielle Anpassung an eine auszurüstende Maschine einsetzbar ist, die einen einfachen Aufbau insbesondere der Führung besitzt und die bei kompakter Bauweise einfach zu montieren ist.

Die obige Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Bereich des Außen­ umfanges des Zylinders zumindest zwei einander in etwa diametraI gegenüberliegende, ebene, sich parallel zur Zylinder-Längsrich­ tung erstreckende und parallel zueinander angeordnete Führungs­ flächen vorhanden sind, die dem Zylinder gegenüber unverdreh­ bar und axial unverschieblich festgelegt sind, daß das Abtriebsteil mindestens zwei je­ weils einer der Führungsflächen gegenüberliegend zugewandte und parallel zu dieser angeordnete Auflageflächen besitzt, und daß die jeweils eine Auflagefläche auf der jeweils einen zuge­ ordneten Führungsfläche in Zylinder-Längsrichtung verschieblich und in Bezug auf die ZyIinder-Längsachse verdrehgesichert auf­ liegt. Erfindungsgemäß übernimmt also nunmehr die Kolben-Zylin­ der-Anordnung selbst die Führung des Abtriebsteils, weshalb an der zu bestückenden Maschine auf eine separate Führung ver­ zichtet werden kann. Dies erleichtert die Montage der Vorschub­ einrichtung an einer Maschine sehr wesentlich, da bezüglich der Führung keinerlei Justierarbeiten mehr von Nöten sind. Die An­ passung des Abtriebsteils an die Führung erfolgt unmittelbar bei der Fertigung und Montage der Vorschubeinrichtung selbst. Dadurch ist die erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung universell einsetzbar, unabhängig vom Typ der auszurüstenden Maschine kann immer die gleiche Art von Vorschubeinrichtung bzw. Führung ver­ wendet werden. Gleichzeitig erfolgt die Führung des Abtriebs­ teils wesentlich genauer, da eine Anpassung der Auflage- und Führungsflächen aneinander unmittelbar bei der Fertigung der Vorschubeinrichtung erfolgen kann. Hier können selbstverständ­ lich wesentlich geringere Toleranzen eingehalten werden als bei einer Ausführungsform der oben genannten Art. Ein weiterer Vor­ teil der Vorschubeinrichtung liegt in einer nicht unerheblichen Materialeinsparung, da die Führungsflächen unmittelbar am Zy­ linder selbst angeformt werden können. Es versteht sich weiter­ hin, daß die erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung kompakter baut, da die Führung des Abtriebsteils im Nachbarbereich des Zy­ linders erfolgt und nicht diesem vor- bzw. nachgeschaltet. Es ist dadurch möglich, die im eingefahrenen Zustand der Kolben­ stange in Längsrichtung des Zylinders über diesen hinausragen­ de Baulänge des Abtriebsteils stark zu reduzieren. Dies ge­ stattet weiterhin eine Verringerung des gesamten Bauvolumens einer auszurüstenden Maschine. Da das Abtriebsteil an diame­ tral gegenüberliegenden Stellen geführt ist, ist ferner auch bei relativ weit aus dem Zylinderinnern ausgefahrener Kolben­ stange und gleichzeitigem Auftreten von Querkräften ein Ab­ knicken der Vorschubeinrichtung ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung kann in der Tatsache gesehen werden, daß die flächig und eben aneinander­ anliegenden Führungs- und Auflageflächen gleichzeitig eine Verdrehsicherung bilden, so daß hierfür im Bedarfsfalle kei­ nerlei zusätzliche Vorkehrungen zu treffen sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorschub­ einrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

In der Weiterbildung nach Anspruch 2 wird eine kompakte Bau­ länge der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung erzielt. Vor­ teilhafterweise ist im eingefahrenen Zustand der Kolbenstange die Baulänge der Einrichtung nicht größer als in etwa die Länge des Zylinders selbst.

Die Weiterbildungen der Ansprüche 3 und 4 gewährleisten einen großen Verschiebeweg der Mitnehmerfläche bei kompakten Abmes­ sungen der Vorschubeinrichtung. Dabei wird von der unmittelbar gegenüberliegenden Führungsfläche des Zylinders die Gewichts­ kraft eines zu verschiebenden Werkstückes aufgenommen, während die diametral gegenüberliegende Flächenpaarung beim Ausfahren der Kolbenstange evtl. auftretende Biegemomente aufnimmt. Des­ gleichen trifft auch für die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 5 zu, die dabei eine besonders einfache Ausführungs­ form des Abtriebsteiles beschreibt.

Die Weiterbildung nach Anspruch 6 gewährleistet bei kompaktem Aufbau der Vorschubeinrichtung zusätzlich einen Schutz der als Antrieb fungierenden Kolben-Zylinder-Anordnung, da diese größten­ teils von dem becherförmigen Abtriebsschlitten umschlossen ist.

Mit den Weiterbildungen der Ansprüche 7 und 8 wird zusätzlich eine Seitenführung für das Abtriebsteil erzielt, was die Füh­ rungsgenauigkeit nochmals erhöht. Besonders vorteilhaft sind diese Ausführungsformen auch dann einsetzbar, wenn zusätzliche Seitenkräfte auf das Abtriebsteil einwirken.

Die Weiterbildung nach Anspruch 9 gewährleistet eine optimale Verteilung der von einem evtl. zu transportierenden Werkstück ausgeübten Gewichtskraft. Gleichzeitig ist in jeder Stellung des Abtriebsteils eine großflächige Führung gewährleistet.

Die Weiterbildung nach Anspruch 10 erlaubt eine geometrisch ein­ fache Ausformung des Abtriebsteils.

Die Weiterbildung nach Anspruch 11 gewährleistet bei einer ge­ ringen Anzahl von Bauteilen die Durchführung einer präzisen Führung für das Abtriebsteil. Vorteilhafterweise kann ein mit rechteckiger oder quadratischer Außenkontur versehener Zylin­ der verwendet werden, der innenliegend eine kreiszylindrische Zylinderbohrung aufweist, so daß auf kostengünstige, normge­ rechte Kolben zurückgegriffen werden kann. Um bei evtl. Ver­ schleiß einer Führungsfläche deren Austausch vornehmen zu kön­ nen, bietet sich eine Weiterbildung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 an. Dabei können entweder Gleitplatten zwischen die ebenen Zylinderaußenflächen und die Auflage- bzw. Anlageflächen zwischengefügt werden, noch einfacher ist es jedoch, einen mit einem rechteckförmigen oder quadratischen Hohlprofil aufweisen­ den Gleitkörper auf den Zylinder aufzuziehen. Dieser gewähr­ leistet eine allseitige sichere Führung des Abtriebsteils.

Die Weiterbildungen der Ansprüche 15 bis 17 beschreiben eine vorteilhafte Druckmittelzuführung zu den einzelnen Arbeitsräu­ men des Zylinders. Vor allem der kolbenstangenseitige Arbeits­ raum kann dabei auch dann druckbeaufschlagt bzw. evakuiert wer­ den, wenn das Abtriebsteil eine topf- bzw. becherförmige Ge­ stalt aufweist und den Zylinder allseitig umschließt, so daß eine konventionelle Druckmittelzufuhr bzw. -abfuhr nicht mög­ lich ist.

Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung abgebildet ist, näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung mit schematisch angedeute­ ter Steuerung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1 gemäß der dortigen Schnittlinie II-II.

Die erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung 1 wird angetrieben von einer pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Kolben-Zylinder- Anordnung 5. Diese besitzt einen Zylinder 6, der beidseits stirn­ seitig mittels jeweils eines Zylinderdeckels 7, 8 abgeschlossen ist. Im Innern des Zylinders befindet sich in Längsrichtung ver­ schieblich und abgedichtet geführt ein Kolben 9, der das Zylin­ derinnere 10 in zwei Arbeitsräume 11, 12 unterteilt. Mit ihm in fester Verbindung steht eine Kolbenstange 13, die sich ko­ axial an den Kolben 9 anschließt und einen der Zylinderdeckel 8 abgedichtet und geführt zentral durchdringt. Die Führung der Kolbenstange erfolgt mittels einer sie koaxial umschließenden und in der Durchgangsbohrung des Zylinderdeckels 8 einsitzenden Büchse 14, die Abdichtung mittels eines nur schematisch ange­ deuteten geeigneten Wellendichtringes 15. Der Zylinder 6 ist über den gegenüberliegenden Zylinderdeckel 7 an einem schematisch dargestellten Maschinenteil 16 lösbar befestigt, beispielsweise durch eine angedeutete Schraubenverbindung 17. Auf das freie Ende 18 des aus dem Zylinder herausragenden Kolbenstangenab­ schnittes 19 ist lösbar ein Abtriebsteil 23 aufgeschraubt, das bei einer Verschiebung des Kolbens 9 eine entsprechende, line­ ar gerichtete Vorschubbewegung gemäß Pfeil 24 in Längsrichtung 25 des Zylinders 6 ausführt. Die Bewegung des Kolbens 9 wird durch wahlweise Druckmittelbeaufschlagung bzw. Evakuierung der beiden Arbeitsräume 11, 12 erzielt, was über eine Steuer­ einrichtung 26, beim Ausführungsbeispiel in Gestalt eines 4- 2-Wegeventils, steuerbar ist. Auf die genauere Führung des Strömungsmittels in der Kolben-Zylinder-Anordnung 5 wird an anderer Stelle eingegangen.

In Fig. 1 ist die Vorschubeinrichtung 1 in horizontaler Lage montiert dargestellt, wobei sich an der vertikal nach oben wei­ senden Oberseite des Abtriebsteils 23 eine Montagefläche 27 be­ findet, auf der ein schematisch dargestelltes Werkstück 28 auf geeignete, nicht dargestellte Weise befestigt ist. Dieses soll durch Verschieben des Abtriebsteils 23 in gewisse Stellungen positioniert werden; eine derartige Aufgabe stellt sich bei Werkzeugmaschinen häufig, aus welchem Grunde die erfindungs­ gemäße Vorschubeinrichtung vor allem in Verbindung mit derarti­ gen Maschinen eingesetzt werden soll. Um eine möglichst präzi­ se Vorschubbewegung zu erzielen, sind Führungen erforderlich, wie sie nachstehend beschrieben werden.

Im Bereich des Außenumfanges 29 des Zylinders 6, d.h. an dessen Peripherie, sind zunächst zwei einander diametral gegenüberlie­ gende, ebene Führungsflächen 30, 31 vorhanden, die sich parallel zur Zylinderlängsrichtung 25 erstrecken und einander gegenüber parallel und mit Abstand angeordnet sind. Diese sind dem Zylin­ der 6 gegenüber unverdrehbar festgelegt. Vorzugsweise verlaufen sie rechtwinkelig zu einem von der Längsachse 25 ausgehenden Radialstrahl. Ferner ist das Abtriebsteil 23 ebenfalls mit zwei parallel und im Abstand zueinander angeordneten Auflageflächen 32, 33 versehen, von denen jeweils eine einer der Führungsflächen 30, 31 gegenüberliegend zugewandt und auch derbezüglich paral­ lel verlaufend angeordnet ist. Der Abstand der beiden Auflage­ flächen 32, 33 voneinander entspricht in etwa dem Abstand der beiden Führungsflächen 30, 31, so daß die jeweils einander zu­ geordneten Führungs- bzw. Auflageflächen 30, 32; 31, 33 mit Gleitspiel aneinander anliegen. Dadurch ist parallel zur Ebe­ ne der Führungs- und Auflageflächen eine Verschiebung des Ab­ triebsteils 23 gegenüber dem Zylinder 6 möglich, wobei die Verschiebung allerdings infolge der festen Bindung zwischen dem Abtriebsteil 23 und der Kolbenstange 13 auf die Längsrich­ tung 25 des Zylinders 6 beschränkt bleibt. Durch die flächige Anlage des Abtriebsteils 23 mit seinen Auflageflächen an den Führungsflächen 30, 31 wird gleichzeitig eine Verdrehsicherung des Abtriebsteils erreicht, da die Führungsflächen, wie bereits beschrieben, verdrehfest mit den ortsfest festgelegten Zylin­ der 6 in Verbindung stehen. Man erhält also vorteilhafterweise eine Doppelfunktion der miteinander korrespondierenden Flächen 30 bis 33, was mit einer geringen Teile-Anzahl und bei einfach­ ster konstruktiver Ausgestaltung möglich ist.

Zugunsten einer kompakten Bauweise ist das Abtriebsteil 23 topf- bzw. becherförmig ausgebildet und weist im Längsschnitt eine U-förmige Gestalt auf. Die Längsachse dieses im folgenden als Abtriebsschlitten 36 bezeichneten Abtriebsteils 23 und da­ mit auch seine offene Seite verläuft in Zylinderlängsrichtung 25, wobei die offene Seite dem Zylinder 6 zugewandt ist. Der der offenen Seite gegenüberliegende Boden 37 des Abtriebsschlit­ tens 36, d.h. der Quersteg des im Längsschnitt gesehenen U, steht dabei in fester Verbindung mit dem Kolbenstangenabschnitt 19. Hierzu ist der Boden 37 mit einer zentrischen Axialbohrung 38 versehen, mit der er auf einen am freien Ende 18 der Kolben­ stange 13 angebrachten Gewindeabschnitt 39 aufgesteckt und mittels einer Befestigungsmutter 42 festgelegt ist. Die Innen­ abmessungen des Abtriebsschlittens 36 sind so auf die Zylin­ derabmaße abgestimmt, daß der Zylinder in den vom Abtriebs­ schlitten begrenzten Innenraum 43 eintauchen kann.

Der Abtriebsschlitten 36 besitzt im Querschnitt eine quadra­ tische Kontur, wobei der Boden 37 die Gestalt einer quadrati­ schen Platte besitzt und die Schlittenwände 44, 44′, 44′′, 44′′′ ein quadratisches Hohlprofil bilden. Die Auflageflächen 32, 33 sind dabei an den zum Innenraum 43 zugewandten Innen­ seiten zweier gegenüberliegender Schlittenwände 44, 44′′ ange­ formt. Im Längsschnitt nach Fig. 1 befinden sich also die Auf­ lageflächen 32, 33 an den einander zugewandten Innenseiten der beiden gegenüberliegenden U-Schenkel.

Aus den bisherigen Ausführungen geht also hervor, daß das Ab­ triebsteil als ein quadrischen Querschnitt aufweisender, topf­ förmiger Abtriebsschlitten ausgebildet ist, der im Längsschnitt eine U-förmige Gestalt besitzt. Ein derart ausgestalteter Ab­ triebsschlitten ist jedoch nicht notwendigerweise erforderlich, vielmehr kann das Abtriebsteil auch insgesamt die Gestalt ei­ nes U besitzen. Die weitere Beschreibung soll jedoch anhand des topfförmigen Abtriebsschlitten erfolgen.

Die in Zylinderlängsrichtung 25 gemessene Länge des Abtriebs­ schlittens 36 entspricht in etwa der Länge des Zylinders 6 ein­ schließlich seiner Zylinderdeckel 7, 8. Dadurch ist gewährlei­ stet, daß der Abtriebsschlitten im in den Zylinder 6 einge­ fahrenen Zustand der Kolbenstange 13 praktisch vollständig im Innenraum 43 des Abtriebsschlittens aufgenommen ist. Dabei lie­ gen die Schlittenwände 44-44′′′ in diesem eingefahrenen Zustand dem Außenumfang des Zylinders 6 bezüglich der Längsachse 25 radial gegenüber, so daß die Gesamtlänge der Vorschubeinrich­ tung im eingefahrenen Zustand der Kolbenstange in etwa der er­ wähnten Zylinderlänge entspricht.

Die bereits erwähnte Montage- bzw. Mitnehmerfläche 27, auf der ein Werkstück od. dgl. montierbar ist und die im wesentlichen eben ist, ist an einer der beiden die Auflageflächen 32, 33 auf­ weisenden Schlittenwände 44 angeordnet. Und zwar an der der Auflagefläche 32 entgegengesetzten Außenseite der oberen Schlit­ tenwand 44. Die Mitnehmerfläche 27 ist dabei parallel bezüg­ lich der Auflagefläche 32 angeordnet. Folglich kommt die Mit­ nehmerfläche 27 in Seitenansicht gemäß Fig. 1 gesehen und im eingefahrenen Zustand der Kolbenstange 13 in etwa zwischen den beiden Zylinderdeckeln 7, 8 und der zugeordneten Führungsfläche gegenüber zu liegen. Die vom Werkstück 28 ausgeübte Gewichts­ kraft wird daher flächig auf die der Mitnehmerfläche benachbar­ te Führungsfläche 30 übertragen, so daß eine gute Führung ge­ währleistet ist. Fährt die Kolbenstange 13 aus, so verschiebt sich auch die Mitnehmerfläche 27 und die Auflagefläche 32 re­ lativ gegenüber der Führungsfläche 30. Dadurch übt die Gewichts­ kraft des Werkstückes 28 im ausgefahrenen Zustand der Kolben­ stange 13 ein Biegemoment auf die Kolbenstange 13 aus, das die­ se negativ beeinflußen könnte. Um dieser Belastung entgegenzu­ wirken ist die gegenüberliegende Auflagefläche 33 vorgesehen, die sich zusätzlich gegen die zugeordnete und der ersten Füh­ rungsfläche 30 diametral gegenüberliegende Führungsfläche 31 abstützt. Dadurch sind Querkräfte auf die Kolbenstange aus­ geschlossen und ein verschleißarmer Betrieb der Vorschubein­ richtung 1 ist gewährleistet.

Um in jeder Stellung der Kolbenstange eine optimale Führung zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß sich die Auflageflächen 32, 33 über die gesamte Länge der U-Schenkel bzw. Schlitten­ wände 44, 44′ erstrecken, deren Länge in etwa der Länge des Zylinders entspricht. Gleichfalls verfügen die Führungsflächen 30, 31 über eine der Zylinderlänge entsprechende Länge. Man er­ hält dadurch in jeder Stellung der Kolbenstange eine ralativ große Berührfläche zwischen den Auflage- und Führungsflächen, so daß die Flächenpressung gering ist und ein leichtes Ver­ schieben des Abtriebsschlittens gegenüber dem Zylinder möglich ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel entspricht allein die Länge der Führungsflächen 30, 31 der Zylinderlänge, während die Länge der Auflageflächen geringer ist und dieselben an der dem Boden 37 gegenüberliegenden Schlittenöffnung angeformt sind. Entsprechend ist eine weitere Ausführungsform denkbar, bei der nur die Auflageflächen eine der Zylinderlänge entspre­ chende Länge aufweisen, während die Führungsfläche im Bereich des kolbenstangenseitigen Zylinderdeckels 8 vorgesehen ist. Bei diesen Ausführungsformen wird die Führungsqualität nicht beeinträchtigt, obwohl die einzelnen Flächen kostengünstiger und einfacher herstellbar sind (nicht dargestellt).

Die becherförmige Gestalt des Abtriebsschlittens 36 hat den Vorteil, daß der Zylinder je nach StelIung der Kolbenstange mehr oder weniger vollständig umgeben und geschützt ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist jedoch die Möglich­ keit, an den Innenseiten der beiden auflageflächenfreien und einander ebenfalls diametral und parallel gegenüberliegenden Schlittenwänden 44′, 44′′′ ebene, sich in ZyIinderlängsrichtung erstreckende AnlagefIächen 46, 47 anzuformen; dies ist beim Ausführungsbeispiel wie in Fig. 2 ersichtlich, der Fall. Dabei liegen die Anlageflächen 46, 47 gleitend an komplementär ausge­ bildeten und im Bereich des Zylinderaußenumfanges angeordneten einander diametral gegenüberliegenden Seiten-Führungsflächen 48, 49 an. Die Anlage- und Seiten-Führungsflächen 46 bis 49 sind im rechten Winkel zu den Führungs- und Auflageflächen 30 bis 33 angeordnet. Quer zur Zylinderlängsrichtung 25 nehmen die Auflageflächen 32, 33 zusammen mit den Anlageflächen 46, 47 die Gestalt eines Quadrates an, innerhalb dessen komple­ mentär die ebenfalls in Form eines Quadrates angeordneten Füh­ rungsflächen 30, 31 und Seiten-Führungsflächen 48, 49 angeord­ net sind. Die ersterwähnten Flächen umgeben also die zweiter­ wähnten FIächen koaxial und mit Gleitspiel.

Erfindungsgemäß ist die Vorschubeinrichtung also zusätzlich zur die Gewichtskraft des Werkstückes aufnehmenden Führung mit einer Seitenführung versehen, die zusätzlich zur Kolbenstange auf exakte Weise Führungsaufgaben übernimmt. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn der Abtriebsschlitten zusätzlich einer seitlichen Belastung ausgesetzt ist, wie dies bei Werkzeugma­ schinen häufig der Fall ist.

Nachfolgend soll die Realisierung der im Bereich des Außenum­ fanges des Zylinders 6 vorgesehenen Führungs- und Seiten-Füh­ rungsflächen 30, 31; 48, 49 beschrieben werden. Hierzu ist beim Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß der Zylinder 6 eine im Quer­ schnitt gesehen quadratische Außenkontur besitzt, deren vier rechtwinkelig zueinander stehende und in Längsrichtung 25 des Zylinders verIaufende Außenflächen 34, 34′, 35, 35′, jeweils parallel zu einer der Führungsflächen 30, 31 bzw. Seiten-Füh­ rungsflächen 48, 49 angeordnet sind. Gleichzeitig verlaufen sie aber auch parallel zu den Auf- und Anlageflächen 32, 33; 46, 47. Erfindungsgemäß sind nun die Führungsflächen bzw. Sei­ ten-Führungsflächen an den radial nach außen weisenden Ober­ flächen 50 bis 50′′′ von zwischen die Außenflächen des Zylin­ ders 6 und die Auflage- bzw. Anlageflächen 32, 33; 46, 47 zwi­ schengefügten und unverdrehbar mit dem Zylinder verbundenen Gleitplatten 51 bis 51′′′ vorgesehen. Diese liegen also je­ weils mit ihrer einen PIattenfläche an einer der Außenflächen des Zylinders und mit ihrer anderen Plattenfläche an einer der Anlage- bzw. Auflage­ flächen an. Dabei können diese Gleitplatten 51 bis 51′′′ separat ausgebildet sein oder aber vorteilhafterweise, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist, eine einstückig ausgebildete und ein quadratisches Hohlprofil besitzende Gleithülse 52 bil­ den. Deren Innenabmaße sind komplementär zu den radialen Außen­ abmaßen des Zylinders 6 ausgebildet, so daß sie formschlüssig, unverdrehbar und koaxial auf den Zylinder 6 aufziehbar ist. Ihre Außenkontur ist komplementär zur Innenkontur des Abtriebs­ schlittens 36 ausgebildet, so daß sie ferner von diesem eben­ falls koaxial und formschlüssig umgeben ist, wobei allerdings die Längsverschieblichkeit des Abtriebsschlittens erhalten bleibt.

Die Fixierung der Gleithülse 52 erfolgt zweckmäßigerweise da­ durch, daß die Zylinderdeckel 7, 8 jeweils mit einem radial abstehenden, umlaufenden Flanschfortsatz 53, 53′ versehen sind, zwischen deren Axialschultern die Gleithülse 52 festgeklemmt ist.

Durch die Verwendung von Gleitplatten oder der erwähnten Gleit­ hülse bleibt die Möglichkeit erhalten, im Verschleißfalle ei­ nen Austausch der Führungsflächen vorzunehmen, ohne daß hier­ bei der Zylinder selbst auszutauschen wäre. Selbstverständlich bleibt es unbenommen auf die Gleithülse od. dgl. zu verzichten und die Führungsflächen bzw. Seiten-Führungsflächen unmittelbar durch die Außenflächen 34 bis 35′ eines mit quadratischer Aus­ senkontur versehenen Zylinders zu bilden (nicht dargestellt). Demgegenüber besitzt jedoch die ersterwähnte Version einer Gleithülse den Vorteil, daß eine exaktere Bearbeitung der Füh­ rungsflächen möglich ist, da die Gleithülse einfacher gehand­ habt werden kann.

In Fig. 1 ist bei 54 bzw. 54′ gestrichelt die Stellung des Ab­ triebsschlittens bzw. des zu bearbeitenden Werkstückes im voll­ ständig eingefahrenen Zustand der Kolbenstange 13 abgebildet, wobei der Zylinder 6 praktisch vollständig ins Innere des Ab­ triebsschlittens eintaucht. Ebenfalls gestrichelt bei 55, 55′ ist die Stel­ lung von Abtriebsschlitten und Werkstück bei ausgefahrener Kol­ benstangen-Stellung abgebildet, bei der die Hauptführungsaufga­ be der der das Werkstück tragenden Schlittenwand 44 diametral ge­ genüberliegenden Schlittenwand 44′ zukommt.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß selbstverständlich die Gleitplatten auch dann Verwendung finden können, wenn das Abtriebsteil 23 lediglich als U-Körper ausgebildet ist. In diesem Falle sind selbstverständlich nur zwei Gleitplatten von Nöten, die jeweils zwischen den Führungs- und Auflageflächen 30 bis 33 angeordnet sind.

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Betätigung der Kolben-Zylin­ der-Anordnung mittels einer Steuereinrichtung 26, die über Zuleitungen 56 mit zu den Arbeitsräumen 11, 12 des Zylinders 6 führenden Anschlußöffnungen 57, 58 in Verbindung steht. Er­ findungsgemäß sind beide Anschlußöffnungen 57, 58 im von der Kolbenstange 13 abgewandten Zylinderdeckel 7 vorgesehen. Da­ durch kann ungestört von Zuleitungen ein formschlüssiges, voll­ ständiges Eintauchen des Zylinders in den Abtriebsschlitten erfolgen.

Die erste der Anschlußöffnungen 57 führt über einen ersten Strömungskanal 62 unmittelbar in den von der Kolbenstange 13 abge­ wandten Arbeitsraum 11. Die Verbindung zwischen der zweiten An­ schlußöffnung 58 und dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 12 erfolgt mittels eines nachstehend erläuterten Kanalsystems.

Das Kanalsystem weist als ersten Bestandteil einen geradlini­ gen Durchgangskanal 63 auf, der von einem koaxial zum Zylinder 6 angeordneten Rohr 64 gebildet ist. Dieses ist abgedichtet in einen zweiten, ausgehend von der Anschlußöffnung 58 den Zylin­ derdeckel 7 zentral durchquerenden Strömungskanal 65 eingesteckt und ragt ins Zylinderinnere 10 hinein. Es endigt dabei offen im Bereich des gegenüberliegenden Zylinderdeckels 8. Mit sei­ ner in das Zylinderinnere ragenden Partie 66 taucht das Rohr 64 zumindest zum Teil in eine größeren Durchmesser als das Rohr besitzende Aufnahmebohrung 67 ein, die sich sacklochartig koaxial im Kolben 9 und der Kolbenstange 13 von der dem Zylin­ derdeckel 7 zugewandten Kolbenseite 68 her erstreckt. Bei Be­ tätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung verschiebt sich also die Kolbenstange 13 und der Kolben 9 relativ zum Rohr 64 in Längsrichtung, wobei dieses je nach Stellung der Kolbenstange mehr oder weniger weit in die Aufnahmebohrung 67 hineinragt. Die Länge der Aufnahmebohrung 67 entspricht mindestens der Län­ ge der Rohrpartie 66 und ist vorzugsweise etwas größer gewählt. Der Außenumfang des Rohres 64 ist gegenüber dem Innenumfang der Aufnahmebohrung 67 abgedichtet, zu welchem Zwecke im Be­ reich des Kolbens 9 eine geeignete Dichtung, beispielsweise ein Wellendichtring oder ein O-Ring vorhanden ist, der am Kolben 9 oder an der Kolbenstange 13 festliegt und das Rohr 64 abge­ dichtet unverschieblich umfasst. Der Dichtring ist bei 69 dar­ gestellt. In Richtung zum freien Ende 18 hin dem Dichtring 69 nachgeordnet ist die Wand der Kolbenstange 13 von einer Quer­ bohrung 70 durchdrungen, die einerseits mit dem Arbeitsraum 12 und andererseits mit der Aufnahmebohrung 67 kommuniziert.

Die Verbindung zwischen der Anschlußöffnung 58 und dem Arbeits­ raum 12 erfolgt also über den Durchgangskanal 63, die Aufnahme­ bohrung 67 und die Querbohrung 70.

Die Befestigung des Rohres 64 erfolgt zweckmäßigerweise im zweiten Strömungskanal 65, indem das Rohr an seinem dort ange­ ordneten Endbereich radial nach außen hin umgebördelt ist und eine nicht dargestellte Anschlußschraube diesen umgebördelten Rand mit einem diesem hinterlegten Dichtring 71 gegen einen Ringansatz des abgestuften Strömungskanals 65 presst. Als Anschlußschraube dient vorzugsweise die Anschlußmutter der an­ zuschließenden Zuleitung 56.

Es sei noch nachzutragen, daß die Querbohrung 70 vorzugsweise im unmittelbaren Nahbereich des Kolbens 9 angeordnet ist, um ein möglichst weites Ausfahren der Kolbenstange 13 zu ermög­ lichen. Gegebenenfalls kann, wie Fig. 1 zeigt, der kolben­ stangenseitige Zylinderdeckel 8 eine ringförmige Ausnehmung 72 aufweisen, die gewährleistet, daß die Querbohrung 70 auch beim Anschlagen des Kolbens 9 am Zylinderdeckel 8 mit dem Ar­ beitsraum 12 in Verbindung bleibt.

Eine weitere, nicht dargestellte Ausführungsform sieht vor, daß die Anschlußöffnung 58 und ihr zugeordneter Strömungskanal 65 im Randbereich des Zylinderdeckels 7 angeordnet ist und über einen den Zylinder in seiner Zylinderwand in Längsrichtung durch­ querenden Kanal unmittelbar mit dem Arbeitsraum 12 in Verbin­ dung steht.

Zusammenfassend kann also festgehalten werden, daß die Kolben- Zylinder-Anordnung praktisch sowohl einen Arbeitszylinder als auch eine Führung bildet, so daß auf zwei separate Baueinheiten verzichtet werden kann. Gleichzeitig baut die erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung sehr kompakt. Ferner wird durch die Ausbil­ dung der Führungsflächen gleichzeitig eine Verdrehsicherung erhalten, dies jedoch ohne daß hierbei Veränderungen an Kolben oder Kolbenstange durchzuführen wären. Diese können weiterhin kreiszylindrische Gestalt besitzen, oval ausgebildete oder vier­ eckige Kolben bzw. Kolbenstangen sind nicht von Nöten. Dadurch kann auf handelsübliche Bauteile zurückgegriffen werden, was die Gestehungskosten der Vorschubeinrichtung niedrig hält. Wei­ terhin wird eine gute, exakte Führung des Abtriebsteils bzw. des Abtriebsschlittens erzielt, da die Führungsflächen und Auf­ lageflächen großflächig ausgebildet werden können.

Claims (17)

1. Vorschubeinrichtung mit einer pneumatisch betätigbaren Kolben-Zylinder-Anordnung, die einen an beiden Stirnseiten durch Zylinderdeckel abgeschlossenen, ortsfest festgelegten Zylinder, einen in diesem in Längsrichtung verschieblich geführten Kolben und eine mit diesem in Verbindung stehende, einen der Zylinder­ deckel abgedichtet durchdringende Kolbenstange enthält, mit ei­ nem mit dem außerhalb des Zylinders angeordneten Kolbenstangen­ abschnitt in fester Verbindung stehenden, bei Betätigung der Kol­ ben-Zylinder-Anordnung in Zylinder-Längsrichtung eine lineare Vorschubbewegung ausführenden Abtriebsteil, und mit einer Führung für das Abtriebsteil, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Außenumfanges des Zylinders (6) zumindest zwei einander in etwa diametral gegenüberliegende ebene, sich parallel zur Zylinder- Längsrichtung (25) erstreckende und parallel zueinander angeord­ nete Führungsflächen (30, 31) vorhanden sind, die dem Zylinder (6) gegenüber unverdrehbar und axial unverschieblich festgelegt sind, daß das Abtriebsteil (23, 36) mindestens zwei jeweils einer der Führungsflächen (30, 31) gegenüberliegend zuge­ wandte und parallel zu dieser angeordnete Auflageflächen (32, 33) besitzt, und daß die jeweils eine Auflagefläche (32, 33) auf der jeweils einen zugeordneten Führungsfläche (30, 31) in Zylinder-Längsrichtung (25) verschieblich und in bezug auf die Zylinderlängsachse (25) verdrehgesichert aufliegt.

2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in Zylinder-Längsrichtung (25) angemessene Länge des Abtriebsteils (23, 36) maximal in etwa der Länge des mit Zylinderdeckeln (7, 8) versehenen Zylinders (6) entspricht, wobei das Abtriebsteil (23, 36) im in den Zylinder eingefahrenen Zustand der Kolbenstange (13) im wesentlichen dem Außenumfang (29) des Zylinders radial gegenüberliegt, derart, daß die Länge der gesamten Vorschubeinrichtung (1) im eingefahrenen Zustand der Kolbenstange (13) in etwa der Zylinderlänge entspricht.

3. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abtriebsteil (23, 36) eine insbesondere ebene Mitnehmerfläche (27) besitzt, auf der ein Gegenstand insbesondere ein zu verschiebendes Werkstück lösbar festlegbar ist und die einer der Auflägeflächen (32, 33) gegenüberliegend, in bezug auf diese vom Zylinder (6) abliegend und von diesem wegweisend angeordnet ist.

4. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweckmäßigerweise parallel zur gegenüberliegenden Auflagefläche (32) angeordnete Mitnehmerfläche (27) zumindest im eingefahrenen Zustand der Kolbenstange (13) in Seitenansicht ge­ sehen in etwa zwischen den Zylinderdeckeln (7, 8) des Zylinders (6) und der zugeordneten Führungsfläche (30) gegenüberliegend angeordnet ist.

5. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Abtriebsteil (23, 36) im Längsschnitt eine im wesentlichen U-förmige Gestalt besitzt, wobei die Öffnung des U in Zylinderlängsrichtung (25) weist und dem Zylinder (6) zugewandt ist, der je nach Stellung der mit dem Quersteg (37) des U verbundenen Kolbenstange (13) mehr oder weniger in die U- Öffnung (43) eintaucht, und wobei die beiden Auflageflächen (32, 33) an den einander zugewandten Innenseiten der U-Schenkel vorge­ sehen bzw. durch diese selbst gebildet sind.

6. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Abtriebsteil (23) ein im wesent­ lichen topf- bzw. becherförmiger Abtriebsschlitten (36) mit einem rechteckigen oder quadratischen und zentrisch an der Kolbenstange (13) befestigten Schlittenboden (37) besitzt, dessen Öffnung in Zylinderlängsrichtung (25) weist und dem Zylinder (6) zugewandt ist, der je nach Stellung der Kolbenstange (13) mehr oder weni­ ger in die Öffnung eintaucht, wobei die Auflageflächen (32, 33) an den Innenseiten zweier einander gegenüberliegender Schlitten­ wände (44, 44′) angeordnet sind.

7. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenseiten der einander gegenüberliegenden, auflage­ flächenlosen dritten und vierten Seitenwände (44′, 44′′′) des Abtriebsschlittens (36) jeweils eine ebene, sich in Zylinderlängs­ richtung erstreckende Anlagefläche (46, 47) vorgesehen ist bzw. durch die Schlitteninnenseiten selbst gebildet sind, die glei­ tend an komplementär ausgebildeten und im Bereich des Außenum­ fanges (29) des Zylinders (6) angeordneten, einander diametral gegenüberliegenden Seiten-Führungsflächen (48, 49) anliegen, wobei die Auflageflächen (32, 33) im rechten Winkel zu den Anla­ geflächen (46, 47) und die Führungsflächen (30, 31) im rechten Winkel zu den Seiten-Führungsflächen (48, 49) angeordnet sind.

8. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auflageflächen (32, 33) und die Anlageflächen (46, 47) sowie die Führungsflächen (30, 31) und die Seiten-Führungs­ flächen (48, 49) quer zur Flächenlängsrichtung und in Richtung der Längsrichtung (25) des Zylinders (6) gesehen jeweils in Form eines Rechteckes bzw. Quadrates angeordnet sind, wobei die Auf­ lage- bzw. Anlageflächen (32, 33; 46, 47) die Führungs- bzw. Seiten-Führungsflächen (30, 31; 48, 49) koaxial und mit Gleit­ spiel umgeben.

9. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß sich die Auflageflächen (32, 33) und gegebenenfalls die Anlageflächen (46, 47) über die gesamte Länge der U-Schenkel bzw. der Seitenwände (44 bis 44′′′) des topf- bzw. becherförmigen Abtriebsschlittens (36) erstrecken, deren Länge in etwa der Länge des Zylinders (6) entspricht und/oder daß sich die Führungsflächen (30, 31) und gegebenenfalls die Seiten-Füh­ rungsflächen (48, 49) in etwa über die gesamte Zylinderlänge er­ strecken.

10. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerfläche (27) an der vom Zylinder (6) wegweisenden Seite eines der U-Schenkel bzw. einer der Abtriebsschlitten-Seitenwände (44) vorgesehen ist.

11. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (30, 31) und gege­ benenfalls die Seiten-Führungsflächen (48, 49) unmittelbar durch die Außenoberfläche der Seitenwände des eine rechteckige oder quadratische Außenkontur besitzenden Zylinders (6) gebildet sind.

12. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (30, 31) bzw. Sei­ ten-Führungsflächen (48, 49) an den radial nach außen weisenden Oberflächen (50 bis 50′′′) von zwischen die Zylinderwand und die Auflage- bzw. gegebenenfalls Anlageflächen (32, 33; 46, 47) zwi­ schengefügten und unverdrehbar mit dem Zylinder (6) verbundenen Gleitplatten (51 bis 51′′′) vorgesehen sind.

13. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zylinder (6) eine rechteckige oder quadratische Außenkontur besitzt, wobei jede der vier Zylinder- Seitenwände einer der Auflage- bzw. gegebenenfalls Anlageflächen (32, 33; 46, 47) gegenüberliegt.

14. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gleitplatten (51 bis 51′′′) eine vorzugsweise ein­ stückig ausgebildete, ein rechteckförmiges oder quadratisches Hohlprofil besitzende Gleithülse (52) bilden, die formschlüssig, unverdrehbar und koaxial auf den eine komplementär zur Hülsen­ innenkontur ausgebildete Außenkontur besitzenden Zylinder (6) aufgezogen ist und koaxial und formschlüssig von dem Abtriebs­ teiI (23) bzw. Abtriebsschlitten (36) längsverschieblich umgeben ist.

15. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit zwei im Zylinderinneren angeordneten, vom Kolben voneinander abgetrennten Arbeitsräumen, in die jeweils ein Strömungskanal ausmündet, der andererseits über eine Anschlußöffnung zum An­ schließen einer Druckmittelleitung an die Umgebung ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß beide Anschlußöffnungen (57, 58) in dem dem von der Kolbenstange (13) durchdrungenen Zylinderdeckel (8) entgegengesetzten Zylinderdeckel (7) angeordnet sind, wobei der der ersten Anschlußöffnung (57) zugeordnete Strömungskanal (62) unmittelbar in den von der Kolbenstange (13) abgewandten Arbeitsraum (11) ausmündet und der der zweiten Anschlußöffnung (58) zugeordnete und in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum (12) führende Strömungskanal durch ein Kanalsystem gebildet ist.

16. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß sich das Kanalsystem zusammensetzt aus dem Durchgangs­ kanal (63) eines koaxial zum Zylinder (6) angeordneten und diesen in Längsrichtung zumindest zum Teil durchziehenden Rohres (64), das einerseits an die zweite Anschlußöffnung (58) ausmündet und andererseits abgedichtet und verschieblich in eine größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Rohres aufwei­ sende und in den Kolben (9) und die Kolbenstange (13) von der den Anschlußöffnungen (57, 58) zugewandten Seite (68) her sack­ lochartig eingebrachte Aufnahmebohrung (67) eintaucht, die über eine die Kolbenstangenwand im Nachbarbereich des Kolbens (9) durchdringende Querbohrung (70) mit dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum (12) in Verbindung steht.

17. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die Länge des Rohres (64) in etwa der Zylinderlänge ent­ spricht und die Länge der Aufnahmebohrung (67) etwas größer ist, wobei das Rohr (64) je nach Stellung des Kolbens (9) bzw. der Kolbenstange (13) mehr oder weniger weit in die Aufnahmebohrung (67) eintaucht.