DE4029138C2

DE4029138C2 - Fluidangetriebene Vorrichtung zur Kraftverstärkung

Info

Publication number: DE4029138C2
Application number: DE4029138A
Authority: DE
Inventors: Michael H Wolfbauer
Original assignee: Savair Inc
Current assignee: AROMAC, INC., WADSWORTH, OHIO, US
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2010-09-14
Also published as: AU635325B2; PL286923A1; AU6266590A; MX167118B; IT9021492A0; IT1246710B; NZ235361A; JPH03178745A; GB2238079B; GB9020351D0; PL165138B1; IT9021492A1; GB2238079A; ES2032261A6; JP2519590B2; DE4029138A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fluidangetriebene Vorrichtung zur Kraftverstärkung für die Anwendung zum Klemmen, Stanzen und Schweißen sowie anderer Funktionen, die bei der Herstellung und Montage von Maschinen und Fahrzeugen, wie Automobilen, notwendig sind. Insbesondere betrifft die Erfindung eine fluidangetriebene Doppelfunktionsvorrichtung, die so ausge staltet ist, daß sie mit einer schnellen Bewegung bis zum Kontakt an ein Werkstück heranfährt. Sobald der Kontakt mit dem Werkstück hergestellt ist, wird die Bewegung in einen langsamen, kraftvolleren Arbeitsmodus umgesteuert.

Der Stand der Technik offenbart eine große Anzahl fluidange triebener Vorrichtungen, die eine Vielzahl von Zylinder- und Kolbenkombinationen verwenden, um die Geschwindigkeit und die Kraft der Vorrichtung zu steuern, wenn eines ihrer Elemente ein Werkstück erreicht.

Im allgemeinen verwenden die meisten der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen eine Tandemanordnung, wobei die verschiedenen Kolben alle in einem einzigen zylindrischen Gehäuse aufgenommen sind.

So ist beispielsweise aus der US-PS 34 26 530 ein Öl-/Luft- Wagenheber bekannt, der einen zylindrischen Röhrenkörper mit daran angeordneten Endkappen aufweist. An einem Ende des zy lindrischen Körpers ist ein erster Kolben angeordnet. An dem Kolben ist ein länglicher hohler Schieber befestigt, der mit dem Kolben bewegbar ist. Ein Schwimmkolben ist so angeordnet, daß er frei entlang dem hohlen Schieberelement gleitet. Ein dritter Kolben ist nahe dem anderen Ende des zylindrischen Körpers angeordnet. An diesem dritten Kolben ist als inte griertes Element ein Druckstück angeordnet, das an dem ande ren Ende des zylindrischen Körpers heraussteht. Der dritte Kolben weist eine hohle zentrale Kammer auf, in welche hinein sich ein Stück eines Druckstückes erstreckt. Wenn Luftdruck an einem Ende des Schwimmkolbens angelegt wird, bewirkt dies, daß Öldruck gegen den dritten Kolben anliegt, welcher seiner seits das an ihm befestigte Druckstück, welches aus dem zy lindrischen Körper heraussteht, bewegt. Nach dem einleitenden schnellen Vorschub des dritten Kolbens und des Druckstückes, wird Luftdruck hinter den ersten Kolben eingeleitet. Dieser erste Kolben bewegt sich axial im Inneren des zylindrischen Körpers, wobei der an ihm befestigte hohle Schieber in die ölgefüllte hohle mittlere Kammer des dritten Kolbens herein fährt, wodurch dieser unter Ausübung einer großen Kraft lang sam bewegt wird.

In der US-PS 40 99 436 ist eine kraftverstärkende Vorrichtung beschrieben, die ein Ölreservoir verwendet, welches außerhalb einer zylindrischen Struktur angeordnet ist, die ein Paar Kolben in axialer Ausrichtung enthält. Das Öl in dem Reser voir wird durch Druckluft in den Zylinder gedrückt, wobei die Luft in direktem Kontakt mit dem Öl ist. Das in den Zylinder gedrückte Öl bewegt einen der Kolben, wodurch ein ein Werk zeug tragender Schieber in Richtung eines Werkstückes bewegt wird. Um die Kraft am Werkzeugträger zu erhöhen, wird Luft hinter den anderen Kolben eingepreßt, wodurch ein daran ange ordneter Schieber in eine eingeschnürte Vertiefung bewegt wird, wodurch der Öldruck erheblich ansteigt, und somit eine erheblich größere Kraft auf den Werkzeugträger ausgeübt wird.

Einer der Nachteile der oben beschriebenen Vorrichtung ist, daß die Position aufgrund der Luft/Öl-Übergangsfläche in dem Reservoir nicht schnell geändert werden kann.

Eine weitere krafterzeugende Zylinderanordnung ist aus der US-PS 43 95 027 bekannt. In einer im wesentlichen zylindri schen Vorrichtung ist eine erste Kolben- und Schieberkombina tion angeordnet, die in Richtung einer zweiten Kolben-/Schieberkombination bewegt wird. Der erste Kolben bewegt sich unter dem Einfluß von Druckluft und kehrt in seine ur sprüngliche Position aufgrund der Vorspannung einer Druckfe der zurück. Der zweite Kolben ist im wesentlichen hohl und ölgefüllt, welches die Kraft erzeugt, die den zweiten Kolben und Schieber linear bewegt. Nachdem der zweite Kolben seine einleitende Bewegung vervollständigt hat, wird der erste Kol ben in die ölgefüllte Kammer des zweiten Kolbens vorgescho ben. Die Kraft des zweiten Kolbens wird somit verstärkt. Der Zylinder umfaßt ein intern angeordnetes Ölreservoir, durch welches der erste Kolbenschieber hindurchläuft. Die beschrie bene Vorrichtung verwendet in Tandemanordnung Kolben, die während der einleitenden oder vorschiebenden Bewegung in der gleichen Richtung laufen. Einer der beachtlichen Nachteile der Vorrichtung liegt in der erforderlichen Gesamtlänge. Wei terhin muß die gegen den ersten Kolben wirkende Vorspannkraft der Feder von der Gesamtkraft abgezogen werden, die durch den Luftdruck angelegt wird.

Schließlich ist das Dokument o + p "ölhydraulik und pneuma tik", 22 (1978) Nr. 9 bekannt, in dem auf den Seiten 496 und 497 ein pneumo-hydraulisches Antriebselement beschrieben ist, daß über drei Kolben verfügt, wobei ein Schnellgang- und Rückzugskolben, der gleichzeitig den Druckölraum enthält, mit seiner Verlängerung eine Kolbenstange bildet. Das Gehäuse der Vorrichtung stellt zusammen mit einem Deckel den Hochdruckbe reich eines Zylinders dar, der auch Befestigungsbohrungen aufnimmt. Der obere Teil des Zylinders enthält einen Druck übersetzer, der aus einem Zylinderrohr, einem Deckel sowie einem Pneumatikkolben mit Kolbenstange besteht. Ein schwim mender Kolben wird mit Hilfe der Vorspannfeder ständig auf den Ölspiegel gedrückt, wobei eine Steuerleitung den unteren Kolbenraum des Hochdruckbereiches über ein Steuerventil mit dem Raum über dem Kolben verbindet. Als nachteilig ist hier bei anzusehen, daß diese Vorrichtung bei begrenztem Raumange bot nur schlecht eingesetzt werden kann, und daß sie offen sichtlicherweise im Falle des Verschleißes von Einzelteilen nur schlecht gewartet bzw. repariert werden kann.

Es ist in erster Linie die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kraftverstärkende Vorrichtung bereitzustel len, die kompakt ist und mit einer Vielzahl von daran ange ordneten Werkzeugen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beanspruchte Vorrichtung zur Kraftverstärkung gelöst.

Es soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, die zwei trennbare Gehäuse verwendet, so daß die Vorrichtung auch bei begrenztem Raumangebot verwendet werden kann. Die von außen angelegte Antriebskraft soll pneumatisch unter Verwendung ei nes schwer brennbaren Fluids erzeugt werden. Die Vorrichtung soll einen vollständig geschlossenen hydraulischen Kreislauf aufweisen, welcher in jeder Position gut funktioniert, wobei die Schwerkraft den Referenzdruck bildet. Die Vorrichtung soll zwei getrennte Gehäusebereich aufweisen, die an wahl weise voneinander beabstandeten Orten angeordnet werden, wo bei jedes von beiden schnell ersetzt und gewartet werden kann. Mit der Erfindung soll die axiale Länge der Gesamtvor richtung minimiert und damit Raum eingespart werden. Die Vor richtung soll einleitend einen schnellen Schlag ermöglichen, dem ein kleiner Klemmschlag folgt, um das Werkstück zu kon taktieren und schnell einen Druck aufzubauen, um das Werk stück zu halten. Die Vorrichtung soll die optische oder elek tronische Möglichkeit bieten, festzustellen, wenn das Hydrau liköl nachgefüllt werden muß, und weiterhin nachfüllbar sein, ohne von der Maschine entfernt werden zu müssen. Die Vorrich tung soll ein Ventil aufweisen, um den Vorwärtsschlag, den Verstärkungsschlag und den Rückwärtsschlag zu steuern, wobei die Zykluszeit auf ein Minimum gehalten werden soll. Die Vor richtung soll eine Kraftmeßdose aufweisen, um die Arbeitslage und den Werkstückhaltedruck anzuzeigen, ohne daß Haltekräfte auf die Kraftmeßdose angewendet werden. Die Gesamtlänge der Vorrichtung soll dadurch reduziert werden, daß ein besonderer Aufbau der Endkappen angewendet wird, woraus eine bessere Leckagedichtigkeit, eine effiziente Verbindung zwischen dem Haupt- und dem Stellzylinder, sowie die Verwendung weniger Einzelteile resultiert, und weiterhin die wahlweise Ausrich tung des Stellzylinders ermöglicht wird. Weiterhin soll die Vorrichtung eine zwischenzeitliche Rückstellposition aufwei sen, um die Zykluszeit während eines Mehrfachschweißbetriebes zu reduzieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein zweiteiliges Ge häuse, wobei der zweite Teil des Gehäuses hinsichtlich des ersten Gehäuseteils in jeder Lage angeordnet werden kann. Der erste Teil des Gehäuses umfaßt ein eingeschlossenes Ölreser voir, welches in Verbindung mit dem zweiten Gehäuseteil steht. Das erste Gehäuseteil umfaßt einen Schwimmkolben, der entlang einer Kolbenstange eines Verstärkungskolbens bewegbar ist. Das zweite Gehäuseteil umfaßt einen Kolben und eine Kolbenstange, die aus dem Gehäuse heraussteht. In dem ersten Gehäuseteil wird an einer Seite des Schwimmkolbens Druckluft eingeleitet, wodurch eine Menge von auf der anderen Seite des Schwimmkolbens befindlichen Öles in das zweite Gehäuseteil bewegt wird, wo der Druck den Kolben innerhalb des zweiten Gehäuseteils zu einer schnellen Bewegung und damit einem schnellen Vorschub der angeordneten Kolbenstange in Richtung des Werkstückes zwingt. Nachdem die schnelle Bewegung des Kolbens in dem zweiten Gehäuseteil stattgefunden hat, wird der druckverstärkende Kolben innerhalb des ersten Gehäuse teils unter dem Einfluß von Druckluft bewegt. Das Ende der Kolbenstange des Verstärkungskolbens wird in eine einge schnürte Ölpassage eingeführt, wodurch eine langsame, jedoch kraftvolle Bewegung des Kolbens in dem zweiten Gehäuseteil bewirkt wird. Die weitere Bewegung des Kolbens in dem zweiten Gehäuseteil bewirkt, daß die Kolbenstange sich selbst gegen das Werkstück spannt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist also eine kraftverstär kende Vorrichtung, die für jede Anwendung geeignet ist, wo eine lineare Kraft bestimmter Größe erforderlich ist, wie bei der Metallbearbeitung, dem Stanzen, dem Klemmen oder Schweißen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat keine Luft/Öl-Übergangs fläche, da das Öl vollständig innerhalb der Behälterbereiche der Vorrichtung aufgenommen ist. Weiterhin ist eine Schie bereinheit von der kraftverstärkenden Schiebereinheit trenn bar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet auch keine Federn, um die Bewegung der Kolben zu unterstützen. Weiterhin ist die Vorrichtung nicht in einem wie oben, beispielsweise im Zusammenhang mit der US-PS 43 95 027 beschriebenen, konti nuierlichen linearen Feld angeordnet.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung er geben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Kraftverstärkers;

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf den in Fig. 1 gezeigten Kraftverstärker;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine teilgeschnittene Ansicht des in Fig. 1 ge zeigten Kraftverstärkers, montiert auf einen Mon tageträger;

Fig. 5 eine Schnittansicht der Kappendichtungsanordnung gemäß Kreis 5 in Fig. 3;

Fig. 6 eine Schnittansicht der O-Ring- und Dichtringan ordnung des Stellzylinders gemäß Kreis 6 in Fig. 3;

Fig. 7 eine alternative Ausführung der Verbindung zwi schen dem Stellzylinder und dem Hauptzylinder mittels einer äußeren Fluidverbindung über die Endkappe;

Fig. 8A eine Schnittansicht, bei der die Kolben und Kol benstangen in voll zurückgezogener Position ge zeigt sind;

Fig. 8B eine Schnittansicht, bei der die Kolben und Kol benstangen gezeigt sind, nachdem Druck angelegt wurde;

Fig. 8C eine Schnittansicht entsprechend Fig. 8A und 8B, wobei die Kraftverstärkung stattgefunden hat;

Fig. 8D eine Legende, die die verschiedenen Drücke gemäß den Darstellungen in den Fig. 8A bis 8C und Fig. 13A bis 13D erläutert;

Fig. 9 eine teilgeschnittene Ansicht eines Ausführungs beispieles, wobei eine Kraftmeßdose nahe des En des der Arbeitskolbenstange angeordnet ist;

Fig. 10 eine alternative Montageanordnung, wobei der Stellzylinder direkt an den Hilfsanschluß des Hauptzylinders angeschlossen ist;

Fig. 11 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Ventilsystems;

Fig. 12 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungs beispieles

Fig. 13A eine Schnittansicht des zweiten Ausführungsbei spiels, wobei die Kolben und Kolbenstangen in voll zurückgezogener Position gezeigt sind;

Fig. 13B eine Schnittansicht entsprechend Fig. 13A, wobei die Kolben und Kolbenstangen in der Position ge zeigt sind, nachdem Druck angelegt wurde;

Fig. 13C eine Schnittansicht gemäß Fig. 13A und 13B, wobei der Druck erhöht wurde; und

Fig. 13D eine Schnittansicht gemäß den Fig. 13A bis 13C, wobei die Verstärkung stattgefunden hat; und

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Kraftverstärkers.

Gemäß Fig. 1 ist die Gesamtvorrichtung mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 hat zwei getrennte Unter vorrichtungen oder Gehäuse, welche im folgenden als Hauptzy linder 12 und Stellzylinder 14 bezeichnet werden. Der Haupt zylinder 12 weist einen im wesentlichen hohlen Aufbau mit ei nem vorderen Rohranschluß 16 auf, einem mittleren Rohran schluß 18 und einer Endkappe 20, welche in voneinander beab standeter, axialer Ausrichtung zueinander angeordnet sind. Die zylindrische, dünnwandige Frontbüchse 22 ist zwischen dem vorderen Rohranschluß 16 und dem mittleren Rohranschluß 18 angeordnet. Eine entsprechende zylindrische hintere Büchse 24 ist zwischen dem mittleren Rohranschluß 18 und der Endkappe 20 angeordnet. Die Bolzen 26 weisen an jedem Ende ein Gewinde auf und sind durch Muttern 28 gespannt. Der Stellzylinder 14 weist eine zylindrische innere und äußere Form auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Stellzylinder 14 direkt an der Endkappe 20 mit Muttern 40 befestigt. Obwohl der Stellzylinder 14 in paralleler Ausrichtung hinsichtlich des Hauptzylinders 12 gezeigt ist, ist es selbstverständlich, daß durch Verwendung eines Hilfsanschlusses 42 an der Endkappe 20 die Position beliebig geändert werden kann, um bei jeder spe ziellen Anwendung zu passen. Eine Verbindungsleitung 38 kann dann zwischen dem Hauptzylinder 12 und dem Stellzylinder 14, wie alternativ in Fig. 7 gezeigt, verwendet werden. Weiterhin kann, wenn gewünscht, der Stellzylinder direkt an den Hilfs anschluß 42 der Endkappe 20 angeschlossen werden, so daß sich eine wie in Fig. 10 gezeigte 90°-Konfiguration ergibt. Wei terhin ist in dem Ausführungsbeispiel gezeigt Hauptzylinder anordnung 12 geeignet, als einzelner Hauptzylinder eine be liebige Anzahl von Stellzylindern 14 in paralleler oder Rei henanordnung zu steuern. Entsprechend muß der Hauptzylinder 12 für die jeweilige Anwendung entsprechend dimensioniert sein.

In Fig. 3 ist eine Schnittansicht der Gesamtvorrichtung 10 gemäß Fig. 1 gezeigt. Die Kolben sind in ihrer Beziehung zu einander in einer Haltestellung gezeigt. Die Vorderbüchse 22 kann, wenn gewünscht, genau wie die hintere Büchse 24, dimen sioniert sein. Die vordere und hintere Büchsen 22 und 54 sind vorteilhafterweise aus Stahl gefertigt. Das Führungsende 48 der vorderen Büchse 22 paßt über einen gedrehten Vorsprung 50 im vorderen Anschluß 16. Obwohl enge Toleranzen zwischen dem inneren Durchmesser der vorderen Hülse 22 und dem äußeren Durchmesser des Vorsprungs 50 aufrechterhalten werden, ist es empfehlenswert, einen O-Ring 52 zu Dichtzwecken zu verwenden. Das hintere Ende 54 der vorderen Hülse 22 paßt über einen ge drehten Vorsprung 56 des mittleren Anschlusses 18. Ein O-Ring 58 wird zwischen den Vorsprung 56 und der Oberfläche der vor deren Hülse 22 verwendet, um eine fluiddichte Verbindung sicherzustellen. Das vordere Ende 60 der hinteren Hülse 24 paßt über einen gedrehten Vorsprung 62 des mittleren An schlusses 18. Ein O-Ring 64 ist so angeordnet, daß er eine fluiddichte Verbindung zwischen der inneren Oberfläche der hinteren Hülse 24 und dem gedrehten Vorsprung 62 sicher stellt. Das hintere Ende 66 der hinteren Hülse 24 paßt über einen gedrehten Vorsprung 68 an einem ringförmigen Anschluße lement 72. Zur Sicherstellung einer fluiddichten Verbindung zwischen der inneren Oberfläche der hinteren Hülse 24 und dem gedrehten Vorsprung 68 wird ein O-Ring 70 verwendet. Ein zweiter O-Ring 76 wird zur Aufrechterhaltung einer fluiddich ten Verbindung zwischen einem verjüngten Bereich des ringför migen Anschlußelementes 72 und der Endkappe 20 verwendet. Das ringförmige Anschlußelement hat eine Bohrung 78, die eine Nut 80 für ein Elastomerdichtmittel 82 aufweist, welche von einer Aufnahmekappe 81, wie am besten in Fig. 5 gezeigt, aufgenom men wird. Der Zweck der Bohrung mit verjüngtem Durchmesser 78 wird im folgenden detailliert beschrieben.

Ein Verstärkerkolben 104 ist innerhalb einer Bohrung 106 in der Fronthülse 22 aufgenommen. Der Verstärkerkolben 104 ist gegen die Bohrung 106 mittels eines O-Rings 108 abgedichtet. Eine Kolbenstange 110 des Verstärkerkolbens ist mittels eines Gewindebolzens 118 zentral am Verstärkerkolben 104 angeord net. Die Kolbenstange 110 läuft durch eine Bohrung 120, die dem Mittelverteiler 118 angeordnet ist. Eine Nut 122 inner halb der Bohrung 120 trägt einen O-Ring 14, um zwischen dem mittleren Rohranschlusses 18 und der Kolbenstange 110 abzu dichten.

Ein ringförmiger Schwimmkolben 132 ist um die Kolbenstange 110 herum angeordnet. Ein Bereich einer inneren Oberfläche 126 des Schwimmkolbens 132 ist länglich und konisch verbrei tet ausgebildet, um mit einem kegelstumpfförmigen Bereich 128 des ringförmigen Verteilerelementes 72 zusammenzupassen. Der Schwimmkolben 132 ist innerhalb einer Bohrung 134 innerhalb der hinteren Hülse 24 angeordnet. Der Schwimmkolben 132 ist gegen die Oberfläche der Bohrung 134 mittels eines O-Rings 136 am Führungsende und eines O-Rings 138 am hinteren Ende abgedichtet, die Nuten 140 bzw. 142 im Schwimmkolben 132 an geordnet sind. Der Schwimmkolben 132 ist weiterhin gegen die Kolbenstange 110 des Verstärkerkolbens mittels O-Ringen 144 und 146 abgedichtet, welche den Schwimmkolben 132 gegen die Kolbenstange 110 an gegenüberliegenden Seiten einer Entla stungsbohrung 148 innerhalb des Schwimmkolbens 132 abdichten. Die Entlastungsbohrung 148 verbindet die Fläche zwischen den führenden und hinteren O-Ringen 136 und 138 am äußeren Umfang des Schwimmkolbens 132 und die Fläche zwischen den O-Ringen 144 und 146 an der Kolbenstange 110 miteinander, um zu ver hindern, daß sich zwischen dem führenden und hinteren O-Ring des Schwimmkolbens 132 ein stehender Druck aufbauen kann. Die Anordnung des Schwimmkolbens 132 auf der Kolbenstangen 110 innerhalb der hinteren Hülse entspricht dem Aufbau zweier Fluidkammern 152 und 154 innerhalb der Fläche der hinteren Hülse 24. Die Fluidkammer 152 liegt zwischen dem ringförmigen Verteilerelement 72 und der inneren Oberfläche 126 des Schwimmkolbens 132. Die Fluidkammer 154 liegt zwischen dem mittleren Rohranschluß 18 und einer Aussparung in der vor deren Oberfläche des Schwimmkolbens 132.

Der vordere Rohranschluß 16 weist eine Fluidkammer 156 und eine Gewindebohrung 160 auf. Eine weitere Fluidkammer 162 liegt zwischen dem Verstärkerkolben 104 und dem Mittelvertei ler 18. Der Mittelverteiler 18 umfaßt eine erste Bohrung oder Öffnung 86, die in Verbindung mit der Kammer 154 steht. Eine zweite Bohrung oder Öffnung 164 steht in Verbindung mit der zusätzlichen Fluidkammer 162. Die Endkappe 20 umfaßt eine Bohrung 168, die in Verbindung mit der ersten Kammer 152 über die Bohrung 78 mit reduziertem Durchmesser in dem ringförmi gen Verteilerelement 72 steht.

Zusätzlich weist die Endkappe 20 eine Versorgungsöffnung 90 auf, welche ebenfalls in Fluidverbindung mit der Kammer 152 über eine Versorgungsbohrung 92 in dem ringförmigen Verteile relement 72 steht. Ein Behälter 94, der in jeder beliebigen geeigneten Position angeordnet ist, ist in Fluidverbindung mit der Versorgungsöffnung 90, um die Kammer 152 mit Hydrau likflüssigkeit zu versorgen. Ein Einwegkontrollventil 96 ist zwischen dem Behälter 94 und der Versorgungsöffnung 90 ange ordnet, um den Zulauf des Fluids zur Kammer 152 zu ermögli chen, gleichzeitig jedoch den Rückfluß von der Kammer 152 zum Behälter 94 zu verhindern.

Der Stellzylinder 14 hat über seine axiale Länge eine äußere zylindrische Konfiguration. Der hintere Bereich des Stellzy linders 14 hat eine Bohrung 174, welche ein nichtgezeigtes Gewinde aufweist, um mit der Bohrung 168 der Endkappe 20 in Verbindung stehen zu können. Das Innere des Stellzylinders 14 weist eine axiale Bohrung 176 auf, die annähernd über die hintere Hälfte des Stellzylinders 14 verläuft. Die verblei bende oder vordere Hälfte ist von einer sich axial erstreckenden Bohrung 178 gebildet, deren Durchmesser größer ist als der der axialen Bohrung 176 der hinteren Hälfte des Stellzy linders. Eine radial sich erstreckende Schulter 180 bildet den Schnittbereich zwischen den Bohrungen 176 und 178. Eine Hülse 182 ist innerhalb der Bohrung 178 des Stellzylinders 14 angeordnet. Die Schulter 180 wirkt als Anschlag für die Hülse 182, wodurch deren axiale Position innerhalb des Stellzylin ders 14 definiert ist.

Ein hinterer Kolben 184 ist innerhalb der Bohrung 176 ange ordnet. Der hintere Kolben 184 weist eine erste O-Ringdich tung und Stützringe 185 auf, welche innerhalb einer Nut 180 aufgenommen sind, sowie eine zwei O-Ringdichtung 186, welche innerhalb einer Nut 188 in der äußeren zylindrischen Oberflä che des hinteren Kolbens 184 angeordnet sind, wie am besten in Fig. 6 gezeigt ist. Eine Kolbenstange 46 ist mit einem ih rer Enden an dem hinteren Kolben 184 befestigt. Die Kolben stange 46 hat einen Endbereich 192 mit einem reduzierten Durchmesser und einem Gewindebereich (nicht gezeigt), welches sich durch eine axial angeordnete Bohrung 194 in dem hinteren Kolben 184 erstreckt. Der hintere Kolben 184 ist mittels ei ner Mutter 196, welche mit dem nicht gezeigten Gewindebereich an dem Endbereich mit dem reduzierten Durchmesser 192 der Kolbenstange 46 in Eingriff ist, mit der Kolbenstange 46 ver bunden. Die Kolbenstange 46 erstreckt sich von dem hinteren Kolben 184 durch die gesamte axiale Länge, in Fig. 3 nach rechts gesehen, wo es als ein freiliegendes Auslegerende 198 aus dem Stellzylinder 14 heraustritt.

Im Stellzylinder 14 ist unter Preßpassung auf die Kolben stange 46 ein Vorschubkolben 200 angeordnet. Der Vorschubkol ben 200 ist im wesentlichen im Mittelbereich des sich axial erstreckenden Bereiches der Kolbenstange 46 angeordnet. Der Vorschubkolben 200 hat eine umlaufende Nut 202, in der ein O-Ring 204 aufgenommen ist. Die Hülse 182 nimmt den Vorschub kolben 200 innerhalb einer Bohrung 206 auf. Der O-Ring 204 dichtet gegen die Oberfläche der Bohrung 206. Die Hülse 182 umfaßt eine zweite Bohrung 212, welche zuläßt, daß die Kol benstange 26 hindurchlaufen kann, wodurch eine Kammer 210 zwischen dem Vorschubkolben 200 und der von der Bohrung 206 und der zweiten Bohrung 212 gebildeten Schulter entsteht. Die zweite Bohrung 212 weist eine Nut 214 auf, in welcher ein O-Ring 216 zur Abdichtung zwischen der Hülse 182 und der Kol benstange 146 angeordnet ist. Die Hülse 182 weist eine Nut 218 in ihrer äußeren Oberfläche auf, so daß ein O-Ring 220 zur Abdichtung zwischen der Hülse 182 und der Bohrung 178 des Stellzylinders 14 eingesetzt werden kann.

Im Bereich des Vorschubkolbens 200 weist die Kolbenstange 46, wie in Fig. 3 gezeigt, einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der der Bohrung 206 der Hülse 182, wodurch eine Kammer 222 gebildet wird. Die Kammer 222 steht in Verbindung mit ei ner zentralen Bohrung 226 durch den hinteren Bereich der Kol benstange 46 über eine radiale Durchgangsbohrung in der Kol benstange 46. In ähnlicher Weise hat der hintere Kolben 184 eine radiale Bohrung 228, die zwischen den O-Ringdichtungen 185 und 186 verläuft und in Verbindung mit der zentralen Boh rung 226 steht. Eine Kammer 231, welche rechts vom hinteren Kolben 184 angeordnet ist, steht in Verbindung mit einer Durchgangsbohrung 232 in der Hülse 182. Eine Kammer 236, die links des hinteren Kolbens 184 angeordnet ist, steht in Ver bindung mit der Fluidkammer 152 des Hauptzylinders 12 über die Bohrung 174 des Stellzylinders 14, sowie über die Durch gangsbohrung 168 in der Endkappe 20 und die Bohrung 78 in dem ringförmigen Verteilerelement 72.

Am vorderen Bereich des Stellzylinders 14 ist eine Staubuchse 44 befestigt, die einen äußeren zylindrischen Teilbereich 240 aufweist, der in die Bohrung 178 paßt, um die Kammer 222 zu bilden. Die Staubuchse 44 wird durch einen Stauring 242 festgehalten, der mit einer Nut 244 in der Wand der Bohrung 178 im Stellzylinder 14 und einer Nut 246 in der äußeren Oberfläche des äußeren zylindrischen Teilbereiches 240 zusam menwirkt.

Wie am besten in Fig. 1 gezeigt, weist die Kolbenstange 46 einen gefrästen planen Bereich 248 an einer Seite, und einen entsprechend gefrästen planen Bereich 250 an der anderen Seite auf, was optional anwendbar ist. Der Zweck der plange frästen Bereiche 248 und 250 ist es, die Kolbenstange 46 am Rotieren zu hindern und bei der Verwendung nichtsymmetrischer Werkzeuge, die an dem Auslegerende 198 der Kolbenstange 46 befestigt werden können, zu verhindern.

Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Ausfüh rungsbeispiels, bei welchem ein Drehzapfen als integraler Be standteil des Stellzylinders 14 verwendet wird. Dieser Dreh zapfen dient zur Verbindung mit Befestigungsschlitzen 256 an einem Montageelement 258. Somit kann der Stellzylinder 14 für die spezielle Anwendung in die gewünschte Stellung gedreht werden.

Bei der in Fig. 9 gezeigten teilweise geschnittenen Ansicht ist bei einem Ausführungsbeispiel eine Kraftmeßdose im Be reich der Kolbenstange 46 am Stellzylinder 14 angeordnet. Die Fig. 9 zeigt die Hülse 182, die Kolbenstange 46 und die Stau buchse 44 gemäß Fig. 3. Die Kolbenstange hat einen zylindri schen Bereich 30 mit reduziertem Durchmesser. Dieser zylin drische Bereich mit reduziertem Durchmesser läuft teleskopar tig innerhalb eines Kolbenstangenadapters 32. Der Kolbenstan genadapter 32 hat eine äußere zylindrische Oberfläche, welche innerhalb einer Bohrung 34 in der Staubuchse 44 aufgenommen werden kann. Der Kolbenstangenadapter 32 hat eine innere Boh rung 36, in welche teleskopartig das Ende der Kolbenstange 46 paßt. Eine Kraftmeßdose 35 ist innerhalb der Bohrung 36 ange ordnet, wobei eine Druckfeder in der Bohrung 36 zwischen dem Ende der Kolbenstange 46 und der Kraftmeßdose 35 ausgerichtet ist. Zum Festhalten des Kolbenstangenadapters 32 an dem Ende der Kolbenstange 46 ist ein Stift 33 in einer Bohrung 31 ein gesetzt, welche hinsichtlich der Kolbenstange 46 außerhalb des Umfanges eingesetzt ist. Der Stift 33 ragt außerhalb der äußeren Oberfläche des zylindrischen Bereiches 30 mit redu ziertem Durchmesser heraus. Das Ende des Stiftes 33 paßt in Schlitze 29, die in den Kolbenstangenadapter 32 gefräst sind. Auf diese Weise hat der Kolbenstangenadapter 32 einen be grenzten Grad axialer Bewegungsfreiheit hinsichtlich der Kol benstange 46. Der Kolbenstangenadapter 32 hat eine radial ausgerichtete Bohrung 39, welche das Einführen elektrischer Drähte 41 zur Kraftmeßdose 35 zuläßt. Während des Betriebs der Gesamtvorrichtung bewirkt die Kolbenstange 46, daß die Druckfeder 37 eine Kraft auf die Kraftmeßdose 35 ausübt. Nachdem die Kraft von der Kraftmeßdose ausgelöst wurde, be wirkt die Druckfeder 37, daß der Kolbenstangenadapter 32 sich axial bewegt, und zwar in Abhängigkeit vom Zusammenwirken des Stiftes 33 und der Schlitze 29.

Während der Montage der Gesamtvorrichtung 10 muß insbesondere auf die Unbeschädigtheit der Dichtungen, speziell der O-Ringe, geachtet werden, welche durch die Montage geknickt werden können. Der Hauptzylinder wird montiert, indem ge eignete Dichtungen am Schwimmkolben 132 und Verstärkungskol ben 104 angeordnet werden. Der Verstärkungskolben 104 wird an dem Ende der Kolbenstange 110 durch die Gewindemutter 118 be festigt. Die Kolbenstange 110 wird dann durch die Bohrung 120 des Mittelverteilers 18 eingesetzt. Der Schwimmkolben 132 wird dann über das freie Ende der Kolbenstange 110 geführt. Die vordere und hintere Hülse 22 und 24 werden dann über die jeweiligen Verdickungen 56 und 52 am Mittelverteiler 18 auf gesetzt. Der Frontverteiler 16 und das ringförmige Verteiler element 62 werden dann so angeordnet, daß ihre entsprechenden Vorsprünge 50 und 68 in die Endbereiche der vorderen und hin teren Hülse 22 und 24 gleiten. Dann wird die Endkappe 20 ge gen das ringförmige Verteilerelement 72 anliegend angeordnet, die Bohrung 168 mit der Bohrung 78 mit reduziertem Durchmes ser, sowie die Versorgungsöffnung mit der Versorgungsbohrung 92 ausgerichtet. Die vier Bolzen 26 in die nicht gezeugten Löcher des vorderen und mittleren Verteilers 16 und 18 und der Endkappe 20 eingesetzt. Durch das Befestigen mit Muttern 28 werden die Bolzen 26 gespannt. Während der Montage des Stellzylinders 14 wird der Vorschubkolben 200 unter Preßpas sung auf die Kolbenstange 46, wie in Fig. 3 gezeigt, aufge preßt. Dann wird die Hülse 182 über dem linken Ende (in Fig. 3 gesehen) auf die Kolbenstange 46 aufgesetzt. Anschließend wird der hintere Kolben 148 an dem Ende der Kolbenstange 26 mittels der Mutter 196 befestigt. Der hintere Kolben 184, die Kolbenstange 46 und die Hülse 182 werden innerhalb der Boh rungen 176 und 178 des Stellzylinders 14 installiert. Die Staubuchse 44 wird dann über das Ausleger- oder freie Ende 198 der Kolbenstange 46 geschoben. Die Staubuchse 44 wird dann in den Verschlußzustand mit dem Stauring 242 gepreßt. Der Stellzylinder 14 wird dann an der Endkappe 20 mit den Ge windemuttern 40 befestigt.

In der in Fig. 8A gezeigten Schnittansicht ist die Position der Kolben und Kolbenstangen der Gesamtanordnung 10 in voll zurückgezogenem Zustand gezeigt. Zur Einleitung eines Ar beitsspiels wird der Verstärkerkolben 104 in der (in Fig. 5 gesehenen) extremen rechten Seite der Kammer 162 durch hohen Luftdruck gehalten, welcher über die Bohrung 120 und ihren äußeren Anschluß eingeleitet wird. Entsprechend ist das Ende der Kolbenstange 110 zu einer Position zurückgezogen, die außerhalb der Bohrung 78 liegt, so daß die Fluidkammer 152 mit der Bohrung 78 in Verbindung steht. Der Schwimmkolben 132 ist zum äußeren rechten Bewegungsende gegen den Mittelvertei ler 18 gezogen. Im Stellzylinder 14 ist der rechte Kolben 184 zum äußeren linken Ende zur Endkappe 20 bewegt, was die größte Ausdehnung der Kammer 231 bedeutet, so daß das äußer ste rechte freie Ende der Kolbenstange 46 in der fast voll kommen in den Stellzylinder 14 eingezogenen Position ist. Der Vorschubkolben 200, der als integrales Teil der Kolbenstange 46 wirkt, ist gegen die von den Bohrungen 212 und 206 gebil dete Schulter positioniert.

In Fig. 8B sind die Positionen der Kolben und Kolbenstangen nach dem Beginn des Arbeitszyklus gezeigt. Luftdruck wird in die Fluidkammer 154 über die erste Bohrung 86 eingeführt, wodurch der Schwimmkolben 132 nach links bewegt wird. Das links vom Schwimmkolben 132 befindliche Öl beginnt, die Fluidkammer 152 zu verlassen, und, da es durch das Kontroll ventil 96 daran gehindert ist, zu dem Behälter 94 zurückzu fließen, fließt es über die Bohrung 78 mit reduziertem Durch messer und die Bohrung 168 in die Kammer 236. Die Erhöhung des Ölvolumens in der Kammer 236 bewirkt, daß der hintere Kolben 184 schnell nach rechts bewegt wird. Während der hin tere Kolben nach rechts läuft, wird Luft aus der Kammer 231 über die Bohrung 232 ausgelassen. Da der Vorschubkolben 200 als Teil der Kolbenstange 46 wirkt, bewegt sich auch der Vor schubkolben 200 nach rechts, wodurch Umgebungsluft in die Kammer 210 eintritt und aus der Kammer 222 herausgepreßt wird. Nach dem einleitenden Einführen von Druckluft in die Fluidkammer 154 auf die rechte Seite des Schwimmkolbens 132 findet ein sehr schneller Vorschub der Kolbenstange 46 nach rechts statt, wo ihre Bewegung durch die Berührung, bei spielsweise mit einem Werkstück 47, gestoppt wird.

Experimentell wurde ermittelt, daß die Durchführungscharakte ristik verringert werden kann, wenn der Vorschubkolben 200 durch Einleiten von Druckluft in die Kammer 210 während des Beginns des Arbeitszyklusses gemäß Fig. 8B nach rechts gefah ren wird. Der Grund für diesen Verlust wird als Saugwirkung angenommen, die durch den Vorschubkolben 200 erzeugt wird, wenn Druckluft in die Kammer 210 eingelassen wird, da die Be wegung schneller oder vor der Bewegung des Schwimmkolbens 132 stattfindet, wodurch ein Teilvakuum in der Kammer 236 ent steht. Damit wird eine zusätzliche Kraft aufgebracht, um den Schwimmkolben 132 stärker nach links zu fahren, als durch den Einlaß von Druckluft in die Fluidkammer 154 beabsichtigt ist.

In Fig. 8C ist das Endstadium des Arbeitszyklus gezeigt. Da der schnelle Vorschub der Kolbenstange 46 ein nicht gezeigtes Werkzeug in Kontakt mit einem Werkstück 47 gebracht hat, muß die Kraft erhöht werden, und zwar stärker als dies mit übli cherweise an industriellen Montagestellen zu findenden Druck luft möglich ist. Entsprechend wird Druckluft in die Kammer 156 eingelassen, welche rechts vom Verstärkerkolben 104 liegt. Wenn der Verstärkerkolben 104 nach links läuft, wird die Spitze der Kolbenstange 110 in die Bohrung 78 in den ringförmigen Verteilerelement 72 eingeführt, wodurch Öl ein geschlossen wird, bevor es als geschlossenes System zwischen der Kolbenstange 110, der Bohrung 78 und der Kammer 236 wirkt. Die Fortführung der Bewegung der Kolbenstangen 110 in die Bohrung 78 wirkt auf das Öl in der Kammer 236 und zwingt den hinteren Kolben 184 nach rechts, wodurch eine stark er höhte oder verstärkte Kraft auf die Kolbenstange 46 wirkt. Die aktuelle Bewegung der Kolbenstange 46 ist in Fig. 8C zur Darstellung der Bewegung übertrieben gezeigt. Die erhöhte Be wegung des Vorschubkolbens 200 nach rechts bewirkt zusätzli ches Ausblasen von Umgebungsluft aus der Kammer 222 und wei terhin einen Einbruch zusätzlicher Umgebungsluft in die Kam mer 210. Somit wird eine kombinierte hydraulische Verstär kungskraft auf die Kolbenstange 46 angewendet.

Beim Rückkehrschlag werden sowohl der Verstärkerkolben 104 als auch der hintere Kolben 184 in ihre ursprünglichen Posi tionen durch Einleiten von Hochdruckluft in die entsprechen den Kammern 162 und 231 über die Bohrungen 164 und 232 zu rückgefahren. Beim Zurückfahren des hinteren Kolbens 184 wird bewirkt, daß der Schwimmkolben 132 in seine ursprüngliche Po sition am rechten Ende der Fluidkammer 152 gegen den Mittel verteiler gefahren wird.

Als zusätzliche Maßnahme, um einen entsprechenden Wirkungs grad der Vorrichtung sicherzustellen, wird ein Abstandssensor 252 zum Erfassen der Position des Schwimmkolbens 132 in Rela tion zum äußersten linken Ende der Fluidkammer 152 angeord net. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Abstandssensor 252 nahe dem äußeren linken Ende der Fluidkammer 152 angeordnet und kann mit jeder herkömmlichen Vorrichtung ausgestattet sein, um ein Warnsignal abzugeben, wenn der Schwimmkolben 132 das Ende seiner Bewegungsfähigkeit innerhalb der Fluidkammer 152 erreicht hat. Dieser Zustand würde beispielsweise auftreten, wenn die Hydraulikflüssigkeit innerhalb der Fluidkammer 152 unter einem unakzeptierbaren Stand gefallen ist. Durch das Warnsignal kann einer Bedienperson angezeigt werden, daß ein Auffüllen des Hydrauliksystems notwendig ist.

Ein schematisches Fluiddiagramm sowie die Steuerungsmittel sind in Fig. 11 gezeigt, wobei die Fluide für vorliegende Zwecke als Luft und Öl beschrieben werden. Zudem sind verein facht die Kolben- und Kolbenstangen dargestellt. Das Öl ist zum Zweck der besseren Darstellung schraffiert gezeigt. Um die Vorrichtung durch ihren gesamten Arbeitszyklus in Betrieb zu setzen, muß nur Luftdruck angelegt werden, wobei zum Zwecke der besseren Erklärung angenommen wird, daß die Vor richtung 10 mit einer Luftversorgungsquelle 272 verbunden ist. Luftdruck wird an ein Dreiwegeventil 274 angelegt, wel ches ein federbelastetes Magnetventil ist. Die Druckluft steht von der Versorgungsquelle aus in einer Leitung 276 an, läuft durch das Dreiwegeventil 274 über eine Leitung 278 zur Kammer 231. Weiterhin wird von der Versorgungsquelle 272 Druckluft über eine Leitung 304 und ein Zweiwegeventil 288 in die Kammer 162 geleitet. Der in der Kammer 231 anliegende Luftdruck bewirkt, daß der hintere Kolben 184 nach links läuft, in Fig. 8C gesehen, wobei das Öl der Kammer 236 in die Kammer 152 gedrückt wird und den Schwimmkolben 132 nach rechts zwingt. Wenn der Schwimmkolben 132 nach rechts bewegt wird, wird Luft aus der Kammer 154 über eine Leitung 282 und das Ventil 274 geleitet, welches die Luft in eine Leitung 284 und zu einer Auslaßöffnung 286 führt, welche, wenn gewünscht, ein Schalldämpfer sein kann, um den Geräuschpegel zu dämpfen. Der über die Leitung 280 anliegende Luftdruck in der Kammer 162 bewirkt, daß der Verstärkerkolben 104 rechts verbleibt, wodurch sichergestellt wird, daß die Kolbenstange 101 nicht den Ölfluß in die Kammer 154 behindert. Die Kammer 156 ist mit dem Zweiwegeventil 288 über eine Leitung 290 verbunden. In der nicht angeregten Position erlaubt das Zweiwegeventil 288, daß Luft über die Leitung 290 und eine Leitung 292 zur Auslaßöffnung 286 geführt wird. Zu Beginn des Arbeitszyklus wird ein Magnet 294 des Dreiwegeventils 274 durch die Bewe gung eines Werkstückes in die Arbeitsstation oder andere Vor richtungen, die elektrische Spannung an den Magneten legen, angeregt. Damit wird die Versorgungsleitung 276 mit der Lei tung 282 verbunden, wodurch Druckluft in die Kammer 154 ge leitet wird, was bewirkt, daß der Schwimmkolben 132 nach links gedrückt wird, wodurch Öl von der Kammer 152 in die Kammer 236 fließt.

Das in die Kammer 236 fließende Öl bewirkt, daß der hintere Kolben 184 schnell nach rechts bewegt wird, wodurch die Kol benstange 46 zusammen mit dem Vorschubkolben 200 ebenfalls nach rechts bewegt wird. Die Erregung des Magneten 294 am Dreiwegeventil 274 bewirkt weiterhin, daß die Luftleitung 278, und damit die Kammer 231, mit der Auslaßleitung 284 ver bunden wird. Wenn der Vorschubkolben 200 nach rechts bewegt wird, wird Luft von der Kammer 222 über eine Leitung 295 zur Auslaßöffnung 286 gedrückt, und gleichzeitig Luft von der Auslaßöffnung 286 über eine Leitung 296 in die Kammer 210 ge saugt. Nachdem die Kolbenstange 246 ihre schnelle Vorwärtsbe wegung in Richtung eines Werkstückes gemacht hat, welche mit dem Bezugszeichen 298 bezeichnet ist, erregt der Druck, oder ein elektrischer Sensorschalter 300, das Magnet 302 am Zwei wegeventil 288, wodurch die Leitung 304 mit der Druckleitung und die Leitung 280 mit der Auslaßleitung 292 verbunden wird. Der Luftdruck, der über die Leitung 290 zur Kammer 156 ge führt wird, bewirkt, daß der Verstärkerkolben 104 nach links bewegt wird, wodurch die Spitze der Kolbenstange 110 die Boh rung 78 verschließt und einen verstärkten Druck auf das Öl in der Kammer 236 ausübt. Die erhöhte Kraft, die an den hinteren Kolben 184 angelegt ist, wird über die Kolbenstange 46 und auf das Werkstück 298 übertragen. Durch den Befehl einer Be dienperson 46, oder durch einen automatisch gesteuerten Zeit ablauf, werden die Magnet 294 und 302 wieder abgeschaltet, wodurch Federn 306 und 308 die Ventile 274 und 288 in ihre ursprüngliche Startposition zurückdrücken. Es ist anzumerken, daß durch die Verwendung von Luft, um den Verstärkerkolben an Ort und Stelle zu halten, während Druckluft am Schwimmkolben anliegt, keine Federn verwendet werden müssen, wodurch eine exakte Steuerung des Verstärkerkolbens ermöglicht wird. Wei terhin ist anzumerken, daß geeignete Entlastungsöffnungen an geordnet sind, um, wie an sich bekannt, zwischen zusammenwir kenden Dichtungen den Aufbau von örtlichen stehenden Brücken zu verhindern.

Unter der beispielhaften Annahme, daß die Kolbenstange 110 einen Durchmesser von 0,5 Inches und die Verstärker und hin teren Kolben 104 und 184 jeweils einen Durchmesser von 1,75 Inches aufweisen, beträgt die Erhöhung des Druckes auf den hinteren Kolben 184, 1.75²/0.5², genau 12.25, d. h. die Druc kerhöhung verändert sich mit dem Quadrat der Durchmesser. So mit wird auf den hinteren Kolben 184 ein Luftdruck von 980 p.s.i. angelegt, wenn der üblicherweise verwendete Luftdruck von 80 p.s.i. auf den Verstärkerkolben angelegt wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 12 gezeigt, wo die Gesamtvorrichtung mit dem Bezugszeichen 410 bezeichnet ist. Die Kraftverstärkungsvorrichtung 410 un terscheidet sich von dem oben beschriebenen Ausführungsbei spiel dadurch, daß eine Zwischenrückzugspositionierfähigkeit vorgesehen ist. Diese Zwischenrückzugsposition ermöglicht beispielsweise Mehrfachschweißvorgänge, in dem die Zykluszeit zwischen den jeweiligen Schweißvorgängen reduziert wird, die nicht das völlige Freigeben des Werkstückes durch die voll zurückgezogene Position der Vorrichtung 410 erfordern.

Ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel weist die Vorrich tung 410 einen Hauptzylinder 412 und einen Stellzylinder 414 auf, welche zwei Unterbaugruppen oder Gehäuse der Vorrichtung 410 darstellen.

Die Vorrichtung 410 ist im wesentlichen identisch zur Vor richtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, außer daß im Hauptzylinder 412 einige Veränderungen vorgenommen sind.

Der Hauptzylinder 412 hat einen vorderen Verteiler 416, einen mittleren Verteiler 418 und ein ringförmiges Verteilerelement 472, welche voneinander beabstandet und axial zueinander aus gerichtet sind. Zylindrische Vorder- und Hinterhülsen 422 und 424 sind zwischen den Front- und Mittelverteiler 416 und 418, bzw. dem Mittelverteiler und dem ringförmigen Verteilerelement 418 und 472 angeordnet. Die Hülsen 422 und 424 bilden eine vordere Bohrung 506 und eine hintere Bohrung 534. Innerhalb der hinteren Bohrung 534 ist ein Stauring 538 in einer inne ren Nut 540 in etwa in der Mitte zwischen dem ringförmigen Verteilerelement 472 und dem mittleren Verteiler 418 angeord net. Der Stauring 438 ist geeignet stark ausgelegt, um als Kolbenanschlag zu dienen.

Das ringförmige Verteilerelement 472 hat einen länglichen ringförmigen Bereich 473 mit einer äußeren zylindrischen Oberfläche 528, die in Richtung des Mittelverteilers 418 her aussteht. Die innere Oberfläche des länglichen ringförmigen Bereiches 473 bildet eine Bohrung 478 mit reduziertem Durch messer. Eine Endkappe 420 ist auf dem ringförmigen Verteiler element 472 gegenüber dem länglichen ringförmigen Bereich 473 angeordnet. Die Endkappe 420 hat eine Bohrung 568, die in Ver bindung mit der Bohrung 478 mit reduziertem Durchmesser des ringförmigen Verteilerelementes 472 steht.

Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ist auch hier ein Verstärkerkolben 504 vorgesehen, welcher auf einer Kolben stange 510 befestigt und in der vorderen Bohrung 506 positio niert ist. Der Verstärkerkolben 504 teilt die vordere Bohrung 506 in eine erste Kammer 556 neben dem vorderen Verteiler 416, und eine zweite Kammer 562 neben dem mittleren Verteiler 418. Die erste Kammer 556 ist in Fluidverbindung mit einer Öffnung 560 in dem vorderen Verteiler 416. Die zweite Kammer 562 ist in Fluidverbindung mit einer Öffnung 574 im mittleren Verteiler 418. Die Kolbenstange 510 läuft durch eine Bohrung 520 im mittleren Verteiler 418 und erstreckt sich bis vor die Bohrung mit reduziertem Durchmesser 478 des ringförmigen Ver teilerelements 472.

Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Schwimm kolben 532 um die Kolbenstange 510 innerhalb der hinteren Bohrung 534 angeordnet. Der Schwimmkolben 532 teilt die hin tere Bohrung 534 in eine dritte Kammer 544 neben dem mittle ren Verteiler 418 und eine vierte Kammer 552 neben dem ring förmigen Verteilerelement 472. Die dritte Kammer 554 ist in Fluidverbindung mit einer Öffnung 486 im Mittelverteiler 418. Die vierte Kammer 552 ist in Fluidverbindung mit der Bohrung 478 mit reduziertem Durchmesser des ringförmigen Verteiler elementes 472 und der Bohrung 568 der Endkappe 420. Die End kappe 420 ist weiterhin mit einer Versorgungsöffnung 490 ver sehen, welche in Fluidverbindung mit der hinteren Bohrung 534 über eine Versorgungsleitung 492 in dem ringförmigen Vertei lerelement 472 steht. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbei spiel ist der Schwimmkolben 532 abgekantet und paßt nicht mit der zylindrischen Oberfläche 528 des ringförmigen Verteiler elementes 472 zusammen. An Stelle dessen ist der Schwimmkol ben 533 innerhalb der hinteren Bohrung 534 zwischen dem mitt leren Verteiler 418 und dem Stauring 538 aufgenommen.

Zusätzlich ist ein Rückzugskolben 536 über der äußeren zylin drischen Oberfläche 528 des ringförmigen Verteilerelementes 472 angeordnet. Der Rückzugskolben 536 bildet eine Rückzugs kammer 553 innerhalb der hinteren Bohrung 534 zwischen dem ringförmigen Verteilerelement 472 und dem Rückzugskolben 536. Der Rückzugskolben 536 arbeitet zwischen dem ringförmigen Verteilerelement 472 und dem Stauring 538, so daß er immer an der äußeren zylindrischen Oberfläche 528 des ringförmigen Verteilerelementes 472 geführt ist. Weiterhin ist der Rück zugskolben 536 so gebildet, daß er nicht den Fluidweg zwi schen der vierten Kammer 552 und der Bohrung mit reduziertem Durchmesser 478 unterbrechen kann. Die Rückzugskammer 553 steht in Verbindung mit der Versorgungsleitung 490 über die Versorgungsbohrung 492, um den Rückzugskolben 536 zu betäti gen.

Ein Abstandssensor 652 ist ähnlich wie im ersten Ausführungs beispiel zur Erfassung der Position des Schwimmkolbens 532 in Beziehung zum Stauring 538 angeordnet. Der Abstandssensor 652 warnt eine Bedienperson, daß die Menge der Hydraulikflüssig keit innerhalb der vierten Kammer 552 zu niedrig ist und der Auffüllung bedarf. Die Hydraulikflüssigkeit wird in die vierte Kammer 552 über eine Füllöffnung 542 eingeleitet, wel che in der Nähe des Stauringes 538 angeordnet ist. Der Stellzylinder 414 ist dem Stellzylinder 14 gemäß Ausführungs beispiel identisch ausgebildet. Wie gezeigt ist der Stellzy linder 414 an der Endkappe 420 befestigt, kann jedoch, wie bereits zum ersten Ausführungsbeispiel bemerkt, über ge eignete Fluidverbindungen mit der Endkappe 420 verbunden wer den. Der hintere Bereich des Stellzylinders 414 hat eine Boh rung 576, die in Fluidverbindung mit der Bohrung 568 der End kappe 420 steht. Ein hinterer Kolben 584 ist innerhalb der Bohrung 576 angeordnet. Der hintere Kolben 584 ist mit einer Kolbenstange 446 verbunden, welche von dem hinteren Kolben 584 über die gesamte axiale Länge bis nach rechts verläuft, wo sie den Stellzylinder 414 verläßt und ein unverdecktes freitragendes Ende 598 aufweist.

Der hintere Kolben 584 teilt die Bohrung 576 in eine fünfte und sechste Kammer 631 und 636. Die sechste Kammer 636 steht in Verbindung mit der vierten Kammer 552 des Hauptzylinders 412, über die Leitung 568 in der Endkappe 420 und der Bohrung 478 mit reduziertem Durchmesser im ringförmigen Verteilerele ment 472.

Der Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels ist im wesentli chen zu dem ersten Ausführungsbeispiel identisch, außer der Fähigkeit, daß die Vorrichtung 410 eine Zwischenrückzugsposi tion einnehmen kann, und zwar entweder von der voll zurückge zogenen oder der voll ausgefahrenen Position. In Fig. 13 a ist die Vorrichtung 410 in der voll zurückgezogenen Position gezeigt. Zu Beginn eines Arbeitszyklus steht der Verstär kerkolben 504 am äußersten rechten Ende der vorderen Bohrung 506 aufgrund des anstehenden Luftdruckes in der zweiten Kam mer 562. Entsprechend steht das Ende der Kolbenstange 510 in einer zurückgezogenen Position außerhalb der Bohrung mit re duziertem Durchmesser 478, wodurch die vierte Kammer 552 in Verbindung mit der Bohrung mit reduziertem Durchmesser 478 steht. Der Schwimmkolben 532 steht ebenfalls am äußersten rechten Ende seines Bewegungsweges gegen den Mittelverteiler 418 an. Der Rückzugskolben 536 ist am äußersten linken Ende seines Bewegungsweges am ringförmigen Verteilerelement 472. Im Stellzylinder 414 steht der hintere Kolben 584 aufgrund des anstehenden Luftdruckes extrem links, nahe der Endkappe 420, was der größten Ausdehnung der fünften Kammer 631 ent spricht. Somit ist das äußerste rechte freie Ende der Kolben stange 446 fast vollständig in die Öffnung des Stellzylinders 414 eingezogen.

Fig. 13b zeigt die Kolben und Kolbenstangen, nach denen die Vorrichtung 410 in die Zwischenrückzugsposition zu Beginn ei nes Arbeitszyklus gestellt wurde. Luftdruck wird in die Rückzugskammer 553 über die Versorgungsöffnung 490 eingelei tet, wodurch der Rückzugskolben 436 zum Mittelverteiler 418 läuft, bis er gegen den Stauring 538 anstößt. Eine der Volu menveränderung entsprechende Ölmenge wird aus der vierten Kammer 552 herausgedrückt und läuft über die Bohrung 478 und die Bohrung 568 in die sechste Kammer 436. Die Erhöhung des Ölvolumens der sechsten Kammer 636 bewirkt, daß der hintere Kolben 584 schnell nach rechts läuft. Entsprechend läuft auch die Kolbenstange 446 schnell nach rechts, bis ihr Bewegungs weg in einem vorbestimmten Abstand vom Werkstück 447 endet, was der Zwischenrückzugsposition der Vorrichtung 410 ent spricht. Der vorbestimmte Abstand der Kolbenstange 446 zum Werkstück 447 wird direkt durch das Ölvolumen bestimmt, wel ches durch den Rückzugskolben 536 verschoben wird.

In Fig. 13c ist die Position der Kolben und Kolbenstangen gezeigt, nachdem die Vorrichtung 410 zum Kontakt mit dem Werkstück 447 angeregt wurde. Die Fig. 13c entspricht der Fig. 8b zum ersten Ausführungsbeispiel, und auch der Be trieb der Vorrichtung 410 entspricht dem dort Beschriebenen. Luftdruck wird in die dritte Kammer 554 eingeleitet, und be wirkt, daß der Schwimmkolben 532 nach links zum Rückzugskol ben 536 läuft. Ein weiteres Ölvolumen, daß der Verdrängung des Schwimmkolbens 532 entspricht, fließt von der vierten Kammer 552 über die Bohrung 568 in die sechste Kammer 636, wodurch der hintere Kolben 584 nochmal schnell nach rechts läuft. Die Kolbenstange 446 wird ebenfalls schnell nach rechts bewegt, bis ihr Bewegungsweg durch Berührung des Werk stückes 447 unterbrochen wird.

Fig. 13d entspricht der zum ersten Ausführungsbeispiel ge zeigten Fig. 8c, in welcher das Endstadium des Arbeitszy klus der Vorrichtung 410 gezeigt ist. Zum Erreichen der Kraftverstärkung an der Kolbenstange 446 wird Luftdruck in die erste Kammer 556 rechts des Verstärkungskolbens 504 ein geleitet. Wenn der Verstärkungskolben 504 somit nach links läuft, wird die Kolbenstange 510 in die Bohrung 478 des ring förmigen Verteilerelementes 472 eingeführt, wodurch Öl einge schlossen wird und somit einen geschlossenen Kreislauf zwi schen der Kolbenstange 510, der Bohrung 478, der Bohrung 568 und der sechsten Kammer 636 bildet. Die fortgeführte Bewegung der Kolbenstange 510 in die Bohrung 478 bewirkt, daß das Öl in der sechsten Kammer 636 den hinteren Kolben 584 weiter nach rechts drückt, wodurch von der Kolbenstange 446 eine er heblich erhöhte oder verstärkte Kraft übertragen wird.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kehrt die Vorrichtung 410 nicht automatisch in die voll zurückgezogene Position ge mäß Fig. 13a zurück, sondern kehrt in die Zwischenrückzugs position gemäß Fig. 13b zurück, beispielsweise um schnell folgende Schweißvorgänge zu ermöglichen. Die Rückkehr der Vorrichtung 410 in die Zwischenrückzugsposition von der ver stärkten Position wird durch Auslösen des Luftdruckes von der ersten Kammer und Rückführen in die zweite Kammer bewirkt, um den Verstärkungskolben 504 zurück in seine ursprüngliche Po sition zu bewegen. Entsprechend wird die Kolbenstange 510 aus der Bohrung 478 herausgezogen, womit automatisch und gleich zeitig der Druck gegen den hinteren Kolben 584 in der sech sten Kammer 636 reduziert wird. Der Schwimmkolben 532 wird in seine ursprüngliche Position durch den teilweisen Rückfluß vom hinteren Kolben 584, gleichzeitig in Verbindung mit der Auslösung des Rohluftdruckes in der dritten Kammer 554, wel che ursprünglich den Schwimmkolben 532 in seine Stellposition gedrückt hat, zurückgedrückt. Der hintere Kolben 584, und so mit die Kolbenstange 446, werden in die Zwischenrückzugsposi tion zurückgezogen, wenn der Schwimmkolben 532 in seine ur sprüngliche Position zurückgekehrt ist. Der hintere Kolben 584 und die Kolbenstange 446 fahren nicht weiter zurück, da daß Ölvolumen jetzt noch vom Rückzugskolben 536 gehalten wird. Am Ende eines solchen Betriebes verläuft der Betrieb der Vorrichtung 410 wiederum ähnlich, wie im ersten Ausfüh rungsbeispiel. Aus der Zwischenrückzugsposition wird Luft druck in die fünfte Kammer 631 rückgeführt, wodurch der hin tere Kolben 584 in seine ursprüngliche Position zurückfährt. Durch Auslösen des Luftdruckes in der Rückzugskammer 553, welcher ursprünglich den Rückzugskolben 536 in seine Stellpo sition gefahren und dort gehalten hat, wird der Rückzugskol ben 536 in seine ursprüngliche Position neben dem ringförmi gen Element 472 durch die Rückschlagkraft des hinteren Kolben 584 zurückfahren.

Aus dem oben Beschriebenen wird klar, daß beispielsweise schnell folgende Schweißvorgänge schneller durchgeführt wer den können, indem die Forderung des ersten Ausführungsbei spiels nach einem vollständigen Rückzug der Kolbenstange 446 zwischen den verschiedenen Vorgängen eleminiert ist. Die Vor richtung 410 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann schnell eine aufeinander folgende Anzahl von Vorgängen durch führen, in dem sie sich zunächst in ihre Zwischenrückzugspo sition (Fig. 13b), weiter in die Halteposition (Fig. 13c), in die Verstärkungsposition (Fig. 13d), und wieder in die Zwischenrückzugsposition (Fig. 13b) bewegt, welche so eingestellt ist, daß das Werkstück 447 ausreichend frei ist, wonach wiederum die Halte- und Verstärkungsposition eingenom men werden kann. Ist die gewünschte Serie vervollständigt, kann die Vorrichtung direkt aus der Zwischenrückzugsposition in die voll zurückgezogene Position (Fig. 13a) zurück gezo gen werden, um ein Maximum an Freiheit zum Werkstück 447 sicherzustellen.

Ein Fluidsteuersystem zum zweiten Ausführungsbeispiel ist identisch zu dem in Fig. 11 zum ersten Ausführungsbeispiel Gezeigten. Der Fachmann wird schnell die kleinen Modifikatio nen erkennen, die notwendig sind, um den Rückzugskolben 536 zu betätigen. Beispielsweise kann ein magnetgesteuertes Ven til verwendet werden, um den Rückzugskolben 536 zwischen sei ner Leerlaufposition, wenn die Kolbenstange 446 voll zurück gezogen ist, und seiner verblockten Position, wenn die Kol benstange 446 in der mittleren Rückzugs-, Halte- und Verstär kungsposition ist, zu bewegen. Zusätzlich kann das Drei-Wege- Ventil 274 so verändert werden, daß beide Leitungen 282 und 278 mit der Ausweichsleitung 286 verbunden werden, wenn die Vorrichtung in der Zwischenrückzugsposition ist.

Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem der Stellzylinder in jeder beliebigen Lage hinsichtlich des Hauptzylinders angeordnet werden kann. Weiterhin kann der Füllstand des geschlossenen Hydrauliksystems leicht optisch gesehen und damit die Nachfüllung sicher gestellt werden. Eine Sichtröhre 730 ist zwischen dem mittleren Rohranschluß 718 und dem hinteren Rohranschluß 720 des Hauptzylinders 712 angeordnet und zeigt den Füllstand an Hydraulikflüssigkeit im Hauptzylinder. Ein Anschluß 732 ist in axialer Ausrichtung mit der Sichtröhre 730 ausgerichtet und weist eine Schnell verbindungskupplung 734 auf, welche an dem herausstehenden Ende des Anschlusses 732 angeordnet ist. Die Schnellverbin dungskupplung 734 ermöglicht den schnellen Zugang zum Hydrau liksystem, wenn dieses nachgefüllt werden muß.

Eine 90°-Bogen-Kupplung 736 ist am hinteren Rohranschluß 720 angeordnet. Der Bogen 736 ist seinerseits mit einer Elasto merröhre 738 verbunden, welcher aus Urethan oder einem anderen geeigneten Material hergestellt ist, welches den Kontakt mit Hydrauliköl und den entsprechenden Drücken widerstehen kann. Die Elastomerröhre 738 ist mit einer starren Druckkupplung 740 verbunden.

Ein Stellzylinder 714 ist im wesentlichen über seine gesamte innere und äußere Konfiguration zylindrisch ausgebildet und hat ein verjüngtes Ende, an welchem die Druckkupplung 740 an geordnet ist. Das vordere Ende des Stellzylinders ist von ei ner Montageplatte 742 getragen, welche von einer steifen Lage am vorderen Rohranschluß 716 des Hauptzylinders nach unten hervorsteht. Obwohl der Stellzylinder 714 in paralleler Lage zum Hauptzylinder gezeigt ist, ist es selbstverständlich, daß aufgrund der Flexibilität der Elastomerröhre 738 die Lage des Stellzylinders 714 hinsichtlich des Hauptzylinders 712 belie big variabel ist, wobei auch die Länge der Elastomerröhre 738 variierbar ist. Ein Stauring 744 ist am vorderen Ende des Stellzylinders 714 angeordnet. Der Stauring 744 ermöglicht dem Ende der Kolbenstange 746 aus diesem heraus zu ragen. Beispielsweise kann an dem herausragenden Ende der Kolben stange 746 ein Werkzeug 747 in Form einer Schweißelektrode angeordnet werden.

Die vordere Hülse 722 und die hintere Hülse 724 sind mit den entsprechenden Rohranschlüssen gemäß dem vorgeschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet. Eine Endkappe 772 ist an dem hinteren Ende des hinteren Rohranschlusses 720 befestigt. Die Endkappe 772 hat einen Gewindebereich, mit welchem sie an ei nem entsprechenden Gewinde an einer axial ausgerichteten Boh rung 774 im hinteren Rohranschluß 720 befestigt wird. Ein Rohrring 776 ist zur Aufrechterhaltung der Fluiddichtigkeit zwischen der Endkappe 772 und dem hinteren Rohranschluß 720 verwendet. Die Endkappe 772 hat eine Bohrung mit reduziertem Durchmesser 778, welcher eine Nut 780 für eine Elastomerdich tung 782 aufweist. Der Zweck der Bohrung mit reduziertem Durchmesser 778 wird im folgenden detailliert beschrieben.

Der mittlere Rohranschluß 718 hat einen 90°-Bogenanschluß, welcher in einer oberen Gewindebohrung 786 eingeschraubt ist. Der Bogenanschluß 784 hat ein nicht mit einem Gewinde verse henes Ende 788, welches nach links in Richtung des hinteren Rohranschlusses 720 ausgerichtet ist. Ein T-Stück 790 ein hat sein mittleres Ende 792 über ein Gewinde mit einer unteren Gewindebohrung 794 im hinteren Rohranschluß 720 angeschraubt. Die untere Bohrung 794 ist am oberen Teil des hinteren Rohr anschlusses 720 angeordnet. Der obere Teil des T-Anschlusses 790 ist so ausgerichtet, daß seine Achse parallel mit der Längsachse des Hauptzylinders ist. Die Sichtröhre 730 ist zwischen dem T-Stück 790 und dem Ende 788 des Bogenstücks 784 eingesetzt. Rohrringdichtungen 796 und 798 bewirken die Dich tung an den vorderen und hinteren Enden 800 und 802 der Sichtröhre 730 mit dem entsprechenden Endbogenstück 784 und dem T-Stück 790. Die Sichtröhre 730 kann aus getempertem Glas oder einem Plastikmaterial mit hoher Stabilität gebildet sein. Der Anschluß 732 ist über ein Gewinde mit dem Ende des T-Stücks 790 und mit einem Schnellverbindungsanschluß 734 verbunden. Somit sind der Schnellverbindungsanschluß 734, der Anschluß 732 und die Sichtröhre 730 in axialer Ausrichtung zueinander.

Ein Verstärkerkolben 804 ist innerhalb einer Bohrung 806 in der vorderen Hülse 722 angeordnet. Der Verstärkerkolben 804 ist gegen die Bohrung 806 mittels eines Rohrringes 808 abge dichtet. Eine Kolbenstange 810 ist zentral am Verstärkerkol ben 804 angeordnet. Ein Ende mit reduziertem Durchmesser 812 der Kolbenstange 810 ist innerhalb einer Bohrung 814 des Ver stärkerkolbens 804 angeordnet. Der Verstärkerkolben 804 wird durch die Anordnung einer Gewindenuß 818 an einem Ende mit reduziertem Durchmesser 812 festgehalten. Die Kolbenstange 810 läuft durch eine Bohrung 820 im mittleren Rohranschluß 718. Eine Nut 822 innerhalb der Bohrung 820 trägt einen Rohr ring 824 zur Abdichtung zwischen dem mittleren Rohranschluß 718 und der Kolbenstange 810. Die Kolbenstange 810 passiert weiterhin eine Bohrung 826 im hinteren Rohranschluß 720. Eine Dichtung ist zwischen dem hinteren Rohranschluß 720 und der Kolbenstange 810 durch einen Rohrring 828 gebildet, welcher innerhalb einer Nut 830 der Wand der Bohrung 826 aufgenommen ist.

Ein Schwimmkolben 832 ist um die Kolbenstange 810 angeordnet. Der Schwimmkolben 832 ist innerhalb einer Bohrung 834 in der hinteren Hülse 724 positioniert und gegen die Oberfläche der Bohrung 834 mittels eines Rohrringes 836 sowie Fischer- oder Nockendichtungen 838 und 840, die an jeder Seite des Rohrrin ges 836 angeordnet sind, abgedichtet. Der Rohrring 836 und die dazu gehörigen Dichtungen 838 und 840 sind innerhalb ei ner Nut 842 in der Oberfläche des Schwimmkolbens 832 angeord net. Der Schwimmkolben 832 ist weiterhin gegen die Kolben stange 810 durch einen Fischerring 844 und einen daneben lie genden Rohrring 846, die jeweils in Nuten 848 und 850 ange ordnet sind, abgedichtet. Die Anordnung des Schwimmkolbens auf der Kolbenstange 810 bewirkt die Bildung zweier Fluidkam mern 852 und 854 innerhalb der Fläche der hinteren Hülse 724. Die erste Fluidkammer 852 liegt zwischen dem hinteren Rohran schluß 720 und dem Schwimmkolben 832. Die zweite Kammer 854 liegt zwischen dem mittleren Rohranschluß und dem Schwimmkol ben 832.

Der vordere Rohranschluß 716 umfaßt eine Fluidkammer 856 und einen Bogenanschluß 858, welcher mittels Schraubgewinde in der Bohrung 860 im vorderen Rohranschluß befestigt ist. Die Boh rung 860 steht in Verbindung mit der Fluidkammer 856 und dem Bogenstück 858. Eine weitere Kammer 862 liegt zwischen dem Verstärkerkolben 804 und dem mittleren Rohranschluß 718. Der Rohranschluß 718 umfaßt eine obere Bohrung 786, welche in Verbindung mit der zweiten Kammer 854 und dem Bogenstück 884 steht. Die untere Bohrung 864 steht in Verbindung mit der weiteren Kammer 862 und einem Bogen 866, welcher im Fuß des mittleren Rohranschlusses 718 mittels Gewinde befestigt ist. Der hintere Rohranschluß 720 umfaßt eine Bohrung 868, welche in Verbindung mit der ersten Fluidkammer 852 und dem inneren des Bogenstücks 870 steht, welches im hinteren Rohranschluß befestigt ist. Der Stellzylinder 714 hat eine äußere zylin drische Konfiguration über seine gesamte axiale Länge. Der hintere Bereich des Stellzylinder 714 hat einen Bereich 872 mit einem reduzierten äußeren Durchmesser. Das Ende des Be reichs 872 weist eine Bohrung 874 auf, welche ein nicht ge zeigtes Schraubgewinde für den Druckanschluß 740 aufweist. Das Innere des Stellzylinders 714 wird durch eine axiale Boh rung 876 gebildet, welche über die hintere Hälfte des Stellzylinders 714 verläuft. Die verbleibende oder annähernd vordere Hälfte des Stellzylinders 714 wird durch eine sich axial erstreckende Bohrung 878 gebildet, welche einen größe ren Durchmesser als die Bohrung 876 im hinteren Bereich des Stellzylinders aufweist. Eine sich radial erstreckende Schul ter 880 bildet den Zwischenbereich zwischen den Bohrungen 876 und 878. Eine Hülse 882 ist in erster Linie innerhalb der Bohrung 878 des Stellzylinders 714 angeordnet. Ein Bereich der Hülse 882 mit reduziertem äußeren Durchmesser paßt in die Bohrung 876. Der Bereich mit reduziertem Durchmesser bildet einen Einschnittbereich, welcher die Schulter 880 des Stellzylinders 714 ummantelt. Die Schulter 880 stellt einen Anschlag für die Hülse 882 dar, wodurch die axiale Position innerhalb des Stellzylinders 714 festgelegt wird.

Ein hinterer Kolben 884 ist innerhalb der Bohrung 876 aufge nommen. Der hintere Kolben 884 hat eine Rohrringdichtung 886, die innerhalb einer Nut 888 in der äußeren zylindrischen Oberfläche des hinteren Kolbens 884 aufgenommen ist. Die Kol benstange 746 hat ein am hinteren Kolben 884 befestigtes Ende. Die Kolbenstange 746 hat einen Endbereich 892 mit reduziertem Durchmesser, der durch eine axial ausgerichtete Bohrung 894 im hinteren Kolben 884 ragt. Der hinter Kolben 884 ist an der Kolbenstange mittels einer Gewindenute 896 befestigt, welche die nicht gezeigten Gewinde am Ende des Bereichs reduzierten Durchmessers an der Kolbenstange 746 verwendet, die Kolbenstange 746 erstreckt sich vom hinteren Kolben 884 durch die gesamte axiale Länge nach rechts, wo sie mit einem freistehenden unbedeckten Ende 898 herausragt.

In der Hülse 882 ist weiterhin ein vorderer Kolben 900 ange ordnet, der einstückig mit der Kolbenstange 746 ausgebildet ist. Der vordere Kolben 900 ist im wesentlichen im Mittelbe reich der Kolbenstange 746 hinsichtlich deren axialen Er streckung angeordnet. Der Kolben 900 hat eine umlaufende Nut 902 mit einem Rohrring 904. Die Hülse 882 nimmt den Kolben 900 innerhalb einer Bohrung 906 auf. Die Rohrringdichtung 904 dichtet gegen die Oberfläche der Bohrung 906. Die Hülse 882 weist eine zweite Bohrung 908 auf. Die zweite Bohrung 908 bildet eine Kammer 910 zwischen der inneren Oberfläche der zweiten Bohrung 908 und der äußeren Oberfläche der Kolben stange 746. Die Hülse 882 umfaßt eine dritte Bohrung 912, welche ermöglicht, daß die Kolbenstange 746 hindurchläuft. Die Bohrung 912 weist eine Nut 914 mit einem Rohrring 916 auf, welcher zwischen der Hülse 882 und der Kolbenstange 746 abdichtet. Die Hülse 882 weist eine Nut 918 in ihrer äußeren Oberfläche auf, so daß eine Rohrringdichtung 920 darin aufge nommen werden kann, um zwischen der Hülse 882 und der Bohrung 876 des Stellzylinders 714 abzudichten.

Der Bereich der Kolbenstange 746 rechts vom Kolben 900 hat einen Durchmesser, welcher kleiner ist, als die Bohrung 906 der Hülse 882, wodurch eine Kammer 922 gebildet ist. Die Kam mer 922 hat eine Bohrung 924, welche in Verbindung mit einem Bogenstück 926 steht. In ähnlicher Weise weist die Kammer 910 eine Bohrung 928 auf, welche in Verbindung mit einem Bogen stück 930 steht. Eine Kammer 931, welche rechts vom hinteren Kolben 884 angeordnet ist, hat eine Bohrung 932, welche in Verbindung mit einem Bogenstück 934 steht. Weiterhin ist eine Kammer 936 links vom hinteren Kolben 884 gebildet, welche in Verbindung mit der zweiten Kammer 854 des Hauptzylinders 712 steht, und zwar über die Bohrung 874, die Elastomerröhre 738, den Bogen 736, eine Bohrung 938 in der Endkappe 772, eine Bohrung 778 mit reduziertem Durchmesser, die untere Gewinde bohrung 794, sowie die Sichtröhre 730 und die dazugehörigen Bogen und T-Stücke.

Die Stauhülse 744 ist mittels einer Montageplatte 742 gela gert. Die Montageplatte 742 ist im vorderen Rohranschluß 716, Mittelbolzen 726 und Muttern 728 befestigt. Die Stauhülse 744 hat einen zylindrischen äußeren Bereich 940, welcher in die axial erstreckende Bohrung 778 paßt. Die Stauhülse 744 wird mittels eines Sprengringes 942 festgehalten, welcher mit ei ner Nut 944 in der Wand der sich axial erstreckenden Bohrung 878 im Stellzylinder 714 zusammen wirkt, wobei eine Nut 946 in die äußere Oberfläche des zylindrischen Bereiches 940 ge fräst ist.

Der Betrieb des in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiels entspricht dem des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels, wo bei in Fig. 14 die Vorrichtung in vorgezogener Position ge zeigt ist. Der Zyklus wird durch Einleiten von Druckluft in die Kammer 852 gestartet, wodurch der Schwimmkolben 832 nach rechts bewegt wird. Das Öl rechts vom Schwimmkolben 832 ver läßt die zweite Kammer 844 und bewegt sich über die Sicht röhre 730 und die Elastomerröhre 738 in die Kammer 936. Die Erhöhung des Ölvolumens in der Kammer 936 bewirkt, daß der hintere Kolben 884 sich schnell nach rechts bewegt. Während der Bewegung des Kolbens nach rechts wird die Luft auf der Kammer 931 herausgeblasen. Da der vordere Kolben 900 ein Teil der Kolbenstange 746 ist, bewegt sich auch dieser nach rechts, wodurch ein Einlaß von Luft in die Kammer 910 und ein Auslaß aus der Kammer 922 bewirkt wird. Nach dem Einleiten von Druckluft in die Kammer 854 links vom Schwimmkolben 832 wird die Kolbenstange 746 schnell nach rechts bewegt und bei Berührung mit einem Werkstück angehalten. Nun beginnt der Verstärkungszyklus, welcher dem oben beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel entspricht und hier nicht weiter wiederholt wird. Nachdem die Verstärkung vollständig ist, kehrt die Vor richtung in eine Halteposition zurück, in dem Druckluft aus der Kammer 856 ausgelassen wird und Druckluft in die zusätz liche Kammer 862 eingeleitet wird, während gleichzeitig Druckluft in die Kammer 931 eingeleitet wird, um die Hydrau likflüssigkeit in der Kammer 936 in die Kammer 854 zurückzu drücken, und den Luftdruck in der Kammer 852 auszulösen, so daß der Schwimmkolben 832 in seine einleitende Startposition zurückkehrt.

Claims

1. Vorrichtung zur Kraftverstärkung, wobei die Kraft auf ein Werkzeug angewendet wird, um dieses in Kontakt mit einem Werkstück und von diesem wegzubewegen,mit

- einem Hauptzylinder (12) mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Rohranschluß (16, 18, 20), die jeweils wenigstens eine Öffnung aufwei sen und relativ zueinander beabstandet und axial zueinander ausgerichtet angeordnet sind;
- einer Vorrichtung (22) zur Bildung eines ersten Hohlraums zwischen dem ersten und zweiten Rohran schluß (16, 18);
- einer Vorrichtung (24) zur Bildung eines zweiten Hohlraums zwischen dem zweiten und dritten Rohr anschluß (18, 20);
- einem Verstärkerkolben (104), der im ersten Hohl raum angeordnet ist und in diesem eine erste und zweite Kammer (156, 162) bildet,
- einem Schwimmkolben (132), der in dem zweiten Hohlraum angeordnet ist und in diesem eine dritte und vierte Kammer (154, 152) bildet, wobei der Schwimmkolben eine Mittelbohrung aufweist;
- einer mit dem Verstärkerkolben (104) verbundenen Kolbenstange (110), welche durch die wenigstens eine Öffnung im zweiten Rohranschluß und die Mit telbohrung des Schwimmkolbens (132) ragt;
- einem Stellzylinder (14), der zu dem Hauptzylin der (12) beabstandet angeordnet ist;
- einer Vorrichtung zur Bildung eines dritten Hohl raums innerhalb des Stellzylinders (14);
- einem im dritten Hohlraum des Stellzylinders an geordneten Kolben (184), der eine fünfte und sechste Kammer (231, 236) bildet, wobei die vierte Kammer (152) neben dem Schwimmkolben (132) und die sechste Kammer (236) neben dem Kolben (184) jeweils Hydraulikflüssigkeit enthalten;
- einer Verbindungsvorrichtung, um die vierte (152) und sechste Kammer (236) miteinander in Fluidver bindung zu bringen, wobei die Verbindungsvorrich tung mit einem Ende am Hauptzylinder (12) und mit dem entgegengesetzten Ende am Stellzylinder (14) befestigt ist;
- einer Kolbenstange (46), die an dem Kolben (184) befestigt ist und ein freies Ende aufweist, wel ches einseitig ausladend aus dem Stellzylinder herausragt;
- einer Vorrichtung zum Einleiten eines unter Druck stehenden Fluids in die dritte Kammer (154) neben dem Schwimmkolben (132), um zu bewirken, daß der Schwimmkolben die Hydraulikflüssigkeit aus der vierten Kammer (152) in die sechste Kammer (236) des Stellzylinders neben dem Kolben (184) drückt, so daß der Kolben (184) und die daran angeordnete Kolbenstange (46) über eine erste vorbestimmte Strecke in Richtung des Werkstücks vorgeschoben werden; und
- einer Vorrichtung zum Einleiten von Druckluft in die erste Kammer (156) neben dem Verstärkerkolben (104), um zu bewirken, daß der Verstärkerkolben sich und damit die angeordnete Kolbenstange (110) in die wenigstens eine Öffnung des dritten Rohr anschlusses bewegt, um auf die Hydraulikflüssig keit darin so zu wirken, daß der Hydraulikdruck in der sechsten Kammer (236) des Stellzylinders steigt, so daß die an dem Kolben (184) angeord nete Kolbenstange (46) um einen zweiten vorbe stimmten Abstand in Richtung des Werkstücks vor geschoben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Bildung der ersten und zweiten Hohlräume hohle, dünnwandige Zylinder bzw. zylindrische Hülsen (22, 24) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verbindungs vorrichtung weiterhin eine Endkappe (20) aufweist, welche neben dem dritten Rohranschluß angeordnet ist, und eine Öffnung aufweist, welche komplementär mit der wenigstens einen Öffnung des dritten Rohran schlusses ist, und wenigstens ein entgegengesetztes Ende aufweist, um die sechste Kammer (236) des Stellzylinders mit der vierten Kammer (152) in Fluid verbindung zu bringen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erste Rohr anschluß (16) weiterhin eine Öffnung aufweist, die mit der wenigstens einen Öffnung zur Einleitung von Druckluft in die erste Kammer (156) neben dem Ver stärkerkolben (104) in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der zweite Rohranschluß (18) wenigstens eine Anschlußöffnung aufweist, die mit der wenigstens einen Öffnung zum Einleiten von Druckluft in die zweite Kammer (162) neben dem Verstärkerkolben (104) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der zweite Rohranschluß (18) wenigstens eine Anschlußöffnung aufweist, die mit der wenigstens einen Öffnung zum Einleiten von Druckluft in die dritte Kammer (154) neben dem Schwimmkolben (132) in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Verbindungs vorrichtung weiterhin eine zum dritten Rohranschluß benachbarte Endkappe (20) aufweist, welche eine mit der wenigstens einen Öffnung im dritten Rohranschluß in Verbindung stehende Bohrung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (90, 92) zum Einleiten von Hydrau likflüssigkeit in den Hauptzylinder (12) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

- zur Bildung eines dritten Hohlraums (176, 178) innerhalb des Stellzylinders (14) eine Hülse (182) vorgesehen ist;
- der im dritten Hohlraum (176, 178) des Stellzy linders (14) angeordnete Kolben (184) einen er sten Stellkolben bildet;
- die Fluidverbindung der Verbindungsvorrichtung ein geschlossenes Fluidsystem bildet;
- ein zweiter Stellkolben (200) in der vierten Kam mer des Stellzylinders vorgesehen ist, der darin eine siebte und eine achte Kammer (210, 222) bil det;
- eine Kolbenstange (46), die an dem ersten Stellkolben (184) befestigt ist und durch die Hülse (182) ragt, wobei die Kolbenstange weiterhin mit dem zweiten Stellkolben (200) verbunden ist und ein freies Ende aufweist, welches einseitig ausladend aus dem Stellzylinder herausragt;
- das unter Druck stehende Fluid durch Druckluft gebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher der zweite Stellkolben (200) einstückig mit der Kolbenstange (46) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher in der äuße ren Wandung des Stellzylinders (14) eine Vorrichtung zum Einleiten von Fluid ausgebildet ist, die eine Verbindung zwischen der fünften Kammer (231) neben dem ersten Stellkolben (184) sowie der siebten und achten Kammer (210, 222) neben dem zweiten Stellkolben herstellt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher ein Bereich der Hydraulikfluidleitung der sechsten Kammer (236) aus flexiblem, nicht metallischem Material herge stellt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher ein Stauring (538) angeordnet ist, der einen Bereich der sich axial erstreckenden Kolbenstange umgreift und am Stellzylinder befestigt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher der Stellzylinder mit dem Hauptzylinder verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der der erste Be reich der Kolbenstange innerhalb der achten Kammer (222) in Richtung des zweiten Stellkolbens und inner halb des Staurings nicht kreisförmig ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Endkappe (20), der erste und der dritte Rohranschluß in Richtung des zweiten Rohran schlusses durch eine Mehrzahl von Spannbolzen vorge spannt sind, wobei eine erste und eine zweite zylin drische Hülse (22, 24) zwischen dem ersten, zweiten und dritten Rohranschluß und der Endkappe (20) ange ordnet sind, um den Hauptzylinder zu bilden.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

- der Schwimmkolben (132) zur axialen Bewegung ent lang der Kolbenstange (110) angeordnet ist, und zwar weg vom Verstärkerkolben (104) während des Kraftvorschubs;
- eine im dritten Rohranschluß angeordnete Bohrung, die mit einem Ende in Verbindung mit der vierten Kammer (152) neben dem Schwimmkolben (132) und mit dem entgegengesetzten Ende in Verbindung mit der wenigstens einen Öffnung der Endkappe (20) steht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei welcher ein Einweg kontrollventil in einer anderen als der wenigstens einen Öffnung der Endkappe (20) angeordnet ist, so daß Hydraulikflüssigkeit in die vierte Kammer (152) nachgefüllt werden kann.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, welche weiterhin einen Fluideinlaß in Form von Bohrungen aufweisenden Ver bindungsstücken aufweist, die in einer äußeren Wand des Stellzylinders (14) angeordnet sind und die fünfte Kammer (231) neben dem ersten Stellkolben (184) sowie die siebte (210) und achte Kammer (222) neben dem zweiten Stellkolben miteinander verbindet.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, welche weiterhin einen Kolbenstangenadapter (32) aufweist, der teleskopartig über einem Ende der Kolbenstange (46) angeordnet ist und hinsichtlich der Kolbenstange axial beweglich ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, welche weiterhin eine zwischen der Kolbenstange (46) und dem Kolbenstan genadapter (32) angeordnete Feder aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, welche eine Kraftmeßdose innerhalb des Kolbenstangenadapters (32) aufweist, die durch die Kolbenstange (46) beaufschlagt wird.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 - 22, bei welcher der Kolbenstangenadapter (32) eine radial ausgerichtete Bohrung zur Herausführung elektrischer Leitungen von der Kraftmeßdose aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei welcher die Feder zwischen der Kolbenstange (46) und der Kraftmeßdose angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche weiterhin eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Werkstücks aufweist, wobei die Vorrich tung innerhalb des Hauptzylinders neben dem freien Ende der Kolbenstange angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche weiterhin eine Vorrichtung zur Überwachung der Verstärkungskraft, die auf das Werkstück angewandt wird und dieses in Kontakt mit dem Werkstück und von diesem weg bewegt, aufweist, wobei die Vorrichtung neben dem freien Ende der Kolbenstange angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, bei der die Vorrichtung zur Bestimmung der Position des Werkstücks eine Kraftmeßdose aufweist, die nahe dem freien Ende der Kolbenstange angeordnet ist und durch die Kolben stange beaufschlagt wird.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, bei welcher die Vor richtung zur Überwachung der Verstärkungskraft eine Kraftmeßdose aufweist, die nahe dem freien Ende der Kolbenstange angeordnet ist und von dieser beauf schlagt wird.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, welche weiter hin einen Kolbenstangenadapter aufweist, der an der Kolbenstange angeordnet ist und eine radial ausge richtete Bohrung zur Durchführung elektrischer Kabel der Kraftmeßdose aufweist.

30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche weiterhin eine Vorrichtung zur Erfassung der Position des Schwimmkolbens (132) in der Umgebung der Endkappe aufweist.

31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche weiterhin einen Rückzugskolben (536) im zweiten Hohlraum aufweist, der seinerseits in dem zweiten Hohlraum eine Rückzugskammer (553) bildet, und eine Vorrichtung zum Einleiten von Fluiddruck in die Rückzugskammer (553) neben dem Rückzugskolben (536) aufweist, um zu bewirken, daß der Rückzugskolben Hydraulikflüssigkeit von der vierten Kammer (152) in die sechste Kammer (236) drückt, so daß der Kolben (184) und die angeordnete Kolbenstange (46) in einen vorbestimmten Abstand zum Werkstück fahren.

32. Vorrichtung nach Anspruch 17, welche weiterhin

- eine zwischen dem Rückzugskolben (536) und dem Schwimmkolben angeordnete Stauvorrichtung auf weist, welche einen Anschlag für den Rückzugskol ben darstellt, so daß dieser einen begrenzten Schlag hat, wenn er sich bewegt, um Hydraulik flüssigkeit aus der vierten Kammer (152) in die sechste Kammer (236) des Stellzylinders zu drücken; und
- eine Drucklufteinlaßvorrichtung innerhalb des dritten Rohranschlusses zum Einleiten von Druck luft in die Rückzugskammer (553) neben dem Rück zugskolben (536) aufweist, um zu bewirken, daß der Rückzugskolben Hydraulikflüssigkeit von der vierten Kammer (152) in die sechste Kammer (236) des Stellzylinders neben dem ersten Stellkolben (184) drückt, so daß der erste Stellkolben und die daran angeordnete Kolbenstange (46) um einen vorbestimmten Abstand in Richtung des Werkstücks bewegt werden.

33. Verfahren zur Anwendung einer verstärkten Kraft auf ein Werkstück, welches die folgenden Schritte umfaßt:

- Anlegen eines Fluiddrucks an eine Seite eines Schwimmkolbens (132), der in einem Hauptzylinder angeordnet ist, um den Schwimmkolben entlang des Hauptzylinders aus einer ersten vorbestimmten Po sition in einer ersten vorbestimmten Richtung zu bewegen, um die Bewegung eines Kolbens (184) und einer an diesem angeordneten Kolbenstange (46) in einen Stellzylinder (14) aus einer ersten vorbe stimmten Position in Richtung des Werkstücks zu bewirken, wobei eine erste vorbestimmte Kraft auf das Werkstück angewendet wird;
- Anlegen eines Fluiddrucks auf eine Seite eines Verstärkerkolbens (104), um diesen kontrolliert in einer ersten Position gleichzeitig mit dem er sten Schritt des Anlegens von Fluiddruck und der gleichzeitigen Bewegung des Kolbens festzuhalten;
- Anlegen eines Fluiddrucks auf die andere Seite des Verstärkerkolbens (104) und Auslösen des auf die eine Seite angelegten Fluiddrucks, um den Verstärkerkolben und die an ihm angeordnete Kol benstange in einer ersten vorbestimmten Richtung zu bewegen, um die erste vorbestimmte Kraft, die auf das Werkstück angewendet wird, zu verstärken;
- Auslösen des Fluiddrucks, der auf eine Seite des Schwimmkolbens angelegt wurde, gleichzeitig Anle gen eines Fluiddrucks auf eine Seite des Kolbens am äußersten Ende des Stellzylinders sowie auf eine Seite des Verstärkerkolbens, um den Verstär kerkolben, den Schwimmkolben und den Kolben im Stellzylinder in die erste vorbestimmte Position zurückzubewegen.