DE6807631U

DE6807631U - Vorrichtung zum zufuehren von druckfluessigkeit zu einem umlaufenden, doppeltwirkenden hydraulikzylinder

Info

Publication number: DE6807631U
Application number: DE19686807631
Authority: DE
Original assignee: Paul Forkardt GmbH and Co KG
Current assignee: Forkardt Deutschland GmbH
Priority date: 1968-04-30
Filing date: 1968-11-19
Publication date: 1971-04-01
Also published as: DE1809737B1; FR2007564A1; DE1809737C2; CH471328A

Description

Paul Forkardt Koananditgesell schaft, 4 Düsseldorf* Rosenstr-44-46.

Vorrichte mg zum Zuführen von Druckflüssigkeit asu einen doppeItwirkenden Hydraulikzylinder.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Druckflüssigkeit zu einem umlaufenden», doppeltwirkenden Hydraulikzylinder, der Insbesondere zum Betätigen von Spännwerkzeugen an Werkzeugmaschinen bestimmt ist.

Derartige Zufuhrvorrichtungen besitzen eine mitumlaufende Zuführvelle, der die Druckflüssigkeit über ein stillstehendes· auf der ZufUhrvelle gelagertes Gehäuse zugeführt wird, so daß beide Kolbenselten des ^7draulikzyllnders mit der Dru -flüssigkeit beaufschlagt «erden können. Da diese Vorrichtung insbesondere zum Betätigen von Spannwerkzeugen an Werkzeugmaschinen benutzt werden soll, wird die Forderung erhoben, bei Abfall des Druckes die Spannkraft des Spanawerkzeuges mindestens über eine gewisse Zelt aufrecht zu erhalten, damit das eingespannte Werkstück bei noch rotierender Spindel der Werkzeugmaschine nicht &us dea Spannwerkzeug herausfliegen kann. Zu diesem Zweck ist es bekannt, an die ZuEi stillstehenden Gehäuse führenden Zuleitungen unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventlles einen Druckspeicher anzuschUessen, durch den bei Ausfall der Pumpe für die Druckflüssigkeit der Druck im Hydraulikzylinder kurzzeitig so Lange aufrechterhalten wird, bis die sofort bei Eintritt der Störung abgebrasste Spindel der Vgrlcs^mrflws^**·* ^nt* zum Stillstand gelccaBBsn

Durch diese Anordnung wird zwar ein Sachlatsen der Spannkraft bei Ausfall der Pumpe aänrend der Auslaufseit der «pi"**"¹ ver-

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hindert, jedoch kann der Druckspeicher den erforderlichen Druck nur kurzzeitig aufrechterhalten, da eine verhältnismäßig große Menge der Druckflüssigkeit durch die Zuführvorrichtung verlorengeht, weil der übergang vom stillstehenden Gehäuse zur umlaufenden Zuführwelle zwecks Vermeidung übermäßiger Erwärmung nicht vollkommen abgedichtet werden kann. Außerdem ist der Druckspeicher wirkungslos, wenn die Leitungen zwischen dem Speicher und dem auf der ZuführteHe gelagerten Gehäuse beschädigt v/erden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in der voranstehend beschriebenen Art ausgebildete Zuführvorrichtung zu ■-~~ schaffen, mit der der Druck im Hydraulikzylinder auch bei Beschädigung der Zuleitungen übor längere Zeit aufrechterhalten wird, so dai3 bei der Verwendung der Vorrichtung zum Betätigen von Spannwerkzeugen an V/erkzeugmaschinen ein Herausfliegen des eingespannten Y/erkstückes mit Sicherheit vermieden wird und darüber hinaus die Möglichkeit besteht, auch bei Ausfall der Pumpe für die Druckflüssigkeit oder bei einer Beschädigung der Zuleitungen den jeweiligen Arbeitsgang zu beenden.

Zu diesem Zweck wird mit der Erfindung vorgesohlagen, die zu beiden Kolbenseiten führenden Kanäle mit je einem Rückschlagventil zu versehen, die mittels eines Steuerkolbens miteinander verbunden sind, und zwischen den beiden Kanälen ein ümsteuerventil an-¹V^. zuordnen, dessen jeweils unter Druck stehende Seite über einen Verbindungskanal ständig mit einem mitumlaufenden gasgefüllten Druckspeichex- verbanden ist.

Durch die Anordnung der beiden über den Steuerkolben miteinander gekoppelten Rückschlagventile und den mitlaufenden, durch das Unisteuerventil stets an den jeweils unter Druck stehenden Kanal angeschlossenen Druckspeicher gewährleistet die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung, daß der Druck über eine ausreichend lange Zeit im HydraulikzylInder erhalten bleibt. Die hierbei verwendete An-

Ordnung von über einen Steuerkolben miteinander gekoppelten Riic.cschlagventilen ist zwar bei einer Vorrichtung zun Zuführen von Druckluft zu einen ?re2luft-5pannzylinder bekannt, konnte Jedoch für eine Zuführvorrichtung für Druckflüssißkeit allein nicht verwendet werden, unter sonst gleichen Bedingunsen wird der Druck im Druckzylinder bei Druckflüssigkeit Im Gegensatz zu Druckluft bereits dann schlagartig abgeflaut, wenn der Druckerzeuger ausfällt oder eine geringe Menge der Druckflüssigkeit aus dem System entweicht.

Für eine bevorzugte AusfUhrungsfonn der erfindungsgemäßen Vorricn- Γ" tung wird vorgeschlagen, das Umsteuerventil durch eine die beiden Kanäle verbindende Bohrung und eine in dieser Bohrung längsbev.'egliche Kugel zu bilden, die die an ihren Enden mit Ringdichtungen versehene Bohrung gegenüber dem jeweils drucklosen Kanal abdichtet.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, wird der mit einer den Gasraum abschließenden Membrane versehene Druckspeicher an der freien Stirnseite der Zuführwelle auswechselbar befestigt. Auf diese Weise ist es möglich, mit verschiedenen Vordrücken versehene Druckspeicher gegeneinander auszuwechseln, wenn an der Werkzeugmaschine mit verschiedenen Spannkräften gearbeitet werden soll.

^ Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, den Druckspeicher durch eine mit dem stillstehenden Gehäuse verbundene Schutzhaube abzudecken, wodurch nicht nur eine optische Verbesserung erzielt wird, falls die auswechselbaren Druckspeicher keine ausreichende Rundlaufgenauigkeit besitzen, sondern auch eine doppelte Unfallsicherung, nämlich Abdeckung eines umlaufenden, freien Wellenendes und Milderung der Folgen bei etwaigen Platzen oder Undichtwerden des Druckspeichers.

Auf der Zeichnung ist ein AusfUhrungsbeispiel der erfindungsge-Vorrichtung dargestellt _t und zwar zeigt:

?ig. 1 einen Längsschnitt aurch die erfindungsgeaäße Vorrichtung und

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, aus dar die Zuordnung der Vorrichtung zu einem mitusuaufenden Hydraulikzylinder und einem Spannwerkzeug hervorgeht.

Die erf indungsseniäGe Vorrichtung ist an der einen iürnseite eines doppeltwirkenden Hydraulilczylinders >4 angeordnet, der über einen Zwischenflansch 35 an der Jpindel 36 einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine befestigt ist und mit dieser Spindel J>5 umläuft. Die Spindel 36 trägt an ihren anderen Ende ein Spannwerkzeug 37, das in Figur 2 als Zweibackenfutter dargestellt ist. Das Verstellglied des Spannv?erkzeuges 37 wird über eine durch die hohle Spindel 36 geführte Zugstange 33 vom Kolben 39 des Hydraulikzylinders 34 betätigt. Die Ve^stellbewegung des Kolbens 39 v:ird durch die Druckflüssigkeit erzeugt, die entweder der Vorderseite oder der Rückseite des Kolbens 39 mittels der erfindungsgeraäßen Vorrichtung zugeführt wird.

Diese Vorrichtung besitzt eine Zuführwelle 1, die über ein Ventilgehäuse 2 an der Stirnseite des Hydraulikzylinders >4 befestigt ist. Auf der mit dem Hydraulikzylinder 34 umlaufenden Zuführwelle 1 ist ein Gehäuse 3 gelagert, welches stillsteht und über AnsehluSstutzen 4 und 5 mit Zuleitungen für die Druckflüssigkeit verbunden ist.

Die Anschlussstutzen 4 und 5 münden in Ringicanälei 6 und 7 in der Innenbohrung des Gehäuses 3* die wiederum mit Längsbohrungen S und 9 in der Zuführwelie 1 verbunden sind. Diese Längsbohrungen S und 9 setzen sich im Ventilgehäuse 2 in Kanälen 10 und 11 fort, von denen der eine Kanal 11 zur Vorderseite und der andere Kanal 10 zur Rückseite des Kolbens 39 des Hydraulikzylinders 34 führt.

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Ir. dc:: beiden Kanälen 10 und 11 is Ventilgehäuse 2 1st Jeweils ein Rückschiadventil 12 bzw. 13 angeordnet. Jedes Rückschlagventil 12, IJ besteht aus einer durch eins Feder 12& bzw. 13a belasteten Kugel 12b bzw. 13b und einem Sitzring 12 c bzw. 13c, der aus einen elastischen Material b*»«steht. Diese Teile sind jev.-eils in einen Ventilstopfen l6 bzw. 17 angeordnet* der nach Einsetzen eines gelochten Ringstückes Ik bzw. 15 in das Ventilgehäuse eingeschraubt wird.

Die beiden Rückschlagventile 12 und 13 liegen auf einem Durchmesser des Ventilgehäuse^ 2 einander gegenüber. In einer zwischen den beiden Ventilstopfen l6 und 17 angeordneten Bohrung ist ein Steuerkolben lS angeordnet, der nit Stößeln l8a und l8b versehen

j ist. Bai Anlage des Steuerkolbens l8 an einen der beiden stücke 14 oder ο rast der jeweilige StöSel 18a bzw. l8b durch das Rin^stück 14 bzw. 15 hindurch und drückt die jeweilige Kugel 12b bzw. 13b von ihren Sitzring 12c bzw. 13c, wie dies in oberen Teil der Zeichnung beis Rückschlagventil 13 dargestellt ist.

Der dio Kugeln 12b bzw. 13b umgebende Ventilraum steht jeweils über ein Kanalstück 10a-bzw. 11a nit einer Radlelbohrung I9 bzw. 20 in Verbindung, die wiederum in Bndstück des Kanal es 10 bzw. Il aündet. Diese Radialbohrungen 19 und 20 sind miteinander durch eine Bohrung 23a verbunden und nach außen jeweils durch einen Stopfer* 21 und 22 verschlossen. Mit jedem Stopfen 21, 22 wird eine Ringdichtung 23c, 24d an der Schulter der Radialbohrung 19 bzw. 20 zur Bohrung 23a festgehalten. Diese Ringöichtungen 23c, 24a dienen als Sitz Tür eine in der 3onrung 23a lSngsbeweglich geführte Kugel 23b, so daS sich insgesaot ein ümsteuerventil 23 ergibt.

Die jevieiis druckbelastete Seite dieses ^steuerventile 23 steht über einen Verbindungskanal 24 mit einer Zentralbohrung 25 in der Zuführwelle 1 in Verbindung. Vom Ve^Mnrt»n_g<mf»w»T 2A ist in

der Zeichnung lediglich der Anfang und uas Ende dargestellt, da der Verlauf zwischen diesen beiden Teilen des Verbindungskanales 24 im Längsschnitt nicht dichtbar let.

In die Zentralbohruns 25 ist ein Reduzierstück: 26 eingeschraubt, in das wiederum das Mundstück eines Druckspeichers 27 eingeschraubt ist, welcher durch eine Rundnmtfeer 28 gesichert wird. Im Druckspeicher 27 ist eine blasenförralge Membran 27a angeordnet, die einen Gasraum 27b umschließt, der mit einem unter Vordruck stehenden Gas gefüllt ist. Der Druckspeicher 27 ist von einer Schutzhaube 33 umgeben, die auf das stillstehende Gehäuse 5 aufgeschraubt ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist in beiden Enden des Gehäuses 5 eine nach außen durch einen Wellendichtring 29 abgeschlossene Ringnutβ 30 angeordnet, die miteinander durch eine Verbindungsbohrung 31 verbunden sind. An diese Verbindungsbohrung 31 ist ein Abflußstutzen 32 angeschlossen, durch den die Leckflüssigkeit abgeführt werden kann.

In der Zeichnung ist eine Lage der Einzelteile dargestellt, wie sie sich ergibt, wenn die Längsbohrung 8 über den Anschlußstutzen 4 unter Druck gesetzt wird. Dieser Druck pflanzt sich in dem Kanal 10 fort und hebt die Kugel 12b entgegen der Kraft der Feder 12a vom .Sitzring 12e ab. Nach diesem Öffnungsvorgang des Rückschlagventils 12 gelangt die Druckflüssigkeit über das Kanalstück 10a in die Radialbohrung 20 υηα von dieser in den letzten Teil des Kanales lOj aus dem es zur Rückseite des Hydraulikzylinders 34 gelangt.

Gleichzeitig öffnet die Druckflüssigkeit im Rückschlagventil 12 über don verschobenen Steuerkolben 18 das Rückschlagventil I3, so daß die andere Kolbenseite des Hydraulikzylinders 34 mit dem Anschlußstutzen 5 verbunden wird, der ein Zurückfließen der Druckflüssigice it aus der anderen Zylinderkammer gestattet,. Hierbei ist die Kugel 23b des Umschaltventils 23 gegen ihre Ringdichtung

23d gedrückt, so daß die eintretende Flüssigkeit außerdem über den Verbindungskanal 24 mit dem Anschlußstutzen des Druckspeichers 27 verbunden ist. Die in den vorderen Teil des Druckspeichers 27 eintretende Druckflüssigkeit drückt die Membran 27a entsprechend dem Druckverhältnis, das sich zwischen dem Flüssigkeitsdruck und dem Gasdruck im Gasraum 27b ergibt, zurück.

Falls in dieser Stellung der Druck der Druckflüssigkeit durch eine Störung an der Pumpe oder einen Bruch der Zuleitung absinkt, schließt das Rückschlagventil 12. Gleichzeitig wird der Steuerkolben 18 durch die Kraft der Feder 13a in eine Hittel-O stellung verschoben und auch das Rückschlagventil 13 geschlossen. Die bei diesen Ventilbewegungen auftretenden Leckverluste vierden durch die Druckflüssigkeit ausgeglichen, die sich im vorderen Teil des Druckspeichers 27 befindet, da diese Druckflüssigkeit infolge des im Gasraum 27b herrschenden Gasdruckes durch die Membran 27a in die Bohrung 23a gedrückt vtird. Auf diese V/eise wird mindestens ein Druck aufrechterhalten, der dem Vordruck des Druckspeichers 27 entspricht. Mit diesem Vordruck ist es möglich, den begonnenen Arbeitsvorgang zu Ende zu führen, ohne daß die Gefahr besteht, daß durch ungewolltes Verschieben des Kolbens 39 ira Hydraulikzylinder 34 die Spannkraft des Spannwerkzeuges 37 nachläßt.

Durch die leichte Auswechselbarkeit der Druckspeicher 27 ist es möglich, die jeweils erforderliche minimale Spannkraft durch Wahl eines Druckspeichers mit entsprechender Vorspannung sicherzustellen.

Beim normalen störungsfreien Betrieb wird zum Umsteuern des Kolbens 33 im Hydraulikzylinder 34 die zum Anschlußstutzen 4 führende Zuleitung drucklos geschaltet und Druck auf die zum Anschlußstutzen 5 führende Zuleitung gegeben» Hierdurch werden nicht nur die beiden Rückschlagventile 12 und 13 umgesteuert, sondern auch

das Umsteuerventil 2J>, so daß in dieser Stellung ein unerwünsch ter Druckabfall in Kanal 11 durch den Druckspeicher 27 verhindert würde.

Claims

sprüohe :

1. Vorrichtung zum Zufuhren von Druckflüssigkeit zu einem umlaufenden., doppeltwirkenden Hydraulikzylinder, der insbesondere zürn Betätigen von Spannwerkzeugen an Werkzeugmaschinen be-

'. stimmt ist, ait einer mitumlaufenden Zuführwelle, der die Druck-

\- flüssigkeit über ein stillstehendes, auf der Zuführwelle gela-

Gertes Gehäuse zugeführt wird und die mit zu beiden Kolbensei-

\ ten des Hydraulikzylinders führenden Kanälen versehen ist, und

f mit einem bei Druckausfall wirksam werdenden Druckspeicher,

t dadurch gekennzeichnet, daß die zu bei-

= den Kolbenselten führenden Kanäle (10,11) in an sich bekannter

[ Weise mit Jc einem Rückschlagventil (12,12) versehen sind, die

κ mittels eines Steuerkolbens (18) miteinander verbunden sind,

! und daß zwischen den beiden Kanälen (10,11) ein Umsteuerventil

I (23) angeordnet ist, dessen Jeweils unter Druck: stehende Seite

i* über einen Verbindungskanal (24) ständig mit einem mitunlaufen-

j. den, gasgefüllten Druckbspeicher (27) verbunden ist-,

i ■

I 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

I Unssteuerventil (25) durch eine die beiden Kanäle (10,11) ver-

j. bindende Boiiruns (23a) und eine in dieser Bohrung (23a) langs-

i beviegliche Kugel (23b) gebildet ist, die die an ihren Enden

It mit Ringdichtungen (23c,23d) versehene Bohruns (23a) gegenüber

ί dem jeweils drucklosen'Kanal (10 bzw. 11) abdichtet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer den Gasraum (27b) abschließenden Membran (27a) versehene Druckspeicher (2) an der freien Stirnseite der Zuführwelle (1) auswechselbar befestigt ist.

k. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (27) durch eine mit dem stillstehenden Gehäuse (3) verbundene Schutzhaube (33) abgedeckt ist.