DE7038443U - Vorrichtung zum Zufuhren von Druck flüssigkeit zu einem umlaufenden, doppelt wirkenden Hydraulikzylinder - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. DR. HERMANN FAY

Grünt er Horst Röhm

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Vorrichtung zum Zuführen von Druckflüssigkeit zu einem umlaufenden, doppelt wirkenden Hydraulikzylinder?

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Druckflüssigkeit zu einem umlaufenden, doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, insbesondere für Spannwerkzeuge an Werkzeugmaschinen, mit einer umlaufenden Verteilerwelle, der die Druckflüssigkeit über ein auf der Verteilerwelle gelagertes und an der Drehung nicht teilnehmendes Verteilergehäuse zugeführt wird und die mit zu beiden Kolbenseiten des Hydraulikzylinders führenden Kanälen mit je einem Rückschlagventil versehen ist, die durch eilen Steuerkolben gegenläufig gesteuert werden, sowie mit einem bei Druckausfall wirksam werdenden Druckspeicher.

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Derartige Vorrichtungen sind bekannt (DAS 1 8o9 737) und dienen dem Zweck, den Druck im Hydraulikzylinder auch bei Ausfall der Pumpe oder Beschädigung der Zuleitungen für das Druckmittel über längere Zeit aufrechtzuerhalten, so daß bei Verwendung der Vorrichtung zum Betätigen der Spannwerkzeuge an Werkzeugmaschinen die Gefahr eines ungewollten öffnens des Spannwerkzeuges und eines Herausfliegens des Werkstückes aus dem Spannwerkzeug mit Sicherheit vermieden wird.

Bei der vorgenannten bekannten Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, daß zwischen den beiden zu beiden Eolbenseiten des Hydraulikzylinders führenden Kanälen ein Umsteuerventil angeordnet ist, dessen jeweils unter Druck stehende Seite über einen Verbindungskanal ständig mit einem mitumlaufenden gasgefüllten Druckspeicher verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie gegenüber der bekannten Ausführungsform wesentlich vereinfacht und auch bei solchen bekannten Vor-

richtungen (OS 1 911 558) mit Erfolg verwendet werden kann, bei welchen die Verteilerwelle fest mit dem Spannkolben verbunden ist und die Rückschlagventile an der Axialverschiebung des Spannkolbens teilnehmen und dazu am Spannkolben angeordnet sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder der zu beiden Kolbenseiten liegenden Zylinderräume des Hydraulikzylinders an mindestens eine Zylinderbohrung angeschlossen und diese gegen den jeweiligen Zylinderraum durch einen in der Zylinderbohrung verschiebbaren Kolben flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist, der in Richtung auf den Zylinderraum unter dem Druck einer Feder steht und dessen Verschiebungsweg in Federrichtung durch einen Anschlag begrenzt ist.

Eine Verschiebung der unter dem Federdruck stehenden Kolben gleicht bei einer Störung der Druckmittelzufuhr die in jeweils unter Druck stehenclan und durch die Rückschlagventile abgeschlossenen Zylinderraum des Hydraulikzylinders auftretenden Leckverluste aus, die andernfalls

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zu einem schlagartigen Abfallen des Druckes führen würden. Die Kraft der verwendeten Kolbenfedern bestimmt dabei den minimal sich im Zylinderraum einstellenden hydrauljachen Druck.

In bevorzugter Ausführungsform sind die Zylinderbohrungen im Spannkolben angeordnet. Nach einem weiteren sehr vorteilhaften VorscBuLag ist jede Zylinderbohrung durch eine engere Bohrung mit der jeweils anderen Kolbenseite des Hydraulikzylinders verbunden. Es wird hierdurch erreicht, daß eventuell an der Kolbendichtung vorbei in die Zylinder-bohrung eindringende Hydraulikflüssigkeit dort keinen Dx-uck aufbauen kann. Zweckmäßig besitzt der Kolben einen Stößel, der durch die zur anderen Kolbenseite geführte Bohrung hindurchragt und auf dieser Seite einen an einer Schulter der Bohrung zum Anschlag kommenden Ring aufweist. Der Stößel kann gleichzeitig zur Zentrierung der Tellerfedern eines die Kolbenfeder bildenden Federnpaketes dienen.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Axialschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung.

Der in der Figur dargestellte Spannzylinder für Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen besteht zunächst aus ein m Zylindergehäuse 1 mit darin verschiebbarem Spannkolben 2, der in einer Gewindebohrung 3 die nicht dargestellte Spannetange eines ebenfalls nicht gezeigten Spannwerkzeuges aufnimmt. Normalerweise ist das Zylindergehäuee 1 am Ende einer nicht dargestellten Werkzeugmaschinenepindel befestigt und läuft einschließlich des Spannkolbens 2 mit dieser um. An den Spannzylinder ist ein allgemein mit A bezeichneter Verteiler angeschlossen. Dieser Verteiler besitzt ein nicht mit dem Spannzylinder rotierendes Verteilergehäuse 5, das die beiden Anschlüsse 6 für das Druckmittel trägt. Im Verteilergehäuse 5 läuft eine Verteüerwelle 7 um, die mittels eines Lagers 8 im Verteilergehäuse 5 derart gelagert ist, daß das Verteilergehäuse 5 auf der Verteilerwelle 7 axial unverrückbar gehalten ist. Diese Verteilerwelle 7 ist fest mit dem Spannkolben 2 verbunden und bei 16 axial verschiebbar in der V/and des Spannzylinders 1

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gelagert. Im Ergebnis wird eine axial« Verstellung des Spannkolbens 2 unverändert über die Vertsilerwelle 7 auf das Verteilergehäuse 5 übertragen.

Lie auf der Innenseite des Verteilergehäuses 5 umlaufenden Ringnuten 12, 13 dienen zur Zu- und Abführung des Druckmittels und stehen mit den Gehäuseanschlüssen 6 in unmittelbarer Verbindung. Zwischen der Verteilerwelle 7 und dem Verteilergehäuse 5 durchtretendes Lecköl wird im Kanal 14 gesammelt und durch den Anschluß 15 abgeleitet.

Die Verteilerwelle 7 besitzt zwei in den Spannzylinder zu entgegengesetzten Seiten des Spannkolbens 2 führende Wellenkanäle 18, 19ο Zur Steuerung des Durchganges ist jedem Wellenkanal ein allgemein mit 2o, 21 bezeichnetes Rückschlagventil zugeordnet. Diese Rückschlagventile sind am Spannkolben 2 angeordnet, und zwar im Ausführungsbeispiel an der der Verteilerwelle 7 entgegengesetzten Seite des Spannkolbens. Im einzelnen sind an die Enden der Wellenkanäle 18, 19 jeweils eine Ventilkammer 22, 23 angeschlossen, die zu je einer Seite des Spannkolbens

2 hin mit der öffnung 24 bzw. 25 mündet. Jede Kammer 22, 23 besitzt einen Ventilsitz 28, 29 für die mit einer Feder 3o. 31 belasteten Ventilkörper 32, 33 in Form jeweils einer Kugel. Die Ventilkammern 22, 23 stehen sich zur Achse des Spannkolbens 2 radial gegenüber und sind durch eine Zylinderkammer 34 verbunden, in der ein verschiebbarer Steuerkolben 35 angeordnet ist. Dieser stößt mit Stößeln in Öffnungsrichtung unter die Ventilkörper 32, 33 der Rlickschlagventile, so daß er zum öffnen der Rückschlagventile vom Druck des Arbeitsmediums im Wellenkanal vor jeweils dem anderen Rückschlagventil beaufschlagt ist und jeweils ein öffnen des von i>"ii gesteuerten Btick-Bchlagventiles gegen die Strömung des Druckmittels bewirkt.

Jeder der zu beiden Seiten des Kolbens 2 liegenden Zylinderräume 4o, 41 des Spannzylinders 1 ist an mindestens eine Zylinderbohrung 42, 43 angeschlossen und jede dieser Zylinderbohrungen ist gegen den jeweiligen Zylinderraum 4o bzw. 41 durch einen in der Zylinüerbohrung

verschiebbaren Kolben 44, 45 flüssigkeitsdicht abf'schlossen, wozu jeweils der Dichtring 46 dient. Die Kolben 44, 45 stehen in Richtung auf ihren jeweiligen Zylinderramn 4o bi 41 unter dem Druck einer Jeder 47» die im Ausführungsbeispiel jeweils als ein Paket aus Tellerfedern gebildet wird. Der Verschiebungsweg der Kolben 44» 45 in Richtung dieser Federn 47 ist durch einen Anschlag 48, 49 begrenzt. Im Einzelnen sind im Ausführungsire !spiel die Zylinderbohrungen 42, 43 im Spannkolben 2 angeordnet und durch wine engere Bohrung 5o mit der jeweils anderen Kolbenseite des Spannzylinders verbunden. Die Kolben 44» 45 besitzen je einen Stößel 51» der durch die zur anderen Kolbenseite geführte Bohrung 5o hindruchragt und auf dieser Saite einen an einer Schulter 48 der Bohrung 5o zum Anschlag kommenden Hing 59 aufweist.

Die Punktionsweiae der Anordnung läßt eich wie folgt

beschreiben:

Durch die Ringnut 13 eintretendes Drucköl gelangt in den Welienkanal 19 und von dort über das sich unter dem

Druck des Drucköles öffnende Rückschlagventil 21 in die Venti!kammer 23, von wo .aus sie durch die öffnung 25 in den hinter dem Spannkolben 2 befindlichen Zylinderraum 4o strömt. Das Druckmittel beaufschlagt zugleich von der Seite der Ventilkammer 23 her den Steuerkolben 35, der sich verschiebt und hierbei des Rückschlagventil 2o gegen die Strömung des Druckmittels öffnet, so daß das Druckmittel aus dem vor dem Spannkolben 2 liegenden Zylinderraum 41 durch die öffnung 24, die Ventil kannner 22, den Wellenkanal 18 und die Ringnut 12 abströmen kann. Der Spannkolben 2 bewegt sich dabei in die in der Zeichnung gezeigte Endstellung.

Soll der Kolben 2 zurückbewegt werden, wird der Druckmittelkreislauf umgekehrt, so daß nun das Druckmittel durch den Wellenkanal 18 zuströmt, das Rückschlagventil 2o öffnet und durch die Ventilkammer und die öffnung 24 in den Zylinderraum 41 strömt. Zugleich betätigt das Druckmittel den Steuerkolben 25 von der Seite der Ventilkammer 22 her, so daß das Rück-

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schlagventil 21 öffnet und das im Zylinderraum 14 befindliche Druckmittel durch die Öffnung 25, die Ventilkammer 23 und den Wellenkanal 19 abströmen kann.

Tritt ein Ausfall in der Druckmittelversorgung ein, so fällt der Druck in dem jeweiligen Zuführungskanal 18 oder 19 ab und die beiden Riicksc&lagventile 2o, 21 schließen, wodurch ein Absitümen der Hydraulikflüssigkeit aus den Zylinderräumen 4o bzw. 41 unterbunden wird. Nichtsdestoweniger sind gewisse Leckverluste der Hydraulkflüssigkeit nicht zu vermeiden. Ohne weitere Maßnahmen würden diese Leckverluste zu einem schlagartigen Absinken des Druckes im jeweiligen Zylinderraum 4o, 41 führen. Durch die unter Federdruck stehenden Kolben 44, 45 werden aber solche Leckverluste ausgeglichen, weil sich die Kolben unter dem Druck ihrer Feder 47 um das Volumen der Leckverluste verschieben und hierdurch die Leckverluste ausgleichen und den Druck der Hydraulikflüssigkeit zumindest auf dem durch die Kraft der Feder 47 gegebenen Minimalwert halten.

Claims (3)

1. Ansprüche

   Vorrichtung zum Zuführen von Druckflüssigkeit zu einem umlaufende^ doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, insbesondere für Spannwerkzeuge an Werkzeugmaschinen, mit einer umlaufenden Verteilerwelle, der die Druckflüssigkeit über ein auf der Verteilerwelle gelagertes und an der Drehung nicht teilnehmendes Verteilergehäuse zugeführt wird und die mit zu beiden Kolbenseiten des Hydraulikzylinders führenden Kanälen mit je einem Bückschlagventil versehen ist, die durch einen Steuerkolben gegerifiufig gesteuert werden, sowie mit einem bei Druckausfall wirksam werdenden Druckspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der zu beiden Kolbenseiten lügenden Zylinderräume (4o, 41) des Hydraulikzylinders (1) an mindestens eine Zylinderbohrung (42, 43) angeschlossen und diese gegen den jeweiligen Zylinderraum durch einen in der Zylinderbohrung verschiebbaren Kolben (44₉ 45) flüssigkeitsdicht ab-

   geschlossen ist, der in Sichtung auf den Zyiinderraum (4o bzw-, 41) unter dem Druck einer Peder (47) dteht und dessen Vers chi ebungsweg in Pederrichtung durch einen Anschlag begrenzt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekssnzeichnet, daß die Zylinderbohrungen (42, 43) im Spannkolben (2) angeordnet sind.
3. 3. Vcrrichtr-13 nach den Ansprüchen : -.And 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrung (42, 43) durch eine engere Bohrung (5o) mit der jeweils anderen Kolbenseite des Hydraulikzylinders verbunden ist.

   4« Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Solben (44, 45) einen Stößel (51) besitzt, der durch die zur anderen Kolbenseite geführte Bohrung (5o) hindBEchragt und auf dieser Seite einen an einer Schulter (48) der Bohrung (5o) zum Anschlag kommenden Ring (49) aufweist.