DE8231291U1 - Antriebsaggregat für Druckmittelantriebe - Google Patents

Description

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8.11 .1982/3

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Johannes Falkenstein Aulendorfer Str. 35

D-7953 Bad Schussenried

TO Antriebsaggregat für Druckmittelantriebe

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat für Druckmittelantriebe, insbesondere in Pressen, mit einem den Druckmittelzylinder umgebenden Hüllrohr, das an der KoI-benstange befestigt und verschiebbar in einer in deren Richtung verlaufenden gestellfesten Führung gehalten ist.

Während bei großen Pressen der vom Hydraulikzylinder angetriebene Bauteil fast ausnahmslos in einer gesonderten maschinenfesten Führung sitzt, ist der Aufwand bei kleinen Pressen für eine solche Führung meist zu groß. Selbst seitlich längs des Zylinderaggregates angeordnete Fühx rungen lassen sich aus Platzgründen oft nicht anbringen, so daß man sich damit begnügt, eine den Druckmittelzylinder umschließende Rohrführung vorzusehen. Diese Ausführung ist preiswert und hat sich auch durchaus bewährt, soweit keine sonderlichen Querkräfte auftreten. Wenn jedoch die Kolbenstange mit dem Hüllrohr weit aus der gestellfesten Führung vorragt, kann der Kolbenstangenkopf, der z. B.

ein Werkzeug trägt, auch durch geringe seitliche Kräfte zur Auslenkung gebracht werden, was dann große AnIagekräfte im Bereich der unteren Abstützung zwischen Hüllrohr und gestellfester Führung zur Folge hat.

An diesen Stellen wird dann das Material schnell angefres-

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sen, und das Seitenspiel vergrößert sieh immer mehr. Dadurch Wird auch die Abstützung zwischen Kolben Und Kolbenstange einerseits und dem Diückmittelzylinder stärker werdend auf Biegung beansprucht, was wiederum erhöhten Verschleiß an den Gleitstellen zur Folge hat und schnell die Druckmittelabdichtung so weit herabsetzt daß die benötigte Antriebskraft nicht mehr aufgebracht werden kann, oder die sich bildende Leckströmung so groß wird, daß ein ordnungsgemäßer Pressenbetrieb nicht mehr möglich ist.

Ausgehend von dem eingangs geschilderten Antriebsaggregat wird nun die Aufgabe verfolgt, das Aggregat so weiterzubilden, daß Führungsgenauigkeit, Abdichtung und Leistung auch nach längerer Betriebszeit weitgehend unverändert erhalten bleiben.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß an Außen- und Innenfläche des Hüllrohres gesonderte Zwischenglieder aus reibungsarmem Gleitstoff zur seitlichen Abstützung des Druckmittel Zylinders an der gestellfesten Führung vorgesehen.

Auf diese Weise werden zunächst die Gleiteigenschaften an beiden Flächen des Hüllrohres verbessert, und die Ab-Stützung kann direkter und damit genauer erfolgen, Durch diese größere Genauigkeit wird die'¹ Belastung vergleichmäßigt, sie verteilt sich auf größere Anlageflächen und wird spezifisch vermindert. Es müssen dann nur an den höchstbeanspruchten Abstützstellen Flächen und Werkstoffe so gewählt werden, daß sie den auftretenden Beanspruchungen widerstehen können. Auf diese Weise läßt sich grundsätzlich ein Ausweiten der Führung mit den bekannten Folgen verhindern.

Nach einem weiteren Erfinaangsvorschlag *-:ird wenigstens in

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der Radialebene des Kolbens zwischen dein Druckmittelzylinder und dem Hüllrohr eine ringförmige Abstützung aus Gleitwerkstoff, insbesondere ein Stützring angebracht* Damit ist in der Ebene des Kolbens die unmittelbare Ab-Stützung vom Kolben über die Zylinderwandung, den Stütze ring, das Hüllrohr und das Zwischenglied in der gestellfesten Führung verwirklicht, so daß dort jedes Spiel weggenommen ist*

TO Die praktisch gleichen Verhältnisse lassen sich mit axialem Abstand vom Kolben zwischen der Kolbenstange und der gestellfesten Führung auch dadurch schaffen, daß eine zweite ringförmige Abstützung aus Gleitwerkstoff, insbesondere ein. zweiter Stützring, außerhalb des Druckmittel-Zylinders zwischen Hüllrohr und Kolbenstange, diesen gegenüber längsverschiebbar angebracht ist. Dieser Stützring kann in geeigneter Weise so angebracht sein, daß er innerhalb der gestellfesten Führung verbleibt; am einfachsten geschieht dies dadurch, daß man ihn am Antriebsende des Druckmittelzylinders festlegt. DaiSei ändert sich zwar stets der Abstand zwischen den beiden Stützringen bzw. den beiden vollgestützten Radialebenen und erreicht einen Kleinstwert bei vollständig ausgefahrener Kolbenstange. Auch dann aber ist der Abstand noch so groß, daß allein durch diese beiden Ebenen hinreichende Biegemomente übertragen werden können. Die Abstützung ist zudem umso besser, je fester Kolben und Hüllrohr an ihren Enden miteinander verbunden bzw. aneinander abgestützt sind. Dadurch wird vor allem die Abstützung am unteren Ende der Führung mit zur Steigerung des Stützmomentes herangezogen.

Der zweite Stützring wird zweckmäßigerweise mit einem Zentriereingriff am Druckmittelzylinder gehalten. Es wird äänn §ush dort 4er BTagtantttsUyiinatr in äi§ r§äi§l§ Ab-Stützung eingebunden und dadurch das System ausgesteift,

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obwohl Gleitbewegungen an vier Anlageflächen ausgeführt werden.

Sofern man preiswerten Gleitstoff, etwa einen Massenkunststoff verwendet, so lassen sich auch beide Stützringe zu einer zwischen Hüllrohr und Druckmittelzylinder angebrachten, diesen rings umschließenden Halsman-Echette zusammenfassen, die sich mit ihrem verengten Hals· teil auf der Kolbenstange abstützt und wenigstens bis in die hinterste Radialebene des Kolbens zurückreicht. Eine solche Halsmanschette kann auf der Außenfläche des Druckmittelzylinders fest angeformt, z.B. dort angeschäumt sein. Auf diese Weise ist stets sichergestellt, daß sowohl in der Ebene des Kolbens als auch zum Antriebsende des Druckmittelzylinders hin eine durchgehend radiale Abstützung erfolgt.

Sofern die Drehlage der Kolbenstange bzw. des von dieser angetriebenen Bauteiles ohne Bedeutung ist, können alle Anlageflächen zylindrisch sein. Wenn jedoch die Drehlage der Kolbenstange unverändert bleiben soll, wird zweckmäßigerweise ein zylindrischer Druckmittelzylinder innerhalb einer das Hüllrohr haltenden Mehrkantführung, insbesondere mit Quadratquerschnitt ,angeordnet. Es können so auf engstem Raum Torsionsmomente aufgenommen wer-

Z5 den. Zwar können dabei die außerhalb des Hüllruhres angebrachten Zwischenglieder als getrennt auswechselbare ebene Gleitplatten ausgebildet sein, die sich bei einem bestimmten Abnutzungsgrad leicht und schnell auswechseln lassen. Bevorzugt wird jedoch ein sich zwischen Hüllrohr und Mehrkantführung wenigstens annähernd über die ganze Länge der Führung erstreckendes rohrförmiges Zwischenglied, das als gesonderter Buchsenteil ausgebildet sein kann, zweckmäßigerweise jedoch fest in die Führung einge« formt, z.B. eingeschäumt wird. In welcher Ebene sich der Kolben auch immer befindet, ei' wird stets radial irt allen

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Der Mehrkantquerschnitt eröffnet ferner die Möglichkeit, eine vom Halteende zum Antriebsende des Druckmittelzylinders geführte Druckmittel-Anschlußleitmng durch eine in einer Ecke der Mehrkantführung im ersten Zwischenring bzw. in der Halsmanschette angebrachte, insbesondere nach radial innen geöffnete Längsausnehmung hindurchzuführen. Die Anschlußleitung kann dann schon bei der Vormontage fest am Druckmittelzylinder angebracht werden und wird in die vorerwähnte Längsausnehmung eingeführt.

Bei besonders großer Querbeanspruchung läßt sich am freien Ende der gestelltesten Führung ein Zwischenglied aus hochwertigem Gleitwerkstoff, etwa aus Keramik, Sinterwerkstoff u.dgl. anbringen. Wenigstens im übrigen Bereich kommt man jedoch mit preiswertem selbstschmierenden Werkstoff, insbesondere Kunststoff aus.

So kann wenigstens ein Zwischenglied aus Polyamid bestehen, das sich seit Jahrzehnten für diese Zwecke bewährt hat. Größere Härte und Führungsgenauigkeit erreicht man meist durch Polyacetal, und zur Aufnahme von Schlagen hat sich ein Zwischenglied aus einem Mischkunststoff bewährt, der insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen

Antriebsaggregates etwa nach der Linie I-I in Fig. 2, bei in der Einfahr-Endlage stehendem Kolben,
Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie H-II in Fig. 1 und

FIg. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Teildarstellung

mit in der Ausfahr-Endstellung stehendem Kolben.

Nach der Zeichnung ist ein hydraulisches Antriebsaggregat 1 in einem Rahmen 2 eines Maschinengestells eingebaut. Dieser Rahmen umfaßt eine · untere Flanschplatte 3, zwei Seitenwände 4 und zwei zwischen diesen eingezogenen Zwischenwände S, die eine quadratische Führung 6 begrenzen, in der ein wiederum quadratisches Hüllrohr 7 in Richtung der Antriebsachse 8 längsverschiebbar geführt ist und sich an der Führung 6 durch vier ebene rechteckförmige Gleitplatten 9 abstützt.

Diese Gleitplatten, die zweckmäßigerweise zu einem Führungsrohr einstückig zusammengefaßt werden, bestehen aus einem Mischkunststoff mit Komponenten aus Polyamid und.PTFE, sind zwar begrenzt elastisch verformbar, dämpfen aber auch starke Quersciiläge zuverlässig ab. Die zum Durchtritt des Hüllrohres 7 in der Flanschplatte 3 vorgesehene Durchbrechung 11 ist im Hinblick auf das Verformungsvermögen der Gleitplatten 9 so groß bemessen, daß auch bei stärkster Beanspruchung eine metallische Baührung mit der Außenfläche des Hüllrohres 7 ausgeschlossen, andererseits aber ein unterer Längsanschlag 12 für die Gleitplatten 9 gebildet wird.

Das zwischen das Antriebsaggregat 1.,und den Rahmen 2 eingeschaltete Hüllrohr 7 ist einstückig mit einer dicken Anschlußplatte 14 ausgeführt, die zum Anschluß von Werkzeugen oder anderen Betätigungsorganen dient. Sie bildet mit dem Hüllrohr 7 eine den Druckmittelzylinder 15 von der Seite der Kolbenstange 16 her umschließende Kappe und ist durch eine in der Antriebsachse 8 angeordnete Schraube 17 mit dem freien Ende der Kolbenstange verbunden.

Der Drückmittelzylinder 15 wird an seinem Anschlußende T8

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T durch einen Lagerbolzen 19 mit begrenztem Radialspiel

schwenkeinstellbar in einem fest, aber lösbar im oberen Teil der Führung 6 angebrachten Lagerring 10 gehalten und ist zu seinem Antriebsende 21 hin stärker werdend durch die Anschlußplatte 14 zentriert.
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Eine unmittelbare Zentrierung erfolgt jedoch in der Radial ebene des Kolbens 22, denn in dieser Ebene ist auf der Innenseite des Hüllrohres 7 ein erster Stützring 23 befestigt. Dieser außen quadratische Stützring sitzt mit- seiner zylindrischen Innenfläche verschiebbar auf der Aussenf lache des Druckmittelzylinders 15. In einer Ecke ist, wie vornehmlich aus Fig. 2 zu erkennen, eine nach innen geöffnete U-förmige Ausnehmung 24 in den Stützring 23 ebenso eingeformt wie in den Lagerring 10. Durch diese

T5 Ausnehmung hindurch verläuft eine Anschlußleitung 25, die von oben herab zu dum unteren Antriebsende 21 des Druckmittelzylinders geführt ist. Der auf seiner Außenfläche mit Klebstoff versehene Stützring 2 3 läßt sich über den Zylinder mit fest montierter Anschlußleitung 25 aufschieben. Die andere Anschlußleitung 27 kann dagegen innerhalb der Umrißlinien des Zylinders in dessen Oberseite direkt einmünden.

Jedenfalls werden im Bereich des Kolbens 22 Querkräfte unmittelbar radial über den Stützring 23 vom Zylinder 15 auf das Hüllrohr 7 und von diesem über die Gleitplatten 9 auf die quadratische Führung 6 des Rahmens 2 übertragen. In ähnlicher Weise wirkt ein zweiter Stützring 28, der verschiebbar auf der Kolbenstange 16 und in dem Hüllrohr 7 sitzt und mit einem Ansatz 29 zentrisch am Antriebsende 21 des Druckmittelzylinders 15 festgelegt ist.

In deT Einfahrstellung nach Fig. 1 reichen alle den Druckmittelzylinder 15 umgebende Teile bis zu dessen Anschlußende 18 bzw* zum Lagerring 10. Auch der Stützring 23 ist

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-Πbis zu diesem ßnde hin verlängert* Die Atisf ährstellüng Fig* 3 ist bestimmt durch die Anlage einer Schulter 20 des zwischen Kolben und Kolbenstange Vorgesehenen Verdickten Ansatzes 31 an der mit einer Ringdichtung versehenen äntriebsseitigen Endwand 32 des Druckmittelzylinders 15.

Auch in der Ausfährstellung bleibt daher zwischen den beiden Kraftübertragungsebenen im Kolben 22 und im Stützring 28 ein Hebelarm a, der sich bis zum hinteren Ende des Hüllrohres 7 und des Stützringes 23 auf b vergrößert. Da auch der untere Stützring 28 dicht an der Ebene der Flanschplatte 3 liegt, können in aller Regel auch in der Ausfahrstellung die durch Querkräfte auf die Kolbenstange 16 ausgeübten Biegemomente zuverlässig in den Rahmen 2 eingeleitet werden.

An besonders hochbeanspruchten Stellen, beispielsweise am unteren Ende der Gleitplatten 9,kann u.U. ein Ringelement aus höherwertigem festem Kunststoff, aus Sinterwerkstoff, Keramik o.dgl. eingesetzt werden. Nach Möglichkeit sollten es jedoch stets selbstschmierende Werkstoffe sein.

Kunststoffe werden schon des Preises wegen bevorzugt. Je größer die Beanspruchung ist, um so härter sollen die einzelnen Stützringe und anderen Dämpfungselemente ausgeführt sein. Schaumstoffe kommen demnach nur dort in Betracht, wo es weniger um die Zehtrizität der Führung,der Anschlußplatte 14 als vielmehr um die Dämpfung geht. Ist die Elastizität zu groß, kann man über den massiven Werkstoff Polyamid etwa auf Polyacetal übergehen, um die Führungsgenauigkeit zu verbessern. Als besonders geeignet hat sich ein Mischkunststoff mit Komponenten aus einem Polyamit und Polytetrafluoräthylen erwiesen. Stets wird jedoch das Verschleißverhalten zwischen Zylinder, Hüllrohr 7 und Führung 6 wesentlich verbessert und dadurch die Lebensdauer erheblich gesteigert.

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Ebenso wie man die Gleitplattim 9 zu einem einstückigen Führungsrohr aus Gleitwerkstoff zusammenfassen kann, gilt dies für die beiden Stützringe 23, 28, die zweckmäßigerweise am Druclcmittelzylinder 15 festgelegt, z.B* ange·* forinti aufgeschäumt werden o.dgl.. Im Prinzip ist aber auch ein Festlegen auf der Innenseite des Müllrohres möglich, um ein sicheres Erfassen der beiden Radialebenen im Kolben 22 und am Antriebsende 21 des Druckmittelzylinders zu gewährleisten.

Claims (1)

1. 8 .11 .1982/3 20 F 2657 VNR.: 100

   Johannes Falkenstein Aulendorfer Str. 35

   D-7953 Bad Schussenried

   Antriebsaggregat für Druckmittelantriebe

   Ansprüche

   1. Antriebsaggregat für Druckmittelantriebe, insbesondere in Pressen, mit einem den Druckmittelzylinder umgebenden Hüllrohr, das an der Kolbenstange befestigt und verschiebbar in einer in deren Richtung verlaufenden gestellfesten Führung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß an Aussen- und Innenfläche des Hüllrohres (7) gesonderte Zwischenglieder (9, 23, 28) aus reibungsarmem Gleitwerkstoff zur seitlichen Abstützung des Druckmittelzylinders (15) in der gestellfesten Führung (6) vorgesehen sind.

   2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in der Radialebene des Kolbens (22) zwischen dem Druckmittelzylinder (15) und dem Hüllrohr (7) eine ringförmige Abstützung aus Gleitwerkstoff, insbesondere ein Stützring (23) angebracht ist.

   3. Antriebaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Abstützung aus Gleitwerkstoff, insbesondere ein zweiter Stützring (28),außerhalb des Druckmittelzylinders (15) zwischen Hüllrohr (7) und Kolbenstange (16), diesen gegenüber längsverschiebbar angebracht ist.

   4. Antriebsaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stützring (28) am Antriebsende des Druckmittelzylinders (15) festgelegt ist.

   5. Antriebsaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stützring (28) mit einem Zentriereingriff am Druckmittelzylinder (15) gehalten ist.

   6. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hüllrohr (7) und Druckmittelzylinder (15) eine diesen ring«; umschließende Halsmanschette aus Gleitwerkstoff angebracht ist, die sich mit ihrem verengten Halsteil auf der Kolbenstange (16) abstützt und wenigstens bis in die hinterste Radialebene des Kolbens (22) zurückreicht.

   7. Antriebsaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halsmanschette auf der Außenfläche des Druckmittelzylinders (15) fest angeformt, z. B.''angeschäumt ist.

   8. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein kreiszylindrischer Druckmittelzylinder (15) innerhalb einer das Hüllrohr (7) haftenden Mehrkantführung (6), insbesondere mit Quadratquerschnitt, angeordnet ist.

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   9. Antriebsaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischen Hüllrohr O) und Mehrkäntführung (6) ein sich Wenigstens annähernd Über die ganze Länge der Führung (6) erstreckendes rohrförmigen Zwischenglied

   angebracht ist.

   10. Antriebsaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekenn-^ zeichnet, daß das rohrförmige Zwischenglied fest in die Führung (6) eingeformt, z. B. eingeschäumt ist.

   11. Antriebsaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Anschlußende (18) zum Antriebsende (21) des Druckmittelzylinders (15) geführte Druckmittel-Anschlußleitung C25) durch eine in einer Ecke der Mehrkantführung (6) im ersten Stützring (23) bzw. der Halsmanschette angebrachte, insbesondere nach radial innen geöffnete Längsausnehmung (24) hindurchgeführt ist.

   12. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis T1 , dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Zwischenglied

   (9, 23, 28) aus selbstschmierendem Werkstoff, insbesondere Kunststoff besteht.

   13. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder T2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Zwischenglied (9, 23, 28)

   aus Polyamid besteht.

   14. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zwischenglied (9, 23, 28)

   aus Polyacetal besteht.

   15. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Zwischenglied (9, 23, 28) aus einem Mischkunststoff besteht der insbesondere PoIy-

   tetrafluoräthylen (PTFE) aufweist.