DE866750C

DE866750C - Hydraulische Druckuebertragungsvorrichtung fuer hin und her gehende Bewegung

Info

Publication number: DE866750C
Application number: DEW967A
Authority: DE
Inventors: George Frederick Wales
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-01-28
Filing date: 1950-01-28
Publication date: 1953-02-12
Also published as: BE493534A; FR1010195A; GB702039A; CH289159A; US2621480A

Description

(WiGBI. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 12. FEBRUAR 1953

W 967 XII147h'

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Druckübertragungsvorrichtung für hin und her gehende Bewegung.

Bisher bestanden solche Vorrichtungen meist aus einer vom Antrieb betätigten Flüssigkeitspumpe, von der die Flüssigkeit abwechselnd auf die eine und auf die andere Seite eines Kolbens geleitet wurde, der dadurch eine hin und her gehende Bewegung erfuhr. Hohe Geschwindigkeiten waren jedoch mit einer solchen Vorrichtung nicht möglich. Bei rein mechanischer Druckübertragung von einem treibenden auf einen getriebenen Teil waren zwar hohe Geschwindigkeiten möglich, jedoch traten harte Stöße auf, die die bewegten Teile schädlich beeinflußten.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es, eine stoß^ dämpfende Übertragung hin und her gehender Bewegung bei hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen. Die Vorrichtung soll ein Stillsetzen des getriebenen Teiles ohne eine besondere Schaltkupplung ermöglichen. Außerdem soll sie sich als unabhängiges-, raumsparendes Bauelement an jeder Maschine anbringen lassen, bei der eine hin und her gehende Bewegung bei starker Druckübertragung erforderlich ist, besonders bei Pressen. Schließlich soll die Vorrichtung auch mit veränderlichem Hub oder Druck zu arbeiten imstande sein.

Die Erfindung besteht darin, daß der Antriebsteil als Kolben ausgebildet und in einen den getriebenen

Teil Mietenden, unten geschlossenen Zylinder eingepaßt ist, wobei zwischen Zylinderboden und Stirnfläche des Kolbens ein Flüssigkeitspolster eingeschlossen ist. Zur Mitnahme des' Zylinders beim Leerhub ist am Rand des Zylinders ein Anschlag vorteilhaft, in Form eines·Schraubringes vorgesehen, 3er sich beim Leerhub abstützt am Kolben.

.Über dem Boden des Zylinders sind vorteilhaft schlitzartige Durchlaßventile vorgesehen, die in der ίο oberen Totpunktlage den Zylinderraum miti dem Drucknussigkeitsspeicher verbinden und während des Hubes durch die Führungsfläche des Zylinders verdeckt sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnungsbeschreibung erläutert. ,

Fig. ι zeigt eine räumliche Darstellung einer Vorrichtung mit Exzenterantrieb; *

Fig. 2 zeigt eine räumliche Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit teilweise weggebrochenem Gehäuse;

Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht, teilweise geschnitten, welche den Mechanismus in Ruhelage und die Flüssigkeit in der Arbeits- und Speicherkammer zeigt;

Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig, 3 und zeigt die konzentrischen Arbeits- und Speicherkammern für die Flüssigkeit und die öffnungen, welche der Flüssigkeit gestatten, von den Speicherkammern zu den * Arbeitskammern zu fließen; -

Fig. 5 zeigt einen Schnitt ähnlich dem gemäß r - Fig. 3 die Vorrichtung im Augenblick-der Inbetriebnahme darstellend;

Fig. 6 zeigt einen Schnitt bei geschlossenen Durchlaßschlitzen;

Fig. 7 zeigt einen Schnitt bei Stellung des Zylinders in der niedrigsten Arbeitsstellung;

Fig. 8 zeigt einen Schnitt der Vorrichtung während des Leerhubes;

Fig. 9 zeigt einen Teil'schnitt der Vorrichtung mit einem zweiten Kolben im Boden des ersten Kolbens¹; Fig. 10 zeigt den Teilschnitt gemäß¹ Fig. 9 mit Hubbegrenzung für den ersten Kolben;

Fig. 11 zeigt,einen -T.eilschnitt .der Vorrichtung mit im Kolbenboden liegender Sicherheitsvorrichtung;

Fig. 12a bis I2f zeigen verschiedene Stellungen von Kolben und Zylinder.

In Fig. ι wird eine Exzenterscheibe 24 am äußer-5"o sten Ende· einer Welle 44- benützt,: lim 'eine."kontinuierliche Hinsundherbewegung zu erzeugen. Ein Gestänge 25 überträgt diese dauernde. Hinundherbewegung auf einen Kolben 26 innerhalb der Vorrichtung. Der Kolben 26 ist mit dem¹ Gestängearm 25 vermittels' der Bohrungen 28 und eine» Bolzens 68 ^verbunden. Der" Kolben 26 wird innerhalb des Zylinders 36 hin und her bewegt, der aus einem ge schlossenen Zylinder mit einer Mehrzahl von öffnungen 37 besteht. Kolben 26 hat einen Kolbenring Φ* 61 in .der N-ut 6a^a und ein Schulterteil 29 für den Hubring 30, der durch Gewinde^ 40 in diem oberen Teil 35' des= hin- und her beweglichen" Zylinders 36 befestigt. i-st^Im;.Ruhezustand: der. Vorrichtung; bewegt sich Kolben 26 da'uernd innerhalb des hin und her beweglichen Zylinders 36, so daßi die Flüssigkeit durch die Öffnungen 37 ein- Und auslauft, wie später besprochen wird im Verbindung mit der Darstellung gemäß Fig. 12 a.

In dieser Stellung wird der hin und her bewegliche Zylinder 36 festgehalten, da der Bolzen 45 in der Bohrung 41 in dem zylindrischen Teil 35 des Zylinders 36 eingreift (s. Fig. 3).

Wie Fig. 12.a zeigt, bewegt sich der Kolben 26 frei hin und her in dem Zylinder 36, da der Kolben 26 durch die Exzenterscheibe 24 an der Welle 44 über den verbindenden Gestängearm 25 angetrieben wird. Dabei fließt die Flüssigkeit 27 ein und aus durch die Öffnungen 37 des Zylinders 36, welcher durch geeignete Vorrichtungen 45 in der äußersten Stellung festgehalten! wird.

Fig. 12 b zeigt den Exzenter 24 in seiner höchsten Stellung, in der der Zylinder 36 auf der Schulter 29 des Kolbens 26 aufliegt und dessen weiterer Bewegung folgt, wenn der Sperrstift 45 gelöst ist (Fig· 6).

Fig. 12 c zeigt den Exzenter 24 bei der folgenden Abwärtsbewegung. Der Zylinder 36, welcher auf der Schulter 29 des Kolbensi 26 ruht, ist in eine die Auslaßöffnung 37 absperrende Stellung gefallen.

Da ein Teil der Flüssigkeit 27 zwischen Kolben 26 und Boden des Zylinders 36 eingeschlossen ist, bewegen sich Kolben 26 und Zylinder 36. Ein Messer, Stempel oder ein anderes Werkzeug, das am Boden des Zylinders 36 befestigt ist, kann dadurch angetrieben werden.

Fig. 12 d zeigt den Exzenter 24, Kolben 26 und den Zylinder 36 in der tief sten Stellung.

Fig. 12 e zeigt den Exzenter 24 beim Rückhub, bei welchem die öffnungen 37 des Zylinders 36 allmählich wieder geöffnet werden.

Fig. 12 f zeigt den Zylinder 36 vom Kolben 26 mitgenommen, so daß die Flüssigkeit 27 durch die Öffnungen 37 abfließen kann, wie vorher in Fig. 12 a beschrieben.

Im Fig. 3 und 4 sind in einem etwas größeren Maßstab einige konstruktive Einzelheiten der Erfindung dargestellt. ..._... \ .'..-_.

Wie die Figuren erkennen lassen, ist der hin und her bewegliche Zylinder 36 mit Didhtunigsringen 63 und 64 versehen, und zwar an jeder Seite der öffnung 37 einen. Man kann weiter sehen, daß' der zylindrische Teil 38, in welchen der Zylinder 36 am Ende seiner Abwärtsbewegung eintritt, im Gehäuse 31 durch Gewinde befestigt ist, um die öffnung 37 verändern zu können, falls· Flüssigkeiten von größierer Viskosität benutzt werden, die größere Öffnungen erfordern'. Der Dichtungsring 48 verhindert ein Lecken der Flüssigkeit. Eitu Kontrollventil 50 mit Ventilkörper 51 ist vorgesehen, durch' welches Luft oberhalb der Flüssigkeit durch die Öffnung 52 einströmen kann, das aber den Austritt von Luft und Dampf verhindert. Dies hat sich als wichtig erwiesen bezüglich der ungehemmten Bewegung des* hin und her beweglichem Zylinders 36, wie nachstehend beschrieben wird. DiegewünschteÄbwärtsbewegung des Zylinders 36

wird, wie vorher beschrieben, durch sein Eigengewicht gewährleistet. Im Betrieb erzeugt die hohe Geschwindigkeit der hin und her gehenden Flüssigkeit im Verein mit der Reibung der Verschlüsse, die beweglich sind, ihrerseits einen Dampfdruck oberhalb der Flüssigkeit 27. Dieser Druck soll die Abwärtsbewegung des Zylinders 36 unterstützen. Wenn an den Dichtungsringen ein Lecken eintritt, kann der innere Druck entweichen, sobald die Maschine in Ruhe ist. Wenn dann der Kolben 26 am Rande des Hubes stillsteht bzw. seine Hinundherbewegung zum Stillstand gebracht ist, dann wird die anfängliche Bewegung des Kolbens 2,6 zunächst einen verminderten inneren Druck im Gehäuse 31 schaffen, der die Bewegung des Zylinders 36 verhindert, bis der innere Druck wiederhergestellt ist, wie vorher beschrieben. Jedoch sorgt das Kontrollventil 50 für das sofortige Aufhören des verminderten Druckes und verhindert so diese Störung. Es wird auch, klar sein, daß das Ventil 50 durch ein Luftloch im Gehäuse 31 ersetzt werden kann, jedoch werden das Geräusch und der ausströmende Dampf Störungen verursachen. Es folgt auch, daß bei waagerechter oder umgekehrter Anbringung der Vorrichtung das Kontrollventil 50 durch eine Quelle flüssigen Druckes ersetzt werden könnte, um die Bewegung des zylindrischen Körpers 36 durch Überwindung seiner Trägheit zu sichern.

Es ist einleuchtend, daß die Länge des Arbeitshubes abhängig ist von der Flüssigkeitsmenge, die zwischen Kolben 26 und Boden des Zylinders 36 eingeschlossen ist, und daß, um den größtmöglichen Hub zu erhalten, es nötig ist, die dazwischenliegende Kammer vollständig zu füllen. Der Ring 30 ist durch Gewinde mit dem zylindrischen Teil 35 des Zylinders 36 verbunden und so eingestellt, daß die Schulter 29 des Kolbens 26 den Zylinder 36 am Hubende gegen den inneren Druck der Vorrichtung genügend anhebt, um das Einschnappen des Bolzens 45 zu ermöglichen,

Fig. 4 zeigt, daß die Öffnungen 37 durch Wegnahme von Teilen aus der Wand 35 des Zylinders 36 entstanden sind. Sie zeigt ferner, wie die Bolzen 39 auf einer abgeschrägten Fläche angebracht sind, um einen möglichst großen Querschnitt für das Gehäuse 31 und eine möglichst große Reservekammer für die Flüssigkeit zu erhalten.

Fig. 5 zeigt, daß der Bolzen 45 aus der Bohrung

41 des Zylinders 36 entfernt ist, da die Schulter 29 des Kolbens 26 den Zylinder 36 etwas gehoben hat, und zwar vermittels des Ringes 30, wie in Fig. 12 b dargestellt.

Fig. 6 zeigt, wie der Kolben 26 und der Zylinder sich nach unten bewegen, bis der Verschluß ring 63 die Öffnungen 37 absperrt, um die Flüssigkeit. 27 zwischen dem hin und her beweglichen Kolben 26 und dem Zylinder 36 einzuschließen (vgl. Fig. 12 c). Der Ring 30 befindet sich in der gleichen) Stellung in bezug auf Schulter 29 des hin und her bewegliehen Kolben 26 wie in Fig. 5. Dies zeigt, daß Kolben 26 und Zylinder 36 eine gemeinsame Bewegung ausführen. Der Bolzen 45 ist ausgelöst und drückt in dieser Stellung mit seinem Bund 43 gegen die Blattfeder 33, die durch Schrauben 34 am Gehäuse 31 befestigt ist.

Fig. 7 zeigt den Zylinder 36 in der tiefsten Stellung des Hubes, wie im Diagramm Fig. 12 c gezeigt wurde.

Fig. 8 zeigt den Zylinder in die Stellung gemäß Fig. ι zurückkehrend, wie in Fig. 12 e dargestellt.

Fig. 9 zeigt eine geänderte Ausführung mit einer doppelten Hubwirkung oder einer Vergrößerung der Hiiblänge je nach der gewählten Anordnung. Bei dieser Änderung ist noch ein Kolben 56 vorgesehen, der gleitbar und hin und her beweglich] innerhalb des Bodens des Zylinders 36 angeordnet und mit einem Dichtungsring 66 versehen ist. Eine Feder 57 drückt den Kolben 56 nach oben, so daß die Stirnflächen des Kolbens 56 und des Zjdinders 36 in einer Ebene liegen.

Fig. 10 zeigt diese Anordnung mit zur Begrenzung des Hubes vorgesehener Arretiervorrichtung 67, welche am Ring 38 mittels Schrauben 88 befestigt ist, um die Bewegung des Zylinders 36 zu beschränken, wodurch der Kolben 56 veranlaßt wird, sich nach unten zu bewegen, wobei die Feder 57 zusammengepreßt wird.

Es ist einleuchtend, daß der kleinere Querschnitt desi Kolbens 56 gegenüber dem des Kolbens 26 eine größere Bewegung des Kolbens 56 verursacht, als mit der vorbeschriebenen Ausführung erreicht würde. Die Arretiervorrichtung 67 kann also benutzt werden, um einen größerem Hub zu erreichen oder einen veränderlichen Druck oder Hub, was davon abhängt, ob Zylinder 36 oder Kolben 56 arretiert wird, so daß Kolben 56 oder Zylinder 36 veranlaßt werden können, in der Folge mit voneinander abhängigen Drücken zu arbeiten. Bei Verwendung der Vorrichtung an Ziehpressen kann die Stirnfläche des Zylinders 36 zum Ziehen und des Kolbens 56 zum Halten des Werkstückes benutzt werden, oder umgekehrt. Es können auch zwei Ziehrvorgänge gleichzeitig oder nacheinander bei geeigneter Ausbildung der Stempel, die an den Teilen 36 und 56 befestigt sind, ausgeführt werden.

Wenn eine Platte über die Stirnseiten des Zylinders 36 und des Kolbens 56 gelegt, wird, so entsteht eine Vorrichtung, die der gemäß Fig. 1 bis 8 entspricht.

Fig. 11 zeigt eine Einrichtung, die bei einer Vor- no richtung gemäß Fig. 1 bis 8 ermöglicht, den Zylinder 36 zu lösen, falls er sich verklemmen sollte. Durch Lösen der Schraube 144 aus der Bohrung 141 kann! durch Entfernen der Kugel 142 die Bohrung 146 freigelegt werden, so daß- die eingeschlossene Flüssigkeit frei wird und die Maschine wieder arbeiten kann.

Fig. 1.3 zeigt eine Vorrichtung 20 gemäß der Erfindung an einer Stanze 21 angebracht. Die Exzenterkurbel 24 treibt über die Kurbelstange den Kolben 26 der Vorrichtung. An dem Boden des Zylinders 36 sitzt das Werkzeug.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Hydraulische Druckübertragungsvorrichtung für hin und her gehende Bewegung, dadurch

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gekennzeichnet;, daß der Antriebsteil als Kolben (26) ausgebildet und in einen den getriebenen Teil bildenden unten geschlossenen Zylinder (36) eingepaßt ist, wobei zwischen Zyliniderboden und Stirnfläche de® Kolbens (26) ein Flüssigkeitspolster eingeschlossen ist.
2. Hydraulische Druckübertiragungsvorrichtung nach) Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mitnahme des Zylinders (36) beim Leerihub am Rand des Zylinders (36) ein Anschlag vorteilhaft in Form eines Schraubringe© (30) vorgesehen ist, der sich beim Leerhub am Kolben abstützt,
3. Hydraulische Druckübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daßi über dem Boden des Zylinders

(36) vorteilhaft schlitzartige Durchlaßöffnüngen

(37) vorgesehen sind, die in der oberen Totpunktlage den Zylinderinnenraum mit dem Druckflüssigkeitespeicher verbinden und während des Hubes durch die Führungsfläche des Zylinders

(36) verdeckt sind.
4. Hydraulische Druckübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Führungsfläche für den Zylinder, die die Schließkanten für die Durchlaßischlitze

(37) im Zylinder (36) bildet, in Zylinderlängsrichtung verstellbar ist.
5. Hydraulische" Druckübertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fühirunsgsfläche durch einen mit Außengewinde versehenen in den Druckraum eingeschraubten Ring (38) gebildet ist.
6. Hydraulische Druckübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 3 und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß) der Druckflüssigkeitsspeicher als den Zylinder (36) in seinem Mittelteil umgebender Ringraum ausgebildet ißt. .
7, Hydraulische Druckübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3. oder 3 und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfmsisigkeitsspeicher als Druckraum ausgebildet und mit einem Rückschlagventil (50 bis 52) versehen ist.
8. Hydraulische Druckübertragungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum vorteilhaft über ein Rückschlagventil an eine Druckleitung angeschlossen ist, um eim Absinken· desi Druckes durch Leckverluste zu vermeiden.
9. Hydraulische Druckübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 3 und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorteilhaft als Sperrstift (43, 45) ausgebildete lösbare Verriegelung für den Zylinder (36) vorgesehen! ist, die den Zylinder (36) in der oberen Totpunktlage festhält.
10. Hydraulische Druckübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 1 und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß] im Boden des Zylinders (36) eine verschließbare öffnung (146) vorgesehen! ist.
11. Hydraulische Druckübertragungsvornchtung nach Anspruch 1 oder 1 und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden des Zylinders (36) eine Bohrung vorgesehen ist, die als Führung für den Kolben (56) dienltj, der von der Druckflüssigkeit im Zylinder (36) beaufschlagt und dessen Endlage durch Anschlag gesichert ist. ' ■
12. Hydraulische Druckübertragungsvorrichr tung nach Anspruch ir, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (56) unter dem Druck einer Feder (57) steht, der dem Flüssigkeitsdruck entgegenwirkt.
13. Hydraulische Druckübertragungsvorrichtunig nach Anspruch 11 oder 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein verstellbarer Anschlag (67) vorgesehen ist, der den, Hub des Zylinders (36) begrenzt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen) .

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