EP0828942B1 - Hydropneumatic machine tool - Google Patents
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- EP0828942B1 EP0828942B1 EP97920528A EP97920528A EP0828942B1 EP 0828942 B1 EP0828942 B1 EP 0828942B1 EP 97920528 A EP97920528 A EP 97920528A EP 97920528 A EP97920528 A EP 97920528A EP 0828942 B1 EP0828942 B1 EP 0828942B1
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- machine tool
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- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
- B30B15/161—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the ram speed and ram pressure, e.g. fast approach speed at low pressure, low pressing speed at high pressure
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
- F15B11/028—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
- F15B11/032—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of fluid-pressure converters
- F15B11/0325—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of fluid-pressure converters the fluid-pressure converter increasing the working force after an approach stroke
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- F15B11/072—Combined pneumatic-hydraulic systems
- F15B11/076—Combined pneumatic-hydraulic systems with pneumatic drive or displacement and speed control or stopping by hydraulic braking
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- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
- F15B2211/216—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being pneumatic-to-hydraulic converters
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- F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
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- F15B2211/7051—Linear output members
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- F15B2211/775—Combined control, e.g. control of speed and force for providing a high speed approach stroke with low force followed by a low speed working stroke with high force, e.g. for a hydraulic press
Definitions
- the invention is based on a hydropneumatic Machine tool according to the genus of the main claim.
- a known machine tool generic type (DE-P 43 01 983) is the working stroke of the working piston by belching the rapid traverse serving the largest diameter, namely the Drive piston, to the bottom of the corresponding pneumatic work space braked, being on the Drive piston surface there is a damping disc, which, however, causes only a slight damping.
- Such generic machine tools are in themselves fast working and energy saving pneumatic systems, in which a hydraulic system is integrated, through which after the desired advance stroke in the working direction Power stroke with a very high actuating force can be achieved.
- a hydraulic system is integrated, through which after the desired advance stroke in the working direction Power stroke with a very high actuating force can be achieved.
- the Pressure translation using the hydraulics Although after outside of the machine tool housing only pneumatic connections are available, the Pressure translation using the hydraulics.
- hydraulic chambers pass next to the piston stroke direction Pneumatic rooms, with the not inconsiderable problem of Sealing from one to the other. In the Air entering hydraulic fluid leads to undesirable Compressibility of the oil; from the hydraulic part leaking oil can lead to malfunctions.
- the machine tool according to the invention with the has characteristic features of the main claim in contrast the advantage that depending on Throttle cross section a more or less strong Damping especially towards the end of the working stroke can be reached, this cross section at the throttle point can be adapted to the masses.
- the hydraulic fluid can be used with the other hydropneumatic pressure intensifier works.
- the seals of high quality anyway between pneumatic room and hydraulic room also serve to seal the annulus, so that an additional elaborate seal is not required.
- the invention in a very simple manner and very effective and overcoming the bias of the Realize the professional world on such machine tools. It is known that the end position of the working cylinder Damping the working piston hydraulically or pneumatically, only it is not a step piston with the problems mentioned above.
- the stepped piston displaces at least towards the end of the Return strokes and to brake its return stroke movement liquid from the annulus through a restriction.
- the Invention has the annulus on at least one of its End sections one the diameter of the piston collar corresponding taper into which the piston collar immersed towards the end of the stroke, the one in this being Volume of fluid enclosed by the brake chamber Throttle point is displaced. This will only towards the end of the stroke of the working stroke or return stroke Lifting movement braked or damped. Instead, can the entire lifting movement can be braked by the piston collar to the cylinder wall more or less seals or those located on both sides of the piston collar Annuli connected to each other via a throttle channel are.
- the annulus with the work space during of the working stroke and / or return stroke.
- the hydraulic fluid can get unrestricted from the annulus to the work area, if you don't want to slow down. This also affects the refilling of hydraulic oil about the always provided extra Refill devices for the hydraulic Damping off.
- the annulus can completely be separate from the work area and at a different location of the stepped piston, for example in the area the piston rod.
- a relief channel in which is a control for controlling the Liquid passage is present.
- This Relief channel can according to the invention again in the Annulus open. So the relief channel can also from one brake chamber to the other, the Brake rooms are activated alternately and in the Relief channel can also be arranged two controls can, one for one and the other for the other Brake chamber, which are then alternately effective.
- the brake space with the storage space connecting bypass duct with one to the storage room blocking check valve available.
- a bypass bypasses the point at which the plunger working space and Storage space separates from each other to thereby during the Rapid strokes to quickly fill up the work area. In the invention, this is in at the beginning of the rapid stroke A quick refill of the working stroke Workspace achieved through the braking space.
- the annulus with the work space connecting bypass duct with one to the work area blocking check valve available.
- this bypass channel runs in the working piston.
- About the Check valve becomes a pressure equalization when driving off of the stepped piston reached from its end position, i.e. before Start of the return stroke.
- This short-circuit channel also serves as Overflow hole for volume compensation when starting off the stepped piston from its starting position, i.e. closed Start of the work stroke.
- Embodiment of the invention is the storage space in one Storage cylinder arranged and over a storage piston limited, which to generate a memory pressure the side facing away from the storage space is under low pressure (pneumatic or spring), the Central axis of the storage cylinder parallel but at a distance is arranged to that of the working piston and wherein Storage space and work space within one common machine housing are housed.
- a hydropneumatic Pressure intensifier working welding machine Hydraulic accumulator outside the machine housing to arrange and this with a hydraulic line Connect the machine's working area (US-PS 38 75 365).
- a hydraulic line Connect the machine's working area US-PS 38 75 365
- the Invention is used to generate a low pressure Coil spring.
- This has the advantage that Hydraulic oil always under one for venting the Hydraulic range sufficient low pressure is available.
- pneumatics for the piston loading of the Memory will normally become during the return stroke switched off, with the disadvantage that then none Bleed the hydraulic area can.
- control room in one at the end of the Control rod attached and transparent control bush arranged.
- This control socket can be made of glass or Plastic. In any case, it is for the operator of the Machine tool therefore very simple, an oil shortage ascertain.
- the control room over a Venting device can be vented to the outside.
- This Venting device can advantageously be a bore be the continuation of the longitudinal channel through the Control room is conceivable.
- the plunger coaxial with that Working piston arranged and via a pneumatic piston can be operated against the force of a return spring.
- the pneumatic piston of the Working cylinder receiving plunger shortened be, whereby the total length of the Machine tool can be shortened.
- the pressure generator has a plunger coaxially arranged storage space, the common longitudinal axis parallel to that of the stepped piston is arranged with a the pressure generator with the Working space connecting pressure channel, whereby after Termination of the working stroke and the like Afterflow of liquid from the storage space into the Working space the pressure channel through the plunger is blocked, after which the plunger continues to lift A high pressure can be generated in the work area.
- the pressure generator has a plunger coaxially arranged storage space, the common longitudinal axis parallel to that of the stepped piston is arranged with a the pressure generator with the Working space connecting pressure channel, whereby after Termination of the working stroke and the like Afterflow of liquid from the storage space into the Working space the pressure channel through the plunger is blocked, after which the plunger continues to lift A high pressure can be generated in the work area.
- it is such an arrangement is known (DE-P 43 01 983).
- All three exemplary embodiments work as stroke-controlled Machine tools with one hydropneumatic each Pressure translator.
- a pressure translator for a rapid traverse, namely moving the tool up compressed air is used on the workpiece, whereas for the actual operation through one also Compressed air driven pistons a high pressure hydraulic is generated by means of which the tool is actuated.
- a step piston 1 available, the individual steps through a working piston 2, a driving piston 3 and one Piston rod 4 are formed.
- the working piston 2 works in a working cylinder 5, which is part of the Machine housing 6 and to which a cylinder tube 7th connects in which the drive piston 3 works and on which on the side facing away from the working cylinder 5 a cylinder head 8 is arranged in the central Bore the piston rod 4 is mounted.
- the drive piston 3 is in a known manner on both sides by compressed air acted upon, whereby a rapid traverse of this stepped piston in is effected in both stroke directions.
- Axial to the stepped piston 1 is in the upper part of the Machine tool a plunger 9 shown by a pneumatic piston 11 is driven and in the Drawing each in half in two different ways Diameters are shown, with each diameter naturally causes a different oil displacement per lifting unit.
- the pneumatic piston 11 works in a cylinder tube 12, which is placed on the machine housing 6 and is closed by a cylinder head 13. About this Cylinder head 13 is also the compressed air for actuating the Pneumatic piston 11 supplied, the adjustment takes place against a restoring force, for example can be controlled compressed air or a coil spring can be.
- the plunger 9 dives with its free end in a room 14 with one below one Ring seal 15 located work space 16 is connected, so that the plunger 9 during its stroke movement and penetrate the ring seal 15, the space 14 before Room 16 separates and according to its cross-sectional area a corresponding hydraulic high pressure in Workspace 16 generated.
- the space 14 is a extending in the housing 6 Cross bore 17 connected to a storage space 18, the arranged essentially in a pneumatic cylinder 19 and is limited by a storage piston 21 upwards is.
- the storage piston 21 is in the direction of the storage space 18 loaded by a coil spring 22, which is on the Accumulator piston 21 facing away from a cylinder head 23 of the pneumatic cylinder 19 supports.
- On the storage piston is an outside of the cylinder head 23 and this penetrating control rod 24 arranged in which one the whole control rod in the longitudinal direction penetrating control hole 25 is present, which in a control room 26 opens.
- the control room 26 is in front all in one made of transparent material such as plastic or glass existing screw nipple 27 arranged to thereby being able to recognize from the outside whether there is air in Hydraulic oil has reached. Via a vent hole 28 can be vented if necessary. To protect the The viewer is coaxial around the control rod 24 transparent protective tube 29 on the cylinder head 23 stuck.
- a Piston collar 31 On the outer surface of the working piston 2 is a Piston collar 31 arranged and it is in the working cylinder 5th an annular groove 32 is present, which towards the working piston 2 forms an annular space 33 and at both ends Tapered 34 has the diameter of the Piston collar 31 corresponds to how it is on an enlarged scale is shown in Fig. 2. As soon as the piston collar 31 against End of its forward stroke or its return stroke into this Immerses taper 34, he limits one here to 35 designated brake chamber. That in this brake room trapped liquid volume is about a Throttle point displaced, as is the case with FIG. 2 is explained. In the illustrated in Fig.
- the embodiment is the plunger 9 with the same axis arranged the stepped piston 1 and it is the Accumulator piston 21 parallel to the axes of the Storage piston 9 and step piston 1 arranged, but with Distance to the same.
- a bypass 40 which is only shown in broken lines, can be arranged in through a check valve only a flow is possible in the direction of the work space 16, however the flow from the working space 16 to the storage space 17, 18th Is blocked.
- the exemplary embodiment is the plunger 109 having pressure generators parallel to the axis of the Step piston 101 arranged, the storage space 118 is arranged coaxially to the plunger 109.
- the storage space 118 is arranged coaxially to the plunger 109.
- the Working piston 102 on a head part 36 which by Screws 37 with the rest of the working piston 102 is connected and in which bypass channels 38 and 39 is arranged, the respective brake chamber 35 with the Connect workspace 116 (workspace 16 in FIG. 1).
- these bypass channels 38, 39 are in the area of Mouth to the working space 116 check valves 41 arranged that only a flow in the direction Allow brake chamber 35.
- the working piston 102 takes its upper one Starting position, i.e.
- a additional control effect can be achieved by the annular space 33 connecting to the work space 116 (16)
- Short-circuit channel 45 can be achieved, the mouth of the Annular space 33 on the outer surface of the piston collar 31 is ordered and only after a certain one has traveled Plunging stroke of this piston collar 31 into the taper 34 is locked in. Since this short circuit bore 45th is independent of the brake chamber 35, it has no influence on braking, but has the advantage that when Moving the working piston 102 out of the illustrated top dead center position at this rapid traverse a quick Volume compensation between the annular space 33 and the work space 116 can take place.
- FIG. 3 is a further variant of this first Embodiment shown, which largely from that Fig. 2 corresponds and only has the difference that between the piston collar 31 and the taper 34 There is an annular gap through which the desired however, a changeable throttle effect arises in which that stroke movement from the brake chamber 35 Hydraulic fluid is displaced into the annular space 33.
- a non-adjustable one is enough less effective damping of the working piston 102.
- the variant shown here works like that from Fig. 2, especially as far as the short-circuit channel 45 is concerned.
- the braking device according to the invention in the area the piston rod 104 relocated.
- the remaining parts like that Working piston 2, the plunger 9 and the drive piston 3 essentially correspond to the variant of the first Embodiment, which is shown in Fig. 1. this applies also for their function.
- the storage space 218, however, is in its central axis here transverse to the axis of the stepped piston 201 arranged, however, on the function of this second Embodiment has no influence.
- the piston rod 104 here has a piston collar 46, which in one Annulus 47 of the cylinder tube 107 reciprocally is and in the respective stroke end positions by tapering 48 of the annular space 47 brake spaces 49 limited.
- This Brake chambers 49 each have relief channels 51 which can be connected, for example, in which however, a throttle body is arranged.
- the advantage of this second embodiment is mainly that the area of the working piston with its changing hydraulic high pressures is not affected and that in a kind of modular system such an insulation device can be mounted on a machine tool, only the cylinder tube 107 or the piston rod 104 is designed differently accordingly.
- FIG. 5 acts the braking or damping device on the total stroke of the stepped piston 301.
- the working piston 302 is to his working cylinder 305 through ring seals 52 radially sealed, so that the resulting Annulus 53 acts as a brake space as soon as that in this Annulus 53 existing hydraulic fluid via a Control channel 54 and a corresponding device is throttled.
- the machine tool works otherwise as described for the first embodiment.
Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer hydropneumatischen Werkzeugmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Werkzeugmaschine der gattungsgemäßen Art (DE-P 43 01 983) wird der Arbeitshub des Arbeitskolbens durch Aufstoßen des der Eilgänge dienenden Stufe größten Durchmessers, nämlich des Antriebskolbens, auf den Boden des entsprechenden pneumatischen Arbeitsraums gebremst, wobei auf der Antriebskolbenfläche eine Dämpfungsscheibe vorhanden ist, die allerdings nur eine geringe Dämpfung bewirkt.The invention is based on a hydropneumatic Machine tool according to the genus of the main claim. In a known machine tool generic type (DE-P 43 01 983) is the working stroke of the working piston by belching the rapid traverse serving the largest diameter, namely the Drive piston, to the bottom of the corresponding pneumatic work space braked, being on the Drive piston surface there is a damping disc, which, however, causes only a slight damping.
Derartige gattungsgemäße Werkzeugmaschinen sind an sich schnellarbeitende und energiesparende Pneumatiksysteme, in welche ein Hydrauliksystem integriert ist, durch welches nach gewünschtem Vorhub in Arbeitsrichtung einen Krafthub mit sehr hoher Stellkraft erzielbar ist. Obwohl nach außerhalb des Gehäuses der Werkzeugmaschine nur pneumatische Anschlüsse vorhanden sind, erfolgt die Druckübersetzung mit Hilfe der Hydraulik. Hierdurch gelangen in Kolbenhubrichtung Hydraulikräume neben Pneumatikräume, mit dem nicht unerheblichen Problem der Abdichtung von einem zum anderen. In die Hydraulikflüssigkeit gelangende Luft führt zu unerwünschter Kompressibilität des Öls; aus dem Hydraulikteil herausleckendes Öl kann zu Funktionsausfällen führen.Such generic machine tools are in themselves fast working and energy saving pneumatic systems, in which a hydraulic system is integrated, through which after the desired advance stroke in the working direction Power stroke with a very high actuating force can be achieved. Although after outside of the machine tool housing only pneumatic connections are available, the Pressure translation using the hydraulics. Hereby hydraulic chambers pass next to the piston stroke direction Pneumatic rooms, with the not inconsiderable problem of Sealing from one to the other. In the Air entering hydraulic fluid leads to undesirable Compressibility of the oil; from the hydraulic part leaking oil can lead to malfunctions.
Ein bei solchen hydropneumatisch druckübersetzt arbeitenden Werkzeugmaschinen gegebenes Problem bleibt die Dämpfung des Arbeitshubes bzw. auch manchmal des Rückhubes. Besonders dann, wenn über ein entsprechendes Werkzeug eine beispielsweise Blechverbindung hergestellt werden soll und beim Leerlauf der Stufenkolben unterstützt durch das Gewicht des Werkzeugs mit voller Wucht in eine seiner Endlagen knallt, kann dies nicht nur zu einer erheblichen Geräuschentwicklung führen, sondern auch entsprechende Schäden mit sich bringen. Obwohl dieses ein altes generelles Problem derartiger Werkzeugmaschinen ist, wurde außer der oben genannten elastischen Scheibe keine insbesondere auch auf das Gewicht bzw. die Masse des Werkzeugs einstellbare Dämpfung gefunden.One with such hydropneumatic pressure ratio working machine tool problem remains the damping of the working stroke or sometimes the Return stroke. Especially if you have a corresponding Tool made for example a sheet metal connection and should be supported when the stepped piston is idling by the weight of the tool with full force into one pops its end positions, this can not only lead to one cause significant noise, but also cause corresponding damage. Although this one old general problem of such machine tools is was none other than the above-mentioned elastic disc in particular also on the weight or the mass of the Tool adjustable damping found.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß je nach Drosselstellequerschnitt eine mehr oder weniger starke Dämpfung insbesondere gegen Ende des Arbeitshubs erreichbar ist, wobei dieser Querschnitt an der Drosselstelle den Massen angepaßt sein kann. Für diese Dämpfung kann die Hydraulikflüssigkeit verwendet werden, mit der auch der übrige hydropneumatische Druckübersetzer arbeitet. Die ohnehin eine hohe Qualität aufweisenden Dichtungen zwischen Pneumatikraum und Hydraulikraum dienen auch zur Abdichtung des Ringraums, so daß eine zusätzliche aufwendige Dichtung nicht erforderlich ist. Ohnehin läßt sich die Erfindung in sehr einfacher Weise und sehr wirkungsvoll und unter Überwindung der Voreingenommenheit der Fachwelt an derartigen Werkzeugmaschinen verwirklichen. Es ist zwar bekannt, bei Arbeitszylindern die Endlage des Arbeitskolbens hydraulisch oder pneumatisch zu dämpfen, nur handelt es sich dabei nicht um Stufenkolben mit den oben genannten Problemen.The machine tool according to the invention with the has characteristic features of the main claim in contrast the advantage that depending on Throttle cross section a more or less strong Damping especially towards the end of the working stroke can be reached, this cross section at the throttle point can be adapted to the masses. For this damping can the hydraulic fluid can be used with the other hydropneumatic pressure intensifier works. The seals of high quality anyway between pneumatic room and hydraulic room also serve to seal the annulus, so that an additional elaborate seal is not required. Anyways the invention in a very simple manner and very effective and overcoming the bias of the Realize the professional world on such machine tools. It is known that the end position of the working cylinder Damping the working piston hydraulically or pneumatically, only it is not a step piston with the problems mentioned above.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verdrängt der Stufenkolben auch mindestens gegen Ende des Rückhubs und zur Abbremsung seiner Rückhubbewegung aus dem Ringraum Flüssigkeit durch eine Drosselstelle. Auf diese Weise wird sowohl der Vorlauf als auch der Rücklauf des Stufenkolbens und damit der untere Todpunktbereich sowie der obere Todpunktbereich des Werkzeuges bei der Hubbewegung gedämpft, wobei der zur Dämpfung des Arbeitshubs dienende am Stufenkolben angeordnete zusätzliche Kolbenbund mit seiner beim Arbeitshub verwendeten Ringfläche abgewandten Ringfläche die Rückhubdämpfung bewirkt.According to an advantageous embodiment of the invention the stepped piston displaces at least towards the end of the Return strokes and to brake its return stroke movement liquid from the annulus through a restriction. On this way both the forward and the reverse run of the step piston and thus the lower dead center area and the top dead center area of the tool at Damped stroke movement, the damping of the Working strokes arranged on the stepped piston additional piston collar with its during the working stroke used ring surface facing away from the ring surface Return stroke damping causes.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Ringraum an mindestens einem seiner Endabschnitte eine dem Durchmesser des Kolbenbundes entsprechende Verjüngung auf, in welche der Kolbenbund gegen Hubende eintaucht, wobei jenes in diesem als Bremsraum eingeschlossene Flüssigkeitsvolumen durch die Drosselstelle verdrängt wird. Hierdurch wird jeweils nur gegen Hubende von Arbeitshub oder Rückhub die Hubbewegung abgebremst oder gedämpft. Stattdessen kann auch die gesamte Hubbewegung gebremst werden, indem der Kolbenbund zur Zylinderwand mehr oder weniger abdichtet bzw. die beiderseits des Kolbenbundes gelegenen Ringräume über einen Drosselkanal miteinander verbunden sind.According to a further advantageous embodiment of the Invention has the annulus on at least one of its End sections one the diameter of the piston collar corresponding taper into which the piston collar immersed towards the end of the stroke, the one in this being Volume of fluid enclosed by the brake chamber Throttle point is displaced. This will only towards the end of the stroke of the working stroke or return stroke Lifting movement braked or damped. Instead, can the entire lifting movement can be braked by the piston collar to the cylinder wall more or less seals or those located on both sides of the piston collar Annuli connected to each other via a throttle channel are.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Ringraum mit dem Arbeitsraum während des Arbeitshubs und/oder Rückhubs verbindbar. Auf diese Weise kann je nach Steuerung die Hydraulikflüssigkeit ungedrosselt vom Ringraum zum Arbeitsraum gelangen, wenn nicht gerade eine Abbremsung stattfinden soll. Hierdurch wirkt sich auch die Nachfüllung von Hydrauliköl über die dafür stets vorgesehenen extra Nachfülleinrichtungen gleichzeitig für die hydraulische Dämpfung aus. Es kann jedoch auch der Ringraum völlig getrennt vom Arbeitsraum sein und an einer anderen Stelle des Stufenkolbens gelegen sein, beispielsweise im Bereich der Kolbenstange. According to a further advantageous embodiment of the Invention is the annulus with the work space during of the working stroke and / or return stroke. To this Depending on the control, the hydraulic fluid can get unrestricted from the annulus to the work area, if you don't want to slow down. This also affects the refilling of hydraulic oil about the always provided extra Refill devices for the hydraulic Damping off. However, the annulus can completely be separate from the work area and at a different location of the stepped piston, for example in the area the piston rod.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als Drosselstelle jenes zwischen Kolbenbund und Ringraumwand gegebene Spiel. Im Falle einer Verjüngung in den Endabschnitten des Ringraums wirkt natürlich die Dämpfung nur in diesen Bereichen.According to a further advantageous embodiment of the Invention serves as a throttle point between the piston collar and given annulus wall play. In case of a Taper in the end sections of the annulus acts of course, the damping only in these areas.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zweigt vom Bremsraum ein Entlastungskanal ab, in dem ein Steuerelement zur Steuerung des Flüssigkeitsdurchgangs vorhanden ist. Dieser Entlastungskanal kann erfindungsgemäß wieder in den Ringraum münden. So kann der Entlastungskanal auch von einem Bremsraum zum anderen führen, wobei die Bremsräume jeweils abwechselnd aktiviert sind und in dem Entlastungskanal auch zwei Steuerelemente angeordnet sein können, eines für den einen und das andere für den anderen Bremsraum, die dann jeweils abwechselnd in Wirkung sind.According to a further advantageous embodiment of the Invention branches off from the brake chamber, a relief channel in which is a control for controlling the Liquid passage is present. This Relief channel can according to the invention again in the Annulus open. So the relief channel can also from one brake chamber to the other, the Brake rooms are activated alternately and in the Relief channel can also be arranged two controls can, one for one and the other for the other Brake chamber, which are then alternately effective.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein den Bremsraum mit dem Speicherraum verbindender Bypasskanal mit einem zum Speicherraum hin sperrenden Rückschlagventil vorhanden. Ein solcher Bypass umgeht die Stelle, bei der der Tauchkolben Arbeitsraum und Speicherraum voneinander trennt, um dadurch während des Eilhubs ein schnelles Auffüllen des Arbeitsraums zu erzielen. Bei der Erfindung wird dadurch bei Beginn des Eilhubes in Arbeitshubrichtung ein schnelles Nachfüllen des Arbeitsraumes und zwar über den Bremsraum erzielt.According to a further advantageous embodiment of the Invention is the brake space with the storage space connecting bypass duct with one to the storage room blocking check valve available. Such a bypass bypasses the point at which the plunger working space and Storage space separates from each other to thereby during the Rapid strokes to quickly fill up the work area. In the invention, this is in at the beginning of the rapid stroke A quick refill of the working stroke Workspace achieved through the braking space.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein den Ringraum mit dem Arbeitsraum verbindender Bypasskanal mit einem zum Arbeitsraum hin sperrenden Rückschlagventil vorhanden. Vorteilhafterweise verläuft dieser Bypasskanal im Arbeitskolben. Über das Rückschlagventil wird ein Druckausgleich beim Losfahren des Stufenkolbens aus seiner Endlage erreicht, also vor Beginn des Rückhubs. According to a further advantageous embodiment of the Invention is the annulus with the work space connecting bypass duct with one to the work area blocking check valve available. Advantageously this bypass channel runs in the working piston. About the Check valve becomes a pressure equalization when driving off of the stepped piston reached from its end position, i.e. before Start of the return stroke.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein den Ringraum mit dem Arbeitsraum verbindender Kurzschlußkanal im Arbeitskolben angeordnet, dessen Mündung auf der Mantelfäche des Kolbenbunds vorhanden ist und welche gegen Ende des Arbeitshubes mindestens teilweise durch die Verjüngung im Ringraum geschlossen wird. Dieser Kurzschlußkanal dient ebenfalls als Überströmbohrung zum Volumenausgleich beim Losfahren des Stufenkolbens aus seiner Ausgangsposition, also zu Beginn des Arbeitshubs.According to a further advantageous embodiment of the Invention is the annulus with the work space connecting short-circuit channel arranged in the working piston, its mouth on the surface of the piston collar is present and which towards the end of the working stroke at least in part due to the taper in the annulus is closed. This short-circuit channel also serves as Overflow hole for volume compensation when starting off the stepped piston from its starting position, i.e. closed Start of the work stroke.
Nach einer weiteren, auch für sich geltend gemachten
Ausgestaltung der Erfindung ist der Speicherraum in einem
Speicherzylinder angeordnet und über einen Speicherkolben
begrenzt, welcher zur Erzeugung eines Speicherdruckes auf
der dem Speicherraum abgewandten Seite
niederdruckbelastet ist (pneumatisch oder Feder), wobei die
Mittelachse des Speicherzylinders parallel aber mit Abstand
zu jener des Arbeitskolbens angeordnet ist und wobei
Speicherraum und Arbeitsraum innerhalb eines
gemeinsamen Maschinengehäuses untergebracht sind. Es ist
zwar bekannt, bei einer mit einem hydropneumatischen
Druckübersetzer arbeitenden Schweißmaschine einen
Hydraulikspeicher außerhalb des Maschinengehäuses
anzuordnen und diesen über eine Hydraulikleitung mit dem
Arbeitsraum der Maschine zu verbinden (US-PS 38 75 365).
Eine solche Einrichtung ist jedoch praktisch nur bei stationär
eingebauten Werkzeugmaschinen brauchbar.After another, also claimed for itself
Embodiment of the invention is the storage space in one
Storage cylinder arranged and over a storage piston
limited, which to generate a memory pressure
the side facing away from the storage space
is under low pressure (pneumatic or spring), the
Central axis of the storage cylinder parallel but at a distance
is arranged to that of the working piston and wherein
Storage space and work space within one
common machine housing are housed. It is
although known in one with a hydropneumatic
Pressure intensifier working welding machine
Hydraulic accumulator outside the machine housing
to arrange and this with a hydraulic line
Connect the machine's working area (US-
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient zur Niederdruckerzeugung eine Schraubenfeder. Hierdurch besteht der Vorteil, daß das Hydrauliköl stets unter einem für die Entlüftung des Hydraulikbereichs ausreichenden niederen Druck steht. Bei der Verwendung von Pneumatik für die Kolbenbelastung des Speichers wird dieser während des Rückhubs normalerweise abgeschaltet, mit dem Nachteil, daß dann auch keine Entlüftung des Hydraulikbereichs vorgenommen werden kann.According to an advantageous embodiment of the Invention is used to generate a low pressure Coil spring. This has the advantage that Hydraulic oil always under one for venting the Hydraulic range sufficient low pressure is available. At the use of pneumatics for the piston loading of the Memory will normally become during the return stroke switched off, with the disadvantage that then none Bleed the hydraulic area can.
Nach einer weiteren diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung ist am Speicherkolben eine nach außerhalb des Speicherzylinders ragende Kontrollstange angeordnet, mit einem zum Speicherraum führenden Längskanal, dessen dem Speicherraum abgewandtes Ende in einen nach außen verschlossenen, aber von außen sichtbaren Kontrollraum mündet. Hierdurch kann jederzeit der tatsächliche Ölstand optisch festgestellt werden und zwar bei allen Arbeitsschritten, nämlich für Eilhub, Arbeitshub sowie Rückhub.After a further design of the Invention is at the storage piston outside of the Storage cylinder projecting control rod arranged with a longitudinal channel leading to the storage space, the End facing away from the storage space in an outward direction closed control room that is visible from the outside flows. This allows the actual oil level to be changed at any time be visually ascertained in all Work steps, namely for rapid stroke, working stroke and Return stroke.
Nach einer weiteren diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung ist der Kontrollraum in einer am Ende der Kontrollstange befestigten und durchsichtigen Kontrollbuchse angeordnet. Diese Kontrollbuchse kann aus Glas oder Kunststoff sein. In jedem Fall ist es für den Betreiber der Werkzeugmaschine dadurch sehr einfach, einen Ölmangel festzustellen.After a further design of the Invention is the control room in one at the end of the Control rod attached and transparent control bush arranged. This control socket can be made of glass or Plastic. In any case, it is for the operator of the Machine tool therefore very simple, an oil shortage ascertain.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kontrollraum über eine Entlüftungseinrichtung nach außen entlüftbar. Diese Entlüftungseinrichtung kann vorteilhafterweise eine Bohrung sein, die als Fortsetzung des Längskanals durch den Kontrollraum hindurch denkbar ist.According to a further advantageous embodiment of the Invention is the control room over a Venting device can be vented to the outside. This Venting device can advantageously be a bore be the continuation of the longitudinal channel through the Control room is conceivable.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jene hydraulische Verbindung zwischen Speicherraum und Arbeitsraum als eine im Maschinengehäuse angeordnete Querbohrung ausgebildet, welche von außerhalb des Maschinengehäuses zugänglich und zur Ölnachfüllung verwendbar ist. Je nach Lage der Werkzeugmaschine kann diese Bohrung auch zur Entlüftung dienen. According to a further advantageous embodiment of the Invention is that hydraulic connection between Storage space and work space as one in the Machine housing arranged transverse bore formed, which are accessible from outside the machine housing and can be used for oil refilling. Depending on the location of the Machine tool can also use this hole for ventilation serve.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Tauchkolben achsgleich mit dem Arbeitskolben angeordnet und über einen Pneumatikkolben entgegen der Kraft einer Rückstellfeder betätigbar. Besonders dann, wenn der Speicherraum nicht um den Tauchkolben sondern mit Abstand und parallel zu diesem angeordnet ist, kann der den Pneumatikkolben des Tauchkolbens aufnehmende Arbeitszylinder verkürzt werden, wodurch die Gesamtbaulänge der Werkzeugmaschine verkürzbar ist.According to a further advantageous embodiment of the Invention is the plunger coaxial with that Working piston arranged and via a pneumatic piston can be operated against the force of a return spring. Especially when the storage space is not around Plunger but at a distance and parallel to it is arranged, the pneumatic piston of the Working cylinder receiving plunger shortened be, whereby the total length of the Machine tool can be shortened.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Druckerzeuger einen zum Tauchkolben koaxial angeordneten Speicherraum auf, wobei die gemeinsame Längsachse parallel zu jener des Stufenkolbens angeordnet ist, mit einem den Druckerzeuger mit dem Arbeitsraum verbindenden Druckkanal, wobei nach Beendigung des Arbeitshubs und entsprechendem Nachströmen von Flüssigkeit aus dem Speicherraum in den Arbeitsraum der Druckkanal durch den Tauchkolben gesperrt wird, wonach bei weiterem Hub des Tauchkolbens im Arbeitsraum ein Hochdruck erzeugbar ist. Im Prinzip ist eine solche Anordnung bekannt (DE-P 43 01 983).According to a further embodiment of the Invention, the pressure generator has a plunger coaxially arranged storage space, the common longitudinal axis parallel to that of the stepped piston is arranged with a the pressure generator with the Working space connecting pressure channel, whereby after Termination of the working stroke and the like Afterflow of liquid from the storage space into the Working space the pressure channel through the plunger is blocked, after which the plunger continues to lift A high pressure can be generated in the work area. In principle it is such an arrangement is known (DE-P 43 01 983).
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the Invention are the following description of the Drawing and the claims can be removed.
Drei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind mit z.T. Varianten jeweils im Längsschnitt in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- das erste Ausführungsbeispiel im Längsschnitt;
- Fig. 2
- eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels als Ausschnitt;
- Fig. 3
- eine weitere Variante des ersten Ausführungsbeispiels ebenfalls als Ausschnitt;
- Fig. 4
- das zweite Ausführungsbeispiel und
- Fig. 5
- das dritte Ausführungsbeispiel als Ausschnitt.
- Fig. 1
- the first embodiment in longitudinal section;
- Fig. 2
- a variant of the first embodiment as a section;
- Fig. 3
- another variant of the first embodiment also as a section;
- Fig. 4
- the second embodiment and
- Fig. 5
- the third embodiment as a section.
Alle drei Ausführungsbeispiele arbeiten als hubgesteuerte Werkzeugmaschinen mit jeweils einem hydropneumatischen Druckübersetzer. Mit einem solchen Druckübersetzer wird für einen Eilgang, nämlich das Heranfahren des Werkzeuges an das Werkstück Druckluft verwendet, wohingegen für den eigentlichen Arbeitsgang über einen ebenfalls durch Druckluft angetriebenen Kolben ein hydraulischer Hochdruck erzeugt wird, mittels dem das Werkzeug betätigt wird.All three exemplary embodiments work as stroke-controlled Machine tools with one hydropneumatic each Pressure translator. With such a pressure translator for a rapid traverse, namely moving the tool up compressed air is used on the workpiece, whereas for the actual operation through one also Compressed air driven pistons a high pressure hydraulic is generated by means of which the tool is actuated.
Der Einfachheit halber werden in der nachfolgenden Beschreibung für die sich entsprechenden Teile die gleichen zweistelligen Bezugszahlen verwendet, wobei diese gleichen Bezugszahlen sich bei der ersten und zweiten Variante des ersten Ausführungsbeispiels in Fig. 2 und 3 jeweils um die Anzahl 100 erhöhen und beim zweiten und dritten Ausführungsbeispiel um 200 bis 300.For the sake of simplicity, the following are Description for the corresponding parts the same two-digit reference numbers are used, these being the same Reference numbers for the first and second variant of the first embodiment in Figs. 2 and 3 each around Increase number 100 and the second and third Embodiment around 200 to 300.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist
ein Stufenkolben 1 vorhanden, dessen einzelne Stufen durch
einen Arbeitskolben 2 einen Antriebskolben 3 und eine
Kolbenstange 4 gebildet werden. Der Arbeitskolben 2
arbeitet in einem Arbeitszylinder 5, welcher Teil des
Maschinengehäuses 6 ist und an den sich ein Zylinderrohr 7
anschließt, in welchem der Antriebskolben 3 arbeitet und an
welchem auf der dem Arbeitszylinder 5 abgewandten Seite
ein Zylinderkopf 8 angeordnet ist, in dessen zentraler
Bohrung die Kolbenstange 4 gelagert ist. Der Antriebskolben
3 ist in bekannter Weise beiderseits durch Druckluft
beaufschlagbar, wodurch ein Eilgang dieses Stufenkolbens in
beiden Hubrichtungen bewirkt wird.In the first embodiment shown in FIG
a
Achsgleich zu dem Stufenkolben 1 ist im oberen Teil der
Werkzeugmaschine ein Tauchkolben 9 dargestellt, der durch
einen Pneumatikkolben 11 antreibbar ist und der in der
Zeichnung jeweils längshälftig in zwei verschiedenen
Durchmessern dargestellt ist, wobei jeder Durchmesser
natürlich eine andere Ölverdrängung pro Hubeinheit bewirkt.
Der Pneumatikkolben 11 arbeitet in einem Zylinderrohr 12,
welches auf das Maschinengehäuse 6 aufgesetzt ist und
durch einen Zylinderkopf 13 verschlossen ist. Über diesen
Zylinderkopf 13 wird auch die Druckluft zur Betätigung des
Pneumatikkolbens 11 zugeführt, wobei die Verstellung
entgegen einer Rückstellkraft erfolgt, die beispielsweise
gesteuert Druckluft sein kann oder aber eine Schraubenfeder
sein kann. Der Tauchkolben 9 taucht mit seinem freien Ende
in einen Raum 14, der mit einem unterhalb einer
Ringdichtung 15 gelegenen Arbeitsraum 16 verbunden ist, so
daß der Tauchkolben 9 bei seiner Hubbewegung und
durchdringen der Ringdichtung 15 den Raum 14 vor dem
Raum 16 trennt und entsprechend seiner Querschnittsfläche
einen entsprechenden hydraulischen Hochdruck im
Arbeitsraum 16 erzeugt.Axial to the stepped
Der Raum 14 ist über eine im Gehäuse 6 verlaufende
Querbohrung 17 mit einem Speicherraum 18 verbunden, der
im wesentlichen in einem Pneumatikzylinder 19 angeordnet
ist und durch einen Speicherkolben 21 nach oben begrenzt
ist. Der Speicherkolben 21 ist in Richtung Speicherraum 18
durch eine Schraubenfeder 22 belastet, die sich auf der dem
Speicherkolben 21 abgewandten Seite an einem Zylinderkopf
23 des Pneumatikzylinders 19 abstützt. Am Speicherkolben
ist eine nach außerhalb des Zylinderkopfes 23 und diesen
durchdringende Kontrollstange 24 angeordnet, in welcher
eine die ganze Kontrollstange in Längsrichtung
durchdringende Kontrollbohrung 25 vorhanden ist, welche in
einen Kontrollraum 26 mündet. Der Kontrollraum 26 ist vor
allem in einem aus durchsichtigem Material wie Kunststoff
oder Glas bestehenden Schraubnippel 27 angeordnet, um
dadurch von außen erkennen zu können, ob Luft ins
Hydrauliköl gelangt ist. Über eine Entlüftungsbohrung 28
kann erforderlichenfalls entlüftet werden. Zum Schutz des
Betrachters ist koaxial um die Kontrollstange 24 ein
durchsichtiges Schutzrohr 29 auf den Zylinderkopf 23
gesteckt.The
Auf der Mantelfläche des Arbeitskolbens 2 ist ein
Kolbenbund 31 angeordnet und es ist im Arbeitszylinder 5
eine Ringnut 32 vorhanden, die zum Arbeitskolben 2 hin
einen Ringraum 33 bildet und sich an ihren beiden Enden
Verjüngungen 34 aufweist, die dem Durchmesser des
Kolbenbundes 31 entspricht, wie es in vergrößertem Maßstab
in Fig. 2 dargestellt ist. Sobald der Kolbenbund 31 gegen
Ende seines Vorhubes bzw. seines Rückhubes in diese
Verjüngung 34 eintaucht, begrenzt er einen hier mit 35
bezeichneten Bremsraum. Das in diesem Bremsraum
eingeschlossene Flüssigkeitsvolumen wird über eine
Drosselstelle verdrängt, wie es im einzelnen zu Fig. 2
erläutert ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der Tauchkolben 9 achsgleich mit
dem Stufenkolben 1 angeordnet und es ist der
Speicherkolben 21 parallel zu den Achsen des
Speicherkolbens 9 und Stufenkolbens 1 angeordnet, aber mit
Abstand zu denselben. Erfindungsgemäß kann zwischen dem
Arbeitsraum 16 und dem Speicherraum 17, 18 ein Bypass
40, der nur gestrichelt dargestellt ist, angeordnet sein, in
dem über ein Rückschlagventil lediglich eine Durchströmung
in Richtung zum Arbeitsraum 16 hin möglich ist, hingegen
die Strömung vom Arbeitsraum 16 zum Speicherraum 17, 18
gesperrt ist.On the outer surface of the working
Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante dieses ersten
Ausführungsbeispiels ist der den Tauchkolben 109
aufweisende Druckerzeuger parallel zu der Achse des
Stufenkolbens 101 angeordnet, wobei der Speicherraum 118
koaxial zum Tauchkolben 109 angeordnet ist. Dadurch
entsteht ein verhältnismäßig großer Arbeitsraum 116,
nämlich zwischen der Ringdichtung 115, in die der
Tauchkolben 109 zur Erzeugung des Arbeitsdruckes
eintaucht und der oberen Stirnseite des Arbeitskolbens 102.
Zwar wird hierdurch der "schädliche Raum" des
Arbeitsraums vergrößert, allerdings mit dem Vorteil, daß der
Druckerzeuger raumsparend neben dem Arbeitszylinder
angeordnet ist.In the variant of this first shown in FIG. 2
The exemplary embodiment is the
Wie in dem vergrößerten Maßstab in Fig. 2 gezeigt, weist der
Arbeitskolben 102 ein Kopfteil 36 auf, welches durch
Schrauben 37 mit dem übrigen Arbeitskolben 102
verbunden ist und in welchem Bypasskanäle 38 und 39
angeordnet ist, die den jeweiligen Bremsraum 35 mit dem
Arbeitsraum 116 (in Fig. 1 dem Arbeitsraum 16) verbinden.
In diesen Bypasskanälen 38, 39 sind im Bereich der
Mündung zum Arbeitsraum 116 hin Rückschlagventile 41
angeordnet, die lediglich eine Durchströmung in Richtung
Bremsraum 35 zulassen. Sobald also der Kolbenbund 31 in
die Verjüngung 34 der Ringnut 32 taucht und damit den
jeweiligen Bremsraum 35 begrenzt, kann aus diesem
Bremsraum 35 über diese Bypasskanäle 38, 39 keine
Hydraulikflüssigkeit mehr in den Arbeitsraum abströmen. In
der Zeichnung nimmt der Arbeitskolben 102 seine obere
Ausgangslage, also die Lage vor Beginn des Eilhubes ein.
Sobald der Arbeitskolben 102 über seinen Antriebskolben 3
über seinen Eilgang pneumatisch nach unten angetrieben
wird, kann über den Bypasskanal 38 bzw. das dort
angeordnete Rückschlagventil 41 Hydrauliköl aus dem
Arbeitsraum 116 in den Bremsraum nachströmen, so daß
insoweit keine Behinderung des Antriebs erfolgt. Sobald dann
der Kolbenbund 31 aus der Verjüngung 34 ausgetaucht ist,
entsteht eine hydraulische Verbindung zwischen dem
Ringraum 33 un dem Arbeitraum 116, so daß der
Kolbenbund 31 frei beweglich ist. Sobald das Ende des
Eilhubs erreicht ist, taucht der danach angetriebene
Tauchkolben 109 durch die Ringdichtung 115 in den
Arbeitsraum 116 und betätigt den Arbeitskolben 102 über
einen entsprechenden hydraulischen Hochdruck. Die
Wirkung des hydropneumatischen Druckübersetzers ergibt
sich durch die Querschnittsdifferenz des Tauchkolbens 109
mit verhältnismäßig kleinem Querschnitt und dem
Arbeitskolben 102 mit verhältnismäßig großem Querschnitt.
Sobald dann gegen Ende des Arbeitshubs der Kolbenbund 31
in die untere Verjüngung 34 taucht, wird dort ein
Bremsraum 35 gebildet. Obwohl der Bypasskanal 39 von
diesem Bremsraum 35 abzweigt, ist bei dieser Hubrichtung
durch das Rückschlagventil 41 die Verbindung zum
Arbeitsraum 116 gesperrt. Erst wenn wieder der Rückhub
des Arbeitskolbens 102 beginnt, kann über das
Rückschlagventil 41 und den Bypasskanal 39 Hydrauliköl in
diesen Bremsraum strömen, um so den über den
Antriebskolben 3 bewirkten Eilrückhub zu behindern. Erst
wenn dann der Kolbenbund 31 wieder in die obere
Verjüngung 34 taucht, wird dort wieder ein Bremsraum 35
gebildet.As shown on an enlarged scale in Fig. 2, the
Wie in Fig. 1 sowie in der Variante nach Fig. 2 dargestellt,
zweigt von den Bremsräumen 35 jeweils ein
Entlastungskanal 42 und 43 ab, die in den Ringraum 33
münden. In diesen Entlastungskanälen ist jeweils ein
Drosselventil 44 angeordnet. Sobald also in den
Bremsräumen 35 aufgrund des Kolbenbunds 31 ein
entsprechender Druck entsteht, wird die eingesperrte
Hydraulikflüssigkeit beim oberen Endhub über den
Entlastungskanal 32 und beim unteren Endhub über den
Entlastungskanal 43 und jeweils über das Drosselventil 44
zurück in den Ringraum 33 verdrängt. Aufgrund dieser
Drosselwirkung entsteht eine dem Drosselquerschnitt
entsprechende Dämpfung des Resthubes des Arbeitskolbens
102. Das Drosselventil 44 ist im Querschnitt einstellbar, so
daß diese Brems- oder Dämpfwirkung dem jeweiligen
Werkzeug bzw. seiner Funktion anpassbar ist. Eine
zusätzliche Steuerwirkung kann durch eine den Ringraum 33
mit dem Arbeitsraum 116 (16) verbindenden
Kurzschlußkanal 45 erzielt werden, dessen Mündung zum
Ringraum 33 hin auf der Mantelfläche des Kolbenbundes 31
angeordnet ist und erst nach Zurücklegung eines bestimmten
Tauchhubes dieses Kolbenbundes 31 in die Verjüngung 34
hinein gesperrt wird. Da diese Kurzschlußbohrung 45
unabhängig vom Bremsraum 35 ist, hat sie keinen Einfluß
auf die Abbremsung, hat jedoch den Vorteil, daß beim
Abfahren des Arbeitskolbens 102 aus der dargestellten
oberen Totpunktlage bei diesem Eilgang ein schneller
Volumenausgleich zwischen Ringraum 33 zum Arbeitsraum
116 hin erfolgen kann.As shown in FIG. 1 and in the variant according to FIG. 2,
branches off from the
In Fig. 3 ist eine weitere Variante dieses ersten
Ausführungsbeispiels dargestellt, die weitgehend jener aus
Fig. 2 entspricht und lediglich den Unterschied aufweist, daß
zwischen dem Kolbenbund 31 und der Verjüngung 34 ein
Ringspalt vorhanden ist, durch welchen die gewünschte
allerdings nicht änderbare Drosselwirkung entsteht, in dem
jener Hubbewegung aus dem Bremsraum 35
Hydraulikflüssigkeit in den Ringraum 33 verdrängt wird. Für
manche Einsätze der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
reicht eine solche nicht einstellbare aber nichts desto
weniger wirksame Dämpfung des Arbeitskolbens 102 aus.
Im übrigen arbeitet die hier dargestellte Variante wie jene
aus Fig. 2, besonders was den Kurzschlußkanal 45 betrifft.3 is a further variant of this first
Embodiment shown, which largely from that
Fig. 2 corresponds and only has the difference that
between the
Bei dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel
ist die erfindungsgemäße Bremseinrichtung in den Bereich
der Kolbenstange 104 verlegt. Die übrigen Teile wie der
Arbeitskolben 2, der Tauchkolben 9 und der Antriebskolben
3 entsprechen im wesentlichen der Variante des ersten
Ausführungsbeispiels, die in Fig. 1 dargestellt ist. Dies gilt
auch für deren Funktion. Der Speicherraum 218 hingegen ist
in seiner Mittelachse hier quer zur Achse des Stufenkolbens
201 angeordnet, was jedoch auf die Funktion dieses zweiten
Ausführungsbeispiels keinen Einfluß hat. Die Kolbenstange
104 weist hier einen Kolbenbund 46 auf, der in einem
Ringraum 47 des Zylinderrohrs 107 hin- und herbeweglich
ist und in den jeweiligen Hubendlagen durch Verjüngungen
48 des Ringraums 47 Bremsräume 49 begrenzt. Diese
Bremsräume 49 weisen jeweils Entlastungskanäle 51 auf, die
beispielsweise miteinander verbunden sein können, in denen
jedoch ein Drosselorgan angeordnet ist. Der Vorteil dieses
zweiten Ausführungsbeispiels besteht vor allem darin, daß
der Bereich des Arbeitskolbens mit seinen wechselnden
hydraulischen hohen Drücken nicht tangiert wird und daß in
einer Art Baukastensystem eine solche Dämfungseinrichtung
an eine Werkzeugmaschine anmontierbar ist, wobei lediglich
das Zylinderrohr 107 bzw. die Kolbenstange 104
entsprechend anders ausgestaltet ist.In the second embodiment shown in FIG. 4
is the braking device according to the invention in the area
the
Bei dem in Fig. 5 dargestelten dritten Ausführungsbeispiel
wirkt die Brems- bzw. Dämpfungseinrichtung über den
gesamten Hub des Stufenkolbens 301. Der Arbeitskolben 302
ist zu seinem Arbeitszylinder 305 hin durch Ringdichtungen
52 radial abgedichet, so daß sich der damit ergebene
Ringraum 53 als Bremsraum auswirkt, sobald jene in diesem
Ringraum 53 vorhandene Hydraulikflüssigkeit über einen
Steuerkanal 54 und eine entsprechende Einrichtung
gedrosselt wird. Die Werkzeugmaschine arbeitet im übrigen
wie für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.In the third embodiment shown in FIG. 5
acts the braking or damping device on the
total stroke of the stepped
Alle der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung entnehmbaren Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All of the description, claims and drawing removable features can be used both individually and in any combination essential to the invention his.
- 1, 101, 201, 3011, 101, 201, 301
- StufenkolbenStepped piston
- 2, 202, 3022, 202, 302
- ArbeitskolbenPiston
- 33rd
- AntriebskolbenDrive piston
- 4, 1044, 104
- KolbenstangePiston rod
- 5, 3055, 305
- ArbeitszylinderWorking cylinder
- 6, 1066, 106
- MaschinengehäuseMachine housing
- 7, 1077, 107
- ZylinderrohrCylinder barrel
- 88th
- ZylinderkopfCylinder head
- 9, 1099, 109
- TauchkolbenPlunger
- 10 1110th 11
- PneumatikkolbenPneumatic piston
- 1212th
- ZylinderrohrCylinder barrel
- 1313
- ZylinderkopfCylinder head
- 1414
- Raumroom
- 15, 11515, 115
- RingdichtungRing seal
- 16, 11616, 116
- Arbeitsraumworking space
- 1717th
- QuerbohrungCross hole
- 18, 118, 21818, 118, 218
- SpeicherraumStorage space
- 1919th
- PneumatikzyinderPneumatic cylinders
- 20 2120th 21
- SpeicherraumStorage space
- 2222
- SchraubenfederCoil spring
- 2323
- ZylinderkopfCylinder head
- 2424th
- KontrollstangeControl rod
- 2525th
- KontrollbohrungControl hole
- 2626
- KontrollraumControl room
- 2727
- SchraubnippelScrew nipple
- 2828
- EntlüftungsbohrungVent hole
- 2929
- Schutzrohr Protective tube
- 30 3130th 31
- KolbenbundPiston collar
- 3232
- RingnutRing groove
- 3333
- RingraumAnnulus
- 3434
- Verjüngungrejuvenation
- 3535
- BremsraumBrake chamber
- 3636
- KopfteilHeadboard
- 3737
- SchraubenScrews
- 3838
- BypasskanäleBypass channels
- 3939
- BypasskanäleBypass channels
- 4040
- BypasskanäleBypass channels
- 4141
- Rückschlagventilcheck valve
- 4242
- EntlastungskanalRelief channel
- 4343
- EntlastungskanalRelief channel
- 4444
- DrosselventilThrottle valve
- 4545
- KurzschlußkanalShort-circuit channel
- 4646
- KolbenbundPiston collar
- 4747
- RingraumAnnulus
- 4848
- VerjüngungenRejuvenation
- 4949
- BremsraumBrake chamber
- 50 5150 51
- EntlastungskanalRelief channel
- 5252
- RingdichtungenRing seals
- 5353
- RingraumAnnulus
- 5454
- SteuerkanalControl channel
Claims (19)
- A hydro-pneumatic machine toolwith an axially displaceable, at least three-stage differential piston (1, 101, 201, 301) for its working or return stroke, featuring a hydraulically impinged stage serving as the working piston (2, 102, 302), and at least on the one hand, a pneumatically impinged stage with the greatest diameter serving as a driving piston (3) for rapid traverse and a stage serving as a piston rod (4, 204) located on the back side of the working piston;with a machine casing (6, 106) featuring a step hole corresponding to the differential piston;with a hydraulic working chamber (16, 116) and at least a pneumatic working chamber between the differential piston and the radial seals on the steps that separate the step hole;with a pressure generator especially working with a plunger piston (9, 109) that generates a high hydraulic pressure inside the working chamber (16, 116) during a working phase;with an accumulator space (18, 118, 218) hydraulically connectable with the working chamber (16, 116), but separated from the latter during the working phase,an additional piston collar (31, 46) is located on the working piston (2, 102) or on the piston rod (204);this piston collar is movable in a correspondingly designed, hydraulic annular chamber within the step hole,the piston collar (31, 46) displaces the fluid from the annular chamber (33, 47, 53) through a throttling section (34, 44) to retard piston motion at least at the end of the working stroke.
- Machine tool according to Claim 1, characterised in that the differential piston (1, 101, 201, 301) also displaces the fluid from the annular chamber (33, 47, 53) through a throttling section (34, 44) at least towards the end of the return stroke, to retard the return stroke motion.
- Machine tool according to Claim 1, or 2, characterised in that the annular chamber (33, 47, 53) features a throttling section (34, 48) corresponding to the diameter of the piston collar (31, 46) on at least one of its end sections in which the piston collar (31) dips at the end of a stroke and displaces the fluid trapped inside this braking chamber through the throttling section (31, 34, 44).
- Machine tool according to one of the preceding claims, characterised in that the annular chamber (33) can be connected with the working chamber (16, 116) during the working stroke and/or return stroke.
- Machine tool according to Claim 3 or 4, characterised in that the clearance created between the piston collar (31) and the annular chamber wall (32, 34) serves as a throttling section.
- Machine tool according to one of Claims 3 up to 5, characterised in that a discharge channel ( 42, 43, 51, 54) branches off from the fluid braking volume (35, 49) (the enclosed volume) in which a control element (44) is provided for controlling fluid passage.
- Machine tool according to Claim 6, characterised in that the discharge channel leads into the annular chamber.
- Machine tool according to Claims 3 up to 7, characterised in that a bypass channel (40) connecting the braking chamber (35) with the accumulator space (17, 18) is provided with a check valve that closes towards the accumulator space.
- Machine tool according to Claims 3 up to 8, characterised in that a bypass channel (38, 39) connecting the annular chamber (33) with the working chamber (16, 116) is provided with a check valve (41) that closes towards the working chamber.
- Machine tool according to one of Claims 3 up to 9, characterised in that a short-circuit channel (45) connecting the annular chamber (33) with the working chamber (16, 116) is located inside the working piston with the orifice located on the piston collar (31) and can be closed at least partially through the throttling section (34) inside the annular chamber (33) towards the end of the working stroke.
- Machine tool according to one of the preceding claims, characterised in that the accumulator space (18) is located inside a accumulator cylinder (19) and is confined by means of a accumulator piston (21) which is subjected to low pressure (pneumatic or spring) for generating storage pressure on the back side of the accumulator space (18); and that the middle axis of the accumulator cylinder (19) is located parallel but at a distance to that of the working piston (2) and that the accumulator space (18) and the working chamber (16) are accommodated within a common machine casing (6). (Fig. 1).
- Machine tool according to Claim 11, characterised in that a spiral spring (22) is provided for generating low pressure.
- Machine tool according to Claim 11 or 12, characterised in that a control rod (24) that projects outwards of the accumulator cylinder (19) is located on the accumulator piston (21) with a longitudinal channel (control hole 25) leading into the accumulator space (18) whose back end -viewed from the accumulator space (18) - leads into a control volume (26) that although closed, remains visible from outside.
- Machine tool according to Claim 13, characterised in that the control volume (26) is located in a transparent (glass or plastic) control sleeve (screwed nipple 27) fixed at the end of the control rod (24)
- Machine tool according to Claim 13 or 14, characterised in that the control volume (26) can be vented via a ventilating device (28).
- Machine tool according to one of Claims 11 up to 15, characterised in that the hydraulic connection between the accumulator space (18) and the working chamber (16) is made as a cross hole (17) located inside the machine casing (6), which is accessible from outside and can be used for refilling oil.
- Machine tool according to one of Claims 11 up to 16, characterised in that the plunger piston (9) is located on the same axis as the working piston (2) and can be actuated via a pneumatic piston (11) against a returning force.
- Machine tool according to Claims 1 up to 10, characterised in that the pressure generator features an accumulator space (18) that is coaxial towards the plunger piston (109), whereby the common longitudinal axis is aligned parallel to that of the differential piston (101) with a pressure channel connecting the pressure generator with the working chamber (116), whereby, at the end of the working stroke and corresponding inflow of fluid from the accumulator space (118) into the working chamber (116), the plunger piston (109) closes the pressure channel, after which further motion of the plunger piston (109) inside the working chamber (116) develops high pressure.
- Machine tool according to one of the preceding claims, characterised in that the working piston (2, 102) features a head piece (36) towards its free end, in or on which control elements such as the piston collar (31) and similar elements (bypass channels 38, 39) are located and separably connected with the differential piston (1, 101).
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