EP1050685A2 - Hydraulic linear slider - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Linearwegschieber mit einem Schieber, der in einem Gehäuse mit einer Gleitführung verschiebebeweglich gelagert ist, und mit einem Hydraulikantrieb, welcher die Bewegung des Schiebers bewirkt und welcher einen in einem Zylinder unter Bildung eines hydraulischen Arbeitsraumes verschiebebeweglich gelagerten Kolben aufweist.The invention relates to a linear slide valve with a slide, which in a housing with a sliding guide is slidably mounted, and with a hydraulic drive which causes the slide to move and which one in a cylinder to form a hydraulic Has work space movable piston.
Linearwegschieber der eingangs genannten Art werden als Aktuatoren in verschiedenen Einrichtungen für die Ver- und Bearbeitung von metallischen Werkstoffen und Kunststoff- oder Kunststoffverbundmaterialien eingesetzt. Zu den Aufgaben dieser Baugruppen gehören typischerweise das Pressen, Urformen, Prägen, Umbiegen, Bördeln, Stanzen, Schneiden, Fügen, Fügepressen sowie die Ausführung von Zustellfunktionen mit Sonderanforderungen. An die Eigenschaften der Linearwegschieber werden besondere Anforderungen gestellt, wozu insbesondere eine sehr hohe Energiedichte, eine sehr hohe Führungsgenauigkeit sowie eine sehr hohe Steifigkeit gegen Querkräfte und gegen Verdrehung gehören. Weiterhin sollen sie eine möglichst kompakte Bauweise aufweisen und als standardisierte Grundbaugruppe eine flexible, universelle Verwendungsmöglichkeit erlauben. Ferner sind Eigenschaften wie eine Wartungsfreiheit über die gesamte Lebensdauer, eine robuste Bauweise für den Einsatz in schmutzbelasteter Umwelt, die Möglichkeit einer beliebigen Einbaulage, absolute Dichtigkeit (z.B. bei Überkopf-Einbau) und nicht zuletzt eine kostengünstige Herstellung wünschenswert.Linear spools of the type mentioned are used as actuators in various facilities for the processing and processing of metallic Materials and plastic or plastic composite materials used. The tasks of these assemblies typically include that Pressing, archetyping, embossing, bending, flanging, punching, cutting, Joining, joining presses and the execution of delivery functions with Special requirements. In the properties of the linear spool special requirements, especially a very high one Energy density, a very high level of management accuracy as well as a very high rigidity against lateral forces and against torsion. Farther they should have the most compact possible construction and as standardized basic assembly a flexible, universal application allow. There are also properties such as no maintenance over the entire service life, a robust design for use in environment contaminated with dirt, the possibility of any installation position, absolute tightness (e.g. for overhead installation) and last but not least an inexpensive one Manufacturing desirable.
Linearwegschieber sind in verschiedenen Ausgestaltungsformen bekannt. Aufgrund der geforderten hohen Energiedichte handelt es sich vorzugsweise um hydraulische Einrichtungen. Grundsätzlich ist jedoch auch die Konzeption als pneumatisch betriebene Einrichtung möglich. Linear slide valves are known in various configurations. Because of the high energy density required, it is preferred around hydraulic devices. Basically, however, that is Conception possible as a pneumatically operated device.
Als kompakte Einbau-Module sind insbesondere Kombinationen von handelsüblichen Linearzylindern bekannt, die mit steifen Linearführungseinheiten durch "Aufsatteln" oder durch Bildung einer konstruktionstechnischen Längskombination gebildet werden.Combinations of commercially available modules are particularly compact Linear cylinders known with rigid linear guide units by "saddling up" or by forming a constructional Longitudinal combination are formed.
Aus der DE-GM 71 04 168 ist ein hydraulisch oder pneumatisch wirkender Schieber zum Verschieben oder Schwenken von Schaufeln, Klappen oder Behältern bekannt, bei dem die hydraulischen Arbeitsräume im Stempel des Gerätes ausgebildet sind. Um die Kolbenstange des in rauhem Betrieb eingesetzten Gerätes vor Schmutz, Steinschlag und dergleichen zu schützen, ist sie von einer Schutzhülse umgeben. Der Schieber wird allein von der Kolbenstange geführt und weist daher keine Verdrehsteifheit auf. Er ist deshalb nur für die Aufnahme von Linearkräften geeignet.DE-GM 71 04 168 is a hydraulically or pneumatically acting Slider for moving or swiveling blades, flaps or Containers known, in which the hydraulic working spaces in the stamp of the device are designed. Around the piston rod of the in rough operation used device against dirt, stone chips and the like protect, it is surrounded by a protective sleeve. The slider becomes alone guided by the piston rod and therefore has no torsional rigidity. It is therefore only suitable for absorbing linear forces.
Weiterhin sind hydraulische Blockzylinder bekannt, deren Gehäuse zusätzliche Bohrungen für Führungsstangen aufweisen, die parallel zum eigentlichen Hydraulikzylinder angeordnet sind. Der Kolbenstangenkopf und eine bis üblicherweise maximal vier Führungsstangen sind in einer biegesteifen Kopfplatte miteinander verschraubt. Diese Anordnung gewährleistet Biegesteifigkeit und Verdrehsicherheit.Hydraulic block cylinders are also known, the housing of which is additional Have holes for guide rods that are parallel to the actual one Hydraulic cylinders are arranged. The piston rod head and one to usually a maximum of four guide rods are rigid in one Head plate screwed together. This arrangement ensures Flexural rigidity and security against rotation.
Ferner ist aus der DE 295 17 615 U1 ein Linearwegschieber bekannt mit einem Schieber, der in einem Gehäuse mit einer Rollenführung verschiebebeweglich und verdrehsicher gelagert ist, und mit einem Hydraulikantrieb, welcher die Verschiebebewegung des Schiebers bewirkt und welcher einen in einem Zylinder unter Bildung eines hydraulischen Arbeitsraumes verschiebebeweglich gelagerten Kolben aufweist. Aufgrund der nur punktuellen Abstützung des Schiebers auf den Rollen sind jedoch die Verdrehsicherheit und die Aufnahmemöglichkeit für Querkräfte begrenzt. Furthermore, from DE 295 17 615 U1 a linear slide valve is known with a slide that can be moved in a housing with a roller guide and is secured against rotation, and with a hydraulic drive, which causes the sliding movement of the slide and which one in a cylinder to form a hydraulic work space has displaceably mounted pistons. Due to the however, only selective support of the slide on the rollers are Security against rotation and the ability to absorb transverse forces are limited.
Ferner weist der Linearwegschieber eine verhältnismäßig große axiale Baulänge auf.Furthermore, the linear slide valve has a relatively large axial Overall length.
Für die besonders hohen Anforderungen im Bereich der Schnittwerkzeuge ist eine andere Ausgestaltung eines Linearwegschiebers bekannt (Hersteller: Heidel GmbH und Co. KG, Viersen, Deutschland). Diese ist gekennzeichnet durch einen prismatischen Schieber mit üblicherweise rechtwinkligem Querschnitt. Der Schieberkern wird mit einem Gußgehäuse durch eine spezielle Hochlast-Gleitführungstechnik vollkommen spielfrei und wartungsfrei (auf Lebenszeit) geführt. Der Schieber weist eine Tasche auf, in die seitlich zur Bewegungsachse ein Spezial-Hydraulikzylinder eingesetzt wird. Dieser Hydraulikzylinder weist einen Kolben mit zwei durchgehenden Kolbenstangen oder mit einer Kolbenstange und einer Mitnehmernut auf, die auf die Stirnseiten der Tasche in dem Schieber wirken und so die Druckkräfte für eine Vor- und Rückbewegung auf den Schieber übertragen. Der hydraulische Spezialzylinder verfügt an einer Längsseite über einen Montageflansch, mit dessen Hilfe er am Schiebergehäuse verschraubt wird. Das Schiebergehäuse weist hierzu eine Öffnung auf seiner oberen Längsseite auf. Die Hydraulikölanschlüsse befinden sich ebenfalls an diesem Montageflansch. Es ist sowohl ein seitlicher wie auch ein nach oben gerichteter Anschluß mit entsprechender Führung der Rohrleitungen möglich, um unterschiedlichen, beengten Einbauverhältnissen gerecht zu werden. Der beschriebene Linearwegschieber zeichnet sich durch seine Hochlast-Fähigkeit und die präzise Gleitführung des prismatischen Schiebers aus. Seine Einsatzmöglichkeit wird jedoch in manchen Fällen durch die Baugröße und sein Gewicht begrenzt. Ferner ist eine Reparatur des Linearwegschiebers verhältnismäßig aufwendig. For the particularly high requirements in the area of cutting tools Another embodiment of a linear displacement valve is known (manufacturer: Heidel GmbH and Co. KG, Viersen, Germany). This is marked through a prismatic slider with usually rectangular Cross-section. The valve core comes with a cast housing completely free of play thanks to a special high-load sliding guide technology and maintenance-free (for life). The slider has a pocket into which a special hydraulic cylinder is inserted to the side of the movement axis becomes. This hydraulic cylinder has a piston with two through Piston rods or with a piston rod and a driving groove that act on the end faces of the pocket in the slider and so the pressure forces for a forward and backward movement on the slide transfer. The hydraulic special cylinder has one long side via a mounting flange, with the help of which it is screwed to the valve body becomes. For this purpose, the valve housing has an opening on it upper long side. The hydraulic oil connections are also located on this mounting flange. It is both a side and an after top-facing connection with appropriate piping routing possible to meet different, cramped installation conditions become. The linear slide valve described is characterized by its High-load capability and the precise sliding guidance of the prismatic slide out. In some cases, however, it can be used the size and weight are limited. Furthermore, a repair of the Linear slide valve is relatively complex.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Linearwegschieber der eingangs genannten Art eine kompaktere Bauweise mit einem verringerten Volumen und einem verringerten Gewicht zu erreichen. Gleichzeitig soll der Linearwegschieber einfacher zu reparieren und in seiner Einsetzbarkeit flexibler sein. Nicht zuletzt sollen auch die Herstellungskosten gesenkt werden.The invention has for its object in a linear slide valve a compact design with a reduced Achieve volume and reduced weight. At the same time the linear slide should be easier to repair and usable be more flexible. Last but not least, the manufacturing costs should also be reduced become.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in
Demnach enthält der Linearwegschieber in bekannter Weise einen Schieber, der in einem Gehäuse mit einer Gleitführung verschiebebeweglich gelagert ist, sowie einen Hydraulikantrieb, welcher die Verschiebebewegung des Schiebers bewirkt und welcher einen in einem Zylinder unter Bildung eines hydraulischen Arbeitsraumes verschiebebeweglich gelagerten Kolben aufweist. Erfindungsgemäß ist dieser Linearwegschieber dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder und der Arbeitsraum im Schieber ausgebildet sind und der Kolben gegenüber dem Gehäuse feststeht.Accordingly, the linear displacement slide contains a slide in a known manner, which can be moved in a housing with a sliding guide is, as well as a hydraulic drive, which is the displacement movement of the slide and which one in a cylinder with formation of a hydraulic work chamber with movable pistons having. According to the invention, this linear slide valve is characterized in that that the cylinder and the working space are formed in the slide are and the piston is fixed in relation to the housing.
Unter einem "Zylinder" ist dabei nicht notwendigerweise ein Zylinder im mathematischen Sinne, d.h. mit kreisförmigem Querschnitt, zu verstehen, sondern jeder durch parallele Wände begrenzte Arbeitsraum, in welchem sich ein Kolben, dessen Querschnitt dem Querschnitt des Arbeitsraumes entspricht, parallel zu den Wänden bewegen kann. Neben einer mathematischen Zylinderform kann der "Zylinder" im Sinne der Ansprüche insbesondere auch einen Querschnitt in Form eines regelmäßigen Vieleckes aufweisen. Under a "cylinder" is not necessarily a cylinder in the mathematical sense, i.e. with circular cross section, to understand but each work space delimited by parallel walls, in which there is a piston, the cross section of which is the cross section of the working area corresponds, can move parallel to the walls. In addition to a mathematical The "cylinder" in the sense of the claims can be cylindrical in particular also a cross section in the form of a regular polygon exhibit.
Bei dem erfindungsgemäßen Linearwegschieber sind die Funktionen des Schiebers und des Hydraulikantriebes in einer Baugruppe vereint. Dies ist möglich, da der Hydraulikantrieb in den Schieber selbst integriert wird. Aus dieser Maßnahme resultieren zahlreiche Vorteile. So erlaubt der Verzicht auf zwei getrennte Baugruppen (Schieber, Hydraulikantrieb) eine kompaktere, schlankere Bauweise unter Einsparung von Bauvolumen. Zusätzlich werden Bauteile eingespart (z.B. Gehäuse mit Zylinderbohrung und Montageflansch) und somit eine hohe Kosten- und Gewichtseinsparung erzielt. Der Wegfall von Verbindungsstellen, in denen z.B. die mechanische Druckkrafteinleitung von dem Hydraulikantrieb zum Schieber stattfindet, führt zu einer weiteren Reduzierung des Fertigungsaufwandes und zur Vermeidung von potentiellen Fehlerquellen.In the linear slide valve according to the invention, the functions of Slider and the hydraulic drive combined in one assembly. This is possible because the hydraulic drive is integrated into the slide itself. This measure has numerous advantages. So the waiver allows on two separate assemblies (slide, hydraulic drive) one more compact, leaner design while saving construction volume. In addition, components are saved (e.g. housing with cylinder bore and mounting flange) and thus a high cost and weight saving achieved. The elimination of connection points in which e.g. the mechanical Pressure transmission from the hydraulic drive to the slide takes place, leads to a further reduction in production costs and to avoid potential sources of error.
Weiterhin kann bei dem erfindungsgemäßen Linearwegschieber die Anordnung von Schieber und Hydraulikantrieb mit hoher Symmetrie erfolgen, indem der Zylinder und der Kolben auf der Mittelachse/Bewegungsachse des Schiebers angeordnet werden. Hierdurch entsteht eine zentrische und symmetrische Krafteinleitung, welche das Auftreten von Kippmomenten vermeidet. Dies führt zu geringerer parasitärer Beanspruchung und erhöht die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Baugruppe. Bei Linearwegschiebern nach herkömmlicher Bauweise hätte eine entsprechende symmetrische Ausbildung zu erheblich größeren Bauformen mit einem inakzeptablem spezifischen Leistungsvermögen geführt.Furthermore, the arrangement can be in the linear slide valve according to the invention slide and hydraulic drive with high symmetry, by placing the cylinder and the piston on the central axis / axis of movement the slide can be arranged. This creates a centric and symmetrical introduction of force, which prevents the occurrence of tilting moments avoids. This leads to less parasitic stress and increases the reliability and longevity of the assembly. For linear spool valves according to conventional construction would have a corresponding symmetrical Training to significantly larger designs with an unacceptable specific performance.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims featured.
Der Schieber wird nach Anspruch 2 vorzugsweise als prismatischer Schieber ausgeführt. Hierdurch wird in bewährter Weise eine hohe Präzision und eine hohe Steifigkeit erzielt. The slider is preferably as a prismatic according to claim 2 Slider executed. As a result, a high degree of precision is achieved and achieved high rigidity.
Weiterhin ist es gemäß Anspruch 3 bevorzugt, wenn die Gleitführung, die zwischen dem Schieber und dem Gehäuse angeordnet ist, durch ein Gießverfahren hergestellt wird. Ein solches Gießverfahren führt einerseits zu einer qualitativ hochwertigen Gleitführung und ist gleichzeitig sehr kostengünstig.Furthermore, it is preferred according to claim 3 if the sliding guide, the is arranged between the slide and the housing by a Casting process is made. Such a casting process leads on the one hand to a high quality sliding guide and at the same time is very inexpensive.
In einer in Anspruch 4 genannten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung unterteilt der Kolben den Zylinder in zwei separate Arbeitsräume, wobei eine Volumenvergrößerung der Arbeitsräume jeweils zu einer entgegengesetzten Bewegung des Schiebers führt. Auf diese Weise ist es möglich, durch den Zufluß von Hydraulikmitteln und eine Druckeinleitung in den entsprechenden Arbeitsraum sowohl eine aktive Vor- als auch eine aktive Rückbewegung des Schiebers herbeizuführen. Dadurch, daß der Kolben den vorhandenen Zylinderraum zweiteilt, wird gleichzeitig eine optimale Ausnutzung dieses Raumes erzielt.In an advantageous development of the invention mentioned in claim 4 the piston divides the cylinder into two separate work spaces, with an increase in volume of the work rooms each to an opposite Movement of the slide leads. That way it is possible by the inflow of hydraulic fluid and a pressure introduction Both an active preliminary and a bring about active return movement of the slide. The fact that the Piston divides the existing cylinder space in two, at the same time becomes an optimal one Utilization of this space achieved.
Bei einer möglichen Realisierung dieser Variante der Erfindung ist der Kolben am Ende einer Kolbenstange angeordnet, welche einen kleineren Durchmesser als der Kolben hat und welche an einer Seite des Zylinders (d.h. des Schiebers) nach außen geführt ist. Die Durchführung der Kolbenstange ist dabei rundum dicht abgeschlossen, so daß kein Hydraulikmittel austreten kann. In dieser Anordnung unterteilt der Kolben den Zylinderraum in zwei Arbeitsräume, die als diesseits und jenseits der Kolbenstange liegend bezeichnet werden können. Eine Druckeinleitung in die jeweiligen Arbeitsräume wirkt sich auf verschiedenen Seiten des Kolbens aus und führt daher zu entsprechenden entgegengesetzten Kräften auf den Schieber. In a possible implementation of this variant of the invention Piston arranged at the end of a piston rod, which is a smaller one Diameter than the piston and which on one side of the cylinder (i.e. the slide) is led outwards. Carrying out the piston rod is tightly sealed all around, so no hydraulic fluid can leak. In this arrangement, the piston divides the cylinder space in two working spaces, as on this side and beyond the piston rod can be called lying. An introduction to pressure in the respective working spaces affect different sides of the piston and therefore leads to corresponding opposing forces the slider.
Zur Erfüllung ihrer Funktion müssen die hydraulischen Arbeitsräume mit einer Zuleitung für ein Hydraulikmittel (z.B. Öl) versehen werden. Vorzugsweise wird nach Anspruch 5 diese Zuleitung im Kolben und in der mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange angeordnet. Eine derartige Anordnung nutzt aus, daß der Kolben bei dem erfindungsgemäßen Linearwegschieber einerseits feststehend ist und andererseits einen Teil der Begrenzungswände des Arbeitsraumes bildet. Daher kann die Zuleitung des Hydraulikmittels problemlos von einem äußeren Anschluß durch die Kolbenstange und den Kolben an den Einsatzort (und zurück) geführt werden. Dies gilt selbstverständlich auch dann, wenn wie bei einer oben beschriebenen Ausführungsart der Erfindung zwei Arbeitsräume innerhalb des Schiebers ausgebildet sind.In order to fulfill their function, the hydraulic work rooms must also a supply line for a hydraulic medium (e.g. oil). Preferably is according to claim 5 this lead in the piston and in the arranged piston rod connected to the piston. Such an arrangement takes advantage of the fact that the piston in the linear slide valve according to the invention is fixed on the one hand and part of the Forms boundary walls of the work space. Therefore, the supply line of the hydraulic fluid from an external connection through the Piston rod and the piston to the place of use (and back) become. Of course, this also applies if, as with one above described embodiment of the invention two work spaces within of the slide are formed.
Im zuletzt genannten Falle, in welchem zwei verschiedene Arbeitsräume mit Zuleitungen durch den Kolben versorgt werden, sind diese Zuleitungen gemäß Anspruch 6 vorzugsweise parallel oder konzentrisch im Kolben angeordnet. Während die parallele Anordnung eine einfachere Herstellung durch Tiefbohrungen mit weniger Bauteilen erlaubt, wird die konzentrische Anordnung vor allem dann gewählt werden, wenn der Linearwegschieber sehr kompakt ausgebildet sein soll.In the latter case, in which two different work rooms are supplied with supply lines by the piston, these are supply lines preferably parallel or concentric in the piston arranged. While the parallel arrangement a simpler manufacture allows deep drilling with fewer components, the concentric Arrangement can be chosen especially when the linear slide valve should be very compact.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung gemäß Anspruch 7 besitzt der Schieber einen hinteren und/oder einen vorderen Endanschlag-Sensor. Hierdurch kann festgestellt und überwacht werden, ob sich der Schieber an einem der Anschlagpunkte befindet. Diese Information ist in der Regel wichtig für den übergeordneten Verarbeitungsprozeß, so daß die genaue Detektion dieses Zustandes vorteilhaft zur Steuerung des Gesamtprozesses ausgenutzt werden kann. In a further development of the invention according to claim 7, the Slide a rear and / or a front end stop sensor. In this way it can be determined and monitored whether the slide is at one of the anchor points. This information is usually important for the overall processing process, so that the exact Detection of this state is advantageous for controlling the overall process can be exploited.
Nach Anspruch 8 ist der Kolben lösbar mit dem Gehäuse verbunden, wobei als Verbindungsart insbesondere eine Schraub- und/oder Bajonettverbindung in Betracht kommt. Durch ein Ablösen des Kolbens vom Gehäuse wird eine Wartung und Reparatur des Linearwegschiebers möglich. Dabei ist nur ein Bauteil zu lösen, um gleichzeitig Zugang zum Hydraulikraum und zum Schieber zu erhalten. Die Wartung des Linearwegschiebers wird hierdurch erheblich vereinfacht, was sich in geringeren Betriebskosten und einer längeren Lebensdauer bemerkbar macht.According to claim 8, the piston is detachably connected to the housing, wherein in particular a screw and / or bayonet connection as the type of connection comes into consideration. By detaching the piston from the housing maintenance and repair of the linear slide valve becomes possible. Here there is only one component to be solved in order to have access to the hydraulic room at the same time and get to the slider. The maintenance of the linear slide valve is this considerably simplifies, resulting in lower operating costs and a longer lifespan.
In einer Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist vorgesehen, daß der hydraulische Zylinder nicht mehr unmittelbar von der Innenwand des Stempels gebildet wird, sondern von einer separaten Zylinderdose. Diese ist in einer entsprechenden Öffnung im Stempel angeordnet. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß die hydraulische Einheit komplett in der Zylinderhülse gelagert ist und daher auch komplett von der Rückseite des Linearschiebers ausgebaut werden kann, ohne daß der Schieber selbst entfernt werden müßte. An dem Schieber montierte Werkzeug wie z.B. präzise ausgerichtete Messer oder dergleichen müssen daher nicht entfernt werden. Somit ist auch die Gefahr einer Verletzung der Innenwand bzw. der Gleitführung durch die Werkzeuge ausgeschlossen. Ferner wird das Hydrauliköl durch die Zylinderhülse gekapselt und kann daher den Montageort nicht verschmutzen. Schließlich wird auch die Aufweitung des Stempels vermieden, da der Hydraulikdruck nicht mehr unmittelbar auf den Stempel wirkt, sondern auf die Zylinderhülse. Dies ist angesichts der ohnehin engen Toleranzen des Schieberspaltes von erheblichem Vorteil.In a development of the invention according to claim 9, that the hydraulic cylinder is no longer directly from the inner wall of the stamp is formed, but from a separate cylinder can. This is arranged in a corresponding opening in the stamp. A Such an arrangement has the advantage that the hydraulic unit is complete is stored in the cylinder sleeve and therefore completely from the Back of the linear slide can be removed without the Slide itself would have to be removed. Mounted on the slider Tools such as need precisely aligned knives or the like therefore not be removed. So there is also a risk of injury the inner wall or the sliding guide are excluded by the tools. Furthermore, the hydraulic oil is encapsulated by the cylinder sleeve and therefore cannot contaminate the installation site. Eventually also avoided the expansion of the stamp because the hydraulic pressure was not acts more directly on the stamp, but on the cylinder sleeve. This is in view of the already narrow tolerances of the slide gap of considerable advantage.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- eine Aufsicht auf den Linearwegschieber während eines Arbeitshubes;
- Fig. 2
- ein Detail der Aufsicht auf den Linearwegschieber;
- Fig. 3
- eine Rückansicht eines Linearwegschiebers mit einem Fußflansch;
- Fig. 4
- eine Rückansicht eines Linearwegschiebers mit Durchgangsbefestigungsschrauben;
- Fig. 5
- eine Rückansicht eines Linearwegschiebers mit einer Steck-Dreh-Zylinderstangen-Verriegelung.
- Fig. 6
- eine alternative Ausgestaltung eines Linearschiebers mit einer Zylinderhülse, die in einem Sackloch des Stempels angeordnet ist.
- Fig. 1
- a top view of the linear slide valve during a working stroke;
- Fig. 2
- a detail of the supervision of the linear slide valve;
- Fig. 3
- a rear view of a linear slide valve with a foot flange;
- Fig. 4
- a rear view of a linear slide valve with passage fastening screws;
- Fig. 5
- a rear view of a linear slide valve with a push-turn cylinder rod lock.
- Fig. 6
- an alternative embodiment of a linear slide with a cylinder sleeve which is arranged in a blind hole of the stamp.
In Fig. 1 ist eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Linearwegschieber
100 dargestellt, wobei in der oberen Bildhälfte das Gehäuse 11, der
Schieber 10, der Kolben und die Kolbenstange teilweise aufgebrochen
dargestellt sind, um den inneren Aufbau erkennbar zu machen. Der Linearwegschieber
100 hat eine kompakte und im wesentlichen quaderförmige
Bauform. Er besteht aus einem Gehäuse 11, das an seinem unteren Ende
einen Fußflansch mit Bohrungen 17 für Befestigungsschrauben und Paßstifte
zur Befestigung des Linearwegschiebers an einer Maschine aufweist
(vgl. auch Fig. 3). Ferner ist an der Unterseite des Gehäuses 11 eine Nut
18 zur Aufnahme einer Paßfeder auf der Montagefläche angeordnet. In Fig. 1 is a plan view of a linear slide valve according to the
In dem Gehäuse 11 ist verschiebebeweglich in Richtung der Längsachse
des Gehäuses (Horizontale in Fig. 1) der Schieber 10 angeordnet. Der
Schieber wird vorzugsweise mit einem quadratischen Kern ausgeführt.
Der Schieber 10 hat eine von außen zugängliche Montagefläche 16, in
welche eine oder mehrere Gewindebohrungen 15 für die Montageschrauben
eingelassen sind. Auf diese Weise können je nach Einsatzzweck verschiedene
Elemente mit dem Schieber 10 verbunden werden. Der Schieber
10 ist in Richtung seiner Längsachse verschiebebeweglich gelagert
und kann sich um die Länge seines Arbeitshubes aus dem Gehäuse 11
herausbewegen. Übliche Hubwege liegen zwischen 30 bis 100 mm, bei
Sonderausführungen auch bis 500 mm. Die Kräfte, welche der Schieber
10 in axialer Richtung aufbringen muß (Längskräfte) liegen im Bereich
von 10 kN (1 to) bis 100 kN (10 to), in Einzelfällen auch bei bis zu 250 kN
(25 to). Infolge einer außermittigen Beanspruchung des Schiebers beim
Arbeitsvorgang können die Querkräfte auf den Schieber sogar ein Mehrfaches
der nominellen Druckkraft betragen. Dabei darf jedoch keine nennenswerte
Verbiegung oder Verdrehung des Schiebers auftreten. Diese
Anforderungen sind insbesondere bei Schnittwerkzeugen sehr hoch, bei
denen in der ausgefahrenen (Arbeits-)Stellung bei Vorhandensein der genannten
Querkräfte eine Steifigkeit gewährleistet sein muß, bei der die
seitliche Auslenkung weniger als 0,02 mm beträgt.In the
Zur Erfüllung dieser Hochlast-Präzisionsanforderungen trägt nicht zuletzt
eine spezielle Gleitführung 12 bei, welche im Spalt zwischen dem Schieber
10 und dem Gehäuse 11 angeordnet ist. Diese Gleitführung wird vorzugsweise
durch ein Gießverfahren hergestellt.Last but not least, to meet these high-load precision requirements
a special sliding
Die erfindungsgemäße Besonderheit des in Fig. 1 dargestellten Linearwegschiebers
besteht darin, daß der Hydraulikantrieb in den Schieber 10
integriert ist. Auf der Rückseite des Schiebers 10, d.h. auf der der Montagefläche
16 gegenüberliegenden Fläche befindet sich ein Sackloch. Der
Schieber 10 bildet zusammen mit dem Sackloch den Zylinder eines Hydraulikantriebes,
wobei im Sackloch ein Kolben 24 mit einer Kolbenstange
31 gelagert ist und zusammen mit dem Sackloch den hydraulischen
Arbeitsraum 13 umgrenzt.The inventive feature of the linear slide valve shown in Fig. 1
is that the hydraulic drive in the slide 10th
is integrated. On the back of the
An der Rückseite des Linearwegschiebers 100 sind die Zuleitungen 14 für
das Hydrauliköl sowie ein Endanschlags-Sensor 19 angeordnet. Diese
Elemente werden anhand von Fig. 2 näher erläutert.On the back of the
Fig. 2 zeigt vergrößert den Aufbau des in den Schieber 10 integrierten
Hydraulikantriebes. Bei der Darstellung ist das Gehäuse 11 abgedeckt
worden und im oberen Teil der Figur ein Schnitt entlang der Mittelachse
gezeichnet. Vom Schieber 10 ist im wesentlichen der Abschnitt mit dem
Sackloch dargestellt. In dem Sackloch ist wie oben beschrieben der Kolben
24 beweglich (entlang der horizontalen Längsachse in Figur 2) gelagert.
Der Kolben 24 weist an seinem äußeren Umfang eine umlaufende
Nut 25 auf, in welcher sich eine Kolbendichtung und Führungsbänder befinden.
Zwischen dem Kolben 24 und dem Schieber 10 wird somit ein
dichter hydraulischer Arbeitsraum 13 ausgebildet.Fig. 2 shows the construction of the integrated in the
Der Kolben 24 ist am Ende einer Kolbenstange 31 fest angeordnet. Die
Kolbenstange 31 ist ihrerseits mit dem Gehäuse 11 fest verbunden und
steht am hinteren Ende über die Rückwand des Gehäuses 11, den sogenannten
Kolbenstangenriegel 32, hinaus. Auf dieses hinausstehende Ende
der Kolbenstange 31 sind zwei Öl-Anschlußflansche 14 aufgesetzt und
mit einer zugbelasteten Spannmutter 22 arretiert. Weiterhin hat die Kolbenstange
31 entlang ihrer Längsachse eine zentrale Bohrung 27. Diese
Bohrung 27 wird am rückwärtigen Ende (rechts in Figur 2) durch die
Spannmutter 22 verschlossen. Weiterhin sind am rückwärtigen, aus dem
Gehäuse 11 hinausstehenden Ende der Kolbenstange 31 zwei radiale
Bohrungen 21 angeordnet, welche unter den Öl-Anschlußflanschen 14 zu
liegen kommen und der Einleitung von Hydrauliköl in die zentrale Bohrung
27 dienen.The
Am anderen Ende der Kolbenstange 31, an welchem der Kolben 24 befestigt
ist (links in Figur 2), wird die zentrale Bohrung 27 mit kleinerem Querschnitt
durch den Kolben hindurch fortgesetzt und bildet dadurch den Öl-austritt
23 in den Arbeitsraum 13 hinein. Weiterhin ist parallel zur Mittelachse
der Kolbenstange 31 als zentrale Ölleitung ein Rohr 28 angeordnet.
Dieses führt an seinem vorderen Ende abgedichtet in den Ölaustritt 23 im
Kolben 24 und ist an seinem rückwärtigen Ende (rechts in Fig. 2) mit einer
Abdichtung 33 gegenüber der Wandung der zentralen Bohrung 27 abgedichtet.
Hierdurch entsteht eine rundum dicht geschlossene Zuleitung für
Hydrauliköl, welche am hinteren der beiden Öl-Anschlußflansche 14 beginnt
und durch die hintere Öl-Zuführbohrung 21 und das Innere des Rohres
28 zum Arbeitsraum 13 führt. Durch Einleitung von Hydrauliköl entlang
dieses Weges wird im hydraulischen Arbeitsraum 13 ein Druck erzeugt.
Auf diesen Druck reagiert die Vorrichtung mit einer Verschiebung des
Schiebers 10 in Ausfahrrichtung (links in Fig. 2, vgl. Pfeil in Fig. 1).At the other end of the
Mit der bis hierher beschriebenen Vorrichtung läßt sich somit ein Ausfahren
des Schiebers 10 hydraulisch bewirken. Ein Zurückfahren des Schiebers
10 müßte dagegen entweder passiv erfolgen oder durch einen Unterdruck
im Arbeitsraum 13 bewirkt werden. Demgegenüber ist zur Verbesserung
der Kraftentwicklung und Steuerbarkeit des Zurückfahrens des
Schiebers 10 bei dem Ausführungsbeispiel ein zweiter hydraulischer Arbeitsraum
29 vorgesehen. Dieser zweite Arbeitsraum 29 wird zwischen
der Rückseite des Kolbens 24, dem Äußeren der Kolbenstange 31, der
Innenwand des Sackloches im Schieber 10 und der Vorderseite einer
Kolbenstangen-Dichtungsmutter 30 (ausgestattet mit Dichtungs-Abstreifer
und Führungsbändern) ausgebildet. Dieser Arbeitsraum 29 hat somit die
Form eines Ringspaltes um die Kolbenstange 31 herum.With the device described so far, an extension can thus be made
cause the
Die Kolbenstangen-Dichtungsmutter 30 ist fest mit dem Schieber 10 verbunden
und an dessen rückwärtigem Ende am Eingang des Sackloches
angeordnet. Sie verschließt somit das Sackloch bis auf einen zentralen
Durchbruch, durch welchen die Kolbenstange 31 geführt ist. Die Dichtungsmutter
30 ist nicht bündig mit dem Ende des Schiebers angeordnet,
sondern letzterer hat einen Überstand 20 über die Dichtungsmutter hinaus.
Hierdurch wird erreicht, daß der Überstand 20 einen Anschlag für
den vollständig zurückgezogenen Schieber bildet. Die Dichtungsmutter 30
sitzt verschiebebeweglich um die Kolbenstange 31 herum und ist dieser
gegenüber mit Dichtungen abgedichtet. Von dem vorderen der beiden Öl-Anschlußflansche
14 führt die vordere der beiden Radialbohrungen 21 in
einen Ringspalt, welcher zwischen der Außenwand des Rohres 28 und
der Innenwand der Sackloch-Bohrung 27 gebildet wird. Dieser Ringspalt
führt an seinem vorderen Ende über eine Radialbohrung 26 durch die
Kolbenstange 31 in den Arbeitsraum 29 hinein. Auf diesem Weg kann
somit Hydrauliköl dem Arbeitsraum 29 zugeführt werden. Dabei bewirkt
eine Einleitung von Hydrauliköl eine Druckzunahme im Arbeitsraum 29,
die sich über die Dichtungsmutter 30 als Rückzugskraft auf den Schieber
10 überträgt. Der Schieber 10 kann somit aktiv eingefahren werden.The piston
Das Gehäuse 11 wird an seiner Rückseite durch den Kolbenstangenriegel
32 abgeschlossen. Dieser ist fest mit dem Gehäuse 11 verschraubt. The
Weiterhin weist er einen zentralen Durchbruch auf, durch welchen die
Kolbenstange 31 geführt ist. Der Kolbenstangenriegel 32 trennt somit die
Innenseite des Linearwegschiebers von der Außenseite. Im Kolbenstangenriegel
32 sind ferner zwei vorzugsweise um 90° versetzte Bohrungen
angebracht, wobei in einer der Bohrungen der Sensor 19 für den Endanschlag
des Schiebers 10 sitzt, und die zweite Bohrung der Entlüftung des
rückwärtigen Schieberfreiraumes dient. Die Verwendung der Bohrungen
für den Endlagen-Sensor oder als Entlüftungsöffnung kann dabei wahlweise
je nach den konstruktiven Vorgaben durch die Umgebung erfolgen.
Das herausragende Ende des Sensors 19 und der Kabel- bzw. Steckeranschluß
befinden sich bei der gewählten Anordnung an einer geschützten
Stelle und sind daher vor Beschädigungen sicher. Wenn die
Bohrung als Entlüftungsöffnung frei bleibt, kann sie mit einem Siebstopfen
verschlossen werden. Zusätzlich kann sie jedoch auch mit einem Adsorberelement
versehen werden, um auch geringfügige Menge von Lecköl
aufzufangen. Auf diese Weise kann eine vollständige Kontaminationsfreiheit
(für Produktteile) durch Hydraulik-Lecköl gewährleistet werden.Furthermore, it has a central breakthrough through which the
Neben dem rückwärtigen Endlagen-Sensor 19 kann für die Erkennung der
vorderen Endlage zusätzlich am Schieber 10 eine Schaltstange mit einstellbarem
Schaltnocken angebracht werden, die durch eine weitere Bohrung
im Kolbenstangenriegel 32 nach hinten geführt wird und deren
Schaltnocken durch einen weiteren Initiator abgefragt wird.In addition to the rear
Die beiden Öl-Anschlüsse 14 sind als frei drehbare Flansche ausgeführt
und können daher für die Montage in beliebige Richtungen geschwenkt
werden. Beide Flansche sind vorzugsweise baugleich. Sie können mit zusätzlichen
Drosselschrauben für die Steuerung der Durchflußrate versehen
sein. The two
Die Druckölzufuhr zu den Arbeitsräumen 13 und 29 erfolgt vorzugsweise
in der dargestellten Weise durch eine zentrische, durchgehende Bohrung
27 in der Kolbenstange 31, in der zusätzlich ein Zentralrohr 28 mit
Abdichtung eingeführt ist, um den Hauptarbeitsraum 13 am Kolbenboden
zu versorgen. Bei geeigneten, größeren Kolbenstangendurchmessern
können jedoch auch zwei getrennte Tieflochbohrungen anstatt der konzentrischen
Ölversorgung vorgesehen werden. Durch Wahl geeigneter
Kolbenstangendurchmesser kann ferner konstruktiv ein besonderes Eilgangverhalten
für den Rückhub vorgesehen werden.The pressure oil supply to the
Das Schiebergehäuse 11 weist keine (seitlichen) Durchbrüche oder Öffnungen
auf, wodurch sich seine Steifigkeit erhöht und der Fertigungsaufwand
reduziert wird. Die zusätzlichen Steifigkeitsreserven können auch
zur Gewichtsreduzierung der Vorrichtung verwendet werden. Weiterhin
erleichtert das Fehlen von Durchbrüchen das gießtechnische Einbringen
der Gleitlagerschicht 12 und deren Bearbeitung. Die Einfachheit der Gehäuse
ermöglicht deren Herstellung als Strangguß- oder Strangpreßprofile.
Dabei können für unterschiedliche Hublängen die gleichen Rohteil-Werkzeuge
verwendet werden. Auch die Bereitstellung von Sonderlängen
ist durch einfaches Kürzen von Gehäuse und Schieber der nächst größeren
Version möglich.The
In den Fig. 3 bis 5 sind Varianten des Linearwegschiebers in der Rückansicht dargestellt.3 to 5 are variants of the linear slide valve in the rear view shown.
Fig. 3 zeigt eine Version, bei der das Gehäuse 11 einen Fußflansch hat,
welcher mit Bohrungen 17 für Befestigungsschrauben und Paßstifte versehen
ist. Alternativ oder zusätzlich zu dem dargestellten und an der
Längsseite des Gehäuses 11 angeordneten Fußflansch kann das Gehäuse
auch mit einem Stirnflansch, der vorzugsweise an der Austrittsseite
des Schiebers angeordnet ist, versehen sein.3 shows a version in which the
Fig. 4 zeigt ein alternatives Gehäuse 11 ohne Fußflansch, welches in den
Seitenwänden durchgehende Bohrungen 34 für Durchgangs-Befestigungsschrauben
aufweist.Fig. 4 shows an
In Fig. 5 ist eine zum Anschrauben alternative Befestigungsart des Kolbenstangenriegels
35 dargestellt. Das Gehäuse 11 hat an seiner Rückseite
eine quadratische Öffnung, die sich nach innen hin zu einem Zylinder
erweitert, wobei der Durchmesser des Zylinders zwischen der Seitenlänge
und der Diagonalen des Quadrates liegt. Der Kolbenstangenriegel
35 hat eine quadratische Grundform (mit abgerundeten Ecken), welche
gerade durch die quadratische Öffnung an der Rückseite des Gehäuses
11 paßt. Der Kolbenstangenriegel 35 kann daher durch die quadratische
Öffnung in das Innere des Gehäuses 11 eingeschoben werden. Sobald
er den Bereich der zylindrischen Erweiterung erreicht, wird er um 45°
verdreht, so daß sich seine Ecken 36 nach Art eines Bajonettverschlusses
hinter die über die Zylinderwand vorspringenden Seitenmitten der rückwärtigen
quadratischen Öffnung im Gehäuse 11 legen. In dieser Stellung
kann der Kolbenstangenriegel 35 daher nicht aus dem Gehäuse 11 heraus.
Mittels einer Sicherungsschraube 37, welche durch die Wand des
Gehäuses 11 zu einer Ecke des Kolbenstangenriegels 35 führt, wird er in
dieser Stellung arretiert. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß durch das
Lösen einer einzigen Schraube 37 und das Verdrehen des Kolbenstangenriegels
35 um 45° die Vorrichtung demontiert werden kann. Die komplette
bewegliche Einheit kann nach dem Lösen des Kolbenstangenriegels
35 (oder 32) "nach hinten" entnommen werden. Die mit Hilfe von Figur
5 beschriebene Steck-Dreh-Verbindung kann auch als Mehrfach-Verzahnung
ausgeführt sein.In Fig. 5 is an alternative way of screwing the
In Figur 6 ist eine alternative Ausgestaltung des Linearwegschiebers 100
in einer teilweise aufgebrochenen Aufsicht ähnlich Figur 1 dargestellt. Mit
den vorangehenden Ausgestaltungen baugleiche Elemente sind mit denselben
Bezugsziffern bezeichnet und brauchen nicht erneut erläutert zu
werden.6 shows an alternative embodiment of the
Die entscheidende Änderung dieser Ausgestaltung besteht darin, daß der
hydraulische Zylinder nicht mehr unmittelbar von der Innenwand der Sackloch-Bohrung
des Stempels gebildet wird, sondern von einer separaten
Zylinderhülse 38. Diese ist in dem Sackloch angeordnet und an dem
Stempel 10 zum Beispiel durch eine Schraubverbindung befestigt. An ihrer
Eingangsöffnung ist die Zylinderhülse 38 durch eine Dichtungsmutter
30 verschlossen, so daß die beiden hydraulischen Arbeitsräume komplett
in der Zylinderhülse 38 ausgebildet werden.The decisive change in this design is that the
hydraulic cylinders no longer directly from the inner wall of the blind hole
of the stamp is formed, but by a separate one
Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß die hydraulische Einheit
komplett in der Zylinderhülse 38 gelagert ist und daher auch komplett von
der Rückseite des Linearwegschiebers 100 ausgebaut werden kann, ohne
daß der Schieber selbst entfernt werden müßte. An dem Schieber montierte
Werkzeuge wie z.B. präzise ausgerichtete Messer oder dergleichen
müssen daher nicht entfernt werden. Somit ist auch die Gefahr einer Verletzung
der Gleitführung 12 durch die Entfernung ausgeschlossen. Ferner
ist das Hydrauliköl in der Zylinderhülse 38 gekapselt und kann daher den
Montageort nicht verschmutzen. Schließlich wird auch die Aufweitung des
Sacklochs des Stempels 10 vermieden, da der Hydraulikdruck nicht mehr
unmittelbar auf den Stempel wirkt. Dies ist angesichts der ohnehin engen
Toleranzen des Schieberspaltes von erheblichem Vorteil.Such an arrangement has the advantage that the hydraulic unit
is completely stored in the
Ferner ist in der Ausgestaltung nach Figur 6 die Variante verwirklicht, daß
das Hydrauliköl über zwei parallele Kanäle 39 und 40 in der Kolbenstange
31 zum hinteren bzw. vorderen Arbeitsraum geführt wird. Furthermore, in the embodiment according to FIG. 6, the variant is realized in that
the hydraulic oil via two
- 1010th
- SchieberSlider
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212th
- GleitführungSliding guide
- 1313
- Arbeitsraumworking space
- 1414
- Öl-AnschlußflanschOil connection flange
- 1515
- GewindebohrungTapped hole
- 1616
- MontageflächeMounting surface
- 1717th
- Bohrungdrilling
- 1818th
- NutGroove
- 1919th
- Endlagen-SensorEnd position sensor
- 2020th
- Vorsprunghead Start
- 2121
- RadialbohrungRadial bore
- 2222
- SpannmutterClamping nut
- 2323
- ÖlaustrittOil leakage
- 2424th
- Kolbenpiston
- 2525th
- NutGroove
- 2626
- ÖlaustrittOil leakage
- 2727
- zentrale Bohrungcentral hole
- 2828
- Rohrpipe
- 2929
- Arbeitsraumworking space
- 3030th
- DichtungsmutterSealing nut
- 3131
- KolbenstangePiston rod
- 3232
- KolbenstangenriegelPiston rod lock
- 3333
- DichtungenSeals
- 3434
- DurchgangsbohrungThrough hole
- 3535
- KolbenstangenriegelPiston rod lock
- 3636
- Eckecorner
- 3737
- Sicherungsschraube Locking screw
- 3838
- ZylinderhülseCylinder sleeve
- 3939
-
Hydraulikkanal zum Arbeitsraum 13Hydraulic duct to the
work area 13 - 4040
-
Hydraulikkanal zum Arbeitsraum 29Hydraulic duct to the
work area 29 - 100100
- LinearwegschieberLinear slide valve
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
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