NO864274L - Stroemningsmedium-sylinder med rask tilbakestillingsmulighet. - Google Patents

Description

Strømningsmedium-sylinder med rask tilbakestillingsmulighet

Den foreliggende oppfinnelse er en strømningsmedium-sylin-

der med rask tilbakestillingsmulighet.

Med strømningsmedium-sylindre skal man i denne sammenheng

forstå sylindre som arbeider med væsker eller gass som drif tsmedium.

Slike sylindre blir i tiltagende grad anvendt på mange tek-

niske områder. Ikke bare i forbindelse med vanlige presse-konstruksjoner, men også for posisjoneringsanordninger, håndløfteapparater og ved robotteknikk er hydraulikk-sy-

lindre blitt til et uunnværlig byggeelement. Den vesentlige grunntanke er i den forbindelse at der via arbeidssylinde-

ren finner sted en banereduksjon og samtidig en kraftover-setning. På grunn av den trange tilledning og ventilgjen-nomslipning får man i den forbindelse en forholdsvis liten forskyvningshastighet. I den forbindelse er det ønskelig i det minste å fremskaffe en aksellerasjon av tilbakestillingsbevegelsen (tomgangsbanen). I forbindelse med den nevnte trange pasning fører imidlertid dette til en sterk oppvarming og til og med overheting av hydraulikkmediet.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger derfor

den oppgave å fremskaffe en strømningsmedium-sylinder, som x gir en rask tilbakestillingsmulighet under bibehold av alle fordeler under arbeidsslaget, uten at der oppstår utillate-

lige oppvarminger av strømningsmediet.

Løsningen på oppgaven finner ifølge oppfinnelsen sted ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av patentkrav 1.

Fordelaktige videreutviklinger fremkommer i de avhengige krav.

Oppfinnelsen vil i det følgende under henvisning til teg-ningsfigurene bli forklart ved eksempler. Fig. 1 viser en strømningsmedium-sylinder med stempel, hvis bunn er forsynt med en trippelskive med lukkbare åpninger. Fig. 2 viser et grunnriss av kolbebunnen med i det vesentlige sirkelsektor- eller ringformede åpninger. Fig. 3 viser et grunnriss av en stempelbunn med dreieskyvere.

Fig. 4 viser stempelbunnen ifølge fig. 3 i tverrsnitt.

Fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom en arbeidssylinder med en ringformet omgivende styresylinder. Fig. 6 er et tverrsnitt gjennom en sylinder i henhold til fig. 5. Fig. 7 viser en til styring tjenende midlere skive av trip-pelskiven for en stempelbunn med sektorformede styreutsnitt og tilbakestillingsf jaer.

Fig. 8 viser en magnetdrift for styrestangen.

Fig. 9 er en skjematisk fremstilling i lengdesnitt av en hydraulisk styredrift. Fig. 10 viser et grunnriss av styredriften ifølge fig. 9.

På fig. 1 er der vist en skjematisk fremstilling av en sylinder 10, som eksempelvis befinner seg i et hydraulikkmedium. Dette blir via tilslutninger 12 eller 13 ført hen-holdsvis til og fra sylindren. Under arbeidsslaget strømmer f.eks. hydraulikkmedium gjennom den første tilslutning 12 og inn i det første sylinderrom 14. Ved lukket sylinderbunn 15 vil stempelet derved bevege seg nedover. Hastigheten av arbeidsslaget er i den forbindelse liten på grunn av kraft- bane-oversetningen. Under tilbakestillingsbevegelsen som har karakter av en tomgangsbevegelse, er det sterkt ønsket å få en større hastighet. På grunn av den trange pasning ved tilslutningene 12 og 13 er dette imidlertid bare mulig med ekstremt høye gjennomstrømningshastigheter for hydraulikkmediet gjennom tilslutningene 12 respektive 13. Følgen derav er en høy - og til og med delvis en utillatelig høy - oppvarming av hydraulikkmediet. Dette er mellom annet også uønsket på grunn av den derved forbundne raskere aldring, endringen av viskositeten hos hydraulikkmediet og også av forskjellige andre grunner.

For å unngå de til nå vanlige ulemper, er stempelbunnen 15 forsynt med lukkbare åpninger 16, som under tilbakestillingsbevegelsen gir en direkte gjennomstrømning av hydraulikkmediet fra det første sylinderrom 14 til den annet sylinderrom 17. Via tilslutningene 12 eller 13 må der imidlertid bare tilføres så mye hydraulikkmedium, at det virk-somme volum av stempelstangen 18 i sylinderen 10 som endrer seg, må utlignes ved tilførsel eller bortføring av hydraulikkmedium. Det volum av hydraulikkmedium som skal passere via tilslutningene 12 eller 13, blir derved redusert i ve-sentlig grad.

For å gjøre åpningene i stempelbunnen 15 lukkbare, blir stempelbunnen 15 eksempelvis utformet som en trippelskive. Mellom to dekkskiver 19 og 20 er der anordnet en midtre skive, som i forhold til dekkskivene 19 og 20 kan utføre en vinkelforskyvning slik at åpningene 16 i dekkskivene 19 og 20 og i den midtre skive 21 kan stilles på linje med hverandre og derved gi en gjennomstrømning av hydraulikkmedium, eller i den andre ekstrem stilling å forhindre en slik overlapping av åpningene 16 i den midtre skive 21 på den ene side og i dekkskivene 19 og 20 på den annen side, og derved stoppe en gjennomstrømning av hydraulikkmediet 11. Styringen av den åpne og lukkede tilstand finner i den forbindelse sted i det enkleste tilfelle via en styrestang 22 som er ført inne i stempelstangen 18 og kan dreies, og ved hvis hjelp den midtre skive 21 kan meddeles en vinkelfor skyvning i forhold til dekkskivene 19 og 20. Ved tilsvaren-de betjening av styrestangen 22 kan man således oppnå, at man til enhver tid under et arbeidsslag får lukkede åpninger 16, og til enhver tid under tilbakestillingsbevegelsen får en gjennomstrømning av hydraulikkmedium.

En lignende virkning som ovenfor omtalt, får man også når istedenfor stempelbunnen sylinderbunnen og sylinderlokket er forsynt med styrbare åpninger 16 og der muliggjøres en utligning via en passende forbindelsen med tilstrekkelig stort tverrsnitt. I et slikt tilfelle er imidlertid sty-ringsutstyret noe større. Fig. 2 er et skjematisk tverrsnitt gjennom sylinderen iføl-ge fig. 1 og tilkjennegir spesielt variasjonsmulighetene for åpningene 16. Form og størrelse av åpningene 16 må imidlertid velges slik at ved siden av en åpningesstilling med størst mulig gjennomslippstverrsnitt må der også mulig-gjøres en lukkestilling. Fig. 3 viser en stempelbunn 15 som istedenfor en trippelskive er anordnet med en flerhet av dreieskyver 23 som er anordnet radialt<q>m sylinderaksen. I nærheten av sylinderaksen 24 står dreieskyverne 23 slik i inngrep med hverandre ved hjelp av en kjeglestumpfortanning 25, at forskyvningen av en dreieskyver 23 foranlediger en samtidig forskyvning av de andre dreieskyvere 23 i samme omfang. Til dette for-mål er en dreieskyver 23a dessuten forsynt med en sylinderfortanning 26 som rager over sylinderaksen 24 og lagret di-ametralt overfor dreieskyveren 23b. Via en ikke vist tannstang kan sylinderfortanningen 28 oversettes til dreiende bevegelse. Det medfører en rotasjonsbevegelse av dreieskyveren 23a og med denne alle de øvrige dreieskyvere 23. Også på dette vis og måte kan stempelbunnen alt etter ønske styres til ikkegjennomslippbarhet eller gjennomslippbarhet. Forøvrig gjelder det som allerede er sagt ovenfor også for denne utforming av stempelbunnen. Selvsagt kan en slik dreieskyveranordning også tildannes i sylinderbunnen. Fig. 5 viser en hydraulikk-sylinder 10 som i hovedprinsip-pet er ganske lik oppbygningen ifølge fig. 1 men som ved sin ytteromkrets er omgitt sylindrisk av en styresylinder 27 som har et ringformet tverrsnitt, slik dette fremgår av fig. 6. Ved hjelp av styresylinderen 27 kan tilbakestillingsbevegelsen av sylinderen 10 styres pneumatisk eller hydraulisk på i og for seg kjent måte. Via en flerhet av støttesøyler 28 og en støtteplate 29 er stempelet 30 av styresylinderen 27 forbundet med stempelstangen 18 av sylinderen 10.

En ytterligere dreiebevegelsesstyring for en trippelskive fremgår av utførelsesformen ifølge fig. 7. Med utgangspunkt i sylinderaksen 24 er det i dette område uttatt et sektor-formet utsnitt i den midtre skive 21, som kan samarbeide med styrekantene av en spiralformet skruelinje (kile 31) i linje- eller flateberøring, at der ved en loddrett forskyvning av styrestangen 22 tillates en vinkelforskyvning av den midtre skive 21. Dersom den skrueformede spiral for styrestangen oppviser to styrekanter, kan såvel frem- som tilbakebevegelsen av den midtre skive 21 kunne utføres ved hjelp av den skrueformede spiral på styrestangen. Dersom der bare anvendes en styrekant, kan tilbakestillingen oppnås via en tilbakestillingsfjær 32. Den aksiale forskyvning av styrestangen kan finne sted ved hjelp av elektromotorer, hydraulisk, pneumatisk, magnetisk eller på annen måte.

På fig. 8 er der vist en magnetdrift for styrestangen 22. Et anker 35 blir mellom to elektrisk betjente magneter 33 og 34 hevet og senket. Istedenfor to magneter 33, 34 kan der også benyttes en magnet og en tilbaketrekningsfjær.

På fig. 9 og 10 er der vist en hydraulisk styring av den midtre skive 21 mellom de to dekkskiver 19, 20. Fra den underste dekkskive 20 rager der opp et hovedsakelig ringformet avsnitt 36 med mindre diameter, som der griper inn i en hovedsakelig likeledes ringformet uttagning 37 i den midtre skive 21. Over et vinkelområde 38 på f.eks. 220 gra-der, har det ringformede avsnitt 36 på den nedre dekkskive 20 en radius som er ytterligere mindre. Et tannlignende fremspring 39 på den midtre skive 21 griper slik inn i dette vinkelområdet 38 med mindre radius, at der oppstår to hydraulikk-kammere 40, 41, som er adskilt ved hjelp av det tannlignende fremspring 39. Ved tilførsel av hydralikkmedi-um via kanalen 42 eller 43 blir et av de to hydraulikk-kammerne pådratt med trykk, slik at der oppnås en vinkelforskyvning av den midtre skive 21 i forhold til den nedre dekkskive 20.

Den ovenfor omtalte hydraulikk-sylinder muliggjør rask til-bakestillingsbevegelse uten de ulemper som hittil har tvangsmessig vært forbundet med dette. Den på denne måte oppnådde tidsfordel spiller en betydelig rolle i forbindelse med serieproduksjon og vil på grunn avtidsgevinsten føre til en rimeligere arbeidsprosess.

Til slutt skal det også nevnes at som alternativ til utfør-elsesformen ifølge fig. 7 kan styrestangen 22 som er ført i stempelstangen 18, også være forsynt med et spiralspor i hvilket en nese på den forskyvbare midtre skive 21 kan komme slik til inngrep, at en aksial forskyvning av styrestangen 22 via spiralsporet bevirker en vinkelforskyvning av den midtre skive 21.

Ovenfor omtalte sylinder kan anvendes ikke bare for hydrau-liske medier, men likeledes også for gassformige medier.

Claims (14)

1. Strø mingsmedium-sylinder med rask tilbakestillingsmulighet, karakterisert ved at stempelbunnen (15) respektive sylinderbunnen er forsynt med lukkbare åpninger (16) for gjennomstrømning av hydraulikkmedium .

2. Sylinder som angitt i krav 1, karakterisert ved at sylinderbunnen (15) er utformet som en trippelskive (19, 20, 21), idet den midtre skive (21) som ligger mellom de to med åpninger (16) forsynte dekkskiver (19, 20) og som også er utført med åpninger (16), kan for-skyves slik at åpningene (16) i dekkskivene (19, 20) og den midtre skive (21) vil dekke hverandre.

3. Sylinder som angitt i krav 2, karakterisert ved at åpningene (16) har hovedsakelig form av sirkelsektorer.

4. Sylinder som angitt i krav 2, karakterisert ved at åpningene (16) i det vesentlige har form av en sirkelflate.

5. Sylinder som angitt i krav 1, karakterisert ved at åpningene (16) i stempelbunnen (15) respektive i sylinderbunnen kan lukkes ved hjelp av dreieskyvere .

6. Sylinder som angitt i krav 5, karakterisert ved at dreieskyverne (23) er anordnet radialt om sylinderaksen (24) og i nærheten av sylineraksen (24) står slik i formlåsende forbindelse med hverandre via kjeg-lestumpfortanninger (25), at ved forskyvning av en dreieskyver (23a) vil alle de øvrige dreieskyvere (23) forstil-les samtidig og på samme måte.

7. Sylinder som angitt i krav 6, karakterisert ved at der er anordnet en dreieskyver (23a) med en sylinderfortanning (26) som rager over sylinderaksen og kan betjenes av en tannstang.

8. Sylinder som angitt i krav 7, karakterisert ved at der foreligger en hydraulisk arbeidende styredrift.

9. Sylinder som angitt i krav 7, karakterisert ved at der foreligger en pneumatisk arbeidende styredrift.

10. Sylinder som angitt i krav 7, karakterisert ved at der foreligger en magnetisk arbeidende styredrift.

11. Sylinderdrift som angitt i et av kravene 1-10, karakterisert ved at der er anordnet en styresylinder (27) konsentrisk om hovedsylindren (10) og med ringform, idet sylindrens stempel (30) er forbundet me-kanisk med stemplet i hovedsylindren (10).

12. Sylinder som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at den midtre skive (21) kan dreies via en eksentrisk kile (31) med spiralformet styrekant (fig. 7).

13. Sylinder som angitt i krav 12, karakterisert ved at der foreligger en tilbakestil lingsf jaer (32) som bevirker tilbakestilling.

14. Sylinder som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at en i stempelstangen (18) forskyvbar styrestang (22) er anordnet med et spiralspor, i hvilket en nese av den forskyvbare midtre skive (21) kan komme slik til inngrep, at en aksial forskyvning av styrestangen (22) via spiralsporet bevirker en vinkelforskyvning av den midtre skive (21).