DE2053819A1

DE2053819A1 - Druckluftzylinder-Einheit

Info

Publication number: DE2053819A1
Application number: DE19702053819
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-11-25
Filing date: 1970-11-02
Publication date: 1971-07-08
Also published as: US3678805A; CH513338A; ES192873Y; ZA706924B; FR2082971A5; BE758207A; GB1320335A; NL7016696A; ES192873U; SE363664B

Description

Patentanwälte DIpl.-Ing. Π. '1"ETZ sen.

Dipi-inr;. r. ι/,y:¹ i;ht

Dr.-Ing. ;λ L) -. :-i * Z jr.
8 München 22, Sleinsdorfstr. 19

82-16.266p 2.11.1970

Henry Walter WEYMAN, Worcester (Großbritannien)

Druckluftzylinder-Einheit

Die Erfindung betrifft eine Druckluftzylinder-Einheit mit einem Druckluftzylinder, einem Druckluftkolben, einer Druckluftkolbenstange und mit einer hydraulischen Dämpfungszylinder-Einheitο

Der hydraulische Dämpfungszylinder solcher Druck— luftzylinder-Einheiten hat bekanntlich folgenden Zwecks

Bei Druckluftzylinder-Einheiten tritt bekanntlich bei manchen Anwendungen ein Nachteil auf, der durch die Zusammendrückbarkelt der Luft hervorgerufen wird. Wenn nämlich die Zylinder-Einheit einem Druck ausgesetzt wird, ist die anfängliche Zylinderbewegung verhältnismäßig langsam, weil der Aufbau eines Drucks einige Zeit erfordert}

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sobald aber ein wesentlicher Druck aufgebaut ist, bewegt sich die Zylinder-Einheit mit ungesteuert hoher Geschwindigkeit. Es ist auch unmöglich, etwa durch Drosselung der Luft eine nennenswerte Steuerung zu erreichen; denn dadurch wird auch die Anfangsbewegung des Zylinders verlangsamt. Wo es erwünscht ist, einen Druckluftzylinder mit gesteuerter, verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit zu betreiben, pflegt man eine Hydraulikzylinder-Einheit vorzusehen, welche die Bewegung der Druckluftzylinder-Einheit dämpfen und dadurch überhohe Geschwindigkeit selbst dann verhindern soll, wenn der vewendete Luftdruck k hoch und die zugeführte Luftmenge praktisch ungesteuert ist.

Bei bekannten Einrichtungen solcher Art pflegt man diese Hydraulikzylinder-Einheit parallel neben der Druckluftzylinder-Einheit anzuordnen. Dies hat den Nachteil, daß ein beträchtlicher Raum erforderlich ist und daß, weil die Richtung der Dämpfungskraft exzentrisch ist, eine Biegebeanspruchung entsteht.

Dieser Nachteil wird durch die Erfindung beseitigt. Diese besteht darin, daß die hydraulische Dämpfungszylinder-Einheit innerhalb der Druckluftkolbenstange angeord- W net ist.

Vorzugsweise ist die Kolbenstange der hydraulischen Därapfungszylinder-Einheit an ihrem einen Ende an dem die Druckluftkolbenstange abgewandten Zylinderdeckel des Druckluftzylinders befestigte

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Hydraulikkolben-

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stange an einem Deckel des Druokluftzylinders befestigt ist und eine hydraulische Verbindung von der einen zur anderen Seite des Hydraulikkolbens durch eine erste Längsbohrung der Hydraulikkolbenstange, durch eine am Ende der Hydraulikkolbenstange angebrachte Steuerventil-Einheit und durch eine zur anderen Seite des Hydraulikkolbens führende zweite Bohrung der Hydraulikkolbenstange besteht.

Auf diese Weise läßt sich die Hydraulikzylinder-Einheit, obwohl sie im Innern der Druckluftzylinder-Einheit angeordnet ist, so steuern, daß. der Dämpfungsgrad leicht auf einen passenden ¥ert eingestellt werden kann_o

Bei Einrichtungen, wo hydraulische Dämpfung nur in einer einzigen Richtung erforderlich ist, kann der Hydraulikkolben mit einem Ein-Weg-Ventil versehen werden, welches freien Durchlaß von Flüssigkeit durch den Hydraulikkolben in einer Richtung gestattet.

Zum Ausgleich von Änderungen der Menge der in der Hydraulikzylinder-Einheit befindlichen Flüssigkeit, welche infolge der Relativbewegung eier aus dem Zylinder austretenden und in den Zylinder eintretenden Kolbenstange entstehen, kann in der Hydraulikzylinder-Einheit ein federbelasteter Volumenausgleich-Kolben vorgesehen werden, der an dem die Hydraulikkolbenstange abgekehrten Ende des Hydraulikzylinders ein federbetätigter Volumenausgleich-Kolben angeordnet ist_o

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt eine erfindungsgemäße Druckluftzylinder-Einheit im Längsschnitte

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In einem Druckluftzylinder 11 gleitet ein Kolben 12; er ist durch zwei Dichtungsringe 13 und 14 abgedichtet,, Der Kolben 12 ist auf einer Kolbenstange 15 befestigt, die in einer Bohrung 16 eines Zylinderdeckels 17 gleitet und in der Bohrung 16 durch einen Dichtungsring 18 abgedichtet isto

Das dem Zylinderdeckel 17 abgelegene Ende des Zylinders 11 ist durch einen zweiten Zylinderdeckel 19 abgeschlossen, und zwar zwecks des Druckluft-Betriebes wirk- L· sam und vollständig abgeschlossen und abgedichtete Die Druckluftzuführungen für den pneumatischen Betrieb der Zylinder-Einheit sind bei 21 und 22 schematisch dargestellt. Die bis hierher beschriebene Druckluftzylinder-Einheit arbeitet in üblicher Weise, d. h. Druckluftzufuhr durch den Anschluß 21 bei Druckluftabfuhr durch den Anschluß 22 bewirkt, daß die Zylinder-Einheit sich ausdehnt; dagegen bewirkt Umkehr der Druckluftanschlüsse, dai3 die Zylinder-Einheit Sich in die dargestellte Stellung zusammenzieht.

Innerhalb des Zylinders 11 ist eine hydraulische Bremszylinder-Einheit angeordnet, und zwar ist der Hydrau-P likzylinder 31 innerhalb der Kolbenstange 15 des Druckluftzylinders gebildet. Die Hydraulik-Kolbenstange 32 trägt einen Hydraulikkolben 33t der *-^m Zylinder 31 gleitet und darin mittels eines Dichtungsringes Jk abgedichtet ist. Ein Kranz von Kanälen 35 erstreckt sich axial durch den Kolben 33 von seinem einen zu seinem anderen Ende, Ein Ein-Weg-Ventil in Form einer Platte 36, die von einer Feder 37 gegen das Ende der Kanäle 35 angedrückt wird, verhindert Strom hydraulischer Flüssigkeit von (im Bild) rechts und links, aber gestattet Strom in entgegen-

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gesetzter Richtung mit relativ geringem Widerstand.

Das rechte Ende des Hydraulikzylinders ist, wie die Zeichnung zeigt, durch den Druckluftkolben 12 abgeschlossen, der auf die Kolbenstange 15 aufgeschraubt und mittels eines kreisrund profilierten Dichtungsringes 38 abgedichtet ist. Die Kolbenstange 32 geht durch eine zentrale axiale Bohrung 39 des Kolbens 12 hindurch; sie ist in dieser Bohrung 39 mittels zweier Dichtungsringe 4i/42 abgedichtet. Die Hydraulik-Kolbenstange 32 erstreckt sich durch den Dedcel 19 des Druckluftzylinders hindurch und ist in diesem an der Innenseite des Deckels 19 mittels eines Zentrieransatzes 43 und an seiner Außenseite mittels einer Mutter 44 befestigt und mittels zweier kreisrund profilierter Dichtungsringe 45 abgedichtet.

Die Hydraulik-Kolbenstange 32 enthält zwei Längsbohrungen 47 und 48, welche sich über den größten Teil der Länge bzw« die ganze Länge der Kolbenstange erstrecken und die beiderseits des Kolbens 33 befindlichen Teile des Zylinders 31 über eine an der Außenseite des (im Bild rechten) Zylinderdeckels angeordnete Steuerventil-Einheit verbinden.

Diese Steuerventil-Einheit enthält einen Block 51, in dem ein von Hand verstellbares Nadelventil 52 mit einer Ventilbohrung 53 sowie ein pneumatisch zu betätigendes Umgehungsventil 54 mit einer Ventilbohrung 55 (diese ist im Bild geschlossen) angeordnet sind. Hydraulikflüssigkeit, die sich im Zylinder 31 auf der rechten Seite des Kolbens 33 befindet, strömt durch eine Querbohrung 50, die Längsbohrung 47 und eine im Blook 51 angeordnete Querbohrung 56

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entweder zum Nadelventil 52 oder zum pneumatisch betätigten Ventil 54 j sie strömt, nachdem sie die Ventilbohrung 53 oder die Ventilbohrung 55 durchflossen hat, weiter durch eine Verbindungsbohrung 57 bzw. 58 zu einer Ringnut 59 der am Zylinderdeckel 19 anliegenden Seite des Blockes 51. Die Flüssigkeit strömt von dieser Ringnut 59 weiter durch zwei Bohrungen 61/62 zu der in der Kolbenstange 32 angeordneten Längsbohrung 48, und diese hat unmittelbare Verbindung mit der im Zylinder 31 links vom Kolben 33 befindlichen Flüssigkeit.

Zum Ausgleich der Änderungen der im Zylinder 31 enthaltenen Flüssigkeit, die durch die Bewegungen der Kolbenstange 32 in den und aus dem Zylinder 31 entstehen, ist am im Bild linken Ende des Zylinders 31 ein federbelasteter Kolben 63 vorgesehen. Im Betrieb wird, wenn durch den Druckluftanschluß 21 Druckluft zugeführt wird, der Kolben 12 und durch ihn die Kolbenstange 15 nach links geschoben. Da die Hydraulikkolbenstange 32 am Zylinderdeckel 19 befestigt ist, wird auch der Hydraulikkolben 33 innerhalb seines Zylinders 31 verschobene Während dieser Verschiebung ist das Ein-Weg-Ventil j6 geschlossen; daher muß die von der einen zur anderen Seite des Kolbens 33 strömende Hydraulik-Flüssigkeit durch die Längsbohrungen 47 und 48 und durch die im Block 51 angeordnete Ventil-Einheit hindurchströmeno Wenn das pneumatisch betätigte Ventil 54 durch Luftdruck auf seinen Kolben 64 geschlossen ist (wie gezeichnet), wird der Grad der durch die Ventileinheit bewirkten Dämpfung durch di« Stellung des Nadelventils 52, das die Ventilöffnung 53 verstellt, beeinflußt. Wenn man den Grad der Dämpfung zu verringern wünscht, so verringert man den auf das pneumatisch betätigte Ventil 54 gegebenen

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Luftdruck; dann kann die Hydraulik-Flüssigkeit durch die nunmehr ganz geöffnete Ventilbohrung 55 wesentlich schneller hindurchströmen.

Eine praktische Anwendung der beschriebenen Zylinder-Einheit bietet die Werkzeugmaschinen-Industrie. Dort benötigt man oft eine relativ schnelle Bewegung eines Werkzeuges zu einem Werkstück oder eines Werkstücks zu einem Werkzeug mit nachfolgender langsamer Bewegung, während der eine spanabhebende Bearbeitung stattfindet. Ein Betrieb dieser Art oder mit irgendeiner anderen Reihenfolge von Arbeitsvorgängen, bei dem die Vorschubgeschwindigkeit der Druckluftzylinder-Einheit während eines Hubes sich ändert, läßt sich durch Betätigung des pneumatisch zu betätigenden Ventils ^k während des Hubes erreichen. Schneller Rücklauf wird durch das Ein-Weg-Ventil 36 ermöglichte Wenn aber die Rücklaufgeschwindigkeit soll geändert werden können, dann sollte man das Ein-Weg-Ventil 36 weglassen.

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Claims

Patentansprüche

Druckluftzylinder-Einheit mit einem Druckluftzylinder, einem Druckluftkolben, einer Druckluftkolbenstange und mit einer hydraulischen Därapfungszylinder-Einhelt, dadurch gekennzeichnet , daß die hydraulische Dämpfungszylinder-Einheit (31 - 33) innerhalb der Druckluftkolbenstange (15) angeordnet ist.

2„ Druckluftzylinder-Einheit nach Anspruch 1, dadurdi Ik gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (32) der hydraulischen Dämpfungszylinder-Einheit (31 - 33) ^ai* ihrem einen Ende an dem die Druckluftkolbenstange (15) abgewandten Zylinderdekkel (19) des Druckluftzylinders (11) befestigt ist.

3. Druckluftzylinder-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Druckluftzylinder-Einheit (11 - 15) als auch die Hydraulikzylinder-Einheit (3I - 33) doppeltwirkend sind.

4. Druckluftzylinder-Einheit nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikkolbenstange (3²) *** ·Α-

h neu Deckel (19) des Druckluftzylinderβ (11) befestigt ist und daß eine hydraulische Verbindung von der einen zur anderen Seite des Hydraulikkolbens (33) durch eine erste LMngsbohrung (47) der Hydraulikkolbenstange (32), durch eine am Ende der Hydraulikkolbenetange (32) angebfrachte Steuerventil-Einheit (52 - 55) und durch eine zur anderen Seite des Hydraulikkolbene (33) führende zweite Bohrung (kB) der Hydraulikkolbenetange (32) besteht.

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5. Druckluftzylinder-Einheit nach Anspruch k_t dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventil-Einheit (52 - 55) eine veränderliche Öffnung (53)» die den Dämpfungsgrad steuert, und ein Umgehungsventil (5*0 enthält, das die Öffnung (53) umgeht, wenn keine Dämpfung erforderlich isto

6. Druckluftventil-Einheit nach einem der Ansprüche 3 - 5s dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Ein-Weg-Ventil (36, 37) enthält, welches freien Durchlaß von Flüssigkeit durch den Hydraulikkolben (33) in einer Richtung gestattet.

7. Druckluftventil-Einheit nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, da an dem der Hydraulikkolbenstange (32) abgekehrten Ende des Hydraulikzylinders (31) ein federbetätigter Volumenausgleich-Kolben (63) angeordnet ist.

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