DE2062890A1

DE2062890A1 - Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE2062890A1
Application number: DE19702062890
Authority: DE
Inventors: Karl 6230 Frankfurt-Sossenheim. P Kinkel
Original assignee: Frankfurter Maschinenbau AG
Current assignee: Frankfurter Maschinenbau AG
Priority date: 1970-12-21
Filing date: 1970-12-21
Publication date: 1972-07-06
Also published as: DE2062890B2; FR2118899A1; FR2118899B1; DE2062890C3

Description

Frankfurter Maschinenbau 14. Dez. 1970

Aktiengesellschaft PMA 10 - C/Co

vorm. Pokorny & Wittekind

6 Frankfurt (Main) - West 13

Solmsstr. 2/26 2062890

Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder

Die i-rfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder, z.B. für otanzmaschinen, mit einem im Zylinder längsverschiebbar geführten Arbeitskolben, auf den in ftückzugsrichtung ständig eine Kraft einwirkt und im welchem eine von der beim Arbeitshub zu beaufschlagenden Kolbenseite ausgehende Axialbohrunp angeordnet ist, in der ein den Erxickmittel-Zufluß und Abfluß zur bzw. von der Arbeitsseite des Kolbens durch Freigeben oder Verschließen von im Kolben vorgesehenen, in der Axialbohrung zur Kolbenarbeitsseite führenden öffnungen beeinflußender - teuerschie ber vorgesehen ist, der mit einer Verlängerung durch den Zylinder deckel nach außen geführt und innerhalb des i'-yllnderraunes mit einer Verstelleinrichtung verbunden ist.

Es ist bekannt, mit druckmittelbetriebenen ArbeLtszylindern verschiedene Werkzeuge, zum leispiel ^tnnzwerkzeuge, zu betätigen. Zwischen dem beweglichen Werkzeug und der in der lirrel ortrfent^r Katrize muß ein Spielraum zum Einlegen des Werkstückes vorhandor sein, der xmgefa.hr der I icke des zu verarbeitenden i atcrialr. ort. spricht. Lieser Spielraum kann eingestellt werden, indem man dir höhe des Arbeitszylinder über der Matrize einstellt, aer. ist Jedoch, insbesondere bei schweren Γ-aschinen, umständlich und er fordert eine komplizierte Haltevorrichtung.

großer Kachteil liegt weiterhin darin, daß Maschinen mit nicht einstellbarer Hublänge auf den größtmöglichen Hub ausgelt· werden müssen. '^enn dünnere Bleche gestanzt werden sollen, muß

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der Arbeitskolben bis zum Aufsetzen des ßtanzwerkzeuges auf das Werkstück, also bis zum Beginn des eigentlichen Nutzhubes,, eine Totstrecke zurücklegen, die den Arbeitszyklus unnötig verlängert»

Die Einstellung der Hublänge wurde bisher nicht befriedigend gelöat.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei vereinfachtem Aufbau eine Höheneinstellung des Arbeitskolbens gegenüber dem Zylinder sowie eine davon unabhängige Hublängeneinstellung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an der Verlängerung des Steuerschiebers ein von einem S teuer zylinder umschlossener, mit Druckmittel beaufschlagbarer Kolben befestigt ist, dessen Hublänge in beiden Richtungen mit Hilfe von verstellbaren Anschlägen einstellbar ist.

Lurch diese Anordnung sind die kndstellunpen des Arbeitskolber.r gegenüber dem Zylinder sowie die Hublänge des Arbeitskolbens einstellbar. Man kann in gewissen Grenzen Γ-.aterial verschiedener Dicke mit optimalem■Nutzhub, also ohne lange Totstrecken, verarbeiten, wobei eine umständliche Umstellung der nachine entfällt. Durch die Vermeidung langer Totstrecken wird eine wesentliche Verkürzung der erforderlichen Arbeitszeiten erreicht.

Kach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der untere, dem Arbeitskolben benachbarte Anschlag durch den Boden einer in dem Steuerzylinder axial bewegbaren Verstellbüchse gebildet.

Der dem Arbeitskolben abgewandte Anschlag besteht aus einer in dpr Büchse axial verstellbaren Stellschraube.

Nach einem anderen frerkmal der Erfindung weist der Steuerschieber zur Begrenzung seiner Bewegbarkeit relativ zum Arbei

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je eine in einer der beiden Bewegungsrichtungen wirksame Anschlagfläche auf.

Uach einem weiteren Merkmal der Ei findung ist der Arbeitakolben mit einer Begrenzungsscheibe versehen, durch die der Schaft des Steuerschiebers mit einem im Querschnitt gegenüber den beiderseits angrenzenden Schaftabschnitten verjüngten Teil hindurchgeht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kolben einseitig mit Druckmittel beaufschlagbar und zur Rückstellung des Kolbens dient eine Feder.

Das Lruckmittel-Zuführungssystem und das Abflußsystem ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Druckmittelleitung zum Arbeitskolben in einen an der Rückzugsbewegung wirksamen Kolbenseite vorgesehenen Eingraum geführt ist, daß von dem Ringraum ein Kanal zur Axialbohrung geht und in diese in der Nähe der beim Arbeitshub wirksamen Kolbenseite mündet, sowie daß von der beim Arbeitshub wirksamen Kolbenseite eine Druckmittel-Abflußleitung zur Axialbohrung führt, deren Mündung von derjenigen des Kanals um eine kürzere Strecke entfernt ist, als der Schieber lang ist, und daß der unterhalb des Schiebers befindliche Abschnitt der Axialbohrung über Radialöffnungen mit der Rückflußleitung in Verbindung steht.

Es hat sich als zweckmäßig gezeigt, wenn die den Steuerschieber zurückstellende Feder in dem mit der Eückflußleitung verbundenen Abschnitt der Axialbohrung angeordnet ist.

Sum Einspannen in einen Gegendruckkörper ist ein Teil der Zylinderoberfläche als Einspannschaft ausgebildet, wobei an einem mit einem Gewinde versehenen Teil dieses Einspannschaftes eine einstellbare Ringmutter vorgesehen ist.

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Zur Aufnahme von Werkzeugen ist zweckmäßig an dem abtriebsseitigen Ende fies Arbeitskolbens eine Bohrung vorgesehen.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Mit 1 ist ein Zylinder bezeichnet, in dem ein Arbeitskolben # dichtend geführt ist. in der Zylinderwand ist eine Druckmittelleitung 3 vorgesehen. Der sich im oberen Teil des Zylinders 1 erstreckende Ringraum 4,5 ißt oben mit einem Zylinderdeckel 6 abgeschlossen, der gleichzeitig den Boden eines mit dem Zylinder 1 gleichachsig angeordneten Steuerzylinders 7 bildet. Der Steuerzylinder 7 ist mit einem Steuerflüssigkeitsanschluß 7& versehen.

Nahe dem offenen Ende des Zylinders 1 ist ein Ringraum 8 ausgebildet, in den eine Rückleitung 9 nach außen führt. Die Oberseite des Arbeitskolbens 2 bildet eine Arbeitsfläche, die bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 2 vom Druckmittel beaufschlagt wird. Abtriebsseitig ist an dem Arbeitskolben 2 eine Ringfläche 10 vorgesehen, die ständig vom Druckmittel beaufschlagt wird.

Im Arbeitskolben 2 bzw. in seinem Eolbenkopf 11 sind ein Druckmittel-Zuführungssystem sowie ein Abflußsystem vorgesehen. Die beiden Systeme stehen mit den im Zylindermantel 1 angeordneten Druckmittelleitungen in Verbindung. Das Zuführungssystem besteht aus einem Kanal 12 und einer Mündung 13.

Das Abflußsystem besteht aus einer Abflußleitung 14, einer dung 15 und Radialöffnungen 16. Die Radialöffnungen 16 stehen in Verbindung mit dem Ringraum 8, in den die Rüekleitung 9 mündet Zu dem Druckmittel-ZuführungSr- und-Abfluß^System gehöreji ferner eine in der Achse des Arbeitskolbens vorgesehene Axialbohrung 17 sowie Aussparungen 18 in einer an die antriebsseitige Fläche des Arbeitskolbens 2 befestigten Begrenzungsscheib© 19·

In der Achse des Arbeitskolbens 2 ist ein Steuerschieber 2O_; angeordnet, d(RE im wesentlichen aus einem als Kolben 21 ausgebil-

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deten Ventilschaft und einem Schieber 22 besteht, zwischen denen ein verjüngter Teil 23 geformt ist. Der Kolben 21 ist in einer Bohrung im Zylinderdeckel 6 dichtend geführt. Die einander zugewandten Stirnflächen der Kolbenteile 21 und 22 bilden Anschlagflächen 24 und 25, die in der unteren und oberen Endstellung des Schiebers 22 gegenüber dem Arbeitskolben 2 an der oberen oder unteren Fläche der Begrenzungsscheibe 19 anliegen. Der Abstand der Anschlagflächen 24 und 25 sowie die Dicke der Begrenzungsscheibe 19 sind so gewählt, daß die Bewegung des Schiebers 22 gegenüber dem Arbeitskolben 2 so weit begrenzt wird, wie es zum öffnen und/oder Schließen der Mündungen 13 und 15 notwendig ist. Am freien Ende des in den Steuerzylinder 7 hineinragenden Kolbens 21 ist ein Anschlag 26 vorgesehen. Der verjüngte Teil 23 geht durch eine zentrale öffnung in der Begrenzungsscheibe 19 hindurch. Der Schieber 22 wird in der Axialbohirung 17 dichtend geführt. Seine Länge entspricht der Entfernung zwischen der oberen Kante der Mündung 15. Zwischen dem Boden der Axialbohrung und der unteren Grundfläche des Schiebers 22 ist eine Druckfeder 27 angeordnet.

Der Hub sowie die Lage des Arbeitskolbens 2 gegenüber dem Zylinder 1 ist durch eine im Steuerzy.lind.er 7 vorgesehene Einstellvorrichtung einstellbar, die aus einer Stellschraube 28 und einer Verstell-Eüchse 29 besteht. Die Büchse 29 ist an ihrem Umfang teilweise mit einem Gewinde versehen und gegenüber dem Steuerzylinder 7 höheneinstellbar. Der Boden 30 der Büchse 29, durch den der Kolben 21 führt, ist als unterer Gegenanschlag für den Anschlag 26 ausgebildet. Die im Deckel der Büchse 29 vorgesehene Stellschraube 28 bildet den oberen Gegenanschlag. Die Schraube 28 wird mit einer Gegenmutter 31 in der gegenüber der Büchse 29 eingestellten Lage gesichert. I-er Innenraum 32 des Gehäuses ist nach außen d\irch eine Dichtungsscheibe 33 abgedichtet. In der Gehäusewand ist eine Anschlußöffnung der Steuerflüssigkeitsleitunp: 7a vorgesehen.

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Der Arbeitekolben 2 ist zum Einspannen von beispielsweise Stanzwerkzeugen an seinem, aus dem Arbeitszylinder 1 herausragenden Ende mit einer Werkzeugaufnahmebohrung 3²I- und einer Spannschraube 35 versehen.

Zum Einspannen der Vorrichtung in einen Rahmen ist «in Teil des Zylindermantels als Einspannschäft 36 ausgebildet. Zum Einspannen dient eine Ringmutter 37.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt:

Von einer Pumpe wird Druckmittel über Druckmittelleitung 3 in den L· Ringraum 5 geleitet.

In der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausgangslage (Ruhelage) liegt der Kolben 21 an der Stellschraube 28;-der Schieber 22 befindet sich gegenüber dem Arbeitskolben 2 in einer Lage, in der die Mündung 13 sowie die Mündung 15 gesperrt sind. Der auf die untere Ringlläche 10 des Arbeitskolbens 2 wirkende Druck kann den Gegendruck des im Arbeitsraum M- vorhandenen Druckmittels nicht überwinden. Der Arbeitskolben verbleibt somit in der Ruhelage.

Soll die Maschine betätigt werden, wird mit Hilfe eines 3/2- - Wegeventils 38 über die Steuerflüssigkeitsleitung 7a Druckmittel P in den Innenraum 32 eingeleitet. Der Steuerschieber 20 bewegt sich gegen den Druck der Druckfeder 27 abwärts, bis die Anschlagflache 25 auf der antriebsseitigen Oberfläche der Bepjrenzungsscheibe 19 zur Anlage kommt. Dadurch wird die Mündung 13 freigegeben und eine Verbindung zwischen der Druckmittelquelle und dem Druckmittel-Zuleitungssystem hergestellt. Das Druckmittel gelangt nun über den Ringraum 5, den Kanal 12, die Mündung 13, den oberen Teil der Axialbohrung 17 und die Aiissparungen 18 in den Arbeitsraum M-. Der Arbeitskolben 2 bewegt sich abwärts",, wobei der KoIbpm 21 weiter von der Steuerflüssigkeit beaufschlagt wird, so daß dp·

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Steuerschieber 20 die Abwärtsbewegung mitmacht. Der Druck der Steuerflüssigkeit wird so eingestellt, daß Gleichgewicht mit der entgegenwirkenden Kraft der Druckfeder 27 erhalten bleibt.

Während der weiteren Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 2 erreicht der Kolben 21 mit seinem Anschlag 26 den Boden 30 der Verstellbüchse 29. Der Arbeitskolben 2 bewegt sich so lange weiter, bis die Mündung 13 durch den Schieber 22 wieder geschlossen ist und in den Arbeitsraum 4 kein Druckmittel mehr gelangen kann. Damit ist die Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 2 beendet.

Imn wird der Innenraum 32 des Steuerzylinders 7 entlastet, indem man die Leitung 7a mit dem Behälter 39 verbindet. Die vorhandene Druckflüssigkeit fließt dann durch die Steuerflüssigkeitsleitung 7a ah und der Steuersqhieber 20 wird durch die Federkraft der Druckfeder 27 nach oben gedrückt, bis die Anschlagfläche 24 des Schiebers 22 die Grundfläche der Begrenzungsscheibe 19 erreich Die Zuführung des Druckmittels in den Arbeitsraum 4 bleibt gesperrt und durch die Leitungen 14, 15, 16, 17i β, 9 kann das Druckmittel abfließen.

Die über die Druckmittelleitung 3 ständig zuströmende Druckflüssigkeit beaufschlagt die Fläche 10 des Kolbens 2, der sich dadurch aufwärts bewegt. Während der Aufwärtsbewegung bleibt der Innenraum 32 des Steuerzylinders 7 ohne Druck. Die Aufwärtsbewegung dauert so lange, bis der Anschlag 26 des Steuerschiebers 20 auf die Stellschraube 28 anschlägt. Der Steuerschieber 20 bleibt nun in seiner Lage und der Arbeitskolben 2 setzt so lange seine Bewegung fort, bis die Mündung 13 gesperrt wird und der Arbeitskolben 2 seine Ausgangslage wieder erreicht hat.

Die Höheneinstellung des Arbeitskolbens 2 gegenüber dem Arbeitszylinder 1 erfolgt durch Drehen der Verstellbüchse 29, wobei die Gegenmutter 31 zugezogen bleibt uad die Stellschraube 28 sich gemeinsam mit der Büchse 29 gegenüber dem Steuerzylinder 7 dreht.

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Soll die Gewünschte Hublänge des Arbeitskolbens 2 eingestellt werden, löst man die Gegenmutter 31 und stellt die Schraube in entsprechende Stellung ein. Die Hublänge hängt vom Abstand des unteren ßchraubenendes 28 von dem Boden 30 der Büchse 29 ab.

In Betracht gezogene Druckschriften:

1. deutsche Patentschrift Er. 1 044 G?3

P. deutsche latentschrift Kr. 1 054 864

3. deutsche Patentschrift Hr. 1 056 480

4. deutsche Patentschrift Ur. 1 059 291

5. deutsche Patentschrift Kr. 1 062 120

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Claims

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Patentansprüche

Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder, ζ. B. für Stanzmaschinen, mit einem im Zylinder längsverschiebbar geführten Arbeitskolben, auf den in Rückzugrichtung ständig eine Kraft einwirSt und in welchem eine von der beim Arbeitshub zu beaufschlagenden Kolbenseite ausgehende Axialbohrung angeordnet ist, in der ein den Druckmittel-Zufluß und -Abfluß zur bzw. von der Arbeitsseite des Kolbens durch ireigeben oder Verschließen von im Kolben vorgesehenen, in der Axialbohrung zur Kolbenarbeitsseite führenden öffnungen beeinflussender Steuerschieber vorgesehen ist, der mit einer Verlängerung durch den Zylinderdeckel nach außen geführt und innerhalb des Zylinderraumes mit einer Verstelleinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

daß an der Verlängerung (20) des Steuerschiebers (22) ein von einem Steuerzylinder (7) umschlossener, mit Druckmittel beaufschlagbarer Kolben (21) befestigt ist, dessen Hublänge in beiden Richtungen mit Hilfe von verstellbaren Anschlägen (28,29) einstellbar ist.

JTuckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der untere, dem Arbeitskolben (2) benachbarte Anschlag durch den Boden (30) einer in dem Steuerzylinder (7) axial bewegbaren Verst&llbüchse (29) gebildet ist.

Lruckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß der dem Arbeitskolben (2) abgewandte Anschalg aus einer in der Buchse (29) axial verstellbaren Stellschraube (28) besteht.

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4. Druckmittelbetriebene]? Arbeitszylinder nach Anspruch^ bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Steuerschieber (20) zur Begrenzung äeiner Bewegbarkeit relativ zum Arbeitskolben (2) je eine in einer der beiden Bewegungsrichtungen wirksame Anschlagfläche (24, 25) aufweist.

5· Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Arbeitskolben (2) mit einer Begrenzungsscheibe (19) mit einem im Querschnitt gegenüber den beiderseits angrenzenden Schaftabschnitten verjüngten Teil (23) hindurchgeht .

6. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolben (21) einseitig mit Druckmittel be'aufschlagbar ist und zur Rückstellung des Kolbens (21) eine Feder (27) dient.

7· Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach den Ansprüchen, 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Druckmittelleitung (3) zum Arbeitskolben in einen an der bei der Rückzugbewegung wirksamen Kolbenseite vorgesehenen Ringraum (5) geführt ist, daß von dem Ringraum (5) ein Kanal (12) zur Axialbohrung (17) geht und in diese in der Nähe der beim Arbeitshub wirksamen Kolbenseite mündefc, sowie daß von der beim Arbeitshub wirksamen Kolbenseite eine Druckmittel-Abflußleitung (14) zur Axialbohrung führt, deren Kündung (15) von derjenigen (13) des Kanals (12) um eine kürzere Strecke entfernt ist, als der Schieber (22) lang ist, und

daß der unterhalb der. Schiebers (22) befindliche Abschnitt der Axialbohrung (17) über Radialöffnungen (16) mit der Rückflußleitung (9) in Verbindung steht.

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8. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die den Steuerschieber (20) zurückstellende Feder (27) in dem mit der Rückflußleitung verbundenen Abschnitt der Axialbohrung (17) angeordnet ist.

9. T.ruckmittelbetrieboner Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Annprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Teil der Zylinderoberfloche (1) als Linspannschaft (36) zum Einspannen in einen Gegendruckkcrper ausgebildet ist, wobei an einem mit einem Gewinde versehenen Teil dieses Einspannschaftes (36) eine einstellbare fiingmutter (37) vorgesehen ist.

10. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß an dem abtriebsseitigen Ende des Arbeitskolbens (2) eine Bohrung (3^) zur Aufnahme von Werkzeugen vorgesehen ist.

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