DE2062890C3 - Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder, z. B. für Stanzmaschinen, mit einem im Zylinder längsverschiebbar geführten Arbeitskolben, in welchem eine von der beim Arbeitshub zu beaufschlagenden Kolbenseite ausgehende Axialfindung ist der Steuerschieber cin.jcitig mit Druckmit-Zufluß und -Abfluß zur bzw. von der Arbeitsseite des Kolbens durch Freigeben oder Verschließen von im Kolben vorgesehenen, von der Axialbohrung zur Kolbenoberflache führenden öffnungen beeinflussende,· Steuerschieber vorgesehen ist, dessen dem Arbeiiskolben abgewandter Teil aus dem Arbeitsraum des Zylinders herausgeführt und an seinem freien Ende mit einem Anschlag verschen ist, wobei die Hublange des Steuerschiebers mit Hilfe einer mit dem Anschlug zusammenwirkenden, verstellbaren Begrenzungseinrichtung einstellbar ist.

Ein solcher Arbeitszylinder aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1873466 bekannt.

Es ist außerdem bekannt, mit druckmittelbetriebenen Arbeitszylindern verschiedene Werkzeuge, zum Beispiel Stanzwerkzeuge, zu betätigen. Zwischen dem beweglichen Werkzeug und der in der Regel ortsfesten Matrize muß ein Spielraum zum Einlegen des Werkstückes vorhanden sein, der ungefähr der Dicke des zu verarbeitenden Materials entspricht. Dieser Spielraum kann eingestellt werden, indem man die Hone des Arbeitszylinders über der Matrize einstellt. Dies ist jedoch, insbesondere bei schweren Maschinen, umständlich und erfordert eine komplizierte Hallevorrichtung.

Ein großer Nachteil liegt weiterhin darin, daß Maschinei/ mit nicht einstellbarer Hublänge auf den größtmöglichen Hub ausgelegt werden müssen. Wenn dünnere Bleche gestanzt werden sollen, muß der Arbeitskolben bis /um Aufsetzen des Stanzwerkzeuges 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 gelöst.

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 die Begrenzungseinrichtung in einer gegenüber dem Arbeitszylinder langsverstellbaren Büchse axial bewegbar angeordnet ist, wobei der dem Arbeitsraum des Zylinders benachbarte Boden der Büchse eine Gegenfläche für den am Steuerschieber vorgesehenen Anschlag bildet.

Durch diese Anordnung kann die Lage des Arbeitskolbens gegenüber dem Arbeitszylinder bei einer von der Lagenänderung unabhängigen Einstellung des Arbeitskolbenhubes geändert werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Begrenzungseinrichtung aus einer Stellschraube, die in einer an der Stirnseite der Büchse vorgesehenen Gewindebohrung angeordnet ist.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung weist der Steuerschieber zur Begrenzung seiner Bewegbarkeit relativ zum Arbeitskolben je eine in einer der beiden Bewegungsrichtungen wirksame Anschlagfläche auf.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Arbeitskolben mit einer Begrenzungsscheibe versehen, durch die der Steuerschieber hindurchgeführt ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Steuerschieber einseitig mit Druckmit-

tel beaufschlagbar und zur Rücksiellung des Kolbens dient eine Feder.

Es hat sich als zweckmäßig gezeigt, wenn der die Feder aufnehmende Abschnitt der Axialbohrung in an sich bekannter Weise mix der Rückflußleitung verbunden ist.

In der Zeichnung ist ein Ausfiihrungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.

Mit 1 ist ein Zylinder bezeichnet, in dem ein Arbeitskolben 2 dichtend geführt ist. In der Zylinderwand ist eine Druckmittelleitung 3 vorgesehen. Der sich im oberen Teil des Zylinders I erstreckende Ringraum 4. 5 ist oben mit einem Zylinderdeckel 6 abgeschlossen, der gleichzeitig den Boden eines mit Jem Zylinder 1 gleichachsig angeordneten Steuerzyünders 7 bildet. Der Steuerzylinder 7 ist mit einer Sieuerflüssigkeitsleitung Ta verbunden.

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

Im Arbeitskolben 2 bzw. in seinem Kolbenkopf Il sind ein Druckmittel-Zuführungssystem sowie ein Ahtlußsystem vorgesehen. Die beiden Systeme stehen mit den im Zylindermantel 1 angeordneten Druckmitielleitungen in Verbindung. Das Zuf ihrungssystem besteht aus einem Kanal 12 und einer Mündung 13.

Das Abflußsystem besteht aus einer Abflußleitung

14, einer Mündung IS und Radialöffnungen 16. Die Radialöffnungen 16 stehen in Verbindung mit dem Ringraum 8, in den die Rückleitung 9 mündet. Zu dem Druckmittel-Zuführungs- und -Abflußsystem gehören ferner eine in der Achse des Arbeitskolbens vorgesehene Axialbohrung 17 sowie Aussparungen

18 in einer an die antriebsseitige Flache des Arbtitskolbens 2 befestigten Begrenzungsscheibe 19.

In der Achse des Arbeitskolbens 2 ist ein Steuerschieber 20 angeordnet, der im wesentlichen aus einem als Kolben 21 ausgebildeten Ventilschaft und einem Schieberkörper 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 bilder. Anschlagflächen 24 und 25, die in der unteren und oberen Endstellung des Schieberkörpers 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 Schieberkörpers

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 Schiebekörper 22 wird in der Axialbohrung 17 dichtend geführt. Seine Länge entspricht der Entfernung zwischen der oberen Kante der Mündung 13 und der unteren Kante der Mündung

15. Zwischen dem Boden der Axialbohrung und der unteren Grundfläche des Schieberkörpers 22 ist eine Druckfeder 27 angeordnet.

Der Hub sowie die Lage des Arbeitskolbens 2 gegenüber dem Zylinder 1 ist durch eine im Stftuerzylinder 7 vorgesehene Begrenzungsvorrichtung einstellbar, die aus einer Stellschraube 28 besteht, die in einer an der Stirnseite einer verstellbaren Büchse 29 vorgesehenen Gewindebohrung angeordnet ist. 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

ίο den der Kolben 21 führt, isit 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. Der Innenraum 32 des Gehäuses ist nach außen durch eine Dichtungsscheibe 33 abgedichtet. In der Gehäusewand ist eine Anschlußöffnung der Steuerllüssigkeitsleitung Ta vorgesehen.

ao Der Arbeitskolben 2 ist zum Einspannen von beispielsweise Stanzwerkzeugen an seinem, aus dem Arbeitszylinder 1 herausragenden Ende mit einer Werkzeugaufnahmebohrung 34 und einer Spannschraube 35 versehen.

»5 Zum Einspannen der Vorrichtung in einen Rahmen ist ein Teil des Zylindermantels als Einspannschaft 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 Ringraum 5 geleitet.

In der in der Zeichnung dargestellten Ausgangslage (Ruhelage) liegt der Kolben 21 an der Stellschraube 28; der Schieberkörper 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 Ringfläche 10 des Arbeitskolbens 2 wirkende Druck kann de ι Gegendruck des im Arbeitsraum 4 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 Steuerflüssigkeitsieitung Ta Druckmittel in den Innenraum 32 eingeleitet. Der Steuerschieber 20 bewegt sich gegen den Druck der Druckfeder 27 abwärts, bis die Anschlagfläche 25 auf der antriebsseitigen Oberfläche der Begrenzungsscheibe 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 Aussparungen 18 in den Arbeitsraum 4. Der Arbeitskolben 2 bewegt sich abwärts, wobei der Kolben 21 weiier von der Steuerflüssigkeit beaufschlagt wird, so daß der 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 Schieberkörper 22 wieder geschlossen ist und in den Arbeitsraum 4 kein Druckmittel mehr gelangen kann. Damit ist die Abwärtsbe-

wegung des Arbeitskolbens 2 beendet.

Nun wird der Innenraum 32 des Steuerzylinders 7 entlastet, indem man die Leitung Ta mit dem Behälter 39 verbindet. Die vorhandene Druckflüssigkeit fließt dann durch die Steuerflüssigkcitsleitung Ta ab und der Steuerschieber 20 wird durch die Federkraft der Druckfeder 27 nach oben gedruckt, bis die Anschlagfläche 24 des Schieberkörpers 22 die Grundfläche der Begrenzungsscheibe 19 erreicht. Die Zuführung des Druckmittels in den Arbeitsraum 4 bleibt gesperrt und durch die Leitungen bzw. öffnungen 14, 15, 16, 1?, S, 9 kann das Druckmittel abfließen.

Die über die Druckmittclleitung 3 ständig zuströmende Druckflüssigkeit beaufschlagt die Ringfläcne 10 des Kolbens 2, der sich dadurch aufwär's 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 Arbeitskolbcn 2 seine Ausgangslagc wieder erreicht hat.

Die Höheneinstellung des Arbeitskolbens 2 gegenüber dem Arbeitszylinder 1 erfolgt durch Drehen dei Vcrslellbüchse 29, wobei die Gegenmutter 31 zugezogen bleibt und die Stellschraube 28 sich gemeinsam mit der Büchse 29 gegenüber dem Steuerzylinder 1 dreht. Soll die gewünschte Hublüngc des Arbeitskolbens 2 eingestellt werden, löst man die Gegenmutter 31 und stellt die Schraube 28 in entsprechende Stellung ein. Die Hublange hängt vom Abstand des unteren Endes der Stellschraube 28 von dem Boden 30 der Büchse 29 ab.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung sind die Endstellungen des Arbeitskolbens gegenüber dem Zylinder sowie die Hublänge des Arbeitskolbens einstellbar. Man kann in gewissen Grenzen Material verschiedener Dicke mit optimalem Nutzhub, also ohne lange Totstrecken, verarbeiten, wobei eine umständliehe Umstellung der Maschine entfällt. Durch die Vermeidung langer Totstrecken wird eine wesentliche Verkürzung der erforderlichen Arbeitszeiten erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder, 2. B. für Stanzmaschinen, mit einem im Zylinder längsverschiebbar geführten Arbeitskolben, in welchem eine von der beim Arbeitshub zu beauischlagenden Kolbenseite ausgehende Axialbohrung angeordnet ist, in der ein den Druckmittel-Zufluß und -Abfluß zur bzw. von der Arbeitsseite des Kolbens durch Freigeben oder Verschließen von im Kolben vorgesehenen, von der Axialbohrung zur Kolbenoberfläche führenden Öffnungen beeinflussender Steuerschieber vorgesehen ist, dessen dem Arbeitskolben abgewandter Teil aus "S dem Arbeitsraum des Zylinders herausgeführt und an seinem freien Ende mit einem Anschlag versehen ist, wobei die Hublänge des Steuerschiebers mit Hilfe einer mit dem Anschlag zusammenwirkenden, verstellbaren Begrenzungsvorrichtung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (28) in einer gegenüber dem Arbeitszylinder (1) längsverstellbaren Büchse (29) axial bewegbar angeordnet ist, wobei der dem Arbeitsraum des Zylinders (1) be- ^5 nachbarte Boden (30) der Büchse (29) eine Gegenfläche für den am Steuerschieber (20) vorgese- > henen Anschlag (26) bildet.

2. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung aus einer Stellschraube (28) besteht, die in einer an der Stirnseite der Büchse (29) vorgesehenen Gewindebohrung angeordnet ist.

3. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (20) zur Begrenzung seiner Bewegbarkeit relativ zum Arbeitskolben (2) je eine in einer der beiden Bewegungsrichtungen wirksame Anschlagfläche (24, 25) auf- 4< > weist.

4. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach uen Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (2) mit einer Begrenzungsscheibe (19) versehen ist, durch die der Steuerschieber (20) hindurchgeführt ist.

5. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (20) einseitig mit Druckmittel beaufschlagbar ist und zur Rückstellung des Steuerschiebers eine Feder (27) dient.

6. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Feder (27) aufnehmende Abschnitt der Axialbohrung (17) in an sich bekannter Weise mit der Rückflußleitung verbunden ist.