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DE2121042B2 - Druckmittelbeaufschlagte Stellvorrichtung mit Eilgang und Krafthub - Google Patents

Druckmittelbeaufschlagte Stellvorrichtung mit Eilgang und Krafthub

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Publication number
DE2121042B2
DE2121042B2 DE19712121042 DE2121042A DE2121042B2 DE 2121042 B2 DE2121042 B2 DE 2121042B2 DE 19712121042 DE19712121042 DE 19712121042 DE 2121042 A DE2121042 A DE 2121042A DE 2121042 B2 DE2121042 B2 DE 2121042B2
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DE
Germany
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wedge
transmission
piston
feed direction
power stroke
Prior art date
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Application number
DE19712121042
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English (en)
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DE2121042C3 (de
Inventor
Dieter 7141 Neckarweihingen Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WEISS KG SONDERMASCHINENTECHNIK 7141 NECKARWEIHINGEN
Original Assignee
WEISS KG SONDERMASCHINENTECHNIK 7141 NECKARWEIHINGEN
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Publication date
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Priority to JP47042088A priority patent/JPS5145016B1/ja
Priority to PL15502672A priority patent/PL83670B1/pl
Priority to FR7215084A priority patent/FR2139846B1/fr
Priority to ES402231A priority patent/ES402231A1/es
Publication of DE2121042A1 publication Critical patent/DE2121042A1/de
Publication of DE2121042B2 publication Critical patent/DE2121042B2/de
Priority to US05/616,844 priority patent/USRE28967E/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/204Control means for piston speed or actuating force without external control, e.g. control valve inside the piston

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine durch ein Druckmittel beaufschlagte Kolben-Zylinder-Einheit als Stellvorrichtung mit Eilgang und Krafthub, mit einer Führung, an welcher der Kolben als Antriebsglied und ein von diesem bewegtes Abtriebsglied geführt sind, für welches eine während des Krafthubes gegenüber dem Eilgang die Übersetzung erhöhende Vorschubeinrichtung vorgesehen ist, die aus einem mechanischen Übersetzungstrieb in Form mindestens eines quer zur Vorschubrichtung gegenüber dem Abtriebsglied bewegbar gelagerten Übertragungsgliedes besteht, das beim Krafthub an einer zur Vorschubrichtung quer liegenden Stützfläche abgestützt ist, wobei ein in Vorschubrichtung verschiebbarer, mit derr. Antriebsglied in Verbindung ste-
bender, insbesondere hülsenförmiger Keil das Übertragungsglied verstellt.
Bei einer bekannten Stellvorrichtung (US-PS 31 60 078) ist die Stellbewegung der Übertragungsglieder radial nach innen gerichtet, weshalb die Keilfläche des Keiles durch eine Innenfläche gebildet sein muß, die im Falle eines hölsenförmigen Keiles eine lnnenkonusfläche darstellt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Ausbildung wird darin gesehen, daß durch die Übertragungsglieder bei der Stellbewegung des Keiles auf die- ic sen sehr hohe Aufweitkräfte wirken, die leicht ein Verklemmen bzw. Festsetzen des Keiles gegenüber der Führung hervorrufen können oder aber eine gewichtsmäßig sehr schwere Ausbildung der Stellvorrichtung erforderlich machen, so daß diese in ihren Einsatzmöglichkeiten stark eingeschränkt ist. Die Höhe der Stellkraft beim Krafthub ist somit im Verhältnis zum Raumbedarf der Stellvorrichtung verhältnismäßig niedrig.
Da im bekannten Fall die Keilfläche des Keiles durch eine Innenfläche gebildet ist, kann auch ciie Stützfläche nicht an der Führung vorgesehen sein. Vielmehr sind zur Abstützung des Übertragungsgliedes an der Führung weitere Übertragungsglieder erforderlich, die durch eine die Stützfläche bildende Hülse, eine diese verriegelnde Hülse und eine letztere Hülse gegenüber der Führung in der jeweiligen Riegelstellung abstützende Druckstange gebildet sind. Die Riegelhülse greift in der Riegelstellung mit Zahnungen in eine gewindeartige Gegenzahnung der Druckstange ein, wodurch ebenfalls keine hohe Stellkraft übertragen werden kann, da derartige Gegenzahnungen, die von den Zahnungen der Riegelhülse nicht vollständig umschlossen werden, leicht ausbrechen bzw. abscheren. Darüber hinaus wird die Druckstange auf Knickung belastet, was ebenfalls eine Übertragung hoher Kräfte nicht zuläßt.
Durch die verhältnismäßig komplizierte Ausbildung der bekannten Stellvorrichtung, bei welcher die Keilfläche entgegen Vorschubrichtung abfällt, ist ein störungsfreier Betrieb nicht gewährleistet. Die Sicherheit der Verriegelung der Riegelhülse sowohl gegenüber der Gegenzahnung der Druckstange als auch gegenüber der Führung hängt von vielen Faktoren, wie Temperatureinflüssen, wirksamen Drücken und Dehnungsverhalten der einzelnen Teile ab, so daß keine eindeutig bestimmbaren Verhältnisse gegeben sind.
Im wesentlichen die gleichen Nachteile weisen auch andere bekannte Stellvorrichtungen (JJS-PS 33 20 861 und 31 35 171) auf, bei welchen die Übertragungsglieder ebenfalls an der konischen Innenfläche eines hülsenförmigen Keiles anliegen.
Ferner ist eine Stellvorrichtung bekanntgeworden (DT-OS 15 52 711), bei welcher am Ende ries Eilganges eine Hülse, welche eine Keilfläche aufweist an der Kolbenstange des Eilgangkolbens festgeklemmt wird, wonach für den Krafthub ein weiterer Keil quer zu dieser Keilfläche bzw. quer zur Bewegungsrichtung des Eilgangkolbens mit einem gesonderten Krafthub-Kolben eingetrieben wird. Eine solche Stellvorrichtung ist daher ebenfalls kompliziert und raumaufwendig. Eine praktisch gleiche Wirkungsweise hat eine weitere bekannte Stellvorrichtung (US-PS 28 63 290), bei welcher das Abtriebsglied am Ende des Eilganges mit zwei quer zur Vorschubrichtung bewegbaren Krafthub-Kolben über Keile im Krafthub angetrieben wird.
Ähnlich verhält es sich bei einer bekannten Stellvor- ^S richtung (US-PS 19 65 106) mit zwei Kolben, von denen der eine Kolben für den Eilgang bewegt und dann geeenüber dem anderen Kolben verriegelt wird, wonach dieser andere Kolben für den Krafthub mit Druckmittel beaufschlagt werden kann. Zur Verriegelung des Eilgangkolbens gegenüber dem Krafthub-Kolben sind Schwenkhebel vorgesehen, welche eine an der Kolbenstange des Krafthub-Kolbens vorgesehene Stützfläche durch nach außen gerichtete Schwenkbewegungen hintergreifen. Da bei dieser Ausbildung auch der Krafthub ohne mechanischen Übersetzungstrieb unmittelbar durch Dpjckmittelbeaufschlagung hervorgerufen wird, ist die vom Abtriebsglied ausgeübte Kraft durch den Druck des Druckmittels und die wirksame Korbenfläche bestimmt, so daß die vom Abtriebsglied abgegebene Kraft nur durch Vergrößerung der wirksamen Kolbenfläche oder durch Erhöhung des Druckes gesteigert werden kann. Im ersteren Fall bedeutet dies eine bauliche Vergrößerung der Stellvorrichtung, die häufig nicht erwünscht oder sogar aus Platzgründen ausgeschlossen ist.
Ähnliche Nachteile werden bei einer weiteren bekannten Stellvorrichtung (DT-AS 17 50 236) gesehen, bei welcher der Übergang vom Eilgang zum Krafthub mit verhältnismäßig großer Verzögerung vor sich geht, da beim Auftreten eines gegen die Stelibewegung gerichteten Widerstandes zunächst in einem gesonderten, dem Eilgang zugehörigen Druckraum der Druck weiter erhöht werden muß, um einen Verschlußschieber entgegen der Kraft einer Feder in seine Öffnungsstellung zu überführen, bei welcher der l.eitungsweg für das Druckmedium zu einem weiteren Druckraum frei wird. Eine derartige Steuerung des Verschlußschiebers ist praktisch nur mit einem inkompressiblen Druckmedium durchführbar, weshalb sich diese bekannte Lösung nur zum hydraulischen Betrieb eignet. Wenn mit einer derartigen bekannten Ausbildung, bei welcher ähnlich wie bei einer weiteren bekannten Lösung (DT-AS 13 02 165) der Krafthub lediglich durch eine Vergrößerung der wirksamen Kolbenstirnfläche herbeigeführt werden kann, beim Krafthub eine Kraft von etwa 3000 kp bei einer Druckbeaufschlagung von 6 atü erreicht werden soll, so ist ein Durchmesser des Krafthub-Kolbens von etwa 250 mm erforderlich, was äußerst große Baumaße mit sich bringt. Darüber hinaus bedingen derart große Kolbendurchmesser auch große Zyiiiiderräume, weshalb sich ein großer Druckmittelbedarf ergibt.
Es ist auch ein mechanischer Übersetzungstrieb bekanntgeworden (DT-OS 15 52 707), bei welchem kein Eilgang, sondern nur ein Krafthub vorgesehen ist, wobei ein mit einem Keil versehener Krafthub-Kolben ein rechtwinklig zu ihm bewegbares Abtriebsglied dadurch verstellt, daß der Keil an einer Gegenkeilfläche des Abtriebsgliedes gleitet. Auch eine derartige Ausbildung ut sehr raumaufwendig. Dies gilt auch für einen mechanischen Übersetzungstrieb (DT-OS 15 02 860), der im wesentlichen durch einen Kniehebel gebildet ist, dessen beide Hebelarme quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens liegen.
Es liegt daher die Aufgabe vor, eine Stellvorrichtung der eingangs umrissenen Art so auszubilden, daß bei geringem Raumbedarf, einfacher Konstruktion und kleinem Druckmittelaufwand mit relativ niedrigen Drücken eine relativ große Stellkraft beim Krafthub erzielt werden kann.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die der Kraftübersetzung dienenden Keilflächen Abschnitte der äußeren Mantelfläche des Keiles bilden und für die nach auswärts gerichtete Bewegung des Übertragungsgliedes einen entgegen der Vorschubrich-
tung ansteigenden Verlauf haben und daß die Stützfläche für den Krafthub als Fortsetzung der Zylinderinnenwandung gebildet ist.
Dadurch ergeben sich sehr gute Möglichkeiten der Abstützung des Keiles gegen die auftretenden Stelldrücke, so daß eine kompakte Bauweise möglich ist. Die nach außen gerichtete Bewegung des bzw. der Übertragungsglieder führt zu einer nach innen gerichteten Reaktionskraft auf den Keil, die wesentlich leichter aufzunehmen ist als eine nach außen gerichtete Reaktionskraft. Ferner bringt, da die Stützfläche unmittelbar an der Führung vorgesehen ist, diese Ausbildung den wesentlichen Vorteil mit sich, daß auf zusätzliche Übertragungsglieder vollständig verzichtet werden kann und es möglich ist, bei kompakter Ausbildung eine hohe Stellkraft zu erzielen.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Stellvorrichtung im Axialschnitt, und zwar links von der Mittelachse in der Phase des Eilganges und rechts von der Mittelachse in der Phase des Krafthubes,
F i g. 2 eine konische Hülse zur Erzielung der Kräfteübersetzung in vergrößerter Darstellung.
Wie F i g. I zeigt, weist die Stellvorrichtung als Kolben-Zylindereinheit eine Zylinderhülse 1 auf, deren Zylinderlauffläche 2 eine Führung bildet und die an beiden Stirnseiten jeweils mit einem Zylinderdeckel 3 bzw. 4 verschlossen ist.
An der Zylinderlauffläche 2 ist ein Ringkolben 5 als erstes Antriebsglied verschiebbar gelagert, das an seiner vorderen Stirnseite, beispielsweise in einer Eindrehung 6 eine in der Zylinderachse liegende konische Hülse als Keil 7 trägt, die insbesondere auswechselbar befestigt ist. Der Keil 7 steht über die, bezogen auf die Vorschubrichtung gemäß Pfeil 8, vordere Stirnfläche des Ringkolbens 5 vor. In diesem ist koaxial ein Kolben ais zweites Antriebsglied mit seiner im wesentlichen zylindrischen Kolbenstange 10 verschiebbar gelagert, wobei dieses Antriebsglied einen im Durchmesser gegenüber der Kolbenstange 10 erweiterten Bund 9 aufweist, der an der hinteren, als Mitnahmefläche 11 vorgesehenen Stirnfläche des ersten Antriebsglieds anliegen kann. Die Kolbenstange 10. die eng von dem Keil 7 umgeben wird, steht über denselben nach vorne vor.
Mit Abstand vor dem Keil 7 liegt die Kolbenstange 10 mit einer ringscheibenförmigen Stirnfläche 12 an einer als Abtriebsglied 13 der Stellvorrichtung vorgesehenen Hülse an, die für die Anlage der Stirnfläche 12 vor der Mitte ihrer Längserstreckung an ihrer Innenseite einen ringscheibenförmigen Ansatz 14 hat, dessen Bohrung an dem sich nach vorne an die Stirnfläche 12 anschließenden Abschnitt 15 der Kolbenstange 10 gleitbar anliegL Das vordere Ende des Abtriebsgliedes .13 ist in der vorderen Stirnwand des vorderen Zylinderdeckels 4 gleitbar geführt. Am hinteren Ende weist das Abtriebsglied 13 gleichmäßig über den Umfang verteilte schlitzförmige Ausnehmungen 16 auf, in denen jeweils ein Übertragungsglied 17 gelagert ist Jedes Übertragungsglied 17 weist einen als Winkelhebel ausgebildeten Schwenkhebel 18 auf, dessen nach hinten weisender Schenkel 19 mit einem Lagerbolzen 20 in der zugehörigen Ausnehmung 16 schwenkbar an dem Abtriebsgüed 13 derart gelagert ist daß der Schwenk hebel 18 in einer Axialebene der die Stellvorrichtung bildenden Kolben-Zylindereinheit schwenkbar ist. Der andere Schenkel 21 des Schwenkhebels 18 bildet mit seiner Endkante eine konvex gekrümmte Druckfläche 22. Bis auf das Ende des Schenkels 19 ist der übrige Teil des jeweiligen Schwenkhebels 18 in einer zu seiner Schwenkachse rechtwinkligen Ebene geschlitzt, so daß der Winkelhebel gabelförmig ist, wobei zwischen den Gabelarmen ein Laufteil 23 gelagert ist, der im Übergangsbereich zwischen den beiden Schenkeln 19, 21
ίο liegt und auf der von der Druckfläche 22 abgewandten Seite über den Schwenkhebel 18 vorsteht. Der Laufteil
23 ist durch eine Rolle gebildet, die um eine zur Schwenkachse des Schwenkhebels 18 parallele Achse
24 drehbar am Schwenkhebel 18 gelagert ist. Die KoI-benstange 10 weist einen eine Umfangsnut 25 bildenden, im Durchmesser verringerten Abschnitt auf, in den die Laufteile 23 eingreifen, wenn der Bund 9 an der Mitnahmefläche 11 des ersten Antriebsglieds anliegt. Dies ist der Fall, solange sich das Abtriebsglied 13 in der Verschiebestellung befindet, bei welcher die Druckflächen 22 im Bereich der Zylinderlauffläche 2 liegen wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Druckflächen 22 unter einer möglichst geringen Kraft an der Zylinderlauffläche 2 anliegen.
Bei an der hinteren Mitnahmefläche 11 des ersten Antriebsglieds anliegendem Bund 9 des zweiten Antriebsglieds liegt die vordere Stirnfläche des Keiles 7 als Schubfläche 26 an den Laufteilen 23 so an, daß die Schubfläche 26 auf die Schwenkhebel 18 eine Kraftkomponente ausübt, die radial nach außen gerichtet ist und unter welcher die Druckflächen 22 an der Zylinderlauffläche 2 anliegen.
Das vordere Ende der Zylinderlauffläche 2 geht in eine sich in Vorschubrichtung gemäß Pfeil 8 erweiternde stumpfwinklig kegelförmige Stützfläche 27 über, die ringförmig und durch eine Innenfläche des Zylinderdekkels 4 gebildet ist. Diese Stützfläche 27 bildet die eine Stirnfläche eines im Durchmesser gegenüber der Zylinderlauffläche 2 erweiterten ringförmigen Eintauch-
raumes 28 für die Übertragungsglieder 17, die somit aus ihrer Eilgang-Steiiung nach außen schwenken können wobei sich ihre Druckflächen 22 an der Stützfläche 27 abwälzen.
Wird in der Ausgangslage der Stellvorrichtung durch den im hinteren Zylinderdeckel 3 vorgesehenen Druckmittelanschluß 29 Druckmittel, beispielsweise Drucklufl in deti Zylinder eingegeben, so werden die beiden Antriebsglieder gemeinsam in Vorschubrichtung gemäC Pfeil 8 vorgeschoben, wobei das zweite Antriebsglied über seine Kolbenstange 10 das Abtriebsglied 13 durch Anlage an de— Ansatz 14 unmittelbar mitnimmt, während das erste Antriebsglied das Abtriebsglied 13.durch Anlage der Schubfläche 26 an den Laufteilen 23 mitnimmt
Während dieser ersten Arbeitsphase der Stellvor richtung zur Durchführung des relativ langen Zustell wegs gleiten die Druckflächen 22 der Übertragung* glieder 17 an der Zylinderlauffläche 2. Sobald die Druckflächen 22 in den Bereich der Stützfläche 27 ge langen, können die Schwenkhebel 18 infolge des erwei terten Eintauchraumes 28 nach außen schwenken, was selbsttätig dadurch erfolgt, daß sich das erste Antriebs glied nunmehr relaitv gegenüber dem Abtriebsglied 1: in Vorschubrichtung gemäß Pfeil 8 vorbewegt, inderr die Laufteile 23 auf der Keilfläche 30, 31, 32, 33 de! Keiles 7 laufen. Der Keil 7 weist bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einen ersten vorde ren Keilflächenabschnitt 30 auf, der in einen zylindri
ft7Q
ichen Abschnitt 31 übergeht, welcher wiederum in :inen sich nach hinten mit der gleichen Steigung wie Jer Keilflächenabschnitt 30 erweiternden konischen Keilflächenabschnitt 32 übergeht, wobei sich dieser Abschnitt in einem das hintere Ende der Umfangsfläche des Keiles 7 bildenden zylindrischen Abschnitt 3 fortsetzt. Die Umfangsfläche des Keiles 7 bildet somit eine entgegen der Vorschubrichtung gemäß Pfeil 8 ansteigende Keilabschnittsfläche. Durch die Abschnitte 30,32 werden die Übertragungsglieder 17 in der beschriebenen Weise nach außen in den Eintauchraum 28 gedrückt. Da sich dabei die Übertragungsglieder 17 einerseits an der Stützfläche 27 abstützen und andererseits an dem Abtriebsglied 13 gelagert sind, wird somit das Abtriebsglied 13 über das große Übersetzungsverhältnis des beschriebenen mechanischen Übersetzungstriebes durch das erste Antriebsgüed in Vorschubrichtung bewegt. Dabei fährt der Keil 7 in einen Ringspalt 34 zwischen dem hinteren Ende des Abtriebgliedes 13 und der Umfangsfläche der Kolbenstange 10.
Bei vorfahrendem Antriebsglied 13 bewirkt der Anlagedruck der Laufteile 23 auf den Keil 7 keine entgegen der Vorschubrichtung gemäß Pfeil 8 wirkende Rückstellkraft, so daß auch bei Druckabfall in dem Arbeitszylinder ein selbsttätiges Zurückstellen des Keiles 7 vermieden ist. Es liegt somit eine Selbsthemmung der Stellvorrichtung in der jeweiligen Stellung vor.
Soll das Abtriebsglied 13 aus seiner vorgefahrenen Stellung wieder zurückbewegt werden, so wird durch einen am Umfang des vorderen Zylinderdeckel 4 im Bereich des Eintauchraumes 28 vorgesehenen Druckmittelanschluß 35 Druckmittel eingegeben, welches zunächst im wesentlichen nur auf den Kolben 5 des ersten Antriebsglieds wirkt und diesen entgegen der Vorschubrichtung bewegt, bis er mit seiner Mitnahmefläche 11 an der Hülse 9 des zweiten Antriebsglieds anschlägt und somit das Abtriebsglied 13 über die Kolbenstange 10 ebenfalls nitnimmt. Am Anfang der Rückstellbewegung des Abtriebsgliedes 13 werden die Druckflächen 22 ar, der Stützfläche 27 derart geführt, daß die Übertragungsglieder 17 zurück in ihre Eilgang-Stellung geschwenkt werden.
Wie F i g. 2 zeigt, können die für die Selbsthemmung vorgesehenen Flächenabschnitte 31a, 33a auch entgegen der Vorschubrichtung unter einem sehr kleinen Winkel konisch verjüngt ausgebildet sein, also eine negative Steigung haben, wodurch in bestimmten Fällen die genannte Selbsthemmung noch verbessert wird. Die Keilflächenabschnitte 30.?. 32a sowie die Abschnitte 31a, 33a des Keiles 7a können je nach den Erfordernissen unterschiedliche Längen und Steigungen aufweisen. In Fig.2 ist zur Verdeutlichung der negativen Steigung der Abschnitte 31a, 33a strichpunktiert eine zur Achse des Keiles 7a parallele Mantellinie 36 dargestellt. Durch Auswechseln des Keiles 7a kann den jeweiligen Erfordernissen Rechnung getragen werden.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Abtriebsglied 13 an seinem vorderen Ende ein durch einen Gewindedorn gebildetes Anschlußglied 37 auf, das an der vorderen Stirnseite eines Kolbens 38 befestigt ist, welcher im vorderen Ende des Abtriebsgliedes 13 verschiebbar gelagert ist. Der Kolben 38 ist seinerseits an einem Gewindedorn 39 am vorderen Ende der Kolbenstange 10 formschlüssig befestigt. Zwischen dem Kolben 38 und dem Ansatz 14 ist in dem Abtriebsglied 13 um den Abschnitt 15 der Kolbenstange !0 eine Schraubendruckfeder 40 angeordnet, wobei statt dieser Schraubendruckfeder 40 auch Tellerfeuern oder ein anderes Federelement vorgesehen sein kann. Die Feder 40 hat eine vorbestimmte Vorspannung, die unterhalb der maximalen, durch den Arbeitszylinder aufzubringenden Druckkraft liegt. Solange die Vorschubkraft der Stellvorrichtung diese Vorspannkraft nicht erreicht, wirkt die Feder 40 als starres Verbindungselement zwischen Abstriebsglied 13 und Anschlußglied 37. Überschreitet die Vorschubkraft den genannten vorbestimmten Wert, so bewegt sich das Abtriebsglicd 13 relativ zum Anschlußglied 37 nach vorne, wobei der Ansatz 14 von der Stirnfläche 12 der Kolbenstange 10 abhebt und die Feder 40 stärker gespannt wird. Dadurch ist das Abtriebsglied 13 gegenüber dem Anschlußglied 37 entgegen der Vorschubrichtung gemäß Pfeil 8 federbelastet, so daß die Laufteile 23 unter einer dieser Federkraft entsprechenden Kraft gegen die Umfangsfläche des Keiles 7 gedrückt werden. Befinden sich die Laufteile 23 an einem Keilflächenabschnitt des Keiles 7, so wird dadurch der Keil 7 bei Druckabfall so weit entgegen der Vorschubrichtung zurückbewegt, bis die Laufteile 23 an die nächste, die beschriebene Selbsthemmung hervorrufende Anlagefläche gelangen.
Bei einer Drückbeaufschlagung des dargestellten Arbeitszylinders mit b atu wird beispielsweise eine Zustellkraft von etwa 200 kp und eine Kraft beim Krafthub von etwa 2,6 t erzielt.
Der volle Luftdruck von beispielsweise 6 atü wirkt während des Eilganges wie auch während des Kraftbzw. Spannhubes auf die Mitnahmcfläche 11. Die Diuckluftersparnis (= Energieersparnis) kommt dadurch zustande, daß während des Eilganges eine relativ niedere Kraft wirkt und diese Kraft erst im Spannbe reich verzehnfacht wird. Es ergibt sich eine enorme Druckluftersparnis gegenüber einem üblichen Pneuma tikzylinder von etwa 86%.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
©5.75 509 520/
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Claims (16)

Patentansprüche:
1. Durch ein Druckmittel beaufschlagte Kolben-Zylinder-Einheit als Stellvorrichtung mit Eilgang und Krafthub, mit einer Führung, an welcher der Kolben als Antriebsglied und ein von diesem bewegtes Abtriebsglied geführt sind, für welches eine während des Krafthubes gegenüber dem Eilgang die Übersetzung erhöhende Vorschubeinrichtung vorgesehen ist, die aus einem mechanischen Übersetzungstrieb in Form mindestens eines quer zur Vorschubrichtung gegenüber dem Abtriebsglied bewegbar gelagerten Übertragungsglitdes besteht, das beim Krafthub an einer zur Vorschubrichtung quer liegenden Stützfläche abgestützt ist, wobei ein in Vorschubrichtung verschiebbarer, mit dem Antriebsglied in Verbindung stehender, insbesondere hfilsenförmiger Keil das Übertragungsglied verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kraftübersetzung dienenden Keilflächen (30, 32 bzw. 30a, 32a) Abschnitte der äußeren Mantelfläche des Keiles (7 bzw. 7a) bilden und für die nach auswärts gerichtete Bewegung des Übertragungsgliedes einen entgegen der Vorschubrichtung (8) ansteigenden Verlauf haben und daß die Stützfläche (27) für den Krafthub als Fortsetzung der Zylinderinnenwandung gebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (17) einen Schwenkhebel (18) aufweist, der auf einer zur Vorschubrichtung (8) rechtwinklig angeordneten Achse am Abtriebsglied (13) gelagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (7) im Anschluß an mindestens eine Keilfläche (30 bzw. 32) einen zylindrischen oder einen entgegengesetzt zur Keilfläche (30a bzw. 32a) geneigten konischen Abschnitt (31, 33 bzw. 31a, 33a) als Aniagefläche für da«. Übertragungsglied (17) aufwe-st.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (\7) eine in Vorschubrichtung (8) mit Abstand von seiner Schwenkachse liegende Laufrolle als Laufteil (23) für die Anlage am Keil (7) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (17) eine mit Abstand von seiner Schwenkachse liegende gekrümmte Abwälzfläche als Druckfläche (22) für die Anlage an der Stützfläche (27) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (17) gabelartig ausgebildet und die das Laufteil (23) bildende Laufrolle zwischen den Gabelarmen gelagert ist, die über die Laufrolle auf der der Stützfläche (27) zugewandten Seite vorstehen und zwei nebeneinanderliegende Teile der Druckfläche (22) bilden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (18) ein Winkelhebel ist, der an seinem einen Schenkelende schwenkbar gelagert ist und mit dem anderen Schenkelende die Druckfläche (22) bildet, wobei der Laufteil (23) im Übergangsbereich zwischen den beiden Schenkeln vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (17), bezogen auf die Vorschubrichtung (8). am hinteren Ende des Abtriebsgliedes (13) vorgesehen ist
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (17) in einer Ausnehmung (16) des Abtriebsgliedes (13) gelagert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche für die Anlage des Übertragungsgliedes (17) beim Eilgang durch die Zylinderinnenwandung (2) gebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne', daß die an die Zylinderinnenwandung sich anschließende Stützfläche (27) durch eine ringförmige Stirnfläche des Eintauchraumes (28) für das Übertragungsglied (17) gebildet ist, die vorzugsweise in einem Zylinderdeckel (4) vorgesehen ist, an dem ein Druckmittelanschluß (35) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1!, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied mit einem zweiten Antriebsglied in Wirkverbindung steht derart, daß der als Ringkolben (5) ausgebildete Antriebskolben des ersten Antriebsgliedes gleichsinnig wie ein Bund (9) des zweiten Antriebsgliedes druck mittelheaufschlagbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Antriebsglied eine mit dem Abtriebsglied (13) verbundene Kolbenstange (10) aufweist, die mit einer Vertiefung, insbesondere einer Umfangsnut (25), für den Eingriff des Übertragungsgliedes (17) beim Eilgang versehen und von dem Abtriebsglied (13) umgeben ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hülsenförmigen Abtriebsglied (13) ein ringscheibenförmiger Ansatz (14) vorgesehen ist, an dem die Kolbenstange (10) des zweiten Antriebsgliedes mit einer Stirnfläche (12) anliegt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (7) die Kolbenstange (10) des zweiten Antriebsgliedes umgibt, wobei zwischen dieser Kolbenstange (10) und dem hülsenförmigen Abtriebsglied (13) ein Ringspalt (34) für das Eintauchen des Keiles (7) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur spielfreien Anlage des Übertragungsgliedes (17) am Keil (7) das Abtriebsglied (13) entgegen der Vorschubrichtung (8) gegen ein mit ihm verbundenes Anschlußglied (37) federbelastet ist.
DE19712121042 1971-04-29 1971-04-29 Druckmittelbeaufschlagte Stellvorrichtung mit Eilgang und Krafthub Expired DE2121042C3 (de)

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