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WO2012045320A1 - Energiesparende kolben-zylinder-einheit (arbeitszylinder), insbesondere zur verwendung im karosseriebau der kfz-industrie - Google Patents

Energiesparende kolben-zylinder-einheit (arbeitszylinder), insbesondere zur verwendung im karosseriebau der kfz-industrie Download PDF

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WO2012045320A1
WO2012045320A1 PCT/EP2010/006083 EP2010006083W WO2012045320A1 WO 2012045320 A1 WO2012045320 A1 WO 2012045320A1 EP 2010006083 W EP2010006083 W EP 2010006083W WO 2012045320 A1 WO2012045320 A1 WO 2012045320A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cylinder
piston
piston rod
working cylinder
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/006083
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef-Gerhard Tünkers
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.)
Tuenkers Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Tuenkers Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tuenkers Maschinenbau GmbH filed Critical Tuenkers Maschinenbau GmbH
Priority to DE112010005923.3T priority Critical patent/DE112010005923B4/de
Priority to PCT/EP2010/006083 priority patent/WO2012045320A1/de
Publication of WO2012045320A1 publication Critical patent/WO2012045320A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/061—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30505—Non-return valves, i.e. check valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3052—Shuttle valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/3058—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve having additional valves for interconnecting the fluid chambers of a double-acting actuator, e.g. for regeneration mode or for floating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members

Definitions

  • Energy-saving piston-cylinder unit (working cylinder), in particular for use in the bodywork of the automotive industry
  • the invention relates to an energy-saving piston-cylinder unit (working cylinder), in particular for use in the bodywork of the automotive industry.
  • Interchangeable tool parts for example conically tapering mandrels or the like, can be arranged on the free end emerging from the housing.
  • the tensile and shear forces exerted on the respective cylinder mandrel are limited by the force that can be applied by the respective pressure-effective area on the piston and by the fluid pressure.
  • the fluid pressure in particular pneumatic pressure, is limited and can not be changed at the individual workstations in the bodywork of the automotive industry usually.
  • the construction dimensions of the piston-cylinder units, which drive the push rod in the prior art directly, are also limited by design.
  • a device of this type is previously known from DE 20 2007 017 274.5, which is based on the applicant.
  • This device has a centering mandrel, which is connected via a toggle joint assembly with the piston rod.
  • the invention has for its object to provide an energy-saving piston-cylinder unit (working cylinder), in particular for use in the bodywork of the automotive industry. Furthermore, the invention has for its object to provide an inventive use (application) of such a working cylinder.
  • the piston is acted upon by the same fluid pressure during extension of the piston rod, wherein, however, the amount of fluid in the cylinder annulus is forced back into the system, for example in the opposite cylinder chamber, so that only replaces the respective volume of the piston rod by a corresponding amount of fluid needs to be.
  • the result is energy saving for fluid production, in particular for the production of compressed air, which is available for example in production lines of the body shop of the automotive industry everywhere. As a result, even when flowing out a much smaller amount of fluid into the environment.
  • the piston and thus the piston rod can be locked in the respective position by a valve, so that even in case of power failure of the piston and so that the piston rod can not move unintentionally, for example, when putting a load such as a body. Therefore, such cylinders can be used with advantage in so-called Stiftziehzylindern as they go into the bodywork of the automotive industry for positioning and alignment of sheet-metal components for use.
  • Claim 2 describes an energy-saving cylinder, in which a controlled check valve is associated with a so-called shuttle valve having two shut-off positions, which are alternately effective during retraction and extension of the piston and the piston rod.
  • the controlled check valve and the shuttle valve are arranged in the bottom of the working cylinder, so that there is a compact design.
  • This floor can be designed as a bottom cover - claim 4 -, in which also suitable channels or lines and the control lines for the controlled check valve are arranged so that there are no external lines that could be damaged.
  • the controlled check valve and the shuttle valve with the associated channels and lines can be arranged in a removable and to be connected to the cylinder by pressure medium pressure lid - Claim 5.
  • a channel can be arranged in a housing wall. This channel leads to the cylinder annulus and simultaneously connects via other lines or channels the cylinder annulus with the controlled check valve and this also the feed cylinder space, depending on the position of the valves.
  • the working cylinder according to the invention can be used with advantage in so-called pin cylinder devices, as already described above.
  • considerable forces can be expended, in particular when retracting the piston rod and thus the centering mandrel, depending on how suitable the sheet-shaped components are arranged with their openings or holes through which engages the centering mandrel with the piston rod to position and center these components.
  • Claim 8 describes an advantageous embodiment of the use.
  • Fig. 1 is an energy-saving piston-cylinder unit (working cylinder) in
  • Fig. 2 shows the device of FIG. 1 in a retracted state.
  • the reference numeral 1 denotes a housing in which a cylinder 2 is arranged, in which a by fluid pressure, for. B. by compressed air, in the direction X or Y, that is longitudinally displaceable and sealed by a sealing member 3 guided piston 4, is arranged.
  • the piston 4 is functionally or materially integrally connected to a piston rod 5, which may be connected to the piston 4 by screw or the like. If necessary, the piston rod 5 can also be designed in several parts (not shown), for example consisting of nested or screwed individual parts.
  • the piston rod 5 carries at its outer end portion a centering pin 6, which is connected to the piston rod 5 by screw or the like functionally or materially in one piece, connected.
  • the centering pin 6 can be arranged interchangeable.
  • Reference numeral 7 denotes a sealing element which seals the piston rod 5 against the housing 1 in a fluid-tight manner.
  • the piston 4 divides the cylinder 2 into a feed cylinder space 8 and a return stroke or cylinder annulus 9.
  • a channel or a conduit 10 and 11 are each connected, which serve the Fluidzu- or - discharge.
  • a hydraulic or pneumatic medium in the bodywork of the automotive industry preferably compressed air, come into consideration, since compressed air in the automotive industry is available everywhere.
  • 12 is a controlled check valve and 13 denotes a shuttle valve.
  • the shuttle valve 13 has two different shut-off positions, which it can optionally assume.
  • the check valve 12 is connected to the conduit 14. At the same time, the valve 12 is fluid-conductively connected via a control line 16 to the channel or line 15 and via a channel or line 17 to the shuttle valve 13. The line 14 is also connected via a channel or a line 18 to the shuttle valve 13.
  • the two valves 12 and 13 with the various lines, such. B. 11, 16, 17 and 18 are arranged in a bottom part 19 of the housing 1.
  • This bottom part 19 can also be designed as a removable and pressure-tight seal with the housing 1, in particular with the cylinder 2, connected bottom cover (not shown).
  • suitable sealing elements can be provided in order to seal the relevant parts, fluid-tight, in particular compressed air-tight.
  • the apparent from the drawing device is compact, since the various channels and lines are arranged with the valves 12 and 13 in the outer contour lines of the housing 1 and thus do not increase the dimensions thereof.
  • piston rod 5 is to be moved in the direction Y, ie extended. Fluid is then supplied under pressure, for example compressed air, via the line, wherein the fluid pressure propagates via the controlled check valve 12 and the channel 11 into the feed cylinder space 8 and acts on the piston 4.
  • pressure for example compressed air
  • fluid for example compressed air
  • the fluid pressure controls the shuttle valve 13 in accordance with and via the control line 16, the controlled check valve 12 in the open position, so that the located in the feed cylinder chamber 8 amount of fluid can escape via line 11.
  • check valve 12 and the shuttle valve 13 are controlled by the fluid pressure in the illustrated embodiment, it is also possible to form these valves as remotely controlled valves.
  • the features described in the summary, in the patent claims and in the description and apparent from the drawing features, both individually and in any combination for the realization of the invention may be essential.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder), insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie. Ein derartiger Arbeitszylinder lässt sich mit Vorteil bei sogenannten Stiftziehzylindern anwenden, die zum Positionieren und Ausrichten von blechförmigen Bauteilen im Karosseriebau der Kfz-Industrie dienen.

Description

Energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder), insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie
Beschreibung
Gattung
Die Erfindung betrifft eine energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder), insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie.
Stand der Technik
Vorrichtungen der vorbekannten Art werden in der Fachsprache auch mit „Stiftziehzylinder" bezeichnet. An dem freien aus dem Gehäuse heraustretenden Ende können auswechselbare Werkzeugteile angeordnet sein, zum Beispiel konisch verjüngende Dorne oder dergleichen. Die Zug- und Schubkräfte, die auf den betreffenden Zylinderdorn ausgeübt werden, sind durch die Kraft begrenzt, die durch die jeweils druckwirksame Fläche am Kolben und durch den Fluiddruck aufgebracht werden kann. Der Fluiddruck, insbesondere Pneumatikdruck, ist begrenzt und kann in der Regel an den einzelnen Arbeitsstationen im Karosseriebau der Kfz-Industrie nicht mehr verändert werden. Auch die Bauabmessungen der Kolben-Zylindereinheiten, die die Schubstange beim Stand der Technik direkt antreiben, sind konstruktionsbedingt ebenfalls begrenzt. Bei Druckabfall besteht im übrigen die Möglichkeit, dass sich die Schubstangen ungewollt zurückbewegen, so dass die zu zentrierenden und/oder zu positionierenden Teile sich gegeneinander verschieben oder herunterfallen können, bevor sie dauerhaft, zum Beispiel durch Punktschweißen, Clinchen oder Kleben, verbunden werden.
Eine Vorrichtung dieser Gattung ist aus dem auf die Anmelderin zurückgehenden DE 20 2007 017 274.5 vorbekannt. Diese Vorrichtung besitzt einen Zentrierdorn, der über eine Kniehebelgelenkanordnung mit der Kolbenstange getrieblich verbunden ist.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine energiesparende Kolben-Zylinder- Einheit (Arbeitszylinder), insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz- Industrie, zu schaffen. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine erfindungsgemäße Verwendung (Anwendung) eines derartigen Arbeitszylinders bereitzustellen.
Lösung betreffend den Arbeitszylinder
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Einige Vorteile
Bei der Erfindung wird der Kolben beim Ausfahren der Kolbenstange von dem gleichen Fluiddruck beaufschlagt, wobei allerdings die in dem Zylinderringraum befindliche Fluidmenge in das System, zum Beispiel in den gegenüberliegenden Zylinderraum zurückgedrängt wird, so dass lediglich das jeweilige Volumen der Kolbenstange durch eine entsprechende Fluidmenge ersetzt zu werden braucht. Die Folge ist Einsparung von Energie für die Fluiderzeugung, insbesondere für die Erzeugung von Druckluft, die zum Beispiel in Fertigungsstraßen des Karosseriebaus der Kfz-Industrie überall zur Verfügung steht. Dadurch gelangt auch beim Ausströmen eine wesentlich geringere Fluidmenge in die Umwelt. Vorteilhafterweise kann der Kolben und damit die Kolbenstange in der jeweiligen Position durch ein Ventil verriegelt werden, so dass auch bei Energieausfall der Kolben und damit die Kolbenstange sich nicht ungewollt bewegen können, zum Beispiel beim Aufsetzen einer Last wie zum Beispiel einer Karosserie. Deshalb lassen sich derartige Arbeitszylinder mit Vorteil bei sogenannten Stiftziehzylindern wie sie im Karosseriebau der Kfz-Industrie zum Positionieren und Ausrichten von blechförmigen Bauteilen zur Anwendung gelangen, einsetzen.
Weitere erfinderische Ausgestaltungen
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 beschrieben.
Patentanspruch 2 beschreibt einen energiesparenden Arbeitszylinder, bei welchem einem gesteuerten Rückschlagventil ein sogenanntes Wechselventil zugeordnet ist, das zwei Absperrpositionen aufweist, die wechselweise beim Ein- und Ausfahren des Kolbens und der Kolbenstange wirksam werden.
Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 3 sind das gesteuerte Rückschlagventil und das Wechselventil im Boden des Arbeitszylinders angeordnet, so dass sich eine kompakte Bauform ergibt.
Dieser Boden kann als Bodendeckel - Patentanspruch 4 - ausgebildet sein, in dem auch geeignete Kanäle bzw. Leitungen und die Steuerleitungen für das gesteuerte Rückschlagventil angeordnet sind, so dass sich keine außenliegenden Leitungen ergeben, die beschädigt werden könnten.
Das gesteuerte Rückschlagventil und das Wechselventil mit den zugeordneten Kanälen und Leitungen können in einem abnehmbaren und mit dem Zylinder durch Druckmitteldruck zu verbindenden Deckel angeordnet sein - Patentanspruch 5.
Vorteilhafterweise kann gemäß Patentanspruch 6 ein Kanal in einer Gehäusewand angeordnet sein. Dieser Kanal führt zu dem Zylinderringraum und verbindet gleichzeitig über andere Leitungen bzw. Kanäle den Zylinderringraum mit dem gesteuerten Rückschlagventil und über dieses auch den Vorschubzylinderraum, je nach Stellung der Ventile.
Lösung der Aufgabe betreffend die Verwendung
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 7 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder lässt sich mit Vorteil bei sogenannten Stiftzylindervorrichtungen anwenden, wie sie bereits oben beschrieben wurden. Hierbei können insbesondere beim Einfahren der Kolbenstange und damit des Zen- trierdornes erhebliche Kräfte aufzuwenden sein, je nach dem wie passend die blechförmigen Bauteile mit ihren Öffnungen oder Bohrungen angeordnet sind, durch die der Zentrierdorn mit der Kolbenstange hindurch greift, um diese Bauteile zu positionieren und zu zentrieren.
Patentanspruch 8 beschreibt eine vorteilhafte Ausführungsform der Verwendung.
In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 eine energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder) in
Anwendung auf eine sogenannte Stiftziehzylindervorrichtung, wie sie insbesondere im Karosseriebau der Kfz-Industrie zur Anwendung kommt, in ausgefahrener Stellung der Kolbenstange, und
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem eingefahrenen Zustand.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, in dem ein Zylinder 2 angeordnet ist, in dem ein durch Fluiddruck, z. B. durch Druckluft, in Richtung X oder Y, also längsverschieblich und durch ein Dichtungselement 3 abgedichtet geführter Kolben 4, angeordnet ist. Der Kolben 4 ist funktionell oder materialmäßig einstückig mit einer Kolbenstange 5 verbunden, die mit dem Kolben 4 durch Schraubverbindung oder dergleichen verbunden sein kann. Die Kolbenstange 5 kann im Bedarfsfalle auch mehrteilig ausgebildet sein (nicht dargestellt), zum Beispiel aus ineinander gesteckten oder geschraubten Einzelteilen bestehen.
Die Kolbenstange 5 trägt an ihrem äußeren Endabschnitt einen Zentrierdorn 6, der mit der Kolbenstange 5 durch Schraubverbindung oder dergleichen funktionell oder aber auch materialmäßig einstückig, verbunden ist. Der Zentrierdorn 6 kann auswechselbar angeordnet sein.
Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Dichtungselement bezeichnet, das die Kolbenstange 5 gegenüber dem Gehäuse 1 fluiddicht abdichtet.
Der Kolben 4 unterteilt den Zylinder 2 in einen Vorschubzylinderraum 8 und einen Rückhub- oder Zylinderringraum 9.
Sowohl an dem Vorschubzylinderraum 8 als auch an dem Zylinderringraum 9 ist je ein Kanal oder eine Leitung 10 bzw. 11 angeschlossen, die der Fluidzu- oder - abführung dienen. Als Fluid kann ein hydraulisches oder pneumatisches Medium, im Karosseriebau der Kfz-Industrie bevorzugt Druckluft, in Betracht kommen, da Druckluft in der Automobilindustrie überall zur Verfügung steht. Mit 12 ist ein gesteuertes Rückschlagventil und mit 13 ein Wechselventil bezeichnet. Das Wechselventil 13 besitzt zwei verschiedene Absperrpositionen, die es wahlweise annehmen kann.
Mit den Bezugszeichen 14 und 15 sind Kanäle oder Leitungen bezeichnet, die der Zu- oder Abführung des Fluids dienen.
Das Rückschlagventil 12 ist mit der Leitung 14 verbunden. Gleichzeitig ist das Ventil 12 über eine Steuerleitung 16 mit dem Kanal oder der Leitung 15 und über einen Kanal oder eine Leitung 17 mit dem Wechselventil 13 fluidleitend verbunden. Die Leitung 14 ist über einen Kanal oder eine Leitung 18 ebenfalls mit dem Wechselventil 13 verbunden.
Wie man erkennt, sind die beiden Ventile 12 und 13 mit den verschiedenen Leitungen, wie z. B. 11 , 16, 17 und 18 in einem Bodenteil 19 des Gehäuses 1 angeordnet. Dieses Bodenteil 19 kann auch als entfernbarer und druckmitteldicht mit dem Gehäuse 1 , insbesondere mit dem Zylinder 2, verbundener Bodendeckel ausgebildet sein (nicht dargestellt). Des weiteren ist es möglich, die Ventile 12 und 13 mit den zugeordneten Leitungen in einem auswechselbaren, patronenförmigen Körper des Bodenteils 19 anzuordnen, das druckmitteldicht mit dem Bodenteil 19 und insbesondere mit dem Zylinder 2 fluiddicht verbunden ist. Hierzu können geeignete Dichtelemente vorgesehen werden, um die betreffenden Teile, fluiddicht, insbesondere druckluftdicht, abzudichten. Wie man erkennt, ist die aus der Zeichnung ersichtliche Vorrichtung kompakt aufgebaut, da die verschiedenen Kanäle und Leitungen mit den Ventilen 12 und 13 in den äußeren Umrisslinien des Gehäuses 1 angeordnet sind und dessen Bauabmessungen somit nicht vergrößern.
Die Wirkungsweise der aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsform ist folgende:
Angenommen, die Kolbenstange 5 soll in Richtung Y bewegt, also ausgefahren, werden. Dann wird über die Leitung Fluid unter Druck, zum Beispiel Druckluft zugeführt, wobei sich der Fluiddruck über das gesteuerte Rückschlagventil 12 und den Kanal 11 in den Vorschubzylinderraum 8 fortpflanzt und den Kolben 4 beaufschlagt.
Gleichzeitig pflanzt sich der Fluiddruck über die Leitung 14, die Leitung 18, die Leitung 20 und die Leitung 10 in den Zylinderringraum 9 fort, so dass der Kolben 4 mit dem Differenzdruck in Richtung Y bewegt wird, wodurch sich die Kolbenstange 5 ebenfalls in Richtung Y aus dem Gehäuse 1 herausbewegt. Beide Zylinderräume 8 und 9 werden somit beim Ausfahrhub der Kolbenstange 5 mit dem gleichen Fluiddruck beaufschlagt. Das gesteuerte Rückschlagventil 12 blockiert ein ungewolltes Bewegen der Kolbenstange 5 in Richtung X, also in Rückhubrichtung.
Bei der Hubbewegung in Richtung Y, also beim Ausfahren der Kolbenstange 5 wird die im Zylinderringraum 9 befindliche Fluidmenge über die Leitung 10 in das System, zum Beispiel in den Vorschubzylinderraum 8, verdrängt, so dass diese Fluidmenge beim Ausfahren der Kolbenstange 5 nicht verloren geht. Es braucht beim Ausfahren der Kolbenstange 5 jeweils nur das durch das Kolbenstangenvolumen 5 bestimmte Volumen an Fluid ergänzt zu werden, wodurch eine entsprechende Energieeinsparung erfolgt.
Beim Einfahren der Kolbenstange 5, also beim Bewegen des Kolbens 4 in Richtung X, wird über die Leitung 15 Fluid, zum Beispiel Druckluft, unter Druck zugeführt. Der Fluiddruck steuert das Wechselventil 13 entsprechend um und über die Steuerleitung 16 das gesteuerte Rückschlagventil 12 in die Offenstellung, so dass die in dem Vorschubzylinderraum 8 befindliche Fluidmenge über die Leitung 11 entweichen kann.
Während das Rückschlagventil 12 und das Wechselventil 13 bei der dargestellten Ausführungsform durch den Fluiddruck gesteuert werden, ist es auch möglich, diese Ventile als ferngesteuerte Ventile auszubilden. Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichen
Gehäuse
Zylinder
Dichtungselement
Kolben
Kolbenstange
Zentrierdorn
Dichtungselement
Vorschubzylinderraum
Rückhub- oder Zylinderringraum
Kanal, Leitung Rückschlagventil
Wechselventil
Leitung Steuerleitung, Kanal Leitung Bodenteil, Bodendeckel Leitung, Kanal Bewegungsrichtung
Literaturverzeichnis
Prospekt der Tünkers Maschinenbau GmbH, Ratingen, „Spanntechnik für professionelle Serienfertigung"
Prospekt der Tünkers Maschinenbau GmbH, Ratingen,„Produktionsprogramm"
Prospekt der Tünkers Maschinenbau GmbH, Ratingen,„Spannsysteme, Handling, Umformtechnik"
DE 333 903 C
DE 19 41 785 A1
DE 195 12 429 A1
DE 196 16 441 C1
DE 198 24 579 C1
DE 199 30 990 C1
DE 102 60 138 A1
DE 10 2004 027 849 A1
DE 10 2004 034 280 A1
DE 10 2004 063 463 B3
DE 10 2006 041 707
DE 20 2007 017 274.5
DE 297 00 887 U1

Claims

Patentansprüche
1. Energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder), insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem in einem Zylinder (2) durch Fluiddruck längsverschieblich und dichtend geführten Kolben (4), dem auf einer Seite (Kolbenringseite 9) eine aus dem Zylinder (2) dichtend herausgeführte Kolbenstange (5) zugeordnet ist, die Vorrichtungsteile zum Arretieren oder zum Zentrieren oder zum Drücken oder zum Verschieben oder zum Positionieren oder sonstige Werkzeuge antreibt, wobei dem Arbeitszylinder (2) Kanäle (14, 15, 10, 11) zugeordnet sind, die beim Ausfahren (Y) der Kolbenstange (5) die beiderseits des Kolbens (4) befindlichen Zylinderräume (8, 9) an die Fluidzufuhr unter Zwischenschaltung mindestens eines Ventils (12) anschließen, derart, dass der Kolben (4) während des Ausfahrhubes (Y) sowohl auf der Kolbenringseite (9) als auch auf der gegenüberliegenden Kolbenseite (8) mit dem gleichen Fluiddruck beaufschlagt ist, wobei die auf der Zylinderringraumseite (9) befindliche Fluid- menge während des Ausfahrens der Kolbenstange (5) in das Fluid-System (10), zum Beispiel in den gegenüberliegenden Vorschubzylinderraum (8) unter Zwischenschaltung mindestens eines gesteuerten Rückschlagventils (12), strömt, wobei der Kolben (4) mit der Kolbenstange (5) und dem gegebenenfalls zugeordneten Werkstück oder dergleichen in der jeweils ausgefahrenen Stellung durch ein zugeordnetes Ventil gegen Verschiebung verriegelt ist.
Energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem gesteuerten Rückschlagventil (12) ein Wechselventil (13) zugeordnet ist, das einerseits über eine Leitung oder einen Kanal (15) an die Fluidzufuhr zum Ausfahren (Y) der Kolbenstange (5) und andererseits über eine Leitung oder einen Kanal an den Fluidzufuhrkanal für das Einfahren der Kolbenstange (5) und über eine Steuerleitung an das gesteuerte Rückschlagventil (12) angeschlossen ist.
Energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gesteuerte Rückschlagventil (12) und das Wechselventil (13) im Boden (19) des Arbeitszylinders (2) angeordnet sind.
Energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gesteuerte Rückschlagventil (12) und das Wechselventil (13) in einem als Bodendeckel ausgebildeten Zylinderteil (19) mit Kanälen (11 , 17, 18) und der Steuerleitung (16) angeordnet sind.
5. Energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gesteuerte Rückschlagventil (12) und das Wechselventil (13) in dem als abnehmbarer Bodendeckel ausgebildeten Zylinderteil (19) angeordnet sind, das mit dem Zylinder (2) druckmitteldicht verbunden ist.
6. Energiesparende Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylinder) nach Anspruch 2 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an das Wechselventil (13) einerseits und an den kolbenringseitigen Zylinderraum (9) andererseits angeschlossener Kanal (10) in der Gehäusewand angeordnet ist.
7. Verwendung einer Kolben-Zylinder-Einheit (Arbeitszylindereinheit) nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche für den Antrieb einer Vorrichtung zum Positionieren bzw. Zentrieren von Bauteilen, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kolbenstange (5) ein Zentrierdorn (6) verbunden ist.
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