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DE2848591A1 - Zylinderanordnung mit pneumohydraulischer druckuebersetzung und eilgang - Google Patents

Zylinderanordnung mit pneumohydraulischer druckuebersetzung und eilgang

Info

Publication number
DE2848591A1
DE2848591A1 DE19782848591 DE2848591A DE2848591A1 DE 2848591 A1 DE2848591 A1 DE 2848591A1 DE 19782848591 DE19782848591 DE 19782848591 DE 2848591 A DE2848591 A DE 2848591A DE 2848591 A1 DE2848591 A1 DE 2848591A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
plunger
compressed air
cylinder housing
standpipe
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.)
Withdrawn
Application number
DE19782848591
Other languages
English (en)
Inventor
Eugen Rapp
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19782848591 priority Critical patent/DE2848591A1/de
Publication of DE2848591A1 publication Critical patent/DE2848591A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
    • F15B11/032Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of fluid-pressure converters
    • F15B11/0325Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force by means of fluid-pressure converters the fluid-pressure converter increasing the working force after an approach stroke
    • 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
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/216Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being pneumatic-to-hydraulic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7053Double-acting output members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/775Combined control, e.g. control of speed and force for providing a high speed approach stroke with low force followed by a low speed working stroke with high force, e.g. for a hydraulic press

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Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft eine Zylinderanordnung mit pneumohydraulischer Druckübersetzung und Eilgang, insbesondere zum Antrieb von Stanzwerkzeugen oder dgl. mit den folgenden Merkmalen: Es ist ein Zylindergehäuse mit einer Querwand vorgesehen. In dem Zylindergehäuse ist ein außen gestufter Arbeitskolben angeordnet, der mit seinem Abschnitt kleineren Außendurchmessers aus dem Zylindergehäuse herausragt und zum Rücklauf an seiner Ringfläche mit Druckluft beaufschlagt ist. Ein Standrohr ragt in eine Zentralbohrung des Arbeitskolbens hinein. Im Eilgang wirkt Druckluft unmittelbar auf den Arbeitskolben. Schließlich ist ein druckluftbetätigter, im Arbeitsgang mittels Öls auf den Arbeitskolben wirkender Plunger vorgesehen.
  • Eine Zylinderanordnung dieser Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 20 01 387 bekannt. Hierbei ist das Standrohr an der Mittelwand befestigt. Ein stiftförmiger Plunger bewegt sich wie ein Kolben in dem Standrohr und ein vor dem Plunger hergestoßenes Ölvolumen beaufschlagt den Arbeitskolben von innen. Zum Eilantrieb ist der Ar- beitskolben an der außerhalb des Standrohrs verbleibenden ringförmigen Stirnfläche mit Luft beaufschlagt.
  • Bei dieser bekannten Zylinderanordnung läßt sich nur eine sehr begrenzte Druckübersetzung erreichen, da die erforderliche Biegesteifigkeit des Plungers dessen Durchmesser nach unten begrenzt und andererseits die erforderliche pneumatische Rückstellkraft bzw. die hierzu notwendige Kolbenringfläche eine beliebige Vergrößerung der inneren Stirnfläche der Zentralbohrung verhindert.
  • Andere bekannte Zylinderanordnungen mit pneumohydraulischer Druckübersetzung und Eilgang, beispielsweise nach dem deutschen Gebrauchsmuster 77 32 485 oder der US-Patentschrift 34 26 530,'haben den Nachteil, daß sie bei Auslegung für größere Hübe des Arbeitskolbens sehr lang bauen. Ausgehend von einer bestimmten Bauform und bei gleichbleibender Arbeitshublänge erfordert nämlich eine bestimmte Erhöhung des Gesamthubes eine wenigstens doppelt so große Erhöhung der Baulänge.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderanordnung mit großer Druckübersetzung und großer Hublänge aber möglichst geringer Baulänge vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Zylinderanordnung der einleitend näher bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Standrohr an einer Stirnwand des Zylindergehäuses befestigt ist, die Querwand durchsetzt und zum Eilantrieb den Arbeitskolben von innen mit Druckluft beaufschlagt und daß der Plunger als das Standrohr umgebende Plungerhülse ausgebildet ist.
  • Damit steht für den Eilgang, der die kleinste pneumatische Antriebskraft benötigt, der verhältnismäßig kleine Querschnitt der Zentralbohrung des Arbeitskolbens zur Verfügung, während das Öl auf die größere stirnseitige Ringfläche wirkt. Bei einer Vergrößerung der Hublänge steigt die Baulänge nur um den gleichen Betrag.
  • Um die Baulänge der Zylinderanordnung noch weiter zu verringern, wird vorgeschlagen, daß eine das Zylindergehäuse umgebende Ringkammer mit einem unter Federkraft stehenden Ringkolben als Ölspeicher vorgesehen ist. Diese Lösung bietet sich insbesondere dann an, wenn das Zylindergehäuse einen Abschnitt kleineren und einen Abschnitt größeren Außendurchmessers aufweist. Man erreicht dann durch Anordnung der Ringkammer an dem Zylinderabschnitt geringeren Außendurchmessers eine ausgewogene Gesamtform, die nicht mehr Bauraum erfordert.
  • Es ist zweckmäßig, zur Rückstellung der Plungerhülse eine Druckfeder vorzusehen, da hierdurch derDruckluftverbrauch wesentlich gesenkt wird. Eine Vereinfachung der Zylinderanordnung kann in Weiterbildung dieses Vorschlags dadurch erreicht werden, daß ein die Plungerhülse umgebender Ringkolben in dem Zylindergehäuse angeordnet und eine Druckfeder zwischen diesem und einem mit der Plungerhülse verbundenen, druckluftbeaufschlagten Plungerkolben eingespannt ist.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Druckübersetzers im Axialschnitt und Fig. 2 eine andere Ausführungsform.
  • Das in Fig. 1 gezeigte Zylindergehäuse ist durch eine Querwand 1 in zwei Abschnitte 2 und 3 geteilt. Im Abschnitt 3 ist ein gestufter Arbeitskolben 4 angeordnet, der mit seinem Abschnitt kleineren Außendurchmessers stirnseitig aus dem Zylindergehäuse herausragt. Ein an der entgegengesetzten Stirnseite befestigtes Standrohr 5 ragt in eine Zentralbohrung des Arbeitskolbens 4 hinein. Über einen Anschluß A des Standrohres 5 wird der Arbeitskolben 4 innenseitig mit Druckluft beaufschlagt und bewegt sich demzufolge nach außen. Über einen Anschluß B kann der Arbeitskolben 4 an seiner Ringfläche 6 mit Druckluft beaufschlagt und dadurch zurückbewegt werden.
  • Das Standrohr 5 ist umgeben von einer Plungerhülse 7, an deren oberem Ende ein Plungerkolben 8 angebracht ist. Dieser bewegt sich in dem Abschnitt 2 des Zylindergehäuses.
  • Die öffnung der Querwand 1 ist so groß, daß sie von der Plungerhülse 7 passend durchfahren werden kann. Über ei- nen Anschluß C kann der Plungerkolben 8 zum Arbeitsgang mit Druckluft beaufschlagt werden. Eine Feder 9, die sich an der Querwand 1 abstützt, bewegt den Plungerkolben 8 bei Entlüftung des Anschlusses C zurück.
  • Im Abschnitt 3 ist in die Wand des Zylindergehäuses eine Ringkammer 10 eingebaut. In dieser bewegt sich ein Ringkolben 11, der mittels einer Feder 12 nach oben gedrückt wird. Von der Ringkammer 10 verlaufen mehrere Kanäle 13 in der Querwand 1 radial nach innen. Sie münden in den Ringspalt 14 zwischen der Querwand 1 und dem Standrohr 5.
  • Die Kammer zwischen der oberen Stirnseite des Arbeitskolbens 4 und der Querwand 1 ist als Druckkammer 15 bezeichnet. Der Arbeitskolben hat ferner eine stirnseitige Aussparung 16, welche die Plungerhülse 7 in deren tiefster Stellung aufnimmt. Diese Aussparung 16, die Druckkammer 15, der Ringspalt 14, die Kanäle 13 und die Ringkammer 10 sind mit Hydrauliköl gefüllt.
  • Ausgehend von der gezeigten Ruhestellung ist die Wirkungsweise der Anordnung wie folgt: Wenn der Anschluß A belüftet und die beiden übrigen Anschüsse entlüftet sind, macht der Arbeitskolben 4 im Eilgang seinen Anstellweg. Dabei saugt der Arbeitskolben aus der Ringkammer 10 über die Kanäle 13 Öl in die sich vergrößernde Druckkammer 15. Die Feder 12 schiebt den Ringkolben 11 nach. Die Ringkammer, in der sich diese Feder befindet, ist über eine Öffnung 17 von außen belüftet. Die Länge der Plungerhülse 7 ist so bemessen, daß sie in ihrer Ruhestellung den Durchgang der Kanäle 13 zum Ringspalt 14 freiläßt, diesen Ringspalt aber gegen den Innenraum des Abschnitts 2 abdichtet.
  • Am Ende des Anstellhubes erfolgt eine Umschaltung in der Weise, daß nunmehr auch der Anschluß C unter Druck gesetzt wird, wonach sich der Plungerkolben 8 und die Plungerhülse 7 entgegen der Kraft der Feder 9 nach unten bewegen. Die in dem Zylindergehäuse enthaltene Luft kann durch eine Belüftungsöffnung 18 entweichen. Sobald die Plungerhülse 7 die Mündungen der Kanäle 13 überfahren hat, trennt sie die Druckkammer 15 von der Ringkammer 10 dicht ab. Im weiteren Verlauf taucht die Plungerhülse 7 in die Druckkammer ein, so daß der auf die Stirnseite des Arbeitskolbens 4 wirkende hydraulische Druck diesen mit großer Kraft im Arbeitshub nach außen treibt.
  • Werden schließlich die Anschlüsse A und C entlüftet und wird der Anschluß B unter Druck gesetzt, so beginnt sich der Arbeitskolben 4 wieder zurückzubewegen. Vor ihm gelangt aber auch der Plunger in seine Ausgangsstellung zurück, und zwar unter der Wirkung der Feder 9, die durch den auf die Stirnfläche der Plungerhülse 7 wirkenden hydraulischen Druck unterstützt wird. Sobald die Plun- gerhülse die Kanäle 13 wieder freigibt, wird das Öl aus der Druckkammer 15 in die Ringkammer 10 zurückgestoßen, wobei sich die Federn 12 wieder spannen. Der beschriebene Vorgnag kann nunmehr von neuem beginnen.
  • Es versteht sich, daß in der Praxis das Zylindergehäuse aus Scheiben und rohrförmigen Einzelteilen zusammengespannt ist. Die erforderlichen Dichtungen sind nicht eigens eingezeichnet. Es ist insbesondere darauf zu achten, daß Kammern, die unter Luftdruck stehen, gegenüber Kammern, die unter öldruck stehen, durch Doppeldichtungen abgedichtet sind, deren Zwischenraum drucklos ist, damit gegebenenfalls Lecköl entweichen kann. Die Querwand 1 ist gegenüber der Plungerhülse 7 und diese wiederum gegenüber dem Standroht 5 durch besonders leistungsfähige Hochdruckdichtungen abzudichten.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Federdruckspeicher in den Abschnitt 2 des Zylindergehäuses hineingelegt. Anstelle des Ringkolbens 11 ist hier ein Ringkolben 19 vorgesehen, der zwischen der etwas kürzeren Plungerhülse 7' und der Innenwand des Zylindergehäuses läuft. Zwischen dem hier mit 8' bezeichneten Plungerkolben und dem Ringkolben 19 ist eine Feder 20 eingespannt. Die Kanäle 13 fehlen. Stattdessen steht im Ruhezustand infolge der Verkürzung der Plungerhülse 7 der Ringspalt 14 mit einer zwi- schen der Querwand 1 und dem Ringkolben 19 gebildeten Vorratskammer 21 in Verbindung. Sie enthält die Ölmenge, die der Arbeitskolben 4 während des Eilganges nachsaugen muß. Sobald die Plungerhülse 7' einen kleinen Weg zurückgelegt hat, dichtet sie den Ringspalt 14 ab. Der Raum zwischen dem Plungerkolben 8' und dem Ringkolben 19 kann durch eine öffnung 22 atmen.

Claims (4)

  1. Bezeichnung: Zylinderanordnung mit pneumohydraulischer Druckübersetzung und Eilgang Ansprüche Zylinderanordnung mit pneumohydraulischer Druckübersetzung und Eilgang, insbesondere zum Antrieb von Stanzwerkzeugen oder dgl., mit folgenden Merkmalen: - es ist ein Zylindergehäuse mit einer Querwand vorgesehen, - in dem Zylindergehäuse ist ein außen gestufter Arbeitskolben angeordnet, der mit seinem Abschnitt kleineren Außendurchmessers aus dem Zylindergehäuse herausragt und zum Rücklauf an seiner Ringfläche mit Druckluft beaufschlagt ist, - ein Standrohr ragt in eine Zentralbohrung des Arbeitskolbens hinein, - im Eilgang wirkt Druckluft unmittelbar auf den Arbeitskolben, - es ist ein druckluftbetätigter, im Arbeitsgang mittels Öls auf den Arbeitskolben wirkender Plunger vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, - daß das Standrohr (5) an einer Stirnwand des Zylindergehäuses befestigt ist, die Querwand (1) durchsetzt und zum Eilantrieb den Arbeitskolben (4) von innen mit Druckluft beaufschlagt, - daß der Plunger als das Standrohr umgebende Plungerhülse (7; 7') ausgebildet ist.
  2. 2. Zylinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Zylindergehäuse umgebende Ringkammer (10) mit einem unter Federkraft (12) stehenden Ringkolben (11) als Ölspeicher vorgesehen ist.
  3. 3. Zylinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (9) zur Rückstellung der Plungerhülse (7) vorgesehen ist.
  4. 4. Zylinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Plungerhülse (7') umgebender Ringkolben (19) in dem Zylindergehäuse angeordnet und eine Druckfeder (20) zwischen diesem und einem mit der Plungerhülse verbundenen Plungerkolben (8') eingespannt ist.
DE19782848591 1978-11-09 1978-11-09 Zylinderanordnung mit pneumohydraulischer druckuebersetzung und eilgang Withdrawn DE2848591A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0577955A1 (de) * 1992-07-02 1994-01-12 TOX-PRESSOTECHNIK GmbH Hydropneumatischer Druckübersetzer
DE102007030400A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-08 Tox Pressotechnik Gmbh & Co. Kg Hydraulischer Druckübersetzer
DE102016201410A1 (de) * 2016-01-29 2017-08-03 Thyssenkrupp Ag Bremsvorrichtung mit Druckübersetzer für eine Aufzugsanlage

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DE102007030400A1 (de) * 2007-06-29 2009-01-08 Tox Pressotechnik Gmbh & Co. Kg Hydraulischer Druckübersetzer
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