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Hydraulisch betätigtes Werkzeug
Die Erfindung betrifft hydraulisch betätigte Werkzeuge, z. B. Schraubstöcke, Spanneinrichtungen, Pressen od. dgl.
Ein Ziel der Erfindung ist ein einfaches, hydraulisch betätigtes Werkzeug, das auch von Hand betätigt werden kann, leicht transportierbar ist und in einer in sich abgeschlossenen Form gebaut werden kann.
Die USA-Patentschrift Nr. 898, 413 beschreibt einen hydraulischen Schraubstock, bei dem die das bewegliche Werkzeug bedienende Zylinder-Kolbeneinheit an eine im Arbeitsraum getrennt aufgestellte Druckquelle angeschlossen ist ; in der hydraulischenLeitung befindet sich ein pedalbetätigtes Ventil, mit dem die Werkzeugbewegung gesteuert werden kann.
Die Nachteile dieses Vorschlages liegen auf der Hand : Abhängigkeit von einer eigenen Druckquelle, Ortsgebundenheit des Verwendungsbereiches, Behinderung des Arbeitsplatzes durch die hydraulischen Leitungen u. dgl. m.
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ebenfalls keine geschlossene Bauweise im Sinne der Erfindung vor.
Im Gegensatz hiezu ist bei derErfindung die willkürlich betätigbareDruckquelle mit dem Werkzeug vereint und somit eine von der Umgebung völlig unabhängige, von genanntenNachteilen freie Konstruktion geschaffen.
Nach der Erfindung ist ein hydraulisch betätigtes Werkzeug mit einem beweglichen Werkzeugteil, der über eine Stange mit einer mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren, doppeltwirkenden Zylinder-Kolbeneinheit verbunden ist und mit einer die Beaufschlagung steuernden Ventilanordnung, gekennzeichnet durch zwei weitere, mit der Zylinder-Kolbeneinheit über ein Röhrensystem verbundene und mit ihr eine bauliche Einheit bildende einseitig wirkende Steuer-Zylinder-Kolbeneinheiten verschiedenenDurchmes- sers, einen mit der Wirkseite der Steuerkolben über je ein einseitig wirkendes Ventil verbundenen, mit den Zylindern ebenfalls baulich vereinten Flüssigkeits -Vorratsbehälter,
je ein in die Ausgangsleitung der Steuerzylinder eingesetztes Rückschlagventil und durch einen aus vier Ventilen bestehenden in das Röhrensystem eingebauten Steuerventilsatz, wobei von diesen Ventilen je zwei gekoppelt und durch eine Handbetätigung gemeinsam, jedoch paarweise gegenläufig bedienbar sind, derart, dass jeweils einer der Steuerzylinderräume mit einer Kolbenseite der Zylinder-Kolbeneinheit und die andere Kolbenseite derselben mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden sind.
Eine beispielsweiseAusführungsform der Erfindung in Form einer Hydraulikeinrichtung soll nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden, in denen Fig. l einen Längsteilschnitt längs der Linie 1-1 von Fig. 3 darstellt ; Fig. 2 stellt einen Längsschnitt längs der Linie II - II von Fig. 3 dar ; Fig. 3
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zeigt eine Rückansicht der Ausführungsform ; Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt des Steuerventilmechanismus längs der Linie IV-IV von Fig. 3 ; Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt des Zylinderdeckels längs derLi- nie V-V von Fig. 3 und Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung des Ölverlaufes in der Hydraulikvorrichtung.
Wie in den Zeichnungen zu sehen, hat die Vorrichtung eine feste Backe --1- und eine bewegliche Backe --2--. Die feste Backe-l-wird gebildet aus einem Stück mit einem kastenähnlichen Ge- häuse --3--, während die bewegliche Backe --2-- zusammen mit einem verlängerten Tragarm --4-ein Stück bildet. Im Gehäuse --3-- gelegen und an dieses angeschraubt ist ein Pumpenkörper --5--, in
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des Pumpenkörpers-5-und entsprechend ausgerichtet mit den Zylindern-6 und 7-ist ein Paar Längsschlitze --12 und 13--ausgebildet, in die die entsprechenden Enden --14 und 15-von einem Paar Hebel-16 und 17-hineinragen und anschlagen, wobei diese aus einer Drehachse --18- gelagert sind, die mit dem Gehäusefest verbunden ist.
An nach aussen sich erstreckende Arme --19 und 20-- der Hebel sind Betätigungsseile --21 und 22-- angebracht, die mit nicht gezeigten Betätigungspedalen verbunden sind. Die oberen Enden der Arme --16 und 17-sind in Uhrzeigerrichtung durch Zugfedern --23 und 24-- vorgespannt, wobei ein Paar ihrer Enden mit den Enden der Hebel--16 und 17-- verbunden ist und das andere Paar ihrer Enden gehäusefest ist. Eine Drehung der Hebel in Uhrzeigerrichtung wird dadurch begrenzt, dass die nach auswärts sich erstreckendenArme --19 und 20-- ge- gen einen festen Anschlagzapfen --25-- stossen.
Die Auslassöffnungen der Zylinder-6 und 7-- sind mit einem Ventilkasten --26-- verbunden, wie schematisch in Fig. 6 dargestellt. Der Ventilkasten-26-hat ein Paar Einwegventile --27 und 28-, die entsprechend die Verbindung zwischen den Zylindern-6 und 7-und einem Ölbehälter-29- regeln, und ein Paar Auslassventile --30 und 31--, die über die Ventile --27 und 28-- mit den Zylindern --6 und 7-- entsprechend verbunden sind..
Wie in Fig. 6 zu sehen, wird bei einem Kompressionshub des Kolbens --8-- Hydraulikflüssigkeit aus demAuslass des Zylinders --6-- durch das Einwegventil -30-- in die auslassröhre --32-- gedrückt. während durch einen Ansaughub des Zylinders --6-- die Hydraulikflüssigkeit aus dem Behalter-29- durch die Saugröhre --33-- und das Ventil--27-- angesaugt wird. In ähnlicher Weise arbeitet der Zylinder --7-- zusammen mit den Ventilen--28 und 31-.
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mit beidenEnden eines Hauptzylinders --37-- verbunden. in dem ein verschiebbarer Hauptkolben --38-miteinerKolbenstange--74--sitzt, wobeiderHauptzylinder--37--andasGehäuse--3--angeschraubt ist.
Wie schematisch in Fig. 6 dargestellt, hat der Steuerventilsatz --34- vier separate Ventile-41, 42, 43 und 44--, die so miteinander verbunden sind, dass der Auslass des Ventils-41-mit dem Einlass des Ventils --44-- und der Auslass des Ventils --42-- mit dem Einla des Ventils --43-- verbunden ist. Wie unten erläutert, ist der Betätigungsmechanismus der Ventile so angeordnet, dass die Ventile --42 und 43-geschlossen sind und umgekehrt. Wenn also die Ventile --42 und 44-- geöffnet und die Ventile--41 und 43-- geschlossen sind, fliesst Drucköl aus der Leitung --32-- durch das offene Ventil-42-in die Leitung --35-- und in das linke Ende des Zylinders --37--, drückt damit den Kolben --38- nach rechts und öffnet die Vorrichtung.
Zur gleichen Zeit wird Öl aus dem rechten Ende des Zylinders durch die Leitung-36-und das geöffnete Ventil-44-in den Behälter.--29-- gedrückt.
Anderseits fliesst, wenn die Ventile --41 und 43-geöffnet und die Ventile --42 und 44-- geschlossen sind, Drucköl durch die Leitung --32-- in die Leitung --35- und so in das rechte Ende des Zylinders, verschiebt den Kolben nach links und schliesst damit die Vorrichtung, während Öl aus dem Zylinder --37-- durch den Kolben --38--, die Leitung --35- und durch das offene Ventil --43-- in den Behälter--29-- zurückgedrückt wird.
Die Konstruktion des Steuerventilsatzes --34-- wird im folgenden an Hand der Fig. 4 beschrieben.
Wie in dieser Figur dargestellt, hat der Ventilsatz --34-- einen Ventilkasten --45--. in dem vier zylindrische Ventilöffnungen ausgebildet sind (nur zwei davon sind in Fig. 4 gezeigt), wobei in jeder Öffnung ein Ventilkörper mit einer konischen Nase sitzt, der unter der Wirkung einer vorgespannten Feder gegen einen Ventilsitz drückt, der durch eine Schulter in der Ventilöffnung gebildet wird. Die in Fig. 4 gezeigten einzelnen Ventile entsprechen den Ventilen --41 und 42--, die schematisch in Fig. 6 dargestellt sind. Die in Fig. 4 dargestellte Ventilanordnung hat an ihrer Seite drei Auslassöffnungen (von
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des Zylinders verbunden.
Der Betätigungsmechanismus der einzelnen Ventile wird nun beschrieben :
Die Kopfstücke der Ventilkörper --42 und 44 und 41 und 43-- sind mit entsprechenden Kupplungs- bügeln--55 und 56-- gekuppelt. Ein Paar Betätigungsschrauben --57 und 58--. die durch eine Stütz- platte --59-- geschraubt sind. drücken entsprechend auf die Bügel --55 und 56-. Die Schraube-57- ist gekuppelt mit einem Zahnrad --59--, das in ein zweites Zahnrad --60-- eingreift, wobei dieses mit der Schraube --58-- verbunden ist. Das Zahnrad --59-- kann durch einen mit ihm verbundenen Drehgriff --62-- gedreht werden.
Eine Rechtsdrehung des Griffes --62-- ergibt eine Rechtsdrehung des Zahnrades --59-- und eine Verschiebung der Schraube --57-- in der Richtung, dass der Ventilkörper gegen die Kraft der vorgespannten Feder auf seinen Sitz gedrückt wird. Zur gleichen Zeit jedoch ist die Rechtsdrehung des Zahnrades-59-begleitet durch eine Linksdrehung des Zahnrades-60-- und eine Verschiebung derSchraube-58-in der Richtung, dass der Ventilsatz vom Druck des Ventilkörpers entlastet wird. Auf diese Art werden deshalb durch Drehung des Griffes-62-in einer Richtung die Ven- tile --42 und 44-geschlossen und die Ventile --41 und 43-- geöffnet, wogegen eine Drehung des Griffes --62-- in entgegengesetztem Drehsinn die Ventile-42 und 44-öffnet und die Ventile --41 und 43-- schliesst.
Im folgenden wird die Art der Verbindung der Kolbenstange --74-- mit der beweglichen Backe --2-beschrieben.
Wie in den Zeichnungen (Fig. 1) zu sehen, gleitet die Kolbenstange -74- durch eine Öffnung, die in dem nach unten verlaufenden Flansch --4a-- des Armes --4-- gebildet wird. Die Kolbenstange --74-- hat eine flanschartige Schulter die mit ihr fest verbunden ist und die gegen den Rand der im Flansch --4a-- gebildeten Öffnung drückt. Um die Kolbenstange --74-- ist, eingeschlossen in ein Gehäuse --62a-- und am Flansch --4a-- anliegend, ein Federsatz --63-- angeordnet, der mit einer Seite gegen den Flansch --4a--. mit der andern Seite gegen eine Mutter --64- drückt. die auf der Kolbenstange--74 sitzt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Hydraulikvorrichtung beschrieben.
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Um die Backen-l und 2-zu öffnen, muss Druckflüssigkeit auf die rechte Stirnfläche des Kolbens --38-- einwirken. Dazu wird der Griff --62-- in dem Sinn gedreht. dass die Ventile --41 und 43geöffnet und die Ventile --42 und 44-- geschlossen werden.
Ist der Ventilsatz --34-- in der Lage, dass das mit dem Seil --21- verbundene Pedal herabgedrückt ist, so wird der Hebel-16-gegen die Vorspannkraft der Feder --23-- in Linksrichtung gedreht, drückt den Kolben --8 -- nach vorn und presst dadurch Druckflüssigkeit durch das Einwegventil --30-- in die Leitung --32--. Infolge der Bewegung der Kolbenstange --74-=- drückt die Schulter --61-- auf den Flansch --4a-- des Tragarnmes der Backe --2-- und diese bewegt sich nach aussen und entfernt sich von der Backe-l-. Weiteres Betätigen des Pedals verursacht eine fortlaufende Bewegung des Kolbens --38-- und das Öffnen des Werkzeuges ; diese Bewegung wird fortgesetzt, bis der Kolben --38-- das linke Ende des Zylinders --37-- erreicht.
Sollen die Backen geschlossen, d. h. zusammengebracht werden. so wird der Griff --62-- in entgegengesetztem Sinn gedreht, öffnet dadurch die Ventile --42 und 44-- und schliesst die Ventile --41 und 43--. Wird nun das mit dem Seil--21-- verbundene Pedal fortgesetzt nach unten gedrückt, so wird die Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung --32-- in die Leitung-35-getrieben, d. h. in das linke Ende des Zylinders, wodurch der Kolben nach rechts gedrückt wird. Die Bewegung des Kolbens unter der Wirkung der Flüssigkeit, die aus dem grösseren der zwei Zylinder --6 und 7-- gedrückt wird, ist für eine Feineinstellung nicht geeignet.
Hat die bewegliche Backe --2-- die erforderliche Lage annähernd erreicht, so wird die weitere, zum Spannen nötige Feineinstellung der Backe -2-- dadurch erzielt, dass das mit dem Seil--22-- verbundene Pedal betätigt wird, worauf Hydraulikflüssigkeit aus dem kleineren Zylinder --7-- durch das Einwegventil --31-- gefördert wird.
Es ist offenbar, dass die Bewegung der beweglichen Backe --2-- in Richtung auf die feste Backe --1-sich daraus ergibt, dass derFedersatz --63-- auf die anliegende Seite des Tragarmes der beweglichen
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Backe --2-- drückt. Hat die bewegliche Backe-2-eine solche Lage erreicht, dass ein Gegenstand zwischen die beiden Backen eingespannt ist, so wird durch weiteres Pumpen durch die Kolben-6 oder 7- der Federsatz --63-- zusammengedrückt. Sollte, während die Backen in Spannposition sind, ein leichter Hydraulikverlust auftreten, so führt dieser Verlust nicht etwa dazu, dass sich die Backen auseinanderbewegen und den eingespannten Gegenstand freigeben, sondern die Backen werden ausser durch die hydraulische Kraft zuzüglich noch durch den Federsatz zusammengepresst.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulisch betätigtes Werkzeug mit einem beweglichen Werkzeugteil, der über eine Stange
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doppeltwirkenden Zylinder-Kolbeneinheit verbundenweitere, mit der Zylinder-Kolbeneinheit (37, 38) über ein Röhrensystem (32, 35, 36) verbundene und mit ihr eine bauliche Einheit bildende einseitig wirkende Steuer-Zylinder-Kolbeneinheiten (6, 8 bzw.
7, 9) verschiedenen Durchmessers, einen mit der Wirkseite der Steuerkolben über je ein einseitig wirkendes
Ventil (27, 28) verbundenen, mit den Zylindern ebenfalls baulich vereinten Flüssigkeits-Vorratsbehäl- ter (29), je ein in die Ausgangsleitung der Steuerzylinder eingesetztes Rückschlagventil (30, 31) und durch einen aus vier Ventilen (41 bis 44) bestehenden in das Röhrensystem eingebauten Steuerventilsatz (34), wobei von diesen Ventilen je zwei (41, 43 bzw. 42, 44) gekoppelt und durch eine Handbetätigung (55 bis 62) gemeinsam, jedoch paarweise gegenläufig bedienbar sind, derart, dass jeweils einer der Steuerzylinderräume (6 oder 7) mit einer Kolbenseite der Zylinder-Kolbeneinheit (37, 38) und die andere Kolbenseite derselben mit dem Flüssigkeitsbehälter (29) verbunden sind.