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DE19534380A1 - Pneumo-hydraulischer Kraftantrieb - Google Patents

Pneumo-hydraulischer Kraftantrieb

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Publication number
DE19534380A1
DE19534380A1 DE1995134380 DE19534380A DE19534380A1 DE 19534380 A1 DE19534380 A1 DE 19534380A1 DE 1995134380 DE1995134380 DE 1995134380 DE 19534380 A DE19534380 A DE 19534380A DE 19534380 A1 DE19534380 A1 DE 19534380A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydraulic
pneumatic
pneumo
power drive
stroke
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE1995134380
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Dipl Ing Fritz
Hermann Fritz
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.)
HILDE FRITZ MONTAGEBETRIEB
Original Assignee
HILDE FRITZ MONTAGEBETRIEB
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 HILDE FRITZ MONTAGEBETRIEB filed Critical HILDE FRITZ MONTAGEBETRIEB
Priority to DE1995134380 priority Critical patent/DE19534380A1/de
Publication of DE19534380A1 publication Critical patent/DE19534380A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem pneumo-hydraulischen Kraftantrieb, welcher insbesondere für Maschinen bestimmt ist, die zum Pressen, Prägen, Fügen oder ähnlichen Bearbeitungen wie zum Beispiel auch zum Prägen und Aufpressen von Folien eingesetzt werden.
Wie aus DE 37 19 178 und EP-A-0 288 719 bekannt ist, umfaßt ein pneumo-hydraulischer Kraftantrieb eine Betätigungsstange, an welchem beispielsweise ein Werkzeug anbringbar ist. Die Betäti­ gungsstange wird mittels eines Arbeitskolbens pneumatisch mit geringer Kraft über große Wege betätigt, wobei es sich um die Eilgangsbewegung zur Zustellung von der Ruheposition der Betätigungsstange bis nahe zur Bearbeitungsposition handelt, und welche auch als Eilhubbewegung bezeichnet wird. Anschließend erfolgt dann ein Arbeitshub bzw. Krafthub, welcher im Langsamgang ausgeführt wird, und bei dem mittels eines pneumatisch betätigba­ ren Verdrängerkolbens in einem Hydraulikarbeitsraum hydraulisch mit großer Kraft über kleine Wege eine Bewegung der Betätigungs­ stange erfolgt. Hierbei wird also die pneumatische Betätigung für ein schnelles Ansprechen und die hydraulische Betätigung gekoppelt mit einer pneumatischen Beaufschlagung eines Ver­ drängerkolbens eingesetzt für eine langsame Bewegung, bei der eine relativ große Kraft aufzubringen ist, welche sich mittels eines inkompressiblen Mediums, wie eines Hydraulikdruckmittels, beispielsweise Öl, aufbringen läßt. Um bei diesem Krafthub bzw. Langsamgang einen geregelten Ablauf zu ermöglichen, ist in EP-A-0 288 719 eine Steuereinrichtung angegeben, bei der die Betäti­ gungsstange mit einer Wegmeßeinheit gekoppelt ist, und der Betätigungsdruck des Arbeitskolbens unabhängig vom Betätigungs­ druck des hydraulisch wirkenden Verdrängerkolbens in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Wegmeßeinheit einstellbar ist. Durch die Abtrennung der Betätigung des Verdrängerkolbens von der Betätigung des Arbeitskolbens kann nach dem Durchlaufen des Eilhubs der Krafthub ebenfalls frei programmiert vorgegeben werden, wobei beliebige Kraft/Weg-Abhängigkeiten vorgebbar sind.
Die hierfür vorgesehene Steuereinrichtung ist konstruktiv und apparatetechnisch aufwendig und macht zusätzliche Einrichtungen, wie eine Wegmeßeinheit, sowie eine Vielzahl von Schalt- und Steuerventilen erforderlich. Für die Kraftregelung beim Krafthub und für die Wegeregelung beim Krafthub sind gesonderte Aus­ legungsformen erforderlich, welche jeweils bedarfsabhängig gestaltet werden müssen.
Demgegenüber zielt die Erfindung darauf ab, einen pneumo-hydraulischen Kraftantrieb bereitzustellen, welcher auf kon­ struktiv und universell einsetzbare Weise eine empfindliche und feinregelbare Wegeregelung und Kraftregelung unter Vermeidung von Zusatzeinrichtungen gestattet.
Hierzu wird nach der Erfindung ein pneumo-hydraulischer Kraft­ antrieb mit einer Betätigungsstange angegeben, die mittels eines Arbeitskolbens pneumatisch mit geringer Kraft über große Wege (Eilhub) sowie mittels eines pneumatisch betätigbaren Ver­ drängerkolbens in einem Hydraulikarbeitsraum hydraulisch mit großer Kraft über kleine Wege (Krafthub) betätigbar ist, und welcher sich dadurch auszeichnet, daß ein hydraulisches Propor­ tional-Wegeventil in Wirkverbindung mit dem Hydraulik Arbeitsraum vorhanden ist, welches beim Eilhub Hydraulikdruckmittel in den Hydraulikarbeitsraum drückt, bevor die Betätigungsstange das zu bearbeitende Werkstück erreicht, den Hydraulikdruckmittelzufluß sperrt und beim Krafthub zur Wegeregelung eine Proportionalrege­ lung des Hydraulikdruckmittels im Hydraulikarbeitsraum erfolgt.
Beim erfindungsgemäßen pneumo-hydraulischen Kraftantrieb wird im Gegensatz zu dem dicht abgeschlossenen und mit Hydraulikdruck­ mittel gefüllten Speicherraum ein Hydraulikarbeitsraum vor­ gesehen, welcher während des Eilhubs ständig mit hydraulischem Druckmittel über ein hydraulisches Proportionalwegeventil gefüllt wird, so daß der Hydraulikarbeitsraum ohne Ausgleichs- und Federeinrichtungen immer mit Hydraulikdruckmittel ausreichend gefüllt ist. Nach einer frei durch Programm beispielsweise vorgebbaren Größe des Eilhubs erfolgt dann die Zuschaltung der hydraulischen Einrichtung für die Durchführung des Krafthubs. Kurz vor Beendigung des Eilhubs sperrt das hydraulische Propor­ tionalwegeventil den Hydraulikdruckmittelzufluß zu dem Hydraulik­ arbeitsraum, und dann erfolgt mittels eines pneumatisch beauf­ schlagten Kolbens, welcher mit einem Verdrängerkolben verbunden ist, eine Kraftbeaufschlagung über den Hydraulikarbeitsraum in einer solchen Weise, daß mittels des hydraulischen Proportional­ wegeventils eine Wegeregelung beim Krafthub über eine Mengenrege­ lung des Hydraulikdruckmittels im Hydraulikarbeitsraum erfolgt. Da Hydraulikdruckmittel, wie Öl, inkompressibel ist, kann mit Hilfe einer derartigen Wegeregelung eine sehr feinfühlige und sehr präzise Regelung des beim Arbeitshub zurückzulegenden Weges erfolgen. Hierdurch kann der eigentliche Fügebearbeitungsvorgang hinsichtlich des hierbei zurückgelegten Weges sehr genau geregelt bzw. gesteuert und beeinflußt werden, indem eine entsprechende Ansteuerung des hydraulischen Proportionalwegeventils erfolgt. Da während des Eilhubs eine ständige Nachfüllung von Hydraulik­ druckmittel in den Hydraulikarbeitsraum erfolgt, können Federbe­ lastungen zum Ausgleich von möglichen Leckagen in dem mit Hydraulikdruckmittel gefüllten Raum vermieden werden, so daß sich nicht nur der Aufbau vereinfacht, sondern sich auch die Betriebs­ zuverlässigkeit eines derartigen pneumo-hydraulischen Kraft­ antriebs verbessern läßt. Da die Wegeregelung über das Hydraulik­ druckmittel erfolgt, können auch zusätzliche, bisher benötigte Meßeinheiten ersatzlos entfallen, so daß man eine äußerst kostengünstig darstellbare und betriebszuverlässig arbeitende pneumo-hydraulische Kraftantriebseinrichtung erhält.
Vorzugsweise erfolgt die Kraftregelung beim Krafthub pneumatisch. Hierzu können betätigungsstangenseitig ein Kraftsensor und ein pneumatisches Proportionalventil zur Beaufschlagung des Ver­ drängerkolbens vorgesehen sein, welche in Wirkzusammenhang miteinander stehen. Bei einer derartigen Auslegung eines pneumo-hydraulischen Kraftantriebs ist somit die Kraftregelung un­ abhängig von der Wegeregelung steuer- und veränderbar, so daß diese Größen unabhängig voneinander variiert und entsprechend dem jeweiligen Anwendungszweck abgestimmt werden können.
Vorzugsweise ist der Kraftsensor in ein Werkzeug eingebaut, welches am axial freien Ende der Betätigungsstange angebracht ist.
Vorzugsweise ist mit der Hydraulikarbeitskammer ein hydraulisches Sicherheitsventil verbunden, so daß bei Stromausfall oder bei anderen Störungen ständig ein Zufluß von Hydraulikdruckmittel zum Hydraulikarbeitsraum aus Sicherheitsgründen gewährleistet ist.
Insgesamt ist vorzugsweise in die Pneumatikschaltung ebenfalls ein Sicherheitsventil integriert, mittels welchem eine Not­ abschaltung erreicht wird. Somit hat auch die Pneumatikschaltung ein entsprechend zugeordnetes Sicherheitsventil.
Um die Zuschaltung des Krafthubs bei dem pneumo-hydraulischen Kraftantrieb nach der Erfindung wegabhängig variierbar zu machen, ist vorzugsweise ein pneumatischer Regelschalter Reedschalter vorgesehen. Dieser pneumatische Reedschalter ist auf der Außenseite des Kraftantriebs längsverschieblich verstellbar gelagert. Zur wegabhängigen Steuerung ist eine Magnetscheibe im Bereich des Arbeitskolbens der ersten pneumatischen Betätigungs­ einrichtung angeordnet, und über ein pneumatisches Schaltventil im Pneumatikschaltkreis des pneumo-hydraulischen Kraftantriebs erfolgt dann die entsprechende Umsteuerung des pneumo-hydrauli­ schen Kraftantriebs auf den Krafthub bzw. auf den Langsamgang. Hierdurch können kompliziert ausgelegte Wegmeß- und Verarbei­ tungssysteme entfallen.
Wesentlich bei der Auslegung des erfindungsgemäßen pneumo-hydraulischen Kraftantriebs ist die Tatsache, daß die Wegerege­ lung beim Krafthub unabhängig von der Kraftregelung beim Krafthub einerseits erfolgt, und daß andererseits die Wegeregelung feinfühlig mit Hilfe des Hydraulikdruckmittels im Hydraulik­ arbeitsraum unter Einsatz eines hydraulischen Proportionalwege­ ventils erfolgt. Diese Wegeregelung setzt erst bei zugeschaltetem Krafthub, im sogenannten Langsamgang ein.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines pneumo-hydraulischen Kraftantriebs nach der Erfindung mit einer zugeord­ neten Pneumatikschaltung und einer zugeordneten Hydraulikschaltung bei der Ausführung einer Eilhubbe­ wegung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht des pneumo-hydraulischen Kraftantriebs nach Fig. 1 bei der Durchführung des Krafthubs im Langsamgang,
Fig. 3 eine schematische Ansicht des pneumo-hydraulischen Kraftantriebs nach Fig. 1 im Zustand nach Beendigung des Krafthubs und zu Beginn des Einleitens der Rück­ stellbewegung, und
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines pneumo-hydraulischen Kraftantriebs nach der Erfindung gemäß einer weiteren bevorzugten Auslegungsform nach der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Zuerst soll an Hand von Fig. 1 der wesentliche vorrichtungs­ technische Aufbau eines erfindungsgemäßen pneumo-hydraulischen Kraftantriebs erläutert werden, welcher insgesamt mit 1 bezeich­ net ist. Wie gezeigt, umfaßt der pneumo-hydraulische Kraftantrieb 1 eine erste pneumatische Einrichtung 2 mit einem Arbeitskolben 3, welcher beim dargestellten Beispiel doppelt wirkend ausgelegt ist. Mit diesem Arbeitskolben 3 ist eine Betätigungsstange 4 fest verbunden, welche über die Stirnseite des pneumo-hydraulischen Kraftantriebs 1 vorsteht. Am axial freien Ende der Betätigungs­ stange 4 ist schematisch ein Werkzeug 5 angedeutet, in welchem ein Kraftsensor 6 angeordnet ist. Auf der von der Betätigungs­ stange 4 gegenüberliegenden Seite des Arbeitskolbens 3 ist ein Hydraulikdruckmittelarbeitsraumteil 7 in axialer Verlängerung zu der Betätigungsstange 4 angebracht. Dieses Teil 7 bildet einen Zylinderraum 8 in einem Hydraulikarbeitsraum 9. Am bodenseitigen Ende des pneumo-hydraulischen Kraftantriebs 1 ist eine zweite pneumatische Betätigungseinrichtung 10 angeordnet, welche einen pneumatisch beaufschlagten Kolben 11 und einen koaxial zum Hydraulikdruckmittelarbeitsraumteil 7 angeordneten, stangenförmig ausgebildeten Verdrängerkolben 12 hat, welcher für die insgesamt mit 13 bezeichnete hydraulische Betätigungseinrichtung bestimmt ist.
Die pneumatische Schaltung umfaßt ein Kombiventil 14 mit einem Wegeventil und einem Sicherheitsventil, an welchem eingangsseitig ein Druckluftanschluß 15 anliegt. Ferner ist der zweiten pneumatischen Betätigungseinrichtung 10 noch ein pneumatisches Proportionalventil 16 zugeordnet.
Die Hydraulikschaltung, welche dem Hydraulikarbeitsraum 9 zugeordnet ist, umfaßt ein hydraulisches Proportionalwegeventil 17, und ein Sicherheitsventil 19, welches einen Hydraulikdruck­ mittelfluß auch bei Störungen, wie bei Stromausfall, sieher­ stellt.
Beidseitig des Arbeitskolbens 3 ist je ein Pneumatikanschluß P1, P2 angeordnet. Für die zweite pneumatische Betätigungseinrichtung 10 ist ein weiterer Pneumatikanschluß P3 vorgesehen, wobei die zweite pneumatische Betätigungseinrichtung 10 als einseitig wirkende Kolbeneinrichtung ausgelegt ist.
In Fig. 1 ist der pneumo-hydraulische Kraftantrieb 1 in einer ersten Phase gezeigt, bei der gerade mit der Eilhubbewegung, das heißt mit der Bewegung mit geringer Kraft über große Wege begonnen wird. Zur Ausführung dieser Eilgangsbewegung oder dieses Eilhubs wird Druckluft über den Druckluftanschluß 15, das Kombi-Ventil 14, dessen zugeordnetes Wegeventil eine Verbindung mit dem Pneumatikanschluß P1 der ersten pneumatischen Betätigungsein­ richtung 2 herstellt, so daß, wie mit einem Pfeil angedeutet ist, die Betätigungsstange 4 in Fig. 1 in Richtung nach rechts durch Druckluftbeaufschlagung des Arbeitskolbens 3 ausgefahren wird. Hierbei wird das Hydraulikdruckmittelarbeitsraumteil 7 mitgenom­ men, so daß sich das Volumen des Hydraulikarbeitsraums 9 insgesamt vergrößert. Mit Hilfe des hydraulischen Proportionalwe­ geventils 17 wird ständig Hydraulikdruckmittel, beispielsweise Öl, in den Hydraulikarbeitsraum 9 gedrückt, so daß dieser im wesentlichen vollständig mit Hydraulikdruckmittel bei jeder Position des Eilhubs aufgefüllt ist. Die zweite pneumatische Betätigungseinrichtung 10 ist, wie dargestellt, in ihrer Grundstellung angeordnet.
Nach einem frei programmierbar vorgebbaren Wert für den Eilhub erfolgte eine Umschaltung auf den Langsamgang bzw. den Langsamhub oder Krafthub. Diese Phase ist in Fig. 2 in der Zeichnung dargestellt. Bevor beispielsweise das Werkzeug 5 mit dem Kraftsensor 6 auf ein Hindernis, wie ein zu bearbeitendes Werkstück oder dergleichen, auftrifft, wird der Hydraulik­ mittelzufluß in den Hydraulikarbeitsraum 9 mit Hilfe der Wegeventilfunktion des hydraulischen Proportionalwegeventils 17 gestoppt. Das Sicherheitsventil 19 ist beim normalen Betriebs­ zustand des pneumo-hydraulischen Kraftantriebs 1 ohne Funktion und es tritt nur in Wirkung, wenn eine Störung, wie Stromausfall oder dergleichen, auftritt, so daß mit Hilfe dieses Sicherheits­ ventils 19 dann ein Hydraulikdruckmittelzufluß zum Hydraulik­ arbeitsraum aus Sicherheitsgründen gewährleistet wird. Der vom Druckluftanschluß 15 an der ersten pneumatischen Einrichtung 2 anliegende Druck ist beidseitig des Arbeitskolbens 3 im wesentli­ chen konstant, so daß dieser im zugeordneten pneumatischen Zylinderraum im wesentlichen frei bewegbar ist. Ausgehend vom Druckluftanschluß 15 wird dann über das pneumatische Propor­ tionalventil 16 und den Pneumatikanschluß P3 ein Druck an die zweite pneumatische Betätigungseinrichtung 10 angelegt. Wie mit einem Pfeil angedeutet, bewegt sich daher der Verdrängerkolben 12 gegenüber der Grundposition nach Fig. 1 in Richtung nach rechts. In Wirkverbindung mit dem Kraftsensor 6 kann das pneumatische Proportionalventil 16 die Druckluft mit einem regelbaren Druck für eine Kraftregelung bei der Ausführung des Krafthubs im Zusammenwirken mit der hydraulischen Betätigungsein­ richtung 13 beaufschlagen. Mit Hilfe des hydraulischen Proportio­ nalwegeventils 17 erfolgt eine Mengenregelung des Hydraulikdruck­ mittels im Hydraulikarbeitsraum 9, wodurch eine Wegeregelung für den Krafthub unter Zuschaltung der zweiten pneumatischen Betätigungseinrichtung 10 und der hydraulischen Betätigungsein­ richtung 13 bewirkt wird. Diese Wegeregelung mit Hilfe des Hydraulikdruckmittels ist sehr empfindlich und fein dosierbar, da das Hydraulikdruckmittel inkompressibel ist. Daher läßt sich die Bearbeitung eines nicht näher dargestellten Werkstücks, wobei es sich um Fügebearbeitungen, Preßbearbeitungen, Prägebearbeitun­ gen oder dergleichen handeln kann, mit genau regelbarem Weg mit Hilfe der hydraulischen Betätigungseinrichtung 13 durchführen.
Die Wegeregelung läßt sich hierbei an die jeweils gegebenen Erfordernisse frei wählbar anpassen.
Wenn dann der Krafthub wieder nach Maßgabe der Wegeregelung und der Kraftregelung ausgeführt worden ist, so erfolgt in einer dritten Phase die Rückstellbewegung bei dem pneumo-hydraulischen Kraftantrieb 1, was in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt ist. Hierbei erfolgt eine Druckbeaufschlagung der ersten pneumatischen Betätigungseinrichtung 2 über den Pneumatikanschluß P2, während der Pneumatikanschluß P1 mit dem Rücklauf verbunden wird. Zu­ gleich erfolgt auch eine Druckentlastung am Pneumatikanschluß P3 der zweiten pneumatischen Betätigungseinrichtung 10. Wie mit einem Pfeil in Fig. 3 dargestellt, wird daher die Betätigungsstange 4 im Eilgang in Richtung nach links vom zu bearbeitenden Werkstück eingefahren bzw. zurückgefahren. Die zweite pneumati­ sche Betätigungseinrichtung 10 und die hydraulische Betätigungs­ einrichtung 13 werden wieder auf Wegeventilfunktion zurückge­ schaltet und nehmen ihre Ausgangsstellung, wie in Fig. 1 beispielsweise verdeutlicht, am Ende der Rückfahrbewegung ein.
Die Ansteuerung des Kombiventils 14, des hydraulischen Propor­ tionalwegeventils 17 und des pneumatischen Proportionalventils 16 erfolgt vorzugsweise elektromagnetisch, so daß über eine nicht näher dargestellte elektronische Steuereinrichtung, welche softwaregestützt programmatisch betreibbar ist, einerseits die entsprechenden Schaltfunktionen der Ventile ausgeführt werden können, und andererseits auch die entsprechenden Regelfunktionen zur Wegeregelung und Kraftregelung vorgenommen werden können. Der Kraftsensor 6 ist hierbei mit in eine solche Steuerung ein­ bezogen.
Wesentlich bei dem pneumo-hydraulischen Kraftantrieb 1 ist somit insbesondere die von der Kraftregelung beim Krafthub unabhängige Wegeregelung, welche über eine hydraulische Regelung in der hydraulischen Betätigungseinrichtung 13 verwirklicht wird. Hierdurch können bisher benötigte, zusätzliche Meßeinheiten entfallen, und insbesondere ist eine sehr zuverlässige und genaue Wegeregelung über die Mengenregelung des Hydraulikdruckmittels mit Hilfe des hydraulischen Proportionalwegeventils 17 möglich. Ferner erhält man auch einen insgesamt einfach ausgelegten pneumo-hydraulischen Kraftantrieb 1, da Federbelastungen insbesondere für den Krafthub bei der Zuschaltung der Hydraulik­ beaufschlagung entfallen. Ferner sind die Funktionen der beiden pneumatischen Betätigungseinrichtungen 2 und 10 und der hydrauli­ schen Betätigungseinrichtung 13 zuverlässig getrennt, so daß sich eine wechselseitige Beeinflussung verhindern läßt. Insbesondere läßt sich der pneumo-hydraulische Kraftantrieb 1 nach der Erfindung auch aus weitgehend genormten Einzelbauteilen zusammen­ setzen, so daß man eine kostengünstige Montage bei dem erfin­ dungsgemäßen pneumo-hydraulischen Kraftantrieb 1 erhält.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante eines insgesamt mit 1′ bezeichneten pneumo-hydraulischen Kraftantriebs gezeigt. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei der voranstehend an Hand den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Wie gezeigt ist ein Sicherheitsventil SV als Kombiventil im pneumatischen Schaltkreis integriert. Zusätzlich ist ein pneumatischer Reedschalter 21 auf der Außenseite des pneumo-hydraulischen Kraftantriebs 1′ vorgesehen, welcher in Längs­ richtung auf der Außenseite des Kraftantriebs 1′ verschieblich bzw. verstellbar ist. Mit Hilfe dieses Reedschalters 21, welcher mit einer Magnetscheibe 22 im Bereich des Arbeitskolbens 3 der ersten pneumatischen Betätigungseinrichtung 2 zusammenarbeitet, erfolgt dann mit Hilfe eines pneumatischen Schaltventils 20 im Pneumatikschaltkreis wegabhängig eine Zuschaltung des Krafthubs mit entsprechender Aktivierung der zweiten pneumatischen Betätigungseinrichtung 10 in Kombination mit der ersten pneumati­ schen Betätigungseinrichtung 2 sowie der entsprechenden hydrauli­ schen Betätigungseinrichtung 13 für den Krafthub. Hierdurch wird in Abhängigkeit von dem Bewegungsweg des Arbeitskolbens 3 der ersten pneumatischen Betätigungseinrichtung 2 der Reedschalter 21 ausgelöst, um die zweite pneumatische Betätigungseinrichtung 10 und die hydraulische Betätigungseinrichtung 13 zu aktivieren.
Bei der Anwendung des pneumo-hydraulischen Kraftantriebs 1′ für eine Presse handelt es sich bei dem Sicherheitsventil SV um ein sogenanntes Pressensicherheitsventil. Ansonsten stimmt die Auslegung des pneumo-hydraulischen Kraftantriebs 1′ im wesentli­ chen mit dem pneumo-hydraulischen Kraftantrieb 1 überein, welcher zuvor an Hand den Fig. 1 bis 3 erläutert worden ist. Daher kann eine nähere Erläuterung dieser Einzelheiten und der Grundfunktionen an dieser Stelle entfallen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen Einzelheiten der dargestellten bevorzugten Ausführungsform beschränkt, sondern es sind zahlreiche Ab­ änderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So kann natürlich der Kraftsensor 6 auch an einer anderen geeigneten Stelle an der Betätigungsstange 4 oder auch an einer anderen Einrichtung der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet sein. Ferner können auch die weiteren, noch darge­ stellten, Ventile auf andere Weise ausgelegt und/oder angesteuert werden, so lange die nach der Erfindung wesentliche Funktion hierbei erfüllt wird. Insbesondere wesentlich ist die Trennung der Wegeregelung mit Hilfe der hydraulischen Betätigungsein­ richtung 13 und der Kraftregelung beim Krafthub mit Hilfe einer pneumatischen Betätigungseinrichtung 10. Die zusätzlich noch vorgesehenen Sicherheitsventile können gegebenenfalls auch entfallen, falls dies entweder nicht erforderlich ist, oder falls entsprechende Notschaltfunktionen durch die programmierbare Steuereinrichtung verifiziert werden.
Bezugszeichenliste
1 pneumo-hydraulischer Kraftantrieb insgesamt
1′ pneumo-hydraulischer Kraftantrieb in Fig. 4
2 erste pneumatische Betätigungseinrichtung
3 Arbeitskolben
4 Betätigungsstange
5 Werkzeug
6 Kraftsensor
7 Hydraulikdruckmittelarbeitsraumteil
8 Zylinderraum
9 Hydraulikarbeitsraum
10 zweite pneumatische Betätigungseinrichtung
11 Kolben von 10
12 Verdrängerkolben
13 hydraulische Betätigungseinrichtung insgesamt
14 Kombiventil
15 Druckluftanschluß
16 pneumatisches Proportionalventil
17 hydraulisches Proportionalwegeventil
19 hydraulisches Sicherheitsventil
20 Pneumatikventil für Reedschalter
21 Reedschalter
22 Magnetscheibe
P1, P2, P3 Pneumatikanschlüsse
SV Sicherheitsventil

Claims (7)

1. Pneumo-hydraulischer Kraftantrieb (1), mit einer Betäti­ gungsstange (4), welche mittels eines Arbeitskolbens (3) pneumatisch mit geringer Kraft über große Wege (Eilhub) sowie mittels eines pneumatisch betätigbaren Verdrängerkol­ bens (12) in einem Hydraulikarbeitsraum (9) hydraulisch mit großer Kraft über kleine Wege (Krafthub) betätigbar ist, gekennzeichnet durch ein hydraulisches Proportional-Wegeven­ til (17) in Wirkverbindung mit dem Hydraulikarbeitsraum (9), welches beim Eilhub Hydraulikdruckmittel in den Hydraulik­ arbeitsraum (9) drückt, bevor die Betätigungsstange (4) ein Werkstück erreicht, den Hydraulikdruckmittelzufluß sperrt und zur Wegeregelung beim Krafthub eine Proportionalregelung des Hydraulikdruckmittels im Hydraulikarbeitsraum vornimmt.
2. Pneumo-hydraulischer Kraftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftregelung beim Krafthub pneuma­ tisch erfolgt.
3. Pneumo-hydraulischer Kraftantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur pneumatischen Kraftregelung betäti­ gungsstangenseitig ein Kraftsensor (6) und ein pneumatisches Proportionalventil (16) zur Beaufschlagung des Verdränger­ kolbens (12) vorgesehen sind.
4. Pneumo-hydraulischer Kraftantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftsensor (6) in einem Werkzeug (5) angeordnet ist, welches am axial freien Ende der Betäti­ gungsstange (4) vorgesehen ist.
5. Pneumo-hydraulischer Kraftantrieb nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Hydrau­ likarbeitsraum (9) ein hydraulisches Sicherheitsventil (19) verbunden ist.
6. Pneumo-hydraulischer Kraftantrieb nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatik­ schaltung ein pneumatisches Sicherheitsventil in Form eines Kombiventils (14) enthält.
7. Pneumo-hydraulischer Kraftantrieb nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein pneumatischer Reedschalter (21) längsverschieblich zur wegabhängigen Zuschaltung des Krafthubs auf der Außenseite des Kraft­ antriebs (1′) angeordnet ist, welcher mit einem pneumati­ schen Schaltventil (20) verbunden ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1099858A3 (de) * 1999-11-12 2003-09-17 Hyco Pacoma GmbH Liftzylindereinheit für eine Hebebühne
WO2008014799A1 (en) * 2006-07-31 2008-02-07 Norgren Gmbh Pneumatic actuator
CN101501343B (zh) * 2006-07-28 2013-06-19 诺格伦有限责任公司 气动致动器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1099858A3 (de) * 1999-11-12 2003-09-17 Hyco Pacoma GmbH Liftzylindereinheit für eine Hebebühne
CN101501343B (zh) * 2006-07-28 2013-06-19 诺格伦有限责任公司 气动致动器
WO2008014799A1 (en) * 2006-07-31 2008-02-07 Norgren Gmbh Pneumatic actuator
US8261547B2 (en) 2006-07-31 2012-09-11 Norgren Gmbh Pneumatic actuator

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