EP1050685B1 - Hydraulic linear slider - Google Patents
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- EP1050685B1 EP1050685B1 EP00106806A EP00106806A EP1050685B1 EP 1050685 B1 EP1050685 B1 EP 1050685B1 EP 00106806 A EP00106806 A EP 00106806A EP 00106806 A EP00106806 A EP 00106806A EP 1050685 B1 EP1050685 B1 EP 1050685B1
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- EP
- European Patent Office
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- piston
- housing
- slide
- cylinder
- piston rod
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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
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
- F15B15/1447—Pistons; Piston to piston rod assemblies
-
- 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
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
- F15B15/1428—Cylinders
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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
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
- F15B15/1466—Hollow piston sliding over a stationary rod inside the cylinder
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- 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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- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/149—Fluid interconnections, e.g. fluid connectors, passages
Definitions
- the invention relates to a Linearwegschieber according to the preamble of claim 1.
- Linear path slider of the type mentioned are used as actuators in various facilities for the processing and processing of metallic materials and plastic or plastic composite materials.
- the tasks of these assemblies typically include pressing, forming, embossing, bending, crimping, punching, cutting, joining, joining presses and the execution of delivery functions with special requirements.
- the properties of the Linearwegschieber special requirements are made, including in particular a very high energy density, a very high guidance accuracy and a very high stiffness against shear forces and against rotation. Furthermore, they should have the most compact design possible and allow a standardized basic assembly a flexible, universal use. Furthermore, properties such as maintenance-free life, a robust construction for use in polluted environments, the possibility of any installation position, absolute tightness (e.g., overhead installation), and last but not least, low cost manufacturing are desirable.
- Linear Wegschieber are known in various embodiments. Due to the required high energy density, it is preferably hydraulic devices. Basically, however, the concept of a pneumatically operated device is possible.
- CH-A-604021 shows a known Linearwegschieber with the features of the preamble of notes 1, which is provided for performing rectilinear reciprocating movements with a respect to the housing rotationally fixed piston rod from a cylindrical tube and two within the cylindrical tube arranged at the ends Guide bushes and a guide piece attached to the cylindrical tube consists.
- the piston rod is disposed within a coaxially extending to this, a rotation of the guide piece preventing cylinder housing.
- At least one supply line is provided for the pressure medium, which is inserted centrally into the piston rod and through the rear guide bush and which serves as a support of a false floor, which is arranged between the two guide bushes and forms two cylinder chambers, the rear of which in the supply line trained opening can be filled with the pressure medium.
- This is a Linearwegschieber to be created, which has a rotationally secure in the radial direction of the piston rod, which is loaded by high tensile and compressive forces and can absorb high buckling stresses, and in which the pressure medium prevent the leaking sealing elements are largely protected from injury.
- DE-A-32 41 233 describes a drive unit for pressure medium drives, should remain largely unchanged in the guide accuracy, sealing and performance even after prolonged operation.
- this drive unit with a surrounding the pressure fluid cylinder cladding tube, which is secured to the piston rod and slidably held in a direction extending in the frame guide, can meet these requirements, on the outer surface and the inner surface of the cladding separate intermediate links of low-friction lubricant for lateral support the pressure medium cylinder provided on the frame-fixed guide.
- the sliding properties are to be improved on both surfaces of the cladding tube, so that the support can be made more direct and accurate.
- a fluid-actuated feed unit is described in DE-A-5,609,091, which should have a compact design with precise guidance and simultaneous rotation of the feed part.
- This is achieved in that the feed part is formed at least along its guided in the housing length portion as a three-sided prismatic body, which is guided in the region of its three side surfaces in the housing, while the three transition areas are circulated between each two adjacent side surfaces. Due to this shape of the guided length portion of the feed part an extremely resilient rotation is to be achieved.
- the flat side surfaces of the prismatic body to ensure precise guidance.
- Combinations of commercially available linear cylinders are particularly well-known as compact built-in modules, which are formed with rigid linear guide units by "saddling on” or by forming a constructional longitudinal combination.
- hydraulic block cylinders are known, the housing having additional holes for guide rods, which are arranged parallel to the actual hydraulic cylinder.
- the piston rod head and one to usually a maximum of four guide rods are bolted together in a rigid top plate. This arrangement ensures flexural rigidity and security against twisting.
- the hydraulic special cylinder has a mounting flange on one longitudinal side, with the aid of which it is screwed to the valve body.
- the slider housing has an opening on its upper longitudinal side.
- the hydraulic oil connections are also located on this mounting flange. It is both a lateral as well as an upward connection with appropriate guidance of the pipes possible to meet different, cramped installation conditions.
- the Linearwegschieber described is characterized by its high-load capability and the precise sliding of the prismatic slide. Its use, however, is limited in some cases by the size and weight. Furthermore, a repair of Linearwegschiebers is relatively expensive.
- the invention has for its object to achieve a more compact design with a reduced volume and a reduced weight at a Linearwegschieber of the type mentioned. At the same time the Linearwegschieber easier to repair and be flexible in its applicability. Last but not least, the production costs should also be reduced.
- the Linearwegschieber invention is formed in such a way that the cylinder and the working space are arranged in the slide, that the piston is fixed relative to the housing, that the piston divides the cylinder into two separate work spaces whose volume increase in each case to an opposite movement of the Slider leads, wherein two supply lines are provided for the hydraulic fluid to the working chambers, which consist of a central, through bore in the piston rod and an additional central tube, which is arranged in the bore, via the central tube hydraulic fluid in the first working space at the bottom of the piston and via the bore hydraulic fluid is supplied to the second working space, wherein a housing closing the rear piston rod latch a sensor for detecting an end stop position for the slide and the piston rod latch a square basic shape, d It fits through the square opening at the back of the housing so that the piston rod can be inserted through the square opening in the interior of the housing into the area of a cylindrical extension, so that after rotation of the piston rod bolt by 45 ° this with its corners according to Art a bayonet fitting behind the cylinder
- a cylinder is not necessarily a cylinder in the mathematical sense, ie with circular cross-section to understand, but each bounded by parallel walls working space in which a piston whose cross section corresponds to the cross section of the working space, move parallel to the walls can.
- the "cylinder” in the sense of the claims may in particular also have a cross section in the form of a regular polygon.
- the arrangement of slide and hydraulic drive with high symmetry can be done by the cylinder and the piston are arranged on the central axis / axis of movement of the slider. This creates a centric and symmetrical force introduction, which avoids the occurrence of tilting moments. This leads to less parasitic stress and increases the reliability and longevity of the assembly.
- Linearwegschiebern according to conventional design would have resulted in a corresponding symmetrical design to significantly larger designs with an unacceptable specific performance.
- the sliding guide which is arranged between the slide and the housing, is produced by a casting method.
- a casting process leads to a high-quality sliding guide and at the same time is very cost-effective.
- the piston is arranged at the end of a piston rod which has a smaller diameter than the piston and which is guided on one side of the slider to the outside.
- the implementation of the piston rod is completely sealed, so that no hydraulic fluid can escape.
- the piston divides the cylinder space into two working spaces, which may be referred to as lying on either side of the piston rod.
- a supply line for the hydraulic fluid in the respective working spaces affects on different sides of the piston and therefore leads to corresponding opposite forces on the slide.
- the hydraulic work spaces must be provided with a supply line for a hydraulic fluid (e.g., oil).
- a hydraulic fluid e.g., oil
- This supply line is arranged in the piston and in the piston rod connected to the piston.
- a sensor for detecting an end stop position is provided on the piston rod latch. As a result, it can be determined and monitored whether the slide is located at one of the attachment points. This information is usually important for the higher-level processing process, so that the precise detection of this state can be advantageously exploited to control the overall process.
- the piston is releasably connected to the housing, wherein as a connection type in particular a screw and / or bayonet connection comes into consideration.
- a connection type in particular a screw and / or bayonet connection comes into consideration.
- Fig. 1 is a plan view of a Linearwegschieber 100 according to the invention is shown, wherein in the upper half of the image, the housing 11, the slider 10, the piston and the piston rod are shown partially broken to make the inner structure recognizable.
- the Linearwegschieber 100 has a compact and substantially cuboidal design. It consists of a housing 11 having at its lower end a researchedflansch with holes 17 for mounting screws and dowels for mounting the Linearwegschiebers on a machine (see also Fig. 3). Further, a groove 18 for receiving a feather key on the mounting surface is arranged on the underside of the housing 11.
- the slider 10 is displaceably arranged in the direction of the longitudinal axis of the housing (horizontal in Fig. 1).
- the slider is preferably made with a square core.
- the slider 10 has an externally accessible mounting surface 16, in which one or more threaded holes 15 are embedded for the mounting screws. In this way, depending on the application, various elements can be connected to the slider 10.
- the slide 10 is mounted displaceably movable in the direction of its longitudinal axis and can move out of the housing 11 by the length of its working stroke. Typical strokes are between 30 to 100 mm, with special versions also up to 500 mm.
- the forces which the slider 10 must apply in the axial direction are in the range of 10 kN (1 to) to 100 kN (10 to), in some cases up to 250 kN (25 to).
- the transverse forces on the slide may even amount to a multiple of the nominal compressive force.
- no appreciable bending or twisting of the slider should occur.
- This sliding guide is preferably produced by a casting process.
- the inventive feature of the Linearwegschiebers shown in Fig. 1 is that the hydraulic drive in the slide 10th is integrated.
- the slide 10 forms together with the blind hole the cylinder of a hydraulic drive, wherein in the blind hole, a piston 24 is mounted with a piston rod 31 and defines the hydraulic working space 13 together with the blind hole.
- Fig. 2 shows an enlarged view of the structure of the integrated into the slide 10 hydraulic drive.
- the housing 11 has been covered and drawn in the upper part of the figure, a section along the central axis. From the slider 10, the section with the blind hole is shown substantially.
- the piston 24 is movably supported (along the horizontal longitudinal axis in FIG. 2).
- the piston 24 has at its outer periphery a circumferential groove 25 in which a piston seal and guide belts are located. Between the piston 24 and the slider 10 thus a dense hydraulic working space 13 is formed.
- the piston 24 is fixedly arranged at the end of a piston rod 31.
- the piston rod 31 is in turn fixedly connected to the housing 11 and is at the rear end on the rear wall of the housing 11, the so-called piston rod latch 32, out.
- two oil connection flanges 14 are placed and locked with a tensioned clamping nut 22.
- the piston rod 31 has a central bore 27 along its longitudinal axis Bore 27 is closed at the rear end (on the right in FIG. 2) by the clamping nut 22.
- two radial bores 21 are arranged at the rear, protruding from the housing 11 end of the piston rod 21, which come to rest under the oil connection flanges 14 and the introduction of hydraulic fluid into the central bore 27.
- the central bore 27 is continued with a smaller cross section through the piston and thereby forms the oil outlet 23 into the working space 13 inside.
- a tube 28 is arranged parallel to the central axis of the piston rod 31 as a central conduit for the hydraulic fluid. This leads at its front end sealed in the oil outlet 23 in the piston 24 and is sealed at its rear end (on the right in Fig. 2) with a seal 33 against the wall of the central bore 27.
- a pressure is generated in the hydraulic working space 13.
- the device reacts to this pressure with a displacement of the slider 10 in the extension direction (on the left in FIG. 2, see arrow in FIG. 1).
- a second hydraulic working space 29 provided.
- This second working space 29 is formed between the back of the piston 24, the exterior of the piston rod 31, the inner wall of the blind hole in the slider 10, and the front of a piston rod seal nut 30 (equipped with seal wipers and guide bands).
- This working chamber 29 thus has the shape of an annular gap around the piston rod 31 around.
- the piston rod sealing nut 30 is fixedly connected to the slider 10 and arranged at the rear end at the entrance of the blind hole. It thus closes the blind hole except for a central opening through which the piston rod 31 is guided.
- the seal nut 30 is not flush with the end of the slider, but the latter has a projection 20 beyond the seal nut. This ensures that the supernatant 20 forms a stop for the fully retracted slide.
- the seal nut 30 is slidably movable around the piston rod 31 and sealed against it with seals. From the front of the two oil connection flanges 14, the front of the two radial bores 21 leads into an annular gap, which is formed between the outer wall of the tube 28 and the inner wall of the blind hole 27.
- This annular gap leads at its front end via a radial bore 26 through the piston rod 31 into the working space 29.
- hydraulic oil can be supplied to the working space 29 in this way.
- the slider 10 can thus be actively retracted.
- the housing 11 is closed at its rear by the piston rod latch 32.
- the piston rod latch 32 thus separates the inside of the Linearwegschiebers from the outside.
- the piston rod latch 32 two preferably offset by 90 ° holes are also mounted, in one of the holes of the sensor 19 is seated for the end stop of the slider 10, and the second bore of the venting of the rear slide clearance is used.
- the use of the holes for the end position sensor or as a vent can optionally be done depending on the design specifications by the environment.
- the protruding end of the sensor 19 and the cable or plug connection are in the selected arrangement in a sheltered place and are therefore safe from damage. If the hole remains free as a vent, it can be closed with a sieve stopper. In addition, however, it can also be provided with an adsorber element to absorb even a small amount of leakage oil. In this way, complete freedom from contamination (for product parts) can be ensured by hydraulic leak oil.
- a shift rod with adjustable switching cam can be additionally attached to the slider 10 for detecting the front end position, which is guided by a further bore in the piston rod latch 32 to the rear and the switching cam is queried by another initiator.
- the two oil ports 14 are designed as freely rotatable flanges and can therefore be pivoted for mounting in any direction. Both flanges are preferably identical. They may be provided with additional throttle screws for flow rate control.
- the supply of hydraulic fluid to the working chambers 13 and 29 is preferably carried out in the manner shown by a central, continuous bore 27 in the piston rod 31, in addition, a central tube 28 is inserted with a seal to supply the main working space 13 at the piston crown.
- the housing 11 has no (lateral) openings or openings, which increases its rigidity and the manufacturing cost is reduced.
- the additional stiffness reserves can also be used to reduce the weight of the device.
- the lack of breakthroughs facilitates the casting technology introduction of the sliding guide 12 and their processing.
- the simplicity of the housing allows their production as extruded or extruded.
- the same blank tools can be used for different stroke lengths.
- the provision of special lengths is also possible by simply shortening the housing and slide of the next larger version.
- FIGS. 3 to 5 show variants of the linear travel slide in the rear view.
- Fig. 3 shows a version in which the housing 11 has a crabflansch, which is provided with holes 17 for fastening screws and dowel pins.
- the housing may also be provided with a front flange, which is preferably arranged on the outlet side of the slide.
- Fig. 4 shows an alternative housing 11 without foot flange, which has in the side walls through holes 34 for through-mounting screws.
- the housing 11 has at its rear a square opening which widens inwardly towards a cylinder, the diameter of the cylinder lying between the side and the diagonal of the square.
- the piston rod latch 35 has a square basic shape (with rounded corners) which fits straight through the square opening at the rear of the housing 11. The piston rod latch 35 can therefore be inserted through the square opening in the interior of the housing 11. As soon as it reaches the area of the cylindrical extension, it is rotated by 45 °, so that its corners 36 in the manner of a bayonet lock behind the projecting over the cylinder wall side centers of the rear square opening in the housing 11. In this position, the piston rod latch 35 therefore not out of the housing 11 out.
- FIG. 6 an embodiment of the Linearwegschiebers 100 with partially not inventive features in a partially broken plan view similar to FIG. 1 is shown. Elements which are identical in construction to the preceding embodiments are designated by the same reference numerals and need not be explained again.
- an inventive feature of this embodiment is that the hydraulic cylinder is no longer formed directly from the inner wall of the blind hole of the slide, but by a separate cylinder sleeve 38. This is arranged in the blind hole and on the slide 10, for example by a screw connection attached. At its inlet opening, the cylinder sleeve 38 is closed by a sealing nut 30, so that the two hydraulic working chambers are completely formed in the cylinder sleeve 38.
- Such an arrangement has the advantage that the hydraulic unit is completely stored in the cylinder sleeve 38 and therefore can be completely removed from the back of the inearwegschiebers 100 without the slide itself would have to be removed. Tools mounted on the slider, such as precisely aligned knives or the like, therefore, do not need to be removed. Thus, the risk of injury to the slide 12 is excluded by the distance. Furthermore, the hydraulic fluid is encapsulated in the cylinder sleeve 38 and therefore can the Do not contaminate installation site. Finally, the expansion of the blind hole of the slider 10 is avoided because the hydraulic pressure no longer acts directly on the slider 10. This is in view of the already tight tolerances of the slide gap of considerable advantage.
- Fig. 6 the feature not according to the invention is shown that the hydraulic fluid is guided via two parallel supply lines 39 and 40 in the piston rod 31 to the rear or front working space.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Linearwegschieber gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a Linearwegschieber according to the preamble of claim 1.
Linearwegschieber der eingangs genannten Art werden als Aktuatoren in verschiedenen Einrichtungen für die Ver- und Bearbeitung von metallischen Werkstoffen und Kunststoff- oder Kunststoffverbundmaterialien eingesetzt. Zu den Aufgaben dieser Baugruppen gehören typischerweise das Pressen, Urformen, Prägen, Umbiegen, Bördeln, Stanzen, Schneiden, Fügen, Fügepressen sowie die Ausführung von Zustellfunktionen mit Sonderanforderungen. An die Eigenschaften der Linearwegschieber werden besondere Anforderungen gestellt, wozu insbesondere eine sehr hohe Energiedichte, eine sehr hohe Führungsgenauigkeit sowie eine sehr hohe Steifigkeit gegen Querkräfte und gegen Verdrehung gehören. Weiterhin sollen sie eine möglichst kompakte Bauweise aufweisen und als standardisierte Grundbaugruppe eine flexible, universelle Verwendungsmöglichkeit erlauben. Ferner sind Eigenschaften wie eine Wartungsfreiheit über die gesamte Lebensdauer, eine robuste Bauweise für den Einsatz in schmutzbelasteter Umwelt, die Möglichkeit einer beliebigen Einbaulage, absolute Dichtigkeit (z.B. bei Überkopf-Einbau) und nicht zuletzt eine kostengünstige Herstellung wünschenswert.Linear path slider of the type mentioned are used as actuators in various facilities for the processing and processing of metallic materials and plastic or plastic composite materials. The tasks of these assemblies typically include pressing, forming, embossing, bending, crimping, punching, cutting, joining, joining presses and the execution of delivery functions with special requirements. The properties of the Linearwegschieber special requirements are made, including in particular a very high energy density, a very high guidance accuracy and a very high stiffness against shear forces and against rotation. Furthermore, they should have the most compact design possible and allow a standardized basic assembly a flexible, universal use. Furthermore, properties such as maintenance-free life, a robust construction for use in polluted environments, the possibility of any installation position, absolute tightness (e.g., overhead installation), and last but not least, low cost manufacturing are desirable.
Linearwegschieber sind in verschiedenen Ausgestaltungsformen bekannt. Aufgrund der geforderten hohen Energiedichte handelt es sich vorzugsweise um hydraulische Einrichtungen. Grundsätzlich ist jedoch auch die Konzeption als pneumatisch betriebene Einrichtung möglich.Linear Wegschieber are known in various embodiments. Due to the required high energy density, it is preferably hydraulic devices. Basically, however, the concept of a pneumatically operated device is possible.
Die CH-A-604021 zeigt einen bekannten Linearwegschieber mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Ansprüches 1, der zur Ausführung von geradlinigen Hin- und Herbewegungen mit einer in Bezug auf das Gehäuse verdrehfesten Kolbenstange versehen ist die aus einem zylindrischen Rohr und zwei innerhalb des zylindrischen Rohres an dessen Enden angeordneten Führungsbüchsen sowie einem am zylindrischen Rohr befestigten Führungsstück besteht. Dabei ist die Kolbenstange innerhalb eines koaxial zu dieser verlaufenden, ein Verdrehen des Führungsstückes verhindernden Zylindergehäuses angeordnet. Mindestens eine Zuführungsleitung ist für das Druckmedium vorgesehen, die zentral in die Kolbenstange und durch die hintere Führungsbüchse eingeführt ist und die als Träger eines Zwischenbodens dient, der zwischen den beiden Führungsbüchsen angeordnet ist und zwei Zylinderräume bildet, von denen der hintere durch die in der Zuführleitung ausgebildete Öffnung mit dem Druckmedium füllbar ist. Damit soll ein Linearwegschieber geschaffen werden, der eine in radialer Richtung verdrehsichere Kolbenstange aufweist, die durch hohe Zug- und Druckkräfte belastbar ist und hohe Knickspannungen aufzunehmen vermag, und bei dem die das Druckmedium vor dem Ausfließen hindernden Dichtelemente vor Verletzungen weitgehend geschützt sind.CH-A-604021 shows a known Linearwegschieber with the features of the preamble of Ansprüches 1, which is provided for performing rectilinear reciprocating movements with a respect to the housing rotationally fixed piston rod from a cylindrical tube and two within the cylindrical tube arranged at the ends Guide bushes and a guide piece attached to the cylindrical tube consists. In this case, the piston rod is disposed within a coaxially extending to this, a rotation of the guide piece preventing cylinder housing. At least one supply line is provided for the pressure medium, which is inserted centrally into the piston rod and through the rear guide bush and which serves as a support of a false floor, which is arranged between the two guide bushes and forms two cylinder chambers, the rear of which in the supply line trained opening can be filled with the pressure medium. This is a Linearwegschieber to be created, which has a rotationally secure in the radial direction of the piston rod, which is loaded by high tensile and compressive forces and can absorb high buckling stresses, and in which the pressure medium prevent the leaking sealing elements are largely protected from injury.
Die DE-A-32 41 233 beschreibt ein Antriebsaggregat für Druckmittelantriebe, bei dem Führungsgenauigkeit, Abdichtung und Leistung auch nach längerer Betriebszeit weitgehend unverändert erhalten bleiben sollen. Damit dieses Antriebsaggregat mit einem den Druckmittelzylinder umgebenden Hüllrohr, das an der Kolbenstange befestigt und verschiebbar in einer in deren Richtung verlaufenden gestellfesten Führung gehalten ist, diese Forderungen erfüllen kann, werden an der Außenfläche und der Innenfläche des Hüllrohres gesonderte Zwischenglieder aus reibungsarmen Gleitstoff zur seitlichen Abstützung des Druckmittelzylinders an der gestellfesten Führung vorgesehen. Dadurch sollen die Gleiteigenschaften an beiden Flächen des Hüllrohres verbessert werden, so dass die Abstützung direkter und genauer erfolgen kann.DE-A-32 41 233 describes a drive unit for pressure medium drives, should remain largely unchanged in the guide accuracy, sealing and performance even after prolonged operation. In order for this drive unit with a surrounding the pressure fluid cylinder cladding tube, which is secured to the piston rod and slidably held in a direction extending in the frame guide, can meet these requirements, on the outer surface and the inner surface of the cladding separate intermediate links of low-friction lubricant for lateral support the pressure medium cylinder provided on the frame-fixed guide. As a result, the sliding properties are to be improved on both surfaces of the cladding tube, so that the support can be made more direct and accurate.
Eine fluidisch betätigbare Vorschubeinheit beschreibt die DE-A-5,609,091, die bei präziser Führung und gleichzeitiger Verdrehsicherung des Vorschubteils eine kompakte Bauweise besitzen soll. Dies wird dadurch erreicht, dass das Vorschubteil zumindest entlang seines in dem Gehäuse geführten Längenabschnittes als dreiseitiger prismatischer Körper ausgebildet ist, der im Bereich seiner drei Seitenflächen im Gehäuse geführt ist, während die drei Übergangsbereiche zwischen jeweils zwei benachbarten Seitenflächen umgeführt sind. Aufgrund dieser Formgebung des geführten Längenabschnittes des Vorschubteils soll eine äußerst belastbare Verdrehsicherung erreicht werden. Die ebenen Seitenflächen des prismatischen Körpers sollen eine präzise Führung gewährleisten.A fluid-actuated feed unit is described in DE-A-5,609,091, which should have a compact design with precise guidance and simultaneous rotation of the feed part. This is achieved in that the feed part is formed at least along its guided in the housing length portion as a three-sided prismatic body, which is guided in the region of its three side surfaces in the housing, while the three transition areas are circulated between each two adjacent side surfaces. Due to this shape of the guided length portion of the feed part an extremely resilient rotation is to be achieved. The flat side surfaces of the prismatic body to ensure precise guidance.
Als kompakte Einbau-Module sind insbesondere Kombinationen von handelsüblichen Linearzylindern bekannt, die mit steifen Linearführungseinheiten durch "Aufsatteln" oder durch Bildung einer konstruktionstechnischen Längskombination gebildet werden.Combinations of commercially available linear cylinders are particularly well-known as compact built-in modules, which are formed with rigid linear guide units by "saddling on" or by forming a constructional longitudinal combination.
Aus der DE-GM 71 04 168 ist ein hydraulisch oder pneumatisch wirkender Schieber zum Verschieben oder Schwenken von Schaufeln, Klappen oder Behältern bekannt, bei dem die hydraulischen Arbeitsräume im Stempel des Gerätes ausgebildet sind. Um die Kolbenstange des in rauhem Betrieb eingesetzten Gerätes vor Schmutz, Steinschlag und dergleichen zu schützen, ist sie von einer Schutzhülse umgeben. Der Schieber wird allein von der Kolbenstange geführt und weist daher keine Verdrehsteifheit auf. Er ist deshalb nur für die Aufnahme von Linearkräften geeignet.From DE-GM 71 04 168 a hydraulically or pneumatically acting slider for moving or pivoting of blades, flaps or containers is known in which the hydraulic working spaces are formed in the punch of the device. To protect the piston rod of the device used in rough operation from dirt, stone chips and the like, it is surrounded by a protective sleeve. The slide is guided solely by the piston rod and therefore has no torsional rigidity. It is therefore suitable only for the absorption of linear forces.
Weiterhin sind hydraulische Blockzylinder bekannt, deren Gehäuse zusätzliche Bohrungen für Führungsstangen aufweisen, die parallel zum eigentlichen Hydraulikzylinder angeordnet sind. Der Kolbenstangenkopf und eine bis üblicherweise maximal vier Führungsstangen sind in einer biegesteifen Kopfplatte miteinander verschraubt. Diese Anordnung gewährleistet Biegesteifigkeit und Verdrehsicherheit.Furthermore, hydraulic block cylinders are known, the housing having additional holes for guide rods, which are arranged parallel to the actual hydraulic cylinder. The piston rod head and one to usually a maximum of four guide rods are bolted together in a rigid top plate. This arrangement ensures flexural rigidity and security against twisting.
Ferner ist aus der DE 295 17 615 U1 ein Linearwegschieber bekannt mit einem Schieber, der in einem Gehäuse mit einer Rollenführung verschiebebeweglich und verdrehsicher gelagert ist, und mit einem Hydraulikantrieb, welcher die Verschiebebewegung des Schiebers bewirkt und welcher einen in einem Zylinder unter Bildung eines hydraulischen Arbeitsraumes verschiebebeweglich gelagerten Kolben aufweist. Aufgrund der nur punktuellen Abstützung des Schiebers auf den Rollen sind jedoch die Verdrehsicherheit und die Aufnahmemöglichkeit für Querkräfte begrenzt.Furthermore, from DE 295 17 615 U1 a Linearwegschieber known with a slide which is mounted displaceably movable in a housing with a roller guide and against rotation, and with a hydraulic drive, which causes the sliding movement of the slide and which one in a cylinder to form a hydraulic Working space displaceably mounted piston has. Due to the only selective support of the slide on the rollers, however, the security against rotation and the possibility of receiving lateral forces are limited.
Ferner weist der Linearwegschieber eine verhältnismäßig große axiale Baulänge auf.Furthermore, the Linearwegschieber on a relatively large axial length.
Für die besonders hohen Anforderungen im Bereich der Schnittwerkzeuge ist eine andere Ausgestaltung eines Linearwegschiebers bekannt (Hersteller: Heidel GmbH und Co. KG, Viersen, Deutschland). Diese ist gekennzeichnet durch einen prismatischen Schieber mit üblicherweise rechtwinkligem Querschnitt. Der Schieberkern wird mit einem Gußgehäuse durch eine spezielle Hochlast-Gleitführungstechnik vollkommen spielfrei und wartungsfrei (auf Lebenszeit) geführt. Der Schieber weist eine Tasche auf, in die seitlich zur Bewegungsachse ein Spezial-Hydraulikzylinder eingesetzt wird. Dieser Hydraulikzylinder weist einen Kolben mit zwei durchgehenden Kolbenstangen oder mit einer Kolbenstange und einer Mitnehmernut auf, die auf die Stirnseiten der Tasche in dem Schieber wirken und so die Druckkräfte für eine Vor- und Rückbewegung auf den Schieber übertragen. Der hydraulische Spezialzylinder verfügt an einer Längsseite über einen Montageflansch, mit dessen Hilfe er am Schiebergehäuse verschraubt wird. Das Schiebergehäuse weist hierzu eine Öffnung auf seiner oberen Längsseite auf. Die Hydraulikölanschlüsse befinden sich ebenfalls an diesem Montageflansch. Es ist sowohl ein seitlicher wie auch ein nach oben gerichteter Anschluß mit entsprechender Führung der Rohrleitungen möglich, um unterschiedlichen, beengten Einbauverhältnissen gerecht zu werden. Der beschriebene Linearwegschieber zeichnet sich durch seine Hochlast-Fähigkeit und die präzise Gleitführung des prismatischen Schiebers aus. Seine Einsatzmöglichkeit wird jedoch in manchen Fällen durch die Baugröße und sein Gewicht begrenzt. Ferner ist eine Reparatur des Linearwegschiebers verhältnismäßig aufwendig.For the particularly high demands in the field of cutting tools, another embodiment of a Linearwegschiebers known (manufacturer: Heidel GmbH and Co. KG, Viersen, Germany). This is characterized by a prismatic slide with usually rectangular cross-section. The pusher core is guided with a cast housing by a special high-load Gleitführungstechnik completely backlash-free and maintenance-free (for life). The slider has a pocket, in the side of the axis of movement a special hydraulic cylinder is used. This hydraulic cylinder has a piston with two continuous piston rods or with a piston rod and a driving groove, which act on the end faces of the pocket in the slider and thus transmit the pressure forces for a forward and backward movement of the slider. The hydraulic special cylinder has a mounting flange on one longitudinal side, with the aid of which it is screwed to the valve body. For this purpose, the slider housing has an opening on its upper longitudinal side. The hydraulic oil connections are also located on this mounting flange. It is both a lateral as well as an upward connection with appropriate guidance of the pipes possible to meet different, cramped installation conditions. The Linearwegschieber described is characterized by its high-load capability and the precise sliding of the prismatic slide. Its use, however, is limited in some cases by the size and weight. Furthermore, a repair of Linearwegschiebers is relatively expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Linearwegschieber der eingangs genannten Art eine kompaktere Bauweise mit einem verringerten Volumen und einem verringerten Gewicht zu erreichen. Gleichzeitig soll der Linearwegschieber einfacher zu reparieren und in seiner Einsetzbarkeit flexibler sein. Nicht zuletzt sollen auch die Herstellungskosten gesenkt werden.The invention has for its object to achieve a more compact design with a reduced volume and a reduced weight at a Linearwegschieber of the type mentioned. At the same time the Linearwegschieber easier to repair and be flexible in its applicability. Last but not least, the production costs should also be reduced.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in claim 1.
Demnach ist der erfindungsgemäße Linearwegschieber in der Weise ausgebildet, dass der Zylinder und der Arbeitsraum in dem Schieber angeordnet sind, dass der Kolben gegenüber dem Gehäuse fest steht, dass der Kolben den Zylinder in zwei separate Arbeitsräume unterteilt, deren Volumenvergrößerung jeweils zu einer entgegengesetzten Bewegung des Schiebers führt, wobei zwei Zuleitungen für die Hydraulikflüssigkeit zu den Arbeitsräumen vorgesehen sind, die aus einer zentrischen, durchgehenden Bohrung in der Kolbenstange und einem zusätzlichen Zentralrohr bestehen, das in der Bohrung angeordnet ist, wobei über das Zentralrohr Hydraulikflüssigkeit im ersten Arbeitsraum am Boden des Kolbens und über die Bohrung Hydraulikflüssigkeit dem zweiten Arbeitsraum zugeführt wird, wobei ein das Gehäuse rückseitig abschließender Kolbenstangenriegel einen Sensor zur Erfassung einer Endanschlag-Position für den Schieber und der Kolbenstangenriegel eine quadratische Grundform aufweisen, die durch die quadratische Öffnung an der Rückseite des Gehäuses derart passt, dass der Kolbenstangenriegel durch die quadratische Öffnung in das Innere des Gehäuses bis in den Bereich einer zylindrischen Erweiterung einschiebbar ist, damit nach Drehung des Kolbenstangenriegels um 45° dieser sich mit seinen Ecken nach Art eines Bajonettverschlusses hinter die über die Zylinderwand vorspringenden Seitenmitten der rückwärtigen quadratischen Öffnung des Gehäuses legt und der Kolbenstangenriegel in dem Gehäuse Lage gesichert ist, und vermittels einer durch die Wand des Gehäuses zu einer Ecke des Kolbenstangenriegels geführten Sicherungsschraube arretiert ist, wobei das Gehäuse an seiner Rückseite eine quadratische Öffnung aufweist, die sich nach innen zu einem Zylinder erweitert und der Durchmesser des Zylinders zwischen der Länge einer Seite der quadratischen Öffnung und der Länge der Diagonalen der quadratischen Öffnung liegt.Accordingly, the Linearwegschieber invention is formed in such a way that the cylinder and the working space are arranged in the slide, that the piston is fixed relative to the housing, that the piston divides the cylinder into two separate work spaces whose volume increase in each case to an opposite movement of the Slider leads, wherein two supply lines are provided for the hydraulic fluid to the working chambers, which consist of a central, through bore in the piston rod and an additional central tube, which is arranged in the bore, via the central tube hydraulic fluid in the first working space at the bottom of the piston and via the bore hydraulic fluid is supplied to the second working space, wherein a housing closing the rear piston rod latch a sensor for detecting an end stop position for the slide and the piston rod latch a square basic shape, d It fits through the square opening at the back of the housing so that the piston rod can be inserted through the square opening in the interior of the housing into the area of a cylindrical extension, so that after rotation of the piston rod bolt by 45 ° this with its corners according to Art a bayonet fitting behind the cylinder over the wall projecting side centers of the rear square opening of the housing and the piston rod latch is secured in the housing position, and by means of a through the housing wall is locked to a corner of the piston rod bolt locking bolt, the housing having at its back a square opening which widens inwardly to a cylinder and the diameter of the cylinder between the length of one side of the square opening and the length of the Diagonal of the square opening lies.
Unter einem "Zylinder" ist dabei nicht notwendigerweise ein Zylinder im mathematischen Sinne, d.h. mit kreisförmigem Querschnitt, zu verstehen, sondern jeder durch parallele Wände begrenzte Arbeitsraum, in welchem sich ein Kolben, dessen Querschnitt dem Querschnitt des Arbeitsraumes entspricht, parallel zu den Wänden bewegen kann. Neben einer mathematischen Zylinderform kann der "Zylinder" im Sinne der Ansprüche insbesondere auch einen Querschnitt in Form eines regelmäßigen Vieleckes aufweisen.Under a "cylinder" is not necessarily a cylinder in the mathematical sense, ie with circular cross-section to understand, but each bounded by parallel walls working space in which a piston whose cross section corresponds to the cross section of the working space, move parallel to the walls can. In addition to a mathematical cylindrical shape, the "cylinder" in the sense of the claims may in particular also have a cross section in the form of a regular polygon.
Bei dem erfindungsgemäßen Linearwegschieber sind die Funktionen des Schiebers und des Hydraulikantriebes in einer Baugruppe vereint. Dies ist möglich, da der Hydraulikantrieb in den Schieber selbst integriert wird. Aus dieser Maßnahme resultieren zahlreiche Vorteile. So erlaubt der Verzicht auf zwei getrennte Baugruppen (Schieber, Hydraulikantrieb) eine kompaktere, schlankere Bauweise unter Einsparung von Bauvolumen. Zusätzlich werden Bauteile eingespart (z.B. Gehäuse mit Zylinderbohrung und Montageflansch) und somit eine hohe Kosten- und Gewichtseinsparung erzielt. Der Wegfall von Verbindungsstellen, in denen z.B. die mechanische Druckkrafteinleitung von dem Hydraulikantrieb zum Schieber stattfindet, führt zu einer weiteren Reduzierung des Fertigungsaufwandes und zur Vermeidung von potentiellen Fehlerquellen.In the Linearwegschieber invention, the functions of the slide and the hydraulic drive are combined in one assembly. This is possible because the hydraulic drive is integrated in the slide itself. This measure results in numerous advantages. Thus, the omission of two separate components (slide, hydraulic drive) allows a more compact, slimmer design while saving volume. In addition, components are saved (e.g., cylinder bore housings and mounting flange), thus achieving high cost and weight savings. The elimination of joints where e.g. the mechanical application of pressure from the hydraulic drive to the slide takes place, leads to a further reduction of manufacturing costs and to avoid potential sources of error.
Weiterhin kann bei dem erfindungsgemäßen Linearwegschieber die Anordnung von Schieber und Hydraulikantrieb mit hoher Symmetrie erfolgen, indem der Zylinder und der Kolben auf der Mittelachse/Bewegungsachse des Schiebers angeordnet werden. Hierdurch entsteht eine zentrische und symmetrische Krafteinleitung, welche das Auftreten von Kippmomenten vermeidet. Dies führt zu geringerer parasitärer Beanspruchung und erhöht die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Baugruppe. Bei Linearwegschiebern nach herkömmlicher Bauweise hätte eine entsprechende symmetrische Ausbildung zu erheblich größeren Bauformen mit einem inakzeptablem spezifischen Leistungsvermögen geführt.Furthermore, in the Linearwegschieber invention the arrangement of slide and hydraulic drive with high symmetry can be done by the cylinder and the piston are arranged on the central axis / axis of movement of the slider. This creates a centric and symmetrical force introduction, which avoids the occurrence of tilting moments. This leads to less parasitic stress and increases the reliability and longevity of the assembly. In Linearwegschiebern according to conventional design would have resulted in a corresponding symmetrical design to significantly larger designs with an unacceptable specific performance.
Mit der prismatischen Ausgestaltung des Schiebers wird eine hohe Präzision und eine hohe Steifigkeit erzielt.With the prismatic design of the slider high precision and high rigidity is achieved.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gleitführung, die zwischen dem Schieber und dem Gehäuse angeordnet ist, durch ein Gießverfahren hergestellt wird. Ein solches Gießverfahren führt einerseits zu einer qualitativ hochwertigen Gleitführung und ist gleichzeitig sehr kostengünstig.It is particularly advantageous if the sliding guide, which is arranged between the slide and the housing, is produced by a casting method. On the one hand, such a casting process leads to a high-quality sliding guide and at the same time is very cost-effective.
Durch die Unterteilung des Zylinders in zwei separate Arbeitsräume durch den Kolben, wobei eine Volumenvergrößerung der Arbeitsräume jeweils zu einer entgegengesetzten Bewegung des Schiebers führt, ist es möglich, durch den Zufluß von Hydraulikflüssigkeit und eine Druckeinleitung in den entsprechenden Arbeitsraum sowohl eine aktive Vor- als auch eine aktive Rückbewegung des Schiebers herbeizuführen. Dadurch, daß der Kolben den vorhandenen Zylinderraum zweiteilt, wird gleichzeitig eine optimale Ausnutzung dieses Raumes erzielt.By dividing the cylinder into two separate working spaces through the piston, with an increase in the volume of the working spaces each leading to an opposite movement of the slide, it is possible by the inflow of hydraulic fluid and a pressure introduction into the corresponding working space both an active pre as well to bring about an active return movement of the slide. The fact that the piston bisects the existing cylinder space, an optimal utilization of this space is achieved at the same time.
Vorteilhaft ist auch, dass der Kolben am Ende einer Kolbenstange angeordnet ist, welche einen kleineren Durchmesser als der Kolben hat und welche an einer Seite des Schiebers nach außen geführt ist. Die Durchführung der Kolbenstange ist dabei rundum dicht abgeschlossen, so daß keine Hydraulikflüssigkeit austreten kann. In dieser Anordnung unterteilt der Kolben den Zylinderraum in zwei Arbeitsräume, die als diesseits und jenseits der Kolbenstange liegend bezeichnet werden können. Eine Zuleitung für die Hydraulikflüssigkeit in die jeweiligen Arbeitsräume wirkt sich auf verschiedenen Seiten des Kolbens aus und führt daher zu entsprechenden entgegengesetzten Kräften auf den Schieber.It is also advantageous that the piston is arranged at the end of a piston rod which has a smaller diameter than the piston and which is guided on one side of the slider to the outside. The implementation of the piston rod is completely sealed, so that no hydraulic fluid can escape. In this arrangement, the piston divides the cylinder space into two working spaces, which may be referred to as lying on either side of the piston rod. A supply line for the hydraulic fluid in the respective working spaces affects on different sides of the piston and therefore leads to corresponding opposite forces on the slide.
Zur Erfüllung ihrer Funktion müssen die hydraulischen Arbeitsräume mit einer Zuleitung für ein Hydraulikflüssigkeit (z.B. Öl) versehen werden. Diese Zuleitung wird im Kolben und in der mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange angeordnet. Eine derartige Anordnung nutzt aus, daß der Kolben bei dem erfindungsgemäßen Linearwegschieber einerseits feststehend ist und andererseits einen Teil der Begrenzungswände des Arbeitsraumes bildet. Daher kann die Zuleitung der Hydraulikflüssigkeit problemlos von einem äußeren Anschluß durch die Kolbenstange und den Kolben an den Einsatzort (und zurück) geführt werden. Dies gilt selbstverständlich auch dann, wenn wie bei der oben beschriebenen Ausführungsart der Erfindung zwei Arbeitsräume innerhalb des Schiebers ausgebildet sind.To perform their function, the hydraulic work spaces must be provided with a supply line for a hydraulic fluid (e.g., oil). This supply line is arranged in the piston and in the piston rod connected to the piston. Such an arrangement makes use of the fact that the piston in the Linearwegschieber invention is on the one hand fixed and on the other hand forms part of the boundary walls of the working space. Therefore, the supply of the hydraulic fluid can be smoothly guided from an external terminal through the piston rod and the piston to the place of use (and back). This of course also applies if, as in the embodiment of the invention described above, two working spaces are formed within the slide.
In diesem Falle, in welchem zwei verschiedene Arbeitsräume mit Zuleitungen durch den Kolben versorgt werden, sind diese Zuleitungen konzentrisch im Kolben angeordnet.In this case, in which two different working spaces are supplied with supply lines through the piston, these supply lines are arranged concentrically in the piston.
Des weiteren ist an dem Kolbenstangenriegel ein Sensor zur Erfassung einer Endanschlag-Position vorgesehen. Hierdurch kann festgestellt und überwacht werden, ob sich der Schieber an einem der Anschlagpunkte befindet. Diese Information ist in der Regel wichtig für den übergeordneten Verarbeitungsprozeß, so daß die genaue Detektion dieses Zustandes vorteilhaft zur Steuerung des Gesamtprozesses ausgenutzt werden kann.Furthermore, a sensor for detecting an end stop position is provided on the piston rod latch. As a result, it can be determined and monitored whether the slide is located at one of the attachment points. This information is usually important for the higher-level processing process, so that the precise detection of this state can be advantageously exploited to control the overall process.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den unterausprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the Unterausprüchen.
Des weiteren ist der Kolben lösbar mit dem Gehäuse verbunden, wobei als Verbindungsart insbesondere eine Schraub- und/oder Bajonettverbindung in Betracht kommt. Durch ein Ablösen des Kolbens vom Gehäuse wird eine Wartung und Reparatur des Linearwegschiebers möglich. Dabei ist nur ein Bauteil zu lösen, um gleichzeitig Zugang zum Hydraulikraum und zum Schieber zu erhalten. Die Wartung des Linearwegschiebers wird hierdurch erheblich vereinfacht, was sich in geringeren Betriebskosten und einer längeren Lebensdauer bemerkbar macht.Furthermore, the piston is releasably connected to the housing, wherein as a connection type in particular a screw and / or bayonet connection comes into consideration. By detaching the piston from the housing maintenance and repair of Linearwegschiebers is possible. In this case, only one component is to be solved in order to simultaneously gain access to the hydraulic chamber and the slider. The maintenance of the Linearwegschiebers is thereby considerably simplified, which is reflected in lower operating costs and a longer life.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- eine Aufsicht auf den Linearwegschieber während eines Arbeitshubes;
- Fig. 2
- ein Detail der Aufsicht auf den Linearwegschieber;
- Fig. 3
- eine Rückansicht eines Linearwegschiebers mit einem Fußflansch;
- Fig. 4
- eine Rückansicht eines Linearwegschiebers mit Durchgangsbefestigungsschrauben;
- Fig. 5
- eine Rückansicht eines Linearwegschiebers mit einer Steck-Dreh-Zylinderstangen-Verriegelung;
- Fig. 6
- eine Ausgestaltung eines Linearschiebers mit teilweise nicht erfindungsgemäßen Merkmalen und mit einer Zylinderhülse, die in einem Sackloch des Schiebers angeordnet ist.
- Fig. 1
- a plan view of the Linearwegschieber during a working stroke;
- Fig. 2
- a detail of the plan view of the Linearwegschieber;
- Fig. 3
- a rear view of a Linearwegschiebers with a foot flange;
- Fig. 4
- a rear view of a Linearwegschiebers with passage fixing screws;
- Fig. 5
- a rear view of a Linearwegschiebers with a plug-in rotary cylinder rod lock;
- Fig. 6
- An embodiment of a linear slide with partially not inventive features and with a cylinder sleeve which is arranged in a blind hole of the slider.
In Fig. 1 ist eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Linearwegschieber 100 dargestellt, wobei in der oberen Bildhälfte das Gehäuse 11, der Schieber 10, der Kolben und die Kolbenstange teilweise aufgebrochen dargestellt sind, um den inneren Aufbau erkennbar zu machen. Der Linearwegschieber 100 hat eine kompakte und im wesentlichen quaderförmige Bauform. Er besteht aus einem Gehäuse 11, das an seinem unteren Ende einen Fußflansch mit Bohrungen 17 für Befestigungsschrauben und Paßstifte zur Befestigung des Linearwegschiebers an einer Maschine aufweist (vgl. auch Fig. 3). Ferner ist an der Unterseite des Gehäuses 11 eine Nut 18 zur Aufnahme einer Paßfeder auf der Montagefläche angeordnet.In Fig. 1 is a plan view of a
In dem Gehäuse 11 ist verschiebebeweglich in Richtung der Längsachse des Gehäuses (Horizontale in Fig. 1) der Schieber 10 angeordnet. Der Schieber wird vorzugsweise mit einem quadratischen Kern ausgeführt. Der Schieber 10 hat eine von außen zugängliche Montagefläche 16, in welche eine oder mehrere Gewindebohrungen 15 für die Montageschrauben eingelassen sind. Auf diese Weise können je nach Einsatzzweck verschiedene Elemente mit dem Schieber 10 verbunden werden. Der Schieber 10 ist in Richtung seiner Längsachse verschiebebeweglich gelagert und kann sich um die Länge seines Arbeitshubes aus dem Gehäuse 11 herausbewegen. Übliche Hubwege liegen zwischen 30 bis 100 mm, bei Sonderausführungen auch bis 500 mm. Die Kräfte, welche der Schieber 10 in axialer Richtung aufbringen muß (Längskräfte) liegen im Bereich von 10 kN (1 to) bis 100 kN (10 to), in Einzelfällen auch bei bis zu 250 kN (25 to). Infolge einer außermittigen Beanspruchung des Schiebers beim Arbeitsvorgang können die Querkräfte auf den Schieber sogar ein Mehrfaches der nominellen Druckkraft betragen. Dabei darf jedoch keine nennenswerte Verbiegung oder Verdrehung des Schiebers auftreten. Diese Anforderungen sind insbesondere bei Schnittwerkzeugen sehr hoch, bei denen in der ausgefahrenen (Arbeits-)Stellung bei Vorhandensein der genannten Querkräfte eine Steifigkeit gewährleistet sein muß, bei der die seitliche Auslenkung weniger als 0,02 mm beträgt.In the
Zur Erfüllung dieser Hochlast-Präzisionsanforderungen trägt nicht zuletzt eine spezielle Gleitführung 12 bei, welche im Spalt zwischen dem Schieber 10 und dem Gehäuse 11 angeordnet ist. Diese Gleitführung wird vorzugsweise durch ein Gießverfahren hergestellt.To meet these high-load precision requirements contributes not least a
Die erfindungsgemäße Besonderheit des in Fig. 1 dargestellten Linearwegschiebers besteht darin, daß der Hydraulikantrieb in den Schieber 10 integriert ist. Auf der Rückseite des Schiebers 10, d.h. auf der der Montagefläche 16 gegenüberliegenden Fläche befindet sich ein Sackloch. Der Schieber 10 bildet zusammen mit dem Sackloch den Zylinder eines Hydraulikantriebes, wobei im Sackloch ein Kolben 24 mit einer Kolbenstange 31 gelagert ist und zusammen mit dem Sackloch den hydraulischen Arbeitsraum 13 umgrenzt.The inventive feature of the Linearwegschiebers shown in Fig. 1 is that the hydraulic drive in the slide 10th is integrated. On the back of the
An der Rückseite des Linearwegschiebers 100 sind die Zuleitungen 14 für die Hydraulikflüssigkeit sowie ein Endanschlags-Sensor 19 angeordnet. Diese Elemente werden anhand von Fig. 2 näher erläutert.At the back of the
Fig. 2 zeigt vergrößert den Aufbau des in den Schieber 10 integrierten Hydraulikantriebes. Bei der Darstellung ist das Gehäuse 11 abgedeckt worden und im oberen Teil der Figur ein Schnitt entlang der Mittelachse gezeichnet. Vom Schieber 10 ist im wesentlichen der Abschnitt mit dem Sackloch dargestellt. In dem Sackloch ist wie oben beschrieben der Kolben 24 beweglich (entlang der horizontalen Längsachse in Fig. 2) gelagert. Der Kolben 24 weist an seinem äußeren Umfang eine umlaufende Nut 25 auf, in welcher sich eine Kolbendichtung und Führungsbänder befinden. Zwischen dem Kolben 24 und dem Schieber 10 wird somit ein dichter hydraulischer Arbeitsraum 13 ausgebildet.Fig. 2 shows an enlarged view of the structure of the integrated into the
Der Kolben 24 ist am Ende einer Kolbenstange 31 fest angeordnet. Die Kolbenstange 31 ist ihrerseits mit dem Gehäuse 11 fest verbunden und steht am hinteren Ende über die Rückwand des Gehäuses 11, den sogenannten Kolbenstangenriegel 32, hinaus. Auf dieses hinausstehende Ende der Kolbenstange 31 sind zwei Öl-Anschlußflansche 14 aufgesetzt und mit einer zugbelasteten Spannmutter 22 arretiert. Weiterhin hat die Kolbenstange 31 entlang ihrer Längsachse eine zentrale Bohrung 27. Diese Bohrung 27 wird am rückwärtigen Ende (rechts in Figur 2) durch die Spannmutter 22 verschlossen. Weiterhin sind am rückwärtigen, aus dem Gehäuse 11 hinausstehenden Ende der Kolbenstange 31 zwei radiale Bohrungen 21 angeordnet, welche unter den Öl-Anschlußflanschen 14 zu liegen kommen und der Einleitung von Hydraulikflüssigkeit in die zentrale Bohrung 27 dienen.The
Am anderen Ende der Kolbenstange 31, an welchem der Kolben 24 befestigt ist (links in Figur 2), wird die zentrale Bohrung 27 mit kleinerem Querschnitt durch den Kolben hindurch fortgesetzt und bildet dadurch den Ölaustritt 23 in den Arbeitsraum 13 hinein. Weiterhin ist parallel zur Mittelachse der Kolbenstange 31 als zentrale Leitung für die Hydraulikflüssigkeit ein Rohr 28 angeordnet. Dieses führt an seinem vorderen Ende abgedichtet in den Ölaustritt 23 im Kolben 24 und ist an seinem rückwärtiger Ende (rechts in Fig. 2) mit einer Abdichtung 33 gegenüber der Wandung der zentralen Bohrung 27 abgedichtet. Hierdurch entsteht eine rundum dicht geschlossene Zuleitung für Hydrauliköl, welche am hinteren der beiden ÖI-Anschlußflansche 14 beginnt und durch die hintere Zuführbohrung 21 für die Hydraulikflüssigkeit und das Innere des Rohres 28 zum Arbeitsraum 13 führt. Durch Einleitung von Hydraulikflüssigkeit entlang dieses Weges wird im hydraulischen Arbeitsraum 13 ein Druck erzeugt. Auf diesen Druck reagiert die Vorrichtung mit einer Verschiebung des Schiebers 10 in Ausfahrrichtung (links in Fig. 2, vgl. Pfeil in Fig. 1).At the other end of the
Mit der bis hierher beschriebenen Vorrichtung läßt sich somit ein Ausfahren des Schiebers 10 hydraulisch bewirken. Ein Zurückfahren des Schiebers 10 müßte dagegen entweder passiv erfolgen oder durch einen Unterdruck im Arbeitsraum 13 bewirkt werden. Demgegenüber ist zur Verbesserung der Kraftentwicklung und Steuerbarkeit des Zurückfahrens des Schiebers 10 bei dem Ausführungsbeispiel ein zweiter hydraulischer Arbeitsraum 29 vorgesehen. Dieser zweite Arbeitsraum 29 wird zwischen der Rückseite des Kolbens 24, dem Äußeren der Kolbenstange 31, der Innenwand des Sackloches im Schieber 10 und der Vorderseite einer Kolbenstangen-Dichtungsmutter 30 (ausgestattet mit Dichtungs-Abstreifer und Führungsbändern) ausgebildet. Dieser Arbeitsraum 29 hat somit die Form eines Ringspaltes um die Kolbenstange 31 herum.With the device described so far can thus cause an extension of the
Die Kolbenstangen-Dichtungsmutter 30 ist fest mit dem Schieber 10 verbunden und an dessen rückwärtigem Ende am Eingang des Sackloches angeordnet. Sie verschließt somit das Sackloch bis auf einen zentralen Durchbruch, durch welchen die Kolbenstange 31 geführt ist. Die Dichtungsmutter 30 ist nicht bündig mit dem Ende des Schiebers angeordnet, sondern letzterer hat einen Überstand 20 über die Dichtungsmutter hinaus. Hierdurch wird erreicht, daß der Überstand 20 einen Anschlag für den vollständig zurückgezogenen Schieber bildet. Die Dichtungsmutter 30 sitzt verschiebebeweglich um die Kolbenstange 31 herum und ist dieser gegenüber mit Dichtungen abgedichtet. Von dem vorderen der beiden Öl-Anschlußflansche 14 führt die vordere der beiden Radialbohrungen 21 in einen Ringspalt, welcher zwischen der Außenwand des Rohres 28 und der Innenwand der Sackloch-Bohrung 27 gebildet wird. Dieser Ringspalt führt an seinem vorderen Ende über eine Radialbohrung 26 durch die Kolbenstange 31 in den Arbeitsraum 29 hinein. Auf diesem Weg kann somit Hydrauliköl dem Arbeitsraum 29 zugeführt werden. Dabei bewirkt eine Einleitung von Hydrauliköl eine Druckzunahme im Arbeitsraum 29, die sich über die Dichtungsmutter 30 als Rückzugskraft auf den Schieber 10 überträgt. Der Schieber 10 kann somit aktiv eingefahren werden.The piston
Das Gehäuse 11 wird an seiner Rückseite durch den Kolbenstangenriegel 32 abgeschlossen.The
Weiterhin weist er einen zentralen Durchbruch auf, durch welchen die Kolbenstange 31 geführt ist. Der Kolbenstangenriegel 32 trennt somit die Innenseite des Linearwegschiebers von der Außenseite. Im Kolbenstangenriegel 32 sind ferner zwei vorzugsweise um 90° versetzte Bohrungen angebracht, wobei in einer der Bohrungen der Sensor 19 für den Endanschlag des Schiebers 10 sitzt, und die zweite Bohrung der Entlüftung des rückwärtigen Schieberfreiraumes dient. Die Verwendung der Bohrungen für den Endlagen-Sensor oder als Entlüftungsöffnung kann dabei wahlweise je nach den konstruktiven Vorgaben durch die Umgebung erfolgen. Das herausragende Ende des Sensors 19 und der Kabel- bzw. Steckeranschluß befinden sich bei der gewählten Anordnung an einer geschützten Stelle und sind daher vor Beschädigungen sicher. Wenn die Bohrung als Entlüftungsöffnung frei bleibt, kann sie mit einem Siebstopfen verschlossen werden. Zusätzlich kann sie jedoch auch mit einem Adsorberelement versehen werden, um auch geringfügige Menge von Lecköl aufzufangen. Auf diese Weise kann eine vollständige Kontaminationsfreiheit (für Produktteile) durch Hydraulik-Lecköl gewährleistet werden.Furthermore, it has a central opening through which the
Neben dem rückwärtigen Endlagen-Sensor 19 kann für die Erkennung der vorderen Endlage zusätzlich am Schieber 10 eine Schaltstange mit einstellbarem Schaltnocken angebracht werden, die durch eine weitere Bohrung im Kolbenstangenriegel 32 nach hinten geführt wird und deren Schaltnocken durch einen weiteren Initiator abgefragt wird.In addition to the rear
Die beiden Öl-Anschlüsse 14 sind als frei drehbare Flansche ausgeführt und können daher für die Montage in beliebige Richtungen geschwenkt werden. Beide Flansche sind vorzugsweise baugleich. Sie können mit zusätzlichen Drosselschrauben für die Steuerung der Durchflußrate versehen sein.The two
Die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu den Arbeitsräumen 13 und 29 erfolgt vorzugsweise in der dargestellten Weise durch eine zentrische, durchgehende Bohrung 27 in der Kolbenstange 31, in der zusätzlich ein Zentralrohr 28 mit Abdichtung eingeführt ist, um den Hauptarbeitsraum 13 am Kolbenboden zu versorgen. Durch Wahl geeigneter Kolbenstangendurchmesser kann ferner konstruktiv ein besonderes Eilgangverhalten für den Rückhub vorgesehen werden.The supply of hydraulic fluid to the working
Das Gehäuse 11 weist keine (seitlichen) Durchbrüche oder Öffnungen auf, wodurch sich seine Steifigkeit erhöht und der Fertigungsaufwand reduziert wird. Die zusätzlichen Steifigkeitsreserven können auch zur Gewichtsreduzierung der Vorrichtung verwendet werden. Weiterhin erleichtert das Fehlen von Durchbrüchen das gießtechnische Einbringen der Gleitführung 12 und deren Bearbeitung. Die Einfachheit der Gehäuse ermöglicht deren Herstellung als Strangguß- oder Strangpreßprofile. Dabei können für unterschiedliche Hublängen die gleichen Rohteil-Werkzeuge verwendet werden. Auch die Bereitstellung von Sonderlängen ist durch einfaches Kürzen von Gehäuse und Schieber der nächst größeren Version möglich.The
In den Fig. 3 bis 5 sind Varianten des Linearwegschiebers in der Rückansicht dargestellt.FIGS. 3 to 5 show variants of the linear travel slide in the rear view.
Fig. 3 zeigt eine Version, bei der das Gehäuse 11 einen Fußflansch hat, welcher mit Bohrungen 17 für Befestigungsschrauben und Paßstifte versehen ist. Alternativ oder zusätzlich zu dem dargestellten und an der Längsseite des Gehäuses 11 angeordneten Fußflansch kann das Gehäuse auch mit einem Stirnflansch, der vorzugsweise an der Austrittsseite des Schiebers angeordnet ist, versehen sein.Fig. 3 shows a version in which the
Fig. 4 zeigt ein alternatives Gehäuse 11 ohne Fußflansch, welches in den Seitenwänden durchgehende Bohrungen 34 für Durchgangs-Befestigungsschrauben aufweist.Fig. 4 shows an
In Fig. 5 ist die Befestigungsart des Kolbenstangenriegels 35 dargestellt. Das Gehäuse 11 hat an seiner Rückseite eine quadratische Öffnung, die sich nach innen hin zu einem Zylinder erweitert, wobei der Durchmesser des Zylinders zwischen der Seitenlänge und der Diagonalen des Quadrates liegt. Der Kolbenstangenriegel 35 hat eine quadratische Grundform (mit abgerundeten Ecken), welche gerade durch die quadratische Öffnung an der Rückseite des Gehäuses 11 paßt. Der Kolbenstangenriegel 35 kann daher durch die quadratische Öffnung in das Innere des Gehäuses 11 eingeschoben werden. Sobald er den Bereich der zylindrischen Erweiterung erreicht, wird er um 45° verdreht, so daß sich seine Ecken 36 nach Art eines Bajonettverschlusses hinter die über die Zylinderwand vorspringenden Seitenmitten der rückwärtigen quadratischen Öffnung im Gehäuse 11 legen. In dieser Stellung kann der Kolbenstangenriegel 35 daher nicht aus dem Gehäuse 11 heraus. Mittels einer Sicherungsschraube 37, welche durch die Wand des Gehäuses 11 zu einer Ecke des Kolbenstangenriegels 35 führt, wird er in dieser Stellung arretiert. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß durch das Lösen einer einzigen Schraube 37 und das Verdrehen des Kolbenstangenriegels 35 um 45° die Vorrichtung demontiert werden kann. Die kompiette bewegliche Einheit kann nach dem Lösen des Kolbenstangenriegels 35 (oder 32) " nach hinten" entnommen werden. Die mit Hilfe von Figur 5 beschriebene Steck-Dreh-Verbindung kann auch als Mehrfach-Verzahnung ausgeführt sein.In Fig. 5, the fastening of the
In Fig. 6 ist eine Ausgestaltung des Linearwegschiebers 100 mit teilweise nicht erfindungsgemäßen Merkmalen in einer teilweise aufgebrochenen Aufsicht ähnlich Fig. 1 dargestellt. Mit den vorangehenden Ausgestaltungen baugleiche Elemente sind mit denselben Bezugsziffern bezeichnet und brauchen nicht erneut erläutert zu werden.6, an embodiment of the
Ein erfindungsgemäßes Merkmal dieser Ausgestaltung besteht darin, daß der hydraulische Zylinder nicht mehr unmittelbar von der Innenwand der Sackloch-Bohrung des Schiebers gebildet wird, sondern von einer separaten Zylinderhülse 38. Diese ist in dem Sackloch angeordnet und an dem Schieber 10 zum Beispiel durch eine Schraubverbindung befestigt. An ihrer Eingangsöffnung ist die Zylinderhülse 38 durch eine Dichtungsmutter 30 verschlossen, so daß die beiden hydraulischen Arbeitsräume komplett in der Zylinderhülse 38 ausgebildet werden.An inventive feature of this embodiment is that the hydraulic cylinder is no longer formed directly from the inner wall of the blind hole of the slide, but by a
Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß die hydraulische Einheit komplett in der Zylinderhülse 38 gelagert ist und daher auch komplett von der Rückseite des inearwegschiebers 100 ausgebaut werden kann, ohne daß der Schieber selbst entfernt werden müßte. An dem Schieber montierte Werkzeuge wie z.B. präzise ausgerichtete Messer oder dergleichen müssen daher nicht entfernt werden. Somit ist auch die Gefahr einer Verletzung der Gleitführung 12 durch die Entfernung ausgeschlossen. Ferner ist die Hydraulikflüssigkeit in der Zylinderhülse 38 gekapselt und kann daher den Montageort nicht verschmutzen. Schließlich wird auch die Aufweitung des Sacklochs des Schiebers 10 vermieden, da der Hydraulikdruck nicht mehr unmittelbar auf den Schieber 10 wirkt. Dies ist angesichts der ohnehin engen Toleranzen des Schieberspaltes von erheblichem Vorteil.Such an arrangement has the advantage that the hydraulic unit is completely stored in the
Ferner ist in der Fig. 6 das nicht erfindungsgemäße Merkmal dargestellt, daß die Hydraulikflüssigkeit über zwei parallele Zuleitungen 39 und 40 in der Kolbenstange 31 zum hinteren bzw. vorderen Arbeitsraum geführt wird.Further, in Fig. 6, the feature not according to the invention is shown that the hydraulic fluid is guided via two
- 1010
- Schieberpusher
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212
- Gleitführungslide
- 1313
- Arbeitsraumworking space
- 1414
- Öl-AnschlußflanschOil flange
- 1515
- Gewindebohrungthreaded hole
- 1616
- Montageflächemounting surface
- 1717
- Bohrungdrilling
- 1818
- Nutgroove
- 1919
- Endlagen-SensorEnd position sensor
- 2020
- Vorsprunghead Start
- 2121
- Radialbohrungradial bore
- 2222
- Spannmutterlocknut
- 2323
- Ölaustrittoil spill
- 2424
- Kolbenpiston
- 2525
- Nutgroove
- 2626
- Ölaustrittoil spill
- 2727
- zentrale Bohrungcentral hole
- 2828
- Rohrpipe
- 2929
- Arbeitsraumworking space
- 3030
- Dichtungsmutterpacking nut
- 3131
- Kolbenstangepiston rod
- 3232
- KolbenstangenriegelPiston rod bolt
- 3333
- Dichtungenseals
- 3434
- DurchgangsbohrungThrough Hole
- 3535
- KolbenstangenriegelPiston rod bolt
- 3636
- Eckecorner
- 3737
- Sicherungsschraubelocking screw
- 3838
- Zylinderhülsecylinder sleeve
- 3939
-
Zuleitung zum Arbeitsraum 13Supply line to the working
space 13 - 4040
-
Zuleitung zum Arbeitsraum 29Supply line to the working
space 29 - 100100
- LinearwegschieberLinearwegschieber
Claims (3)
- A linear-travel slide (100), with a slide (10) which is mounted fixedly to rotation so as to be movably in displacement in a housing (11) by means of a sliding guide (12), and with a hydraulic drive which causes the displacement movement of the slide (10) and which has a piston (24) and a cylinder mounted on the latter so as to be moveable in displacement, with a hydraulic working space (13) being formed, a concentrically arranged supply line for a hydraulic fluid being led to the working spaces (13, 29) through the piston and a piston rod (31) connected to the piston (24), the two supply lines for the two working spaces (13, 29) being arranged concentrically in the piston rod (31), the cylinder and the working space (13) being arranged in the slide (10), the piston (24) being stationary with respect to the housing (11), the piston (24) subdividing the cylinder into two separate working spaces (13, 29), the increase in the volume of which leads in each case to an opposite movement of the slide (10), two supply lines for the hydraulic fluid to the working spaces (13, 29) being provided, which consist of a centric continuous bore (27) in the piston rod (31) and an additional central tube (28) which is arranged in the bore (27), hydraulic fluid being supplied to the first working space (13) at the bottom of the piston (24) via the central tube (28) and hydraulic fluid being supplied to the second working space (29) via the bore (27), characterized in that a piston-rod bolt (32, 35) closing off the housing (11) on the rear side has a sensor (19) for detecting a limit-stop position for the slide (10), and the piston-rod bolt (35) has a square basic shape which fits through a square orifice on the rear side of the housing (11) in such a way that the piston-rod bolt (35) can be pushed through the square orifice into the interior of the housing (11) into the region of a cylindrical widening, so that, after the rotation of the piston-rod bolt (35) through 45°, the latter comes to lie with its corners (36), in the manner of a bayonet fastening, behind the side centres of the rear square orifice of the housing (11) which project beyond the cylinder wall, and the piston-rod bolt (35) is secured in position in the housing (11) and is detained by means of a securing screw (37') led through the wall of the housing (11) to one corner of the piston-rod bolt (35), the housing (11) having on its rear side the square orifice which widens inwards into a cylinder, and the diameter of the cylinder lying between the length of one side of the square orifice and the length of the diagonal of the square orifice.
- A linear-travel slide according to claim 1, characterized in that it contains a prismatic slide (10).
- A linear-travel slide according to either one of claims 1 and 2, characterized in that the cylinder is formed by a cylinder sleeve (38) which is arranged in an orifice of the slide (10).
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