HYDRAULISCHER HOCHFREQUENZZYLINDER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzzylinder mit einen extrem schnellen und dabei zuverlässigen und sehr kompakten Hochfrequenzantrieb für höchste Arbeitsgeschwindigkeiten, beispielsweise für das Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) oder das Schmieden.

[0002] Aus der Patenliteratur sind Schnellhubzylinder genannte Hydraulikzylinder bekannt, die für die Erzeugung schneller Eilbewegungen in hydraulischen Pressen ausgelegt sind, beispielsweise bekannt aus der DE102005047995B4, DE 19642635A1 oder DE 2127605C3.

[0003] Schnelle Eilbewegungen sind beispielsweise gewünscht bei Leerhüben von Arbeitsmaschinen wie Pressen und werden als Schnellhub- oder Eilgangzylinder bezeichnet. Sie bewegen den Pressenstößel im Leerhub wesentlich schneller als es mit dem flächenmäßig weitaus größeren Arbeitszylinder möglich wäre. Das Öl des Arbeitszylinders wird dabei lediglich mit Unterdruck angesaugt. Sie haben den gleichen Aufbau wie übliche Arbeitszylinder. Weiterhin werden gleichfalls Hydraulikzylinder als Eilgang- oder Schnellhubzylinder bezeichnet, wenn übliche Hydraulikzylinder eine Öleinspeisung über Speicher oder Servoventile erhalten (DE102007010426B4).

[0004] Über eine Verringerung der Massen der bewegten Zylinderteile, beispielsweise durch Einsatz von Faserwerkstoffen, kann ebenfalls die Dynamik verbessert werden (DE 3215795A1). Derartige bekannte Zylinder können beispielsweise bei Prüfständen eingesetzt werden, wo gefordert ist, eine Prüfobjekt auf eine höhere Geschwindigkeit zu beschleunigen. Weiteres Einsatzgebiet ist die schnelle Zu- und Abführung von Teilen in Produktionsprozessen.

[0005] Für bestimmte Anwendungen sind jedoch noch wesentlich größere Geschwindigkeiten erwünscht bei gleichzeitig hohen Zylinderkräften. Hier kommen verschiedene Vorgänge der fertigungstechnischen Bearbeitung von Produkten in Frage, bei welchem höchste Geschwindigkeiten erwünscht sind. Dies trifft beispielsweise auf das Scherschneiden von Blech oder Stangenmaterial zu, wo bei hohen Schergeschwindigkeiten die Prozesswärme im unmittelbaren Scherbereich verbleibt und infolge der höheren Schertemperatur eine weitaus bessere Schnittflächenqualität erreichbar ist. Gleichfalls zutreffend ist der Vorteil höchster Arbeitsgeschwindigkeiten beim Schmieden. Bei Arbeitsmaschinen für das Warmschmieden ist man bestrebt, hohe Geschwindigkeiten zu realisieren, um die Berührzeit der Formhälften mit dem heißen Werkstück zu minimieren.

[0006] In der DE 42 33 115 wird eine Einrichtung beschrieben, bei der ein Ankuppeln des innerhalb eines Zylinderraumes frei beweglichen Kolbens in einer Endlage mit Hilfe der Drucksteuerung eines Schaltraumes realisiert ist. Dieser Zylinder ist jedoch nicht in der Lage, die gewünschten hohe Geschwindigkeiten, im Extremfall 200 km/h zu realisieren. Gleichfalls können keine großen Kräfte über einen längeren Weg aufgebracht werden. Es sind derzeit keine Hydraulikzylinder im Einsatz, bei welchen sich auf einfache Weise derart hohe Geschwindigkeiten bei großen Kräften realisieren lassen.

[0007] In der Patentschrift DE 2007018066 ist eine Vorrichtung zum Impuls-Innenhochdruck Umformen angegeben. Die Betätigung des Arbeitskolbens erfolgt bei dieser Bauart durch Zündung eines explosiven Gemischs. Derartige Vorgehensweisen haben sich jedoch stets als problembehaftet erwiesen, beispielsweise Verschleiß- und Sicherheitsprobleme.

[0008] In der DE 10 2012 019 386 A1 ist eine Vorrichtung angegeben, bei welcher vorgespannte Federn auf Kniehebel drücken, die sich ein wenig über der Strecklage befinden. Durch eine mechanische Bewegung werden die Kniehebel aus der Strecklage gebracht und bewegen sich infolge der vorhandenen Federvorspannung schlagartig nach unten. Nachteilig ist hier, dass insbesondere durch die Inanspruchnahme einer großen Fläche seitens der in ihrer Kraft begrenzten Federn ein großer Platzbedarf entsteht. Die erforderliche Traverse zur Aufstellung der Federn bewirkt weiterhin aufgrund ihrer eigenen Massenträgheit eine
deutliche Verringerung der eigentlich erwünschten hohen Geschwindigkeit für den Arbeitshub.

[0009] Die DE 19602390 A1 betrifft einen Arbeitszylinder mit einem Kolben und einem Zylinder, dessen Innendurchmesser größer ist als der maximale Kolbendurchmesser. Um Strömungsverluste des Zylinders beim Leerhub des Kolbens zu vermeiden und um das Verkuppeln des Kolbens mit dem Zylinder für den Arbeitshub schneller, verschleißfester und zuverlässiger zu gestalten, weist der Zylinder ein ringförmiges Bauteil auf, mit dem der Kolben beim Arbeitshub in Wechselwirkung tritt, derart, dass zwischen dem Kolben, dem ringförmigen Bauteil und dem Zylinder ein Funktionsraum gebildet ist, der gegenüber dem restlichen Zylinderraum abgedichtet ist und dessen Druck über ein Steuerventil steuerbar ist.

[0010] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen extrem schnellen und dabei zuverlässigen und sehr kompakten Hochfrequenzantrieb mit höchsten Arbeitsgeschwindigkeiten, beispielsweise für das Hochgeschwindigkeitsscherschneiden (HGSS) oder das Schmieden, zu schaffen.

[0011] Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0012] Dabei wird ein Hydraulikzylinder so ausgebildet, dass der Kolben mit extrem hohen Geschwindigkeiten ausfahren kann. Gleichzeitig soll der Rückhub des Kolbens in kürzester Zeit erfolgen, um so höchste Stückzahlausbringungen zu ermöglichen.

[0013] Der Hochfrequenzzylinder umfasst einen Kolben und ein Zylinderrohr dessen Innendurchmesser größer ist als der maximale Durchmesser des Kolbens, wobei der Kolben intern hydraulisch mit einem Steuerring durch die Schaltung von Ventilen ver- und entkuppelbar ist, der Verkupplungszustand zum Zwecke des extrem schnellen Ausfahrens des Kolbens hydraulisch gelöst wird und der gleichzeitig intern einen aus den Kolben umschließenden Speicherkolben und aus dem Speicherraum bestehenden Druckspeicher aufweist, dessen Energie beim schnellen Ausfahren des Kolbens praktisch ohne Strömungsverluste von Hydraulikleitungen an den Kolben abgegeben wird.

[0014] Ein Speicherkolben weist eine an seiner Oberseite mit Gasdruck beaufschlagte außen liegende Speicherringfläche sowie einen innen liegenden ringförmigen Führungsansatz auf, der an seine Oberseite nicht mit Gasdruck sondern mit dem Druck des Rücksteuerraums beaufschlagt ist und an seiner Unterseite mit dem Druck des Zylinderraum beaufschlagt ist sowie an seinem Innendurchmesser eine Führungsfläche für den Kolben ausbildet.

[0015] Am Kolben ist eine Differenzfläche ausgebildet, welche permanent mit Öldruck beaufschlagt ist. Das Verhältnis der Fläche der Differenzfläche zur oberen Fläche des Führungsansatzes verhält sich so, wie die Fläche des unteren Kolbenabschnitts mit dem Durchmesser D1 zur Wirkfläche des Speicherkolbens aus D4 und D1.

[0016] Während des Ausfahrens des Kolbens bleibt das Volumen des Rücksteuerraums annähernd konstant wobei der Rücksteuerraum mit einem Speicher verbunden ist.

[0017] Die hydraulische Steuerung erfolgt mittels eines Rotationsventils, in dessen Rotor und Stator Ölanschlüsse für Pumpe und Tank eingebracht sind. Der Rotor ist mit einem Werkstückzuführantrieb mechanisch gekoppelt.

[0018] Die hydraulische Kupplung des Kolbens kann durch stirnseitige Druckentlastung des Kolbens mit Hilfe eines, insbesondere metallischen, Steuerrings im eingefahrenen Zustand des Kolbens oder mittels des Eintauchens des Kolbens in eine Vertiefung im Bodenelement bei anschließender Druckentlastung der unteren Stirnseite des Kolbens realisiert werden.

[0019] Der Kolben taucht zum Ende des Ausfahrens in den Öldämpfungsraum am Speicherkolben ein bzw. in einen gesonderten, vor dem Speicherkolben innerhalb einer Zwischenplatte befindlichen Dämpfungsraum. Der Kolbendichtung ist nach innen eine Entlastungsnut vorgeschaltet, die während des Ausfahrens des Kolbens mit dem Tank verbunden ist.

[0020] In einer Beispielrechnung wird gezeigt, dass Hubzahlen von 1000/min möglich sind und vorwiegend durch die Schaltzeiten von Ventilen eine Begrenzung eintritt. Die üblichen Stückzahlausbringungen von hydraulischen Pressen werden weit übertroffen. In einer weiteren Ausführung mit einem speziellen Schaltantrieb wird die Begrenzung durch Schaltzeiten von Ventilen beseitigt für noch höhere Hubzahlen. Der extrem schnell ausfahrende Kolben kann ein Arbeitselement direkt betätigen oder auch als Antrieb für einen weiteren Antrieb, beispielsweise für einen als Druckübersetzer ausgebildeten Hydraulikzylinder dienen.

[0021] Fig. 1 beschreibt die Ausführung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzzylinders. Im Ausgangszustand sitzt der Bund 5 des Kolbens 1 auf dem Bodenelement 26 auf. Der Steuerring 33 bildet mit dem unteren Teil des Bundes 5 eine Dichtfläche 34 aus, die den im Zylinderraum 23 herrschenden Druck gegen den Steuerraum 38 abschirmt. Der Steuerraum 38 ist dabei über das Steuerventil 32 zu Tank entlastet. Der Steuerring 33 ist dabei an seiner Unterseite mit den im Zylinderraum 23 herrschenden Druck beaufschlagt. An seiner Oberseite ist er zum Teil druckentlastet über einen kleinen Absatz zum Steuerraum 38 hin sowie über den Druckabfall an der Dichtfläche 34 zwischen Zylinderraum 23 und Steuerraum 38. Die obere Ringfläche des Bunds 5 ist voll mit dem im Zylinderraum 23 herrschenden Druck beaufschlagt, während die axial gegenüberliegende, untere Bundfläche nur teilweise mit dem im Zylinderraum 23 herrschenden Druck beaufschlagt ist. Der Kolben ist verriegelt.

[0022] In den Raum 21, dem Gasspeicherraum, der zwischen den Teilen 17 und 7 ausgebildet wird, wurde vor dem Druckaufbau im Zylinderraum 23 ein Gas, beispielsweise Stickstoff mit dem Vorspanndruck von 100 Bar über den Gasspeicheranschluss 14 eingebracht. Der Speicherkolben 17 saß dabei auf dem Distanzrohr 24 auf. Infolge eines Druckaufbaus im Zylinderraum 23 durch Ölzufuhr über den Ölanschluss 29, beispielsweise auf 300 Bar, wurde der Speicherkolben 17 nach oben bewegt und das Volumen des Gasspeicherraums auf 1/3 reduziert.

[0023] Wird nun der Steuerraum 38 über das Steuerventil 32 mit Druck beaufschlagt, ändern sich die Kräfteverhältnisse am Kolben 1 mit dem Bund 5 schlagartig. Die druckbeaufschlagte Fläche an der Unterseite des Kolbens 1 mit dem Bund 5 ist nun größer als die druckbeaufschlagte Fläche an der Oberseite des Bunds 5. Der Kolben 1 löst sich und bewegt sich praktisch ungehindert nach oben. Er wird mit einer Kraft beschleunigt, die sich aus dem Durchmesser D2 des oberen Kolbenabschnitts 2 sowie dem Druck im Zylinderraum 23 ergibt.

[0024] Beispiel:

Durchmesser Kolben	30mm	Länge Kolben	350mm
Durchschnittlicher Druck	220 Bar	Weg	50mm
→ Geschwindigkeit	28 m/sec, 100km/h
Weg	10mm
→ Geschwindigkeit	13 m/sec, 45km/h

[0025] Auf einem Weg von 50mm erreicht der Kolben eine Geschwindigkeit von 28m/sec! Auf einem Weg von 10mm erreicht der Kolben eine Geschwindigkeit von 13m/sec!

[0026] Bei einer Maximalgeschwindigkeit von 28m/sec beträgt die Durchschnittsgeschwindigkeit 14m/sec. Damit benötigt der Kolben für 50mm Kolbenweg die Zeit von knapp 4msec! Für die Dauerhubzahl sind damit praktisch nur die Rückhubzeit und die Zeit zum erneuten Druckaufbau entscheidend. Bei dem Schneiden von Blech mit hohen Geschwindigkeiten ist man bestrebt, eine Geschwindigkeit von mindestens 10m/sec zu erreichen.

[0027] In diesem Geschwindigkeitsbereich lassen sich erhebliche Verbesserungen bei der Teilequalität erzielen. Diese Geschwindigkeit wird beim Hochfrequenzzylinder bereits bei einem Beschleunigungsweg von 10mm erreicht!

[0028] Beim Schneiden von Blech resultiert der Aufwand für die zugehörige Maschine größtenteils darin, die erforderliche Maximalkraft zu erreichen. Pressen werden beim Kauf in erster Linie nach Tonnage abgerechnet. Mit dem erfindungsgemäßen Hochfrequenzzylinder wird jedoch die Arbeitsenergie beim Schneiden vorgegeben. So können mit einem relativ kleinen Kolbendurchmesser erstaunliche Maximalkräfte infolge der dynamischen Vorgänge erzielt werden.

Beispiel

[0029] 
Gegeben sei 1.:

Rondendurchmesser Blechschneiden 100mm / Blechdicke:	7mm
Bruch nach:	3mm / Linearer Kraftanstieg
Zu überwindende Festigkeit:	300N/mm^2
→ Maximalkraft ca. 670kN → Energie ca. 1000Nm
→ Eine 67-Tonnen Presse ist mindestens erforderlich

Gegeben sei 2.:

D-Kolben 30mm	Druck 320	Bar Kolbenweg	50mm
→ Energie reichlich 1000Nm!

Die erzielte Energie eines Hochfrequenzzylinders mit einem 30mm-Kolben bei einem Kolbenweg von 50mm reicht aus, eine 670kN-Presse zu ersetzen!

[0030] Zum Schneiden einer Ronde von 1000mm mit einer entsprechenden 6700kN-Presse (W= 10.000Nm) ist es ausreichend folgenden Hochfrequenzzylinder einzusetzen:

D-Kolben	80mm Druck	320 Bar Kolbenweg	70mm
→ Energie reichlich 11.000Nm!

Die erzielte Energie eines Hochfrequenzzylinders mit einem 80 mm Kolben reicht aus, eine 6700kN-Presse zu ersetzen (Blechschneiden)!

[0031] Derzeit finden hochfeste Bleche Eingang in die Produktionstechnik. Beim Schneiden hoch- und höchstfester Bleche stellt sich der Vorteil des Hochfrequenzzylinders noch deutlicher dar, da hier die Kräfte stark ansteigen während gleichzeitig der Bruch beim Durchschneiden früher eintritt.

[0032] Wegen der hohen Energie, die der Kolben während seiner Beschleunigung aufbaut, sollte der Kolben stets seine Energie extern in einem Arbeitsvorgang abbauen. Sollte es aufgrund einer Fehleinstellung dazu kommen, dass kein externer Energieabbau erfolgt, fährt der Bund 5 des Kolbens 1 in den Öldämpfungsraum 20 ein. Durch das Einfahren in die am Öldämpfungsraum 20 ausgebildete Schräge wird die Energie des Kolbens dort abgebaut. Das Nachfedern des Speicherkolbens 17 Richtung Gasspeicherraum 21 unterstützt den Energieabbau.

[0033] Im Regelfall kommt der Bund 5 des Kolbens 1 jedoch vorher durch den externen Arbeitsvorgang zum Stillstand.

[0034] Der Kolben 1 weist einen oberen Kolbenabschnitt 2 und einen unteren Kolbenabschnitt 3 auf. Diese bilden die Differenzfläche 4 aus, über die mittels Druckbeaufschlagung der Rückhub realisiert wird. Beim Ausfahren des Kolbens wird Öl durch die Differenzfläche 4 verdrängt und muss möglichst strömungsarm abfließen können, da es sonst mit dem Aufbau eines Strömungsdrucks das Ausfahren des Kolbens behindern würde.

[0035] Der Aufbau eines merklichen Strömungsdrucks wird dadurch verhindert, das das abgedrängte Öl im Rücksteuerraum 8 an Ort und Stelle verbleiben kann. Dies wird realisiert, indem der Speicherkolben 17 einen Führungsansatz 18 aufweist und bestimmte Durchmesserverhältnisse eingehalten werden. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten von Kolben 1 und Speicherkolben 17 ergibt sich aus deren Flächen. Es gilt:

[0036] Nimmt man ein wirksames Flächenverhältnis Speicherkolben/Kolben von 10 an, ergibt sich für den Kolben 1 die zehnfache Geschwindigkeit gegenüber dem Speicherkolben 17.

[0037] Wenn nun weiterhin für die Differenzfläche 4 und die wirksame Fläche des Führungsansatzes 18 gilt:

Speicherkolben
dann wird die Verkleinerung des Rücksteuerraums 8 infolge des von der Differenzfläche 4 beim Ausfahren des Kolbens verdrängten Öls exakt kompensiert durch die Vergrößerung des Rücksteuerraums 8 infolge der Bewegung des Führungsansatzes 18 des Speicherkolbens 17 nach unten.

[0038] Der Rücksteuerraum 8 ist permanent mit Druck beaufschlagt. Ein kleiner Ölspeicher sorgt dafür, dass immer Druck im Rücksteuerraum 8 anliegt. Kleinere, vom optimalen Verhältnis abweichende Flächenabweichungen können so kompensiert werden.

[0039] Gleichzeitig steht schnell ausreichend Öl zur Verfügung, um den Rückhub in kürzester Zeit ausführen zu können. Vom Steuerventil 32 wird der Rückhub des Kolbens eingeleitet. Durch Umschalten des Steuerventils 32 wird nun der Zylinderraum 23 mit dem Tank verbunden. Die Unterseite des Kolbens 1 ist drucklos bis auf den sich einstellenden Restdruck infolge Strömung. An der Differenzfläche 4 liegt permanent der Druck des Speichers über den Ölspeicheranschluss 13 an. Der Kolben wird in seine Ausgangslage zurückbewegt bis er wieder auf die Dichtfläche 34 aufsetzt.

[0040] Bei einem beispielhaften Durchmesser D1 von 30 und D2 von 28 liegt die Größenordnung der Differenzfläche 4 bei 1cm³. Für 50mm Rückhubweg werden so ca. 5cm³ Öl von benötigt. Mit einem Liter Öl von der Pumpe können somit 200 Rückhübe realisiert werden, für 1000 Hübe/min benötigt man so einen Ölfluss von 5L/min.

[0041] Der vom Anschluss 29 in den Zylinderraum 23 einströmende Druck sorgt in Verbindung mit den Federn 36 für die erneute Verkupplung zwischen dem Bund 5 des Kolbens 1 und dem Steuerring 33 zur erneuten Herstellung der Ausgangslage.

[0042] Das in den Zylinderraum 23 einströmende Öl sorgt für die erneute Speicheraufladung durch die Verkleinerung des Gasspeicherraums 21 infolge Verschiebung des Speicherkolbens 17 nach oben. Bei einem oberen Kolbendurchmesser von 28 mm und einer aus dem Zylinder herausgeschobenen Kolbenlänge von 50mm ergibt sich ein erforderliches Ölvolumen von ca. 31cm³. Zusammen mit dem Ölbedarf für den Rückhub von ca. 5cm³ ergibt sich ein Ölbedarf von 36cm³ pro Hub.

[0043] Mit einem Liter Öl von der Pumpe können somit ca. 28 Hübe realisiert werden.

[0044] Mit einem Pumpenvolumen von 36L/min können somit 1000 Hübe/min gefahren werden. Die Hubzahleinschränkung kommt dann hautsächlich infolge der Schaltzeiten von Hydraulikventilen zustande. Eine Lösung zur Eliminierung der Schaltzeiten von Hydraulikventilen ist in Fig. 2 angegeben.

[0045] Fig. 2 zeigt die schnelle und zuverlässige Ansteuerung mittels eines Rotationsventils. Ein derartiges Ventil ist beispielsweise aus der Schrift DE 10 2012 024 642 A1 bekannt. Es ist in der Lage, eine Ventilansteuerung bei höchsten Frequenzen bis 2000/min zu realisieren.

[0046] Bei gezeigtem Rotationsventil sind ein Stator 40 und ein Rotor 39 vorhanden. Im Stator 40 sind Ölanschlüsse eingebracht für Pumpe und Tank. Der Rotor 39 besitzt die Aussparungen a bis d. Diese verbinden in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Rotors 39 die Anschlüsse 29 und 30 des Hochfrequenzzylinders mit Pumpe und Tank entsprechend des vorliegenden Rotationswinkels.

[0047] Fig. 2a und Fig. 2b stellen im Rotationsventil hintereinander angeordnete Schnitte dar. Der Rotor kann mit dem Antrieb einer nicht näher dargestellten Vorschubeinheit mechanisch gekoppelt sein über eine direkte Wellenverbindung oder ein Getriebe. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Bewegung des Kolbens 1 absolut synchron mit dem Vorschub abläuft bei höchsten Hubzahlen des Hochfrequenzzylinders.

Bezugszeichenliste

[0048] 

1

Kolben

2

Oberer Kolbenabschnitt

3

Unterer Kolbenabschnitt

4

Differenzfläche

5

Bund

6

Zentrierbolzen

7

Steuerteil

8

Rücksteuerraum

9

Obere Kolbenführung

10

Speicherkolbenführung

11

Entlastungsnut

12

Kolbendichtung

13

Ölspeicheranschluss

14

Gasspeicheranschluss

15

Leckölanschluss

16

Schutzrohr

17

Speicherkolben

18

Führungsansatz

19

Gasdichtung

20

Öldämpfungsraum

21

Gasspeicherraum

22

Zylinderrohr

23

Zylinderraum

24

Distanzrohr

25

Zylinderdichtung

26

Bodenelement

27

Zentrierbohrung

28

Ringnut

29

Ölanschluss Zylinderraum

30

Ölanschluss Steuerraum

31

Bodendichtung

32

Steuerventil

33

Steuerring

34

Dichtfläche

35

Steuerdichtung

36

Feder

37

Haltering

38

Steuerraum

39

Rotor

40

Stator

41

Speicherringfläche

Ansprüche

1. Hochfrequenzzylinder mit einem Kolben (1) und einem Zylinderrohr (22) dessen Innendurchmesser größer ist als der maximale Durchmesser des Kolben (1), wobei ein Speicherkolben (17) eine an seiner Oberseite mit Gasdruck beaufschlagte außen liegende Speicherringfläche (41) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkolben (17) einen innen liegenden ringförmigen Führungsansatz (18) aufweist, der an seiner Oberseite nicht mit Gasdruck sondern mit dem Druck aus einem Rücksteuerraum (8) und an seiner Unterseite mit dem Druck aus einem Zylinderraum (23) beaufschlagt ist, sowie an seinem Innendurchmesser eine Führungsfläche für den Kolben (1) ausgebildet ist.

2. Hochfrequenzzylinder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) einen oberen Kolbenabschnitt (2) und einen unteren Kolbenabschnitt (3) aufweist, die eine Differenzfläche (4) bilden und über die mittels Druckbeaufschlagung der Rückhub des Kolbens (1) realisierbar ist, wobei die Differenzfläche (4) permanent mit Öldruck beaufschlagt ist.

3. Hochfrequenzzylinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ausfahrens des Kolbens (1) das Volumen des Rücksteuerraums (8) annähernd konstant bleibt und dass der Rücksteuerraum (8) mit einem Speicher verbindbar ist.

4. Anordnung mit einem Hochfrequenzzylinder nach Anspruch 1 bis 3, einem Rotationsventil und einem Werkstückzuführantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Steuerung des Hochfrequenzzylinders mittels des Rotationsventils erfolgt, in dessen Rotor (39) und Stator (40) Ölanschlüsse für Pumpe und Tank eingebracht sind und der Rotor (39) mit dem Werkstückzuführantrieb mechanisch gekoppelt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4 oder Hochfrequenzzylinder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Kupplung des Kolbens (1) durch stirnseitige Druckentlastung des Kolbens (1) mit Hilfe eines metallischen Steuerrings (33) des Hochfrequenzzylinders im eingefahrenen Zustand des Kolbens (1), realisierbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder Hochfrequenzzylinder nach Anspruch 1 bis 3, 5, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Kupplung mittels des Eintauchens des Kolbens (1) in eine Vertiefung in einem Bodenelement (26) des Hochfrequenzzylinders bei anschließender Druckentlastung der unteren Stirnseite des Kolbens (1) realisierbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 4 oder Hochfrequenzzylinder nach Anspruch 1 bis 3, 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einer Kolbendichtung (12) nach innen eine Entlastungsnut vorgeschaltet ist, die während des Ausfahrens des Kolbens (1) mit dem Tank verbindbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 4 oder Hochfrequenzzylinder nach Anspruch 1 bis 3, 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) zum Ende des Ausfahrens in einen gesonderten, vor dem Speicherkolben (17) innerhalb einer Zwischenplatte befindlichen Dämpfungsraum des Hochfrequenzzylinders eintaucht.

Claims

1. High-frequency cylinder having a piston (1) and a cylinder tube (22) whose inner diameter is larger than the maximum diameter of the piston (1), and a storage piston (17) having an outer storage ring surface (41) whose upper surface is acted upon by gas pressure,
characterised in that
the storage piston (17) has an internal annular guide extension (18) which is not acted upon on its upper surface by gas pressure but instead by pressure from a reverse control chamber (8) and on its lower surface by pressure from a cylinder chamber (23), and in which a guide surface for the piston (1) is present on the inside diameter.

2. High frequency cylinder according to claim 1,
characterised in that
the piston (1) has an upper piston section (2) and a lower piston section (3) which form a differential surface (4) and by which the return stroke of the piston (1) can be realised by applying pressure, the differential surface (4) being permanently subjected to oil pressure.

3. High frequency cylinder according to claims 1 and 2,
characterised in that
the volume of the return control chamber (8) remains approximately constant during the extension of the piston (1), and in that the return control chamber (8) can be connected to an accumulator.

4. Arrangement with a high-frequency cylinder according to claims 1 to 3, a rotation valve and a workpiece feed drive,
characterised in that
the high frequency cylinder is hydraulically controlled by the rotary valve, into whose rotor (39) and stator (40) are introduced oil connections for pump and tank, the rotor (39) being mechanically coupled to the workpiece feed drive.

5. Arrangement according to claim 4 or high frequency cylinder according to claims 1 to 3,
characterised in that
the hydraulic coupling of the piston (1) can be realised by relieving the pressure on the end face of the piston (1) by means of the high frequency cylinder's metal control ring (33) in the retracted state of the piston (1).

6. Arrangement as per claim 4 or high frequency cylinder as per claims 1 to 3 and 5,
characterised in that
the hydraulic coupling can be realised by immersing the piston (1) into a depression in a base element (26) of the high frequency cylinder with subsequent pressure relief of the lower end face of the piston (1).

7. Arrangement according to claim 4 or high frequency cylinder according to claims 1 to 3 and 5 to 6,
characterised in that
an inside-facing relief groove, which can be connected to the tank during the extension of the piston (1), is connected upstream of a piston seal (12).

8. Arrangement as per claim 4 or high frequency cylinder as per claims 1 to 3 and 5 to 7,
characterised in that
the piston (1) is immersed at the end of the extension into a separate damping space of the high frequency cylinder which is located in front of the storage piston (17) within an intermediate plate.

Revendications

1. Cylindre haute fréquence comportant un piston (1) et un tube de cylindre (22) dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre maximal du piston (1), puis un piston de stockage (17) comportant une surface de stockage annulaire extérieure (41) qui est pressurisée sur sa face supérieure par pression de gaz,
caractérisé en ce que
le piston de stockage (17) présente une saillie de guidage annulaire interne (18) qui n'est pas soumise à une pression de gaz sur sa face supérieure, mais à la pression d'une chambre de commande inverse (8) puis, sur sa face inférieure, à la pression d'une chambre cylindrique (23), et qui dispose d'une surface de guidage du piston (1) sur son diamètre intérieur.

2. Cylindre haute fréquence selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le piston (1) présente une section de piston supérieure (2) et une section de piston inférieure (3) qui forment une surface différentielle (4) par laquelle la course de retour du piston (1) peut être réalisée par application d'une pression, la surface différentielle (4) étant soumise en permanence à une pression d'huile.

3. Cylindre haute fréquence selon les revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que
le volume de la chambre de commande de retour (8) reste approximativement constant pendant l'extension du piston (1), et en ce que la chambre de commande de retour (8) peut être reliée à un accumulateur.

4. Assemblage avec un cylindre haute fréquence selon les revendications 1 à 3, une vanne de rotation et un entraînement d'amenée des pièces à usiner,
caractérisé en ce que
la commande hydraulique du cylindre haute fréquence s'effectue au moyen de la vanne rotative possédant d'un rotor (39) et d'un stator (40) dans lesquels les raccords d'huile pour la pompe et le réservoir sont introduits, le rotor (39) étant couplé mécaniquement à l'entraînement d'amenée des pièces.

5. Assemblage selon la revendication 4 ou cylindre haute fréquence selon les revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
l'accouplement hydraulique du piston (1) peut être réalisé par décharger la pression sur la face frontale du piston (1) au moyen d'une bague de commande métallique (33) du cylindre haute fréquence à l'état rétracté du piston (1).

6. Assemblage selon la revendication 4 ou cylindre haute fréquence selon les revendications 1 à 3 et 5,
caractérisé en ce que
l'accouplement hydraulique peut être réalisé en immergeant le piston (1) dans une dépression dans un élément de base (26) du cylindre haute fréquence, avec décharge de pression ultérieure de la face frontale inférieure du piston (1).

7. Assemblage selon la revendication 4 ou cylindre haute fréquence selon les revendications 1 à 3 et 5 à 6,
caractérisé en ce que
une rainure de décharge faisant face à l'intérieur, qui peut être raccordée au réservoir pendant l'extension du piston (1), est raccordée en amont d'un joint de piston (12).

8. Assemblage selon la revendication 4 ou cylindre haute fréquence selon les revendications 1 à 3 et 5 à 7,
caractérisé en ce que
le piston (1) est immergé, à l'extrémité de l'extension, dans un espace d'amortissement séparé du cylindre haute fréquence qui est situé devant le piston de stockage (17) dans une plaque intermédiaire.

Zeichnung