SEIDEL, Ralf (Batzbachstraße 24, Dillenburg, 35690, DE)
BALD, Martina (Vor der Aspe 22, Hilchenbach, 57271, DE)
SEIDEL, Ralf (Batzbachstraße 24, Dillenburg, 35690, DE)
| Kolben-Zylindereinheit (100) als schaltbarer Stufen-Zylinder, aufweisend: einen ersten Kolben (22) mit einer einseitig angeordneten ersten Kolbenstange (24), einen zweiten Kolben (23) mit einer einseitig angeordneten zweiten Kolbenstange (31 ) in Form eines ersten Zylinders (36), in welchem der erste Kolben (22) verschiebbar gelagert ist, wobei die erste Kolbenstange (24) aus einer ersten Öffnung (33) des ersten Zylinders (36) herausragt und wobei zwischen der ersten Kolbenstange (24) und dem ersten Zylinder (36) ein erster Druckraum (P1 ) mit einem ersten Mediumanschluß (26) und zwischen der der ersten Kolbenstange (24) gegenüberliegenden Seite des ersten Kolbens (22) und dem ersten Zylinder (36) ein dritter Druckraum (P3) ausbildbar ist; und einen zweiten Zylinder (21 ) in welchem der zweite Kolben (23) axial verschiebbar gelagert ist, wobei die zweite Kolbenstange (31 ) in Form des ersten Zylinders (36) aus einer zweiten Öffnung (35) des zweiten Zylinders (37) herausragt und wobei zwischen der zweiten Kolbenstange (31 ) und dem zweiten Zylinder (37) ein zweiter Druckraum (P2) mit einem zweiten Mediumanschluß (27) und zwischen der der zweiten Kobenstange (31 ) gegenüberliegenden Seite des zweiten Kolbens (23) und dem zweiten Zylinder (37) ein vierter Druckraum (P4) mit einem dritten Mediumanschluß (28) ausbildbar ist; und wobei die Medium-Anschlüsse (26, 27, 28) zum Zu- und Ableiten eines Mediums in die Druckräume (P1 , P2, P3, P4) dienen; dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Druckraum (P2) und dem dritten Druckraum (P3) ein Verbindungskanal (29) zum Durchführen des Mediums ange- ordnet ist. 2. Kolben-Zylindereinheit (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beide Kolben (22,23) unabhängig voneinander verfahrbar oder blockierbar sind. 3. Kolben-Zylindereinheit (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Servoventile (41 .1 , 41 .2, 41 .3) zum Steuern der Zufuhr des Mediums zum Betätigen der Kolben (22, 23), und eine Steuerung (40) zum Steuern der Servoventile (41 .1 , 41 .2, 41 .3) angeordnet sind. 4. Kolben-Zylindereinheit (100) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium als Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist. 5. Schiingenheber in einer kontinuierlich betriebenen Walzstraße zum Heben und Spannen eines Walzbandes, gekennzeichnet durch eine Kolben-Zylindereinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die vorzugsweise als hydraulische Antriebsvorrichtung zum Betätigen des Schiingenhebers (30) angeordnet ist. 6. Verfahren zum Betätigen einer Kolben-Zylindereinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das über den zweiten Mediumanschluß (27) in den zweiten Druckraum (P2) eingeleitete Medium zum Betätigen der Kolben (22, 23) über den Verbindungskanal (29) gleichzeitig in den dritten Druckraum (P3) geleitet wird, und dass in beiden Druckräumen (P2, P3) derselbe Druck herrscht. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolben (22, 23) unabhängig voneinander verfahren oder blockiert werden. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des Mediums zum Betätigen der Kolben (22, 23) durch Servoventile (41 .1 , 41 .2, 41 .3) gesteuert wird, und die Servoventile (41 .1 , 41 .2, 41 .3) von einer Steuerung (40) gesteuert werden. 9. Verfahren zum Betätigen nach einem der Ansprüche 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (22, 23) mit einem Medium in Form von Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit betätigt werden. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kolben-Zylindereinheit (100) vorzugsweise ein Schiingenheber (30) für Walzband innerhalb einer kontinuierlich betriebenen Walzstraße betrieben wird. 1 1 .Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Verfahren beider Kolben (22, 23) in eine Ausgangsstellung: Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums (P1 ) über den ersten Mediumanschluß (26); Druckentlastung in dem zweiten und dritten Druckraum (P2,P3) oder Druckbeaufschlagung des zweiten und dritten Druckraums (P2,P3) über den zweiten Mediumanschluß (27); wobei die durch den Druck in dem dritten Druckraum (P3) erzeugte Kraft auf den ersten Kolben (22) kleiner sein muss als die durch den Druck in dem ersten Druckraum erzeugte Kraft (P1 ) auf den ersten Kolben (22); und Druckentlastung in dem vierten Druckraum (P4) über den dritten Mediumanschluß (28) durch Öffnen des ersten Servoventils (41 .1 ). 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte zum Ausfahren des ersten Kolbens (22): Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraums (P2) und des dritten Druckraums (P3) über den zweiten Mediumanschluß (27) und den Verbindungskanal (29); und Druckentlastung im ersten Druckraum (P1 ) über den ersten Mediumanschluß (26) durch Öffnen des ersten Servoventils (41 .1 ); 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte zum Einfahren des ersten Kolbens (22): Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums (P1 ) über den ersten Mediumanschluß (26); und Druckentlastung des zweiten und dritten Druckraums (P2, P3) durch Öff- nen des zweiten Servoventils (41 .2). 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Ausfahren des zweiten Kolbens (23): Druckbeaufschlagung des vierten Druckraums (P4) über den dritten Mediumanschluß (28); und Druckentlastung des zweiten Druckraums (P2) durch Öffnen des zweiten Servoventils (41 .2). 15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte zum Blockieren des ersten Kolbens (22) gegen Ausfahren: Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums (P1 ) über den ersten Me- diumanschluss (26) zum Halten des ersten Kolbens in seiner Ausgangs- Stellung, wobei die durch den Druck im ersten Druckraum erzeugte Kraft auf den ersten Kolben (22) kleiner sein muss als die durch den Druck im vierten Druckraum (P4) erzeugte Kraft auf den zweiten Kolben (23). 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Einfahren des zweiten Kolbens (23): Druckbeaufschlagung des zweiten und dritten Druckraums (P2,P3) über den zweiten Mediumanschluß (27); und Druckentlastung des vierten Druckraumes (P4) über den dritten Medium- anschluss (28) durch Öffnen des dritten Servoventils (41 .3) erfolgt 17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Blockieren des ersten Kolbens (22) gegen Ausfahren: Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums (P1 ) über den ersten Mediumanschluß (26), wobei die im ersten Druckraum (P1 ) durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben (22) größer sein muss als die im dritten Druckraum (P3) durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben (22). 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckräume (P1 , P2, P3, P4) derart angesteuert werden, dass jeder der beiden Kolben (22, 23) unabhängig von dem anderen ganz o- der teilweise ausgefahren oder jeder Kolben (22, 23) einzeln oder beide Kolben (22, 23) zusammen auf Block in die Ausgangsstellung gefahren werden können. |
Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylindereinheit die als schaltbarer Stufen- Zylinder ausgebildet ist, aufweisend einen ersten Kolben mit einer einseitig angeordneten ersten Kolbenstange, einen zweiten Kolben mit einer einseitig angeordneten zweiten Kolbenstange in Form eines ersten Zylinders, in welchem der erste Kolben verschiebbar gelagert ist. Dabei ragt die erste Kolbenstange aus einer ersten Öffnung des ersten Zylinders heraus. Zwischen der ersten Kolbenstange und dem ersten Zylinder ist ein erster Druckraum mit einem ersten Mediumanschluss angeordnet. Zwischen der der ersten Kolbenstange gegenüberliegenden Seite des ersten Kolbens und dem ersten Zylinder ist ein dritter Druckraum ausgebildet. Es ist ein zweiter Zylinder angeordnet, in welchem der zweite Kolben axial verschiebbar gelagert ist. Die zweite Kolbenstange in Form des ersten Zylinders ragt aus einer Öffnung des zweiten Zylinders heraus. Zwischen der zweiten Kolbenstange und dem zweiten Zylinder ist ein zweiter Druckraum mit einem zweiten Mediumanschluss angeordnet, und zwischen der der zweiten Kolbenstange gegenüberliegenden Seite des zweiten Kolbens und dem zweiten Zylinder ein vierter Druckraum mit einem dritten Mediumanschluss. Die Mediumanschlüsse sind ausgebildet zum Zu- und Ableiten eines Mediums in die Druckräume.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Schiingenheger mit einer erfindungsgemäßen Kolben-Zyl indereinheit und ein Verfahren zum Betreiben der Kolben-Zylindereinheit, die als schaltbarer Stufen-Zylinder ausgebildet ist. Stand der Technik
Aus der DE 38 36 371 C2 ist eine hydraulische Antriebsvorrichtung für Schiingenheber bekannt, die in einer kontinuierlich betriebenen Bandstraße einge- setzt ist. Die Kolbenzylindereinheit ist als eine Tandem-Kolben-Zylindereinheit ausgebildet, die schwenkbar an einer Verankerung gelagert ist. Die Kolben der Tandem-Kolben-Zylindereinheit sind über selektive steuerbare Ventile beaufschlagbar und derart angeordnet, dass mindestens bei Beaufschlagung des zweiten Kolbens in Vorlaufrichtung dieser den ersten Kolben mitnimmt.
Die EP 0 862 697 B1 betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines gegen eine Last wirkenden mehrstufigen Hydrozylinders, der zumindest zwei wahlweise zuschaltbare Wirkflächen aufweist. Die DE 1 402 71 0 beschreibt einen Schiingenheber für Walzwerke zum Spannen eines zwischen zwei Einrichtungen kontinuierlich durchlaufenden Bandes mittels einer Spannrolle, die an einem Ende eines Arms an einen Drehzapfen schwenkbar gelagerten Hebels angeordnet ist. Zur Verschwenkung des Hebels dient eine Kolben-Zylindereinheit.
Die Nachteile der bisherigen Konstruktionen von Kolben-Zylindereinheiten, insbesondere für den Einsatz in Schlingenhebern innerhalb einer Walzanlage, sind die teilweise aufwendigen Konstruktionen, die gleichzeitig einen sehr großen Bauraum beanspruchen, sowie die begrenzte Übertragung der notwendigen Kräfte. Die gestiegenen Anforderungen an Schiingenheber lassen sich mit den bekannten Lösungen nicht erfüllen, da die Forderungen bezüglich der Dynamik der aufzubringenden Kräfte und des hohen Antriebsmomentes bei unterschiedlichen Produkten nicht gleichzeitig erfüllt werden können.
Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bauraum einer Kolben- Zylindereinheit, die als schaltbarer Stufen-Zylinder ausgebildet ist, zu reduzieren. Gleichzeitig soll die Kolben-Zylindereinheit, ein Schiingenheber und ein Verfahren zum Betrieb der Kolben-Zylindereinheit bereitgestellt werden, die ei- ne flexible Anpassung an wechselnde Lastanforderungen schnell und einfach ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bezüglich der Kolben-Zylindereinheit gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1 . Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Druckraum und dem dritten Druckraum ein Verbindungskanal zum Durchführen des Mediums angeordnet ist. Vorteilhaft für diese erfindungsgemäße Anordnung ist, dass der zweite Kolben als Gehäuse für den ersten Kolben ausgelegt ist, und damit Bauraum eingespart wird. Durch den Verbindungskanal, der die Druckräume miteinander verknüpft, wird vorteilhafterweise nur ein Mediumanschluß für die beiden Druckräume benötigt, was wiederum zusätzliche Bauteile und Bauraum einspart. Da der erste Kolben kleiner als der zweite Kolben ausgebildet ist, kann mit dem ersten Kolben eine kleinere Last übertragen werden als mit dem zweiten großen Kolben. Das ermöglicht eine genaue Anpassung und Abstimmung der Spannkräfte durch den Stufenzylinder an den Kraft- bzw. Druckbedarf eines mit Kraft oder Druck zu beaufschlagenden Produktes. Mit den verschiedenen Laststufen, die über die unterschiedlich großen Kolben erzeugt werden können, ist eine flexible und schnelle Anpassung an wechselnde Lastverhältnisse möglich.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass beide Kolben unabhängig voneinander verfahrbar oder blockierbar sind. Damit können im Betrieb entsprechend der jeweiligen Lastvorgabe nur ein Kolben oder auch beide Kolben gleichzeitig verfahren werden. Soll nur ein Kolben verfahren werden, wird der andere Kolben geblockt. Da die Kolben ineinander gelagert sind, ist die Wirklänge der Kolben-Zylindereinheit und damit der notwendige Bauraum, bezogen auf die Länge der Kolben-Zylindereinheit, vergleichsweise zu einem Tandem-Zylinder vorteilhafterweise wesentlich geringer.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass Servoventile zum Steuern der Zufuhr des Mediums zum Betätigen der Kolben, und eine Steuerung zum Steuern der Servoventile angeordnet sind. Angepasst an die jeweils erforderliche Last, z.B. eine aufzubringende Spannkraft zum Spannen eines Walzbandes zwischen zwei Walzgerüsten in Abhängigkeit von der Dicke des Walzbandes, können mit der Steuerung über die Servoventile die Druckräume zu den jeweiligen Kolben einzeln oder zusammen angesteuert und mit Druck beaufschlagt oder entlastet werden, um die erforderliche Last, z.B. Spannkraft individuell aufzubringen.
Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist vorgesehen, dass das Medium zum Betätigen der Kolben als Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist. Anlagenbedingt kann hierbei je nach Verfügbarkeit vorteilhafterweise das effektivste und kostengünstigste Medium zum Betätigen der Kolben einge- setzt werden. Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin dadurch erfüllt, dass d ie Kolben- Zylindereinheit vorzugsweise als hydraulische Antriebsvorrichtung in einer kontinuierlich betriebenen Walzanlage zum Betätigen eines Schiingenhebers zum Heben und Spannen eines Walzbandes angeordnet ist. Besonders bei dieser Anwendung kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung ein kontrollierter Längszug auf das zwischen den Walzgerüsten angeordnete Walzband ausgeübt werden. Walzbänder mit unterschiedlichen Walzbandstärken erfordern zwischen den Walzgerüsten unterschiedliche Spannkräfte um eine Schlingenbildung zu ermöglichen. Die Spannkraft des Stufenzylinders kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung vorteilhafterweise flexibel eingestellt werden, indem nur der erste oder der zweite Kolben oder beide Kolben gleichzeitig betätigt werden. Der Stufenzylinder ist leicht in vorhandene Anlagen nachrüstbar. Das ermöglicht eine vielseitige Einsatzmöglichkeit der Kolben-Zylindereinheit als Spannzylinder auch in geringeren Lastbereichen, z.B. beim Aufwickeln von Materialien, wie z.B. Aluminium, Kupfer, Messing, Papier oder Folie.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Betätigen einer Kolben-Zylindereinheit, die als schaltbarer Stufenzylinder ausgebildet ist, bei dem das über den zweiten Mediumanschluß in den zweiten Druckraum eingeleitete Medium zum Betätigen der Kolben über den Verbindungska- nal gleichzeitig in den dritten Druckraum geleitet wird, wodurch in dem zweiten und in dem dritten Druckraum derselbe Druck herrscht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung sieht weiterhin vor, dass die beiden Kolben unabhängig voneinander verfahren oder blo- ckiert werden können. Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass die Zufuhr des Mediums zum Betätigen der Kolben durch Servoventile gesteuert wird und die Servoventile von einer Steuerung gesteuert werden.
Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass die Kolben mit einem Medium in Form von Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit betätigt werden.
Im Übrigen ist die Kolben-Zylindereinheit als Antriebsvorrichtung für einen Schiingenheber vorgesehen, der innerhalb einer kontinuierlich betriebenen Walzstraße zum Heben und Spannen eines Walzbandes angeordnet wird. In diesem Anwendungsbeispiel gestaltet sich die kompakte Bauform der Kolben- Zylindereinheit als sehr vorteilhaft. Besonders als Nachrüstkomponente in vorhandene Walzanlagen kann die Antriebsvorrichtung innerhalb eines geringen Einbauraums in der Regel ohne aufwendige Umbaumaßnahmen schnell nachgerüstet werden. Auch bei Wartungsarbeiten ergeben sich Vorteile aufgrund des kompakten Bauraumes. Die Antriebsvorrichtung ist relativ einfach und ohne großen Aufwand aus- und einzubauen, und kann ggf. schnell ersetzt werden.
Zum Verfahren beider Kolben in eine Ausgangsstellung sieht das Verfahren folgende Schritte vor: Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums über den ersten Mediumanschluss, Druckentlastung in dem zweiten und dritten Druckraum oder Druckbeaufschlagung des zweiten und dritten Druckraums über den zweiten Mediumanschluss, wobei die in dem dritten Druckraum durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben kleiner sein muss als die durch den Druck in dem ersten Druckraum auf den ersten Kolben erzeugte Kraft, und Druckentlastung in dem vierten Druckraum über den dritten Mediumanschluss durch Öffnen des ersten Servoventils. Verfahrenstechnisch erfolgt das Ausfahren des ersten Kolbens durch Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraums und des dritten Druckraums über den zweiten Mediumanschluss und den Verbindungskanal, sowie Druckentlastung im ersten Druckraum über den ersten Mediumanschluss durch Öffnen des ersten Servoventils.
Das Einfahren des ersten Kolbens erfolgt durch Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums über den ersten Mediumanschluss und Druckentlastung des zweiten und dritten Druckraums durch Öffnen des zweiten Servoventils. Das Ausfahren des zweiten Kolbens alleine erfolgt durch Druckbeaufschlagung des vierten Druckraums über den dritten Mediumanschluss, und Druckentlastung in dem zweiten Druckraum durch Öffnen des zweiten Servoventils.
Das Blockieren des ersten Kolbens beim Ausfahren des zweiten Kolbens, wie zuvor beschrieben, erfolgt optional durch die Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums über den ersten Mediumanschluss zum Halten des ersten Kolbens in seiner Ausgangsstellung, wobei die durch den Druck im ersten Druckraum erzeugte Kraft auf den ersten Kolben kleiner sein muss als die durch den Druck im vierten Druckraum erzeugte Kraft auf den zweiten Kolben.
Das Einfahren des zweiten Kolbens erfolgt durch Druckbeaufschlagung des ersten und dritten Druckraums über den zweiten Mediumanschluss, Druckentlastung des vierten Druckraums über den dritten Mediumanschluss durch Öffnen des dritten Servoventils.
Das Blockieren des ersten Kolbens beim Einfahren des zweiten Kolbens, wie zuvor beschrieben, erfolgt optional durch Druckbeaufschlagung in den ersten Druckraum über den ersten Mediumanschluss, wobei die im ersten Druckraum durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben größer sein muss als die im dritten Druckraum durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben.
Das Verfahren sieht weiterhin vor, dass die Druckräume derart angesteuert werden, dass jeder der beiden Kolben unabhängig von dem anderen ganz oder teilweise ausgefahren oder jeder Kolben einzeln oder beide Kolben zusammen auf Block in die Ausgangsstellung gefahren werden können.
Die Vorteile der beschriebenen Verfahrensschritte entsprechen den oben mit Bezug auf die zugehörige Vorrichtung genannten Vorteilen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 detailliert beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 : den Aufbau des schaltbaren Stufen-Zylinders,
Figuren 2a, 2b, 2c: beispielhafte Einbausituationen eines Stufenzylinders zum
Betätigen eines Hebelarms. In der Figur 1 ist eine Kolben-Zylindereinheit 100 als schaltbarer Stufenzylinder dargestellt. Die Konstruktion beschreibt einen ersten Kolben 22 mit einer einseitig angeordneten ersten Kolbenstange 24 und einen zweiten Kolben 23 mit einer einseitig angeordneten zweiten Kolbenstange 31 , die als ein erster Zylinder 36 ausgebildet ist, wobei der erste Kolben 22 in dem zylindrischen Bauraum der zweiten Kolbenstange 31 axial verschiebbar gelagert ist. Dabei ragt die erste Kolbenstange 24 aus einer ersten Öffnung 33 der zylindrisch ausgebildeten zweiten Kolbenstange 31 heraus. Da der Profilquerschnitt der ersten Kolbenstange 24 kleiner ausgebildet ist als der innere Profilquerschnitt der zylindrischen zweiten Kolbenstange 31 , ergibt sich ein koaxial umlaufender erster Druckraum P1 zwischen der ersten Kolbstange 24 und der zweiten Kolbenstange 31 . An der zweiten Kolbenstange 31 ist ein erster Mediumanschluss 26 angeordnet, zum Zuführen eines Druckmediums, z.B. in Form von Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit, in den ersten Druckraum P1 . In der dargestellten Ansicht ist der erste Mediumanschluss 26 im ersten Oberteil 32 des ersten Zylin- ders 36 ausgebildet. Zwischen der der ersten Kolbenstange 24 gegenüberliegenden Kolbenseite 25 des ersten Kolbens 22 und dem ersten Zylinder 36 ist ein dritter Druckraum P3 ausbildbar.
Die in der Figur 1 dargestellte Kolben-Zylindereinheit 100 zeigt weiterhin einen zweiten Zylinder 37, in welchem der zweite Kolben 23 axial verschiebbar gelagert ist. Die zweite Kolbenstange 31 des zweiten Kolbens 23 in Form des ersten Zylinders 36 ragt aus einer zweiten Öffnung 35 des zweiten Zylinders 37 heraus. Zwischen der zweiten Kolbenstange 31 und dem zweiten Zylinder 37 befindet sich ein die zweite Kolbenstange 31 , vorzugsweise koaxial umschließen- der zweiter Druckraum P2. Über einen zweiten Mediumanschluss 27, der vorzugsweise im zweiten Oberteil 34 des Zylindergehäuses 21 des zweiten Zylin- ders 37 angeordnet ist, wird der zweite Druckraum P2 mit dem Druckmedium versorgt. Zwischen der der zweiten Kolbenstange 31 gegenüberliegenden Kolbenseite 36 des zweiten Kolbens 23 ist ein vierter Druckraum P4 angeordnet. Der Druckraum P4 wird über einen dritten Mediumanschluss 28, der wie in der Figur 1 dargestellt, gegenüber dem zweiten Kolbens 23 in dem Gehäuseboden des zweiten Zylinders 37 angeordnet ist, mit dem Druckmedium beaufschlagt.
Zwischen dem Druckraum P2 - angeordnet zwischen der zweiten Kolbenstange 31 und dem zweiten Zylinder 37 - und dem Druckraum P3 - angeordnet zwischen dem ersten Kolben 22 und der zweiten Kolbenstange 31 - befindet sich ein Verbindungskanal 29, der die Druckräume P2 und P3 miteinander verbindet. Über den zweiten Mediumanschluß 27 und den Verbindungskanal 29 wird das Druckmedium in den Druckraum P2 und gleichzeitig in den Druckraum P3 eingeleitet. Der Verbindungskanal 29 gewährleistet einen Druckausgleich in den Druckräumen P2 und P3. Alternativ kann auch ein Mediumanschluß 27' in der Wandung der zweiten Kolbenstange 31 vorgesehen sein, der in den Verbindungskanal 29 führt und über d iesen die beiden Druckräume P2 und P3 mit dem eingeleiteten Medium druckbeaufschlagt.
Bezüglich der Funktionsweise bzw. dem Verfahren zum Betreiben der Kolben- Zylindereinheit wie nachfolgend näher beschrieben, wird darüber hinaus auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.
Die Figur 1 zeigt Servoventile (41 .1 , 41 .2, 41 .3), über die das Medium zu den einzelnen Mediumanschlüssen (26, 27, 28) geleitet wird . Eine Steuereinheit (40) dient zum Steuern der Servoventile (41 .1 , 41 .2, 41 .3). Üblicherweise sind die einzelnen Druckräume (P1 , P2, P3, P4) über entsprechende Kolbendichtringe 50 druckdicht abgedichtet. Die Kolbendichtringe 50 sind angeordnet zwischen den Kolbenstangen 24, 31 und den jeweiligen Zylindern 36, 37 im Bereich der Öffnungen 33, 35, welche zur Durchführung der Kolbenstangen 24, 31 angeordnet sind und zwischen den jeweiligen Kolben 22, 23 und den Führungs- flächen der Zylinder 36, 37, an denen die Kolben 22, 23 axial geführt werden.
Die Figur 2a beschreibt beispielhaft den Einbau der Kolben-Zylindereinheit 100 als Stufenzylinder. Dabei ist das Zylindergehäuse 21 der Kolben-Zylindereinheit 1 00 gegenüber der ersten Kolbenstange 24 drehbar an einer Verankerung 55 gelagert. Die erste Kolbenstange 24 ist drehbar an einem Betätigungselement 56, z.B. dem Hebearm eines Schiingenhebers, angeordnet. Die Darstellung in Figur 2a zeigt den zweiten Kolben 23 in einer Ausgangsstellung eingefahren und den ersten Kolben 22 mit der ersten Kolbenstange 24 teilweise ausgefahren. Die Darstellung in Figur 2b zeigt den ausgefahrenen ersten Kolbens 22 in einer Endposition.
Es können aber auch, wie in der Figur 2c dargestellt, beide Kolben 22, 23 mit den jeweiligen Kolbenstangen 24, 31 gleichzeitig zum Betätigen bzw. Anstellen des Betätigungselementes 56 ausgefahren werden. Der jeweils erreichte An- Stellwinkel α des Betätigungselementes 56 kann in Abhängig der Einbausituation abweichend von der Darstellung in den Figuren 2a, 2b, 2c sein.
Wie aus den Figuren 2a, 2b, 2c ersichtlich, ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung, dass das Betätigungselement 56 mit dem ersten Kolben 22 und der ersten Kolbenstange 24 oder mit dem zweiten Kolben 23 und der zweiten Kolbenstange 31 unabhängig voneinander betätigt werden kann.
Bezugszeichenliste
100 Kolben-Zylindereinheit 21 Zylindergehäuse
22 erster Kolben
23 zweiter Kolben
24 erste Kolbenstange
25 Kolbenseite des ersten Kolbens 26 erster Mediumanschluß
27 zweiter Mediumanschluß
27' alternativer zweiter Mediumanschluß
28 dritter Mediumanschluß
29 Verbindungskanal 31 zweite Kolbenstange
32 erstes Oberteil
33 erste Öffnung
34 zweites Oberteil
35 zweite Öffnung 36 erster Zylinder
37 zweiter Zylinder
38 Kolbenseite des zweiten Kolbens 40 Steuereinheit
41 .1 erstes Servoventil 41 .2 zweites Servoventil
41 .3 drittes Servoventil
50 Kolbendichtring
55 Verankerung
56 Betätigungselement 60 Schiingenheber
P1 erster Druckraum P2 zweiter Druckraum P3 dritter Druckraum P4 vierter Druckraum
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