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Die Erfindung betrifft eine Doppelzylindereinheit, insbesondere zur Verwendung in einem hydraulischen Wegübertragungssystem, mit zwei in Zylindern gelagerten Kolben, die an einer gemeinsamen Kolbenstange angeordnet sind.
In Lageregelsystemen müssen Änderungen des Istwertes der Lage erfasst und synchron in einen Lageregler eingeleitet werden. Bei einem elektronikfrei arbeitenden Lageregelsystem kann die Messung und Übertragung des Istwertes des Messweges mittels spielfrei gelagerten Winkelhebeln und einem Übertragungsgestänge erfolgen. Allerdings sind oft die räumlichen Verhältnisse beengt und/oder geometrisch kompliziert, sodass eine solche rein mechanische Wegübertragung nur schwer möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Doppelzylindereinheit zur hydraulischen Erfassung von Messwegen zu entwickeln, sowie ein hydraulisches Wegübertragungssystem, in dem solche Doppelzylindereinheiten verwendet werden, bereitzustellen.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Doppelzylindereinheit der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, dass die aus den beiden Zylindern ragenden Teile der gemeinsamen Kolbenstange von einer öldichten Umhüllung umgeben sind, die mindestens teilweise von einem Faltenbalg gebildet ist, und dass zwischen der Umhüllung und der Kolbenstange ein Ölbad vorgesehen ist. Ein hydraulisches Wegübertragungssystem kann mit zwei solchen Doppelzylindereinheiten, die über zwei an die Zylinderräume angeschlossene Hydraulikleitungen verbunden sind, realisiert werden.
Aus der US-PS 3, 401, 607 und der US-PS 4. 777, 868 sind flexible, mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Schläuche bekannt, welche verschiebbare Zentralplatten aufweisen. Zwar wären solche nicht gattungsgemässe Einrichtungen prinzipiell in einem hydraulischen Wegübertragungssystem verwendbar, allerdings kommt es zu Nachteilen, insbesondere, da die Schläuche im Gegensatz zum Faltenbalg der vorliegenden Erfindung unter dem vollen Betriebsdruck der Hydraulikflüssigkeit stehen.
Dadurch, dass die Kolbenstange der Doppelzylindereinheit von einem Ölbad umgeben ist, wird verhin- dert, dass mit der Zeit Luft in die Zylinderräume einsickert. Solche Luftpolster in den Zylinderräumen führen aufgrund ihrer hohen Kompressibilität zu Hystereseeffekten und somit zu einer Verfälschung des Messwertes.
Um einen Anschluss an die Doppelzylindereinheit herzustellen, ist es günstig, an der Kolbenstange ein Anschlussstück zu befestigen, welches potdicht durch den Faltenbalg durchgeführt wird. Diesem Anschlussteil kann der Istwert der Lage übertragen werden, sodass eine Veränderung der Lage zu einer Verschiebung des Kolbens in den Zylinder führt. Ist eine solche Doppelzylindereinheit über an die Zylinderräume angeschlossene Hydraulikleitungen mit einer zweiten erfindungsgemässen Doppelzylindereinheit verbunden, so führt eine Verschiebung der Kolben der ersten Doppetzylindereinheit zu einer Verschiebung des Hydrauliköls in den Leitungen und wird auf die Kolben der zweiten Doppelzylindereinheit übertragen.
Von einem an die Kolbenstange der zweiten Doppelzylindereinheit befestigten Anschlussteil kann der übertragene Messweg abgenommen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Anschlussstück ringförmig ausgebildet und unterteilt das Ölbad in zwei Abschnitte, wobei zwei Teilstücke des Faltenbalges jeweils auf der einen Seite am Anschlussstück und auf der anderen Seite an einem der Zylinder bzw. an einem mit diesem fest verbundenen Teil öldicht befestigt sind. Damit die beiden nunmehr vorliegenden Abschnitte des Ölbades kommunizieren können, ist günstigerweise ein Kanal durch das Verbindungsstück vorgesehen.
Zur Abdichtung der Zylinderräume vom Ölbad werden bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwei gegensinnig angeordnete Lippendichtungen verwendet, wobei die Lippendichtringe in einem Dichtkopf von zwei Stützringen angeordnet sind und gehalten werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert.
In dieser zeigen :
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Doppelzylindereinheit teilweise im Schnitt,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Doppelzylindereinheit entlang der Linie A-B in der
Fig. 1 und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Wegübertragungssystems mit zwei erfin- dungsgemässen Doppelzylindereinheiten.
Die Doppelzylindereinheit der Fig. 1 weist zwei Zylinder 2, 2' auf, in denen die Kolben 3, 3' gelagert sind, die an einer gemeinsamen Kolbenstange 1 angeordnet sind. Die Zylinder 2, 2' sind an ihrem in Richtung der Kolbenstange 1 liegenden Ende mit Dichtköpfen 4, 4' versehen, in denen die Abdichtung der Zylinder 2. 2'
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3'Enden der Zylinder 2, 2' verbunden. Zur Verschiebung der Kolben 3, 3' ist ein an der Kolbenstange 1 befestigtes Anschlussstück 5 vorgesehen. Zwei Teilstücke 9, 9' eines Faltenbalges sind jeweils an einem Flansch 8. 8' der Dichtköpfe 4, 4' und an einer der Seitenflächen des Verbindungsstückes 5 öldicht befestigt.
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In den Faltenbalg 9, 9' ist Öl eingefüllt, sodass die Kolbenstange 1 von einem Ölbad 12, 12' umgeben ist. Die beiden Abschnitte 12, 12' des Ölbades kommunizieren über einen Verbindungskanal 11, der durch das Anschlussstück 5 verläuft. Bei einer Verschiebung des Anschlussstückes 5 mittels des Hebels 7 wird eines der Teilstücke 9, 9' des Faltenbalges gestaucht und das andere gestreckt. Die Abdichtung der Zylinderräume 14, 14' vom Ölbad 12, 12' erfolgt in den Dichtköpfen 4, 4' durch zwei gegensinnig angeordnete Lippendichtringe 16. Die beiden Lippendichtringe 16 werden von zwei Stützringen 17, 18 im Dichtkopf 4 bzw. 4' gehalten.
Der Stützring 17 auf der Seite des Ölbades 12 bzw. 12' weist zwei Befüllnuten auf, um die Befüllung des Hohlraumes 19 zwischen dem Dichtkopf 4 bzw. 4'und dem Stützring 17 mit Silikonmasse zu ermöglichen. Der Stützring 18 auf der Seite des Zylinderraumes weist zwei Druckausgleichnuten auf. Zur spannungsfreien Lagerung der Kolben 3, 3'in den Zylindern 2, 2'sind die Dichtköpfe 4, 4' schwenkbar, aber spielfrei im Montagerahmen 20 gelagert, wobei die Schwenkbarkeit durch die Bolzen 15 und eine Fixierung im Montagerahmen durch die Scheiben 13 erreicht wird.
Die Anschlussstücke 6, 6' weisen Steigleitungen 21, 21' auf, an die eine Entlüftungsvorrichtung angeschlossen werden kann. Die Befüllung des Ölbades 12, 12' erfolgt über eine im Anschlustück 5 vorgesehene Steigleitung 10.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines hydraulischen Wegübertragungssystems, bei dem
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30'Istwert des Messweges wird über einen Hebel 7 auf das Anschlussstück 5 der Doppelzylindereinheit 30 übertragen, sodass eine Änderung des Istwertes des Messweges eine Verschiebung des Anschlussstückes 5 und der an der Kolbenstange 1 angeordneten Kolben beispielsweise in Richtung des Pfeils 27 bewirkt.
Diese Verschiebung der Kolben in den Zylinder der Doppelzylindereinheit 30 führt zu einer Verschiebung von Hydrauliköl in den Hydraulikleitungen 25, 25' und damit zu einer Verschiebung der an der Kolbenstange l'angeordneten Kolben der Doppelzylindereinheit 30'in Richtung des Pfeiles 28. Um den übertragenen Messweg vom Anschlussstück 5'abzugreifen, ist ein Hebel 31 vorgesehen, über den der Messweg einem Regler 40 zugeführt werden kann. Ein Druckstabilisator 35 hält die Hydraulikflüssigkeit im System auf einem gegenüber dem Atmosphärendruck leicht erhöhten Druck.
Die Hydraulikleitungen 25, 25' können beliebig räumlich angeordnet werden und grosse Entfernungen zwischen Messort und Regler sind überbrückbar. Eine Umkehrung der Verschiebungsrichtung des Anschlussstückes 5'kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, dass die Hydraulikleitungen 25, 25' vertauscht an die Doppelzylindereinheit 30'angeschlossen werden.
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men beispielsweise der Kolben oder des Anschlussstückes sind denkbar und möglich. Wesentlich ist das die Kolbenstange umgebende Ölbad, das auch langfristig verhindert, dass Luft in die Zylinderräume einsickern kann. Ein solches Einsickern von Luft würde aufgrund der hohen Kompressibilität der sich bildenden Luftpolster zu Hystereseeffekten und somit zu einer Verfälschung des Messwertes führen.
Patentansprü che 1. Doppelzylindereinheit, insbesondere zur Verwendung in einem hydraulischen Wegübertragungssystem, mit zwei in Zylindern gelagerten Kolben, die an einer gemeinsamen Kolbenstange angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den beiden Zylindern ragenden Teile der gemeinsamen
Kolbenstange (1) von einer öldlchten Umhüllung (8, 8', 9, 9', 5) umgeben sind, die mindestens teilweise von einem Faltenbalg (9, 9') gebildet ist, und dass zwischen der Umhüllung und der Kolbenstange (1) ein Ölbad (12, 12') vorgesehen ist.