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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungsanordnung mit zumindest einem Anschluss für die Druckseite einer Versorgungseinheit für das Hydraulikmedium, zumindest einem Anschluss für die Absteuerung des Hydraulikmediums in einen Tank, und mit zumindest zwei Arbeitszylin- dern, von welchen zumindest ein Arbeitszylinder innerhalb zumindest einer Bewegungsrichtung des zugehörigen Kolbens einen Übergang zwischen einer Druck- und einer Zugphase durchläuft.
Eine Änderung der Bewegungsrichtung der Kolbenstange in Sinn eines Übergangs von einer Druck- und eine Zugphase ist bei herkömmlichen hydraulischen Betätigungsanordnungen dann gegeben, wenn sich die Bewegungsrichtung des Kolbens ändert, d. h. der Arbeitszylinder von der Ausfahrbewegung zur Einfahrbewegung übergeht oder umgekehrt. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der DE 42 35 762 geoffenbart, bei welcher während der Einfahrbewegung der Kolbenstange eines ersten Arbeitszylinders Hydrauliköl aus einem Arbeitsraum diese Zylinders in einen Arbeitsraum eines zweiten Arbeitszylinders erfolgt. Über ein Ventil kann diese Ölübertragung beendet und statt dessen die Ableitung in einen Tank bewirkt werden. Die Tanksperre wird hinge- gen geöffnet, wenn der erste Arbeitszylinder in die entgegengesetzte Richtung ausfährt.
Bei der Betätigung von Elementen, beispielsweise Verdecken oder Klappen an Fahrzeugen, durchlaufen diese Elemente hingegen bereits während ihrer Bewegung in einer Arbeitsrichtung oftmals einen Wendepunkt, in welchem Druck- und Zugkräfte auf diese Elemente im Gleichgewicht sind. In diesem Wendepunkt wechselt auch die Belastung eines die Bewegung hervorrufenden hydraulischen Arbeitszylinders von einer Druckphase, in welcher er die Gewichtskraft bzw. die Anfangsträgheit des Elementes überwinden muss, in eine Zugphase, in welcher der Arbeitszylinder der Gewichtskraft entgegenwirken und die Bewegung schliesslich abbremsen muss. Bislang wer- den diese Kräfte in bekannten hydraulischen Betätigungsanordnungen über Drosseln od. dgl. derart eingestellt, damit in der Zugphase auch ein Gegendruck entsteht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher eine Betätigungsanordnung, bei der mehre- re Zylinder mittels einer einfachen Anordnung mit gegenüber vergleichbaren Systemen geringerer notwendiger Leistung, geringerem Gewicht und notwendigem Bauraum aufeinanderfolgende Arbeitsabläufe bewirken können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass eine Seite eines ersten Zy- linders unmittelbar mit der Druckseite der Versorgungseinheit verbunden ist, während die gegenü- berliegende Seite über eine mittels eines Absperrorgans absperrbare Leitung in den Tank abge- steuert ist, von welcher vor dem Absperrorgan eine Verbindungsleitung zu einer Seite des zweiten Zylinders ausgeht, welches Absperrorgan mit einem im Bereich des Umkehrpunktes zwischen Druck- und Zugphase wirksam werdenden Stellungsschalter derart verbunden ist, dass das Ab- sperrorgan im wesentlichen während der Druckphase offen und während der Zugphase geschlos- sen ist.
Hier wird nun die Kraft nach Überschreiten des Wendepunktes, der bislang ein Gegendruck entgegengesetzt werden musste, im System zur Zwangssteuerung einer anschliessenden Betäti- gung zumindest eines weiteren Arbeitszylinders genutzt. Gemäss einer vorteilhaften Ausführungs- form ist vorgesehen, dass das Absperrorgan ein Schaltventil ist, das die Verbindungsleitung zwi- schen den beiden Zylindern wahlweise mit dem Tank oder der Druckseite der Versorgungseinheit verbindet. Dadurch kann in einfacher Weise sichergestellt werden, dass nach Beendigung des Arbeitshubes des einen Zylinders die Bewegung des zweiten, bis zu dieser Beendigung vom ersten Zylinder mit Druck beaufschlagten Arbeitszylinders durch Wirkung der Versorgungseinheit fertig durchlaufen werden kann.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in der Verbindungsleitung, vorzugsweise zwischen dem ersten Zylinder und dem Knoten zum Absperrorgan, ein Rückschlagventil einge- setzt, das zum Absperrorgan hin durchlässig ist. Durch dieses Ventil ist sichergestellt, dass wäh- rend der durch die Versorgungseinheit bewirkten Druckbeaufschlagung des zweiten Zylinders, d. h. nach Beendigung der Druckbeaufschlagung durch den ersten Zylinder, der erste Zylinder nicht mit Gegendruck beaufschlagt wird und bereits jetzt die Gegenbewegung einleitet.
Selbstverständlich kann der Ablauf der Bewegung der beiden Arbeitszylinder auch umgekehrt werden, wenn gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wahlweise diejenige Seite des zweiten Zylinders mit der Druckseite der Versorgungseinheit verbindbar ist, welche Seite nicht mit dem ersten Zylinder verbunden ist.
Um auch hier eine Zwangssteuerung des ersten Zylinders durch den zweiten Zylinder in umge- kehrter Reihenfolge zu ermöglichen, verläuft gemäss einem weiteren Erfindungsmerkmal von
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derjenigen Seite des zweiten Zylinders, welche nicht mit dem ersten Zylinder verbunden ist, eine Steuerleitung zum Rückschlagventil, welches damit hydraulisch entsperrbar ist.
Die angesprochene Zwangssteuerung kann dadurch bewirkt werden, dass auch der zweite Zy- linder einen Übergang zwischen einer Druck- und einer Zugphase durchläuft, wobei das Absperr- organ mit einem im Bereich des Umkehrpunktes zwischen Druck- und Zugphase des zweiten Zylinders wirksam werdenden weiteren Stellungsschalter derart verbunden ist, dass das Absperr- organ im wesentlichen während der Druckphase des zweiten Zylinders offen und während der Zugphase geschlossen ist.
Selbstverständlich kann mit dem bislang erläuterten Prinzip eine ganze Kette von aufeinander- folgenden, einander teilweise überschneidende Bewegungen durchgeführt werden, wenn zumin- dest drei Zylinder vorgesehen sind, wobei zumindest zwei Zylinder wie in den vorhergehenden Absätzen beschrieben verbunden sind.
Vorteilhafterweise sind für die Betätigung von Verdecken oder Klappen, bei welchen die Kräfte an zwei Seiten parallel angreifen sollen, bzw. für Zwecke, bei welchen ein Zylinder pro betätigtem Bauteil nicht ausreicht, zumindest zwei Gruppen von Arbeitszylindern vorhanden, wobei die Zylin- der jeder Gruppe gemeinsam betätigbar sind. Dabei ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass alle Zylinder einer Gruppe mit allen Zylindern zumindest einer anderen Gruppe in der oben erläuterten Art und Weise verbunden sind.
In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt die Fig. 1 einen Schaltplan einer erfindungsgemässen Betätigungsanordnung während der ersten Phase des Arbeitshubes der ersten Zylindergruppe, Fig. 2 ist der Schaltplan nach Übergang von der Druck- in die Zugphase, und Fig. 3 zeigt den Schaltplan für die Betätigungsanordnung nach Erreichen der Endlage der ersten Zylindergruppe und Fortsetzung der Bewegung der zweiten Zylindergruppe.
Die hydraulische Betätigungsanordnung der Arbeitszylinder 1 und 2 enthält eine Versorgungs- einheit V zur Bereitstellung von Hydraulikmedium, bestehend in bekannter Weise aus einer rever- sierbaren Pumpe 3, zwei hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventilen 4, Druckbegrenzungsven- tilen 5 für jede Seite der Versorgungseinheit, welche in den Tank 6 der Versorgungseinheit V absteuern, sowie ein Wechselventil 7.
Über eine erste Druckleitung 8 ist die Stangenseite S1 der ersten Zylinder 1 mit der Versor- gungseinheit V verbunden und wird mit Druck bis maximal dem am Druckbegrenzungsventil 5 eingestellten Druck beaufschlagt. Das aus den kolbenseitigen Arbeitsräumen der Zylinder 1 aus- geschobene Hydraulikmedium wird vorerst in der ersten Phase der Bewegung (Fig. 1) über die Leitung 9, weiter ein 3/2-Wege-Ventil 10 als schaltbares Absperrorgan und die Leitung 11 in den Tank 6 der Versorgungseinheit V rückgeführt. Damit gelangt noch kein Hydraulikmedium in die stangenseitigen Arbeitsräume der zweiten Zylinder 2.
Ab einem definierten Schaltpunkt S, der im Bereich des Überganges von der Druckphase der Zylinder 1 in die Zugphase liegt, in der das Gewicht des von den Zylindern 1 betätigten Elementes die weitere Bewegung unterstützt bzw. sogar allein bewirken könnte, wird über einen mechani- schen, elektrischen oder sonstigen Schalter das Ventil 10 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung geschaltet. Nun ist die Verbindungsleitung 11zum Tank 6 gesperrt und über die Verbindungslei- tung 9 und das darin eingesetzte Rückschlagventil 12 kann das aus den kolbenseitigen Arbeits- räumen der ersten Zylinder 1 ausgeschobene Hydraulikmedium die stangenseitigen Arbeitsräume der zweiten Zylindergruppe 2 beaufschlagen und deren Einfahr-Bewegung einleiten und in einer ersten Phase des Arbeitshubes weiter bewirken.
Aufgrund der Addition der Kräfte aus der hydrauli- schen Beaufschlagung durch die Versorgungseinheit V und der Gewichtskraft ist der Druck in der Leitung 9 grösser als der Druck in der Versorgungsleitung 8, welche über das Ventil 10 das Rück- schlagventil 12 in Schliessrichtung beaufschlagt, so dass das Überschieben des Hydraulikmediums in die Zylinder 2 nicht beeinträchtigt wird und ausserdem, ebenfalls über das Ventil 10 hinweg, das Rückschlagventil 13 in der Leitung 8 geschlossen gehalten wird. Das Hydraulikmedium aus den kolbenseitigen Arbeitsräumen der Zylinder 2 wird, gesteuert über die Drossel 14, über die Leitung 15 zur Versorgungseinheit V und über das Druckbegrenzungsventil 5 in den Tank 6 rückgeleitet.
Da auch das Rückschlagventil 16 aufgrund der oben erläuterten Druckverhältnisse geschlossen gehalten wird, kann das Hydraulikmedium aus den Zylindern 2 nur zum Tank 6 gelangen.
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Fig. 3 zeigt die Verhältnisse, wenn die ersten Zylinder 1 ihre Einfahr-Bewegung beendet haben und auf Anschlag sind. Nun kann, da von den kolbenseitigen Arbeitsräumen der Zylinder 1 kein Hydraulikmedium mehr ausgeschoben wird und damit auch keine weitere Druckbeaufschlagung der stangenseitigen Arbeitsräume der Zylinder 2 erfolgt, über das weiterhin geöffnete Ventil 10 und die Leitung 8 die Druckbeaufschlagung mittels der Versorgungseinheit V weitergeführt werden, so dass die Zylinder 2 ihre Einfahr-Bewegung fortsetzen und schliesslich ebenfalls in der eingefahre- nen Endstellung auf Anschlag gehen.
In bewährter Weise werden die Geschwindigkeiten der Zylinderbewegungen ähnlich wie im Zusammenhang mit den kolbenseitigen Arbeitsräumen der Zylinder 2 und der Drossel 14 erläutert auch für die übrigen Arbeitsräume der Zylinder 1 und 2 eingestellt, und zwar mittels der Drosseln 17 und 18. Schliesslich sei auch noch die Möglichkeit der manuellen Druckentlastung in den Tank 6 über das manuell zu betätigende Ventil 19 erwähnt, das eine Notbetätigung der ansonst über das hydraulische System automatisch bewegbaren Elemente gestattet.
Selbstverständlich funktioniert die bislang erläuterte Zwangssteuerung auch in umgekehrtem Sinn, etwa beim Ausfahren der Zylinder 2, wobei nach einem Teil von deren Ausfahr-Bewegung die Ausfahr-Bewegung auch der Zylinder 1 eingeleitet werden kann. Dazu wird die Förderrichtung der Pumpe 3 umgekehrt, so dass die Leitung 15 nunmehr die druckführende Versorgungsleitung ist, über welche die kolbenseitigen Arbeitsräume der zweiten Zylindergruppe 2 mit Hydraulikmedi- um beaufschlagt werden. Allerdings ist das Ventil 10 dabei nicht in der in Fig. 3 gezeigten Stellung, sondern in einer Stellung wie in Fig. 1 dargestellt, in welcher die stangenseitigen Arbeitsräume der Zylinder 2 über das Ventil 10 und die Leitung 11in den Tank 6 abgesteuert sind.
Auch die Zylinder 2 können im Bereich des Übergangs von der Druck- in die Zugphase, d.h. dem Schaltpunkt S', mit einem Schalter versehen sein, der das Umschalten des Ventils 10 in die Stellung der Fig. 3 bewirkt, in der an der Verbindungsleitung 9 bzw. dem Rückschlagventil 12 darin der Versorgungsdruck aus der Leitung 15 ansteht.
Da aber auf der Kolbenseite der Zylinder 2 sich wiederum der Versorgungsdruck und der Druck aufgrund der Gewichtskraft des betätigten Elemen- tes addieren, ist dieser kombinierte Druck höher als der Versorgungsdruck und hält die Rück- schlagventile 13 und 16 geschlossen. Über die Steuerleitung 20 wird das Rückschlagventil 12 in der Verbindungsleitung 9 zwischen den Zylindern 1 und den Zylindern 2 hydraulisch geöffnet, so dass das aus den Zylindern 2 ausgeschobene Hydraulikmedium nunmehr über die Leitung 9 auch die kolbenseitigen Arbeitsräume der Zylinder 1 beaufschlagen und deren Ausfahr-Bewegung einleiten und einen ersten Abschnitt des Arbeitshubes bewirken kann.
Anschliessend erfolgen die oben erläuterten Vorgänge, d.h. Endanschlag der Zylinder 2, Druck- abfall auf der Stangenseite der Zylinder 2, weitere Beaufschlagung der Kolbenseite der Zylinder 1 über die Versorgungseinheit V zur Beendigung der Ausfahrbewegung, in entgegengesetztem Sinn.
Dabei bleibt durch den gleichmässig über die Leitung 15 an der Kolbenseite der Zylinder 2 anste- henden Versorgungsdruck, der auch über die Steuerleitung 20 auf das Rückschlagventil 12 wirkt, dieses Rückschlagventil 12 immer geöffnet.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Hydraulische Betätigungsanordnung mit zumindest einem Anschluss für die Druckseite ei- ner Versorgungseinheit für das Hydraulikmedium, zumindest einem Anschluss für die Ab- steuerung des Hydraulikmediums in einen Tank, und mit zumindest zwei Arbeitszylindern, von welchen zumindest ein Arbeitszylinder innerhalb zumindest einer Bewegungsrichtung des zugehörigen Kolbens einen Übergang zwischen einer Druck- und einer Zugphase durchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite eines ersten Zylinders (1) unmittel- bar mit der Druckseite der Versorgungseinheit (V) verbunden ist, während die gegenüber- liegende Seite über eine mittels eines Absperrorgans (10) absperrbare Leitung (11) in den
Tank (6) abgesteuert ist, von welcher Leitung (11) vor dem Absperrorgan (10) eine Verbin- dungsleitung (9) zu einer Seite des zweiten Zylinders (2) ausgeht,
welches Absperrorgan (10) mit einem Stellungsschalter derart verbunden ist, dass das Absperrorgan (10) im we- sentlichen während der Druckphase offen und während der Zugphase geschlossen ist.