Hydraulischer oder pneumatischer Gleichlauf-Teleskopstempel Bei druckmittelbetätigten, mehrteiligen Teleskop stempeln bekannter Bauart, wie sie beispielsweise bei hydraulischen Aufzügen, Hebebühnen, Kippern usw.
verwendet werden, fahren die einzelnen Kolben im all gemeinen nacheinander teleskopartig aus dem Zylinder aufs. Setzt man. eim pleichförmüge Förderung des Druck mittels voraus, so treten während des Hubes brüske, sehr unangenehme Geschwindigkeitsänderungen auf, weil der wirksame Verdrängungsquerschnitt sich jedes mal sprunghaft ändert, wenn einer der Kolben seinen Endausschlag erreicht.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, werden isogenannte Gleichlauf-Teleskope gebaut, bei denen zwischen den einzelnen, ineinandergesteckten Rohrkolben jeweils ein Verdrängungsraum vorhanden ist, dessen Querschnitt gleich dem Querschnitt des nächst kleineren Kolbens ist. Vom geförderten Druck mittel ist nur der erste Rohrkolben direkt beaufschlagt, während die weiteren Kolben durch das aus den ge nannten Verdrängungsräumen austretende Druckmittel ausgefahren werden.
Diese bekannte Lösung erfordert allerdings gegenüber dem gewöhnlichen Teleskopstem- pel einen ganz erheblichen Mehraufwand, vor allem eine genaue Innenbearbeitung der Teile, eine Mehrzahl von Ringdichtungen und den Einbau von Rückschlagventi- len.
Bei einem Teleskopstempel mit zwei Kolben ist es ferner bekannt, im Innern des Zylinders ein feststehen des Rohr vorzusehen, welches den Boden des grösseren Kolbens durchdringt, so dass je nach Bemessung des Rohrquerschnittes die Wirkfläche des grösseren Kolbens beeinflusst und auf diejenige des kleineren Kolbens ab gestimmt werden kann. Mit dieser Anordnung lässt sich aber ein Gleichlauf selbst bei gleichen Wirkflächen des grösseren und des kleineren Kolbens praktisch nicht erreichen, weil dann die Geschwindigkeit des grösseren Kolbens unbestimmt und von Zufälligkeiten abhängig ist.
Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, aus gehend von einem Teleskopstempel der herkömmlichen, gewöhnlichen Bauweise, den Gleichlauf mit einfachen Mitteln zu erzielen. Die Erfindung betrifft einen hydrau lischen oder pneumatischen Gleichlauf-Teleskopstempel, mit zwei oder mehr vom Druckmittel direkt beauf- schlagten, aus einem Zylinder teleskopartig ausfahr baren Kolben, welche unter sich gleiche Hublängen auf weisen.
Ein solcher Teleskopstempel ist erfindungsge- mäss dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ge nannten Teleskopteilen angreifende, mechanische Ver bindungsmittel vorhanden sind, welche in jeder Hublage gleichmässig aufgeteilte Teilhübe zwischen den aufein anderfolgenden Teleskopteilen erzwingen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Aus führungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeich nung näher erläutert.
Fig.l zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gleichlauf-Teleskopstempels, Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform mit gleich artigen Verbindungsmitteln, wie bei Fig. 1, jedoch bei umgekehrter Anordnung des Teleskopstempels, und Fig.3 und 4 veranschaulichen Ausführungsbei spiele mit andersartigen Verbindungsmitteln.
Der in Fig. 1 dargestellte Teleskopstempel besteht im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich aus dem Zylin der 2, dem Zwischenkolben 4 (Rohrkolben) und dem Endkolben 6, wobei der Zwischenkolben 4 und der Endkolben 6 aus dem Zylinder 2 teleskopartig um gleiche Hublängen ausfahrbar sind. Der Zylinder ist in geeigneter Weise, z. B. über eine Kugel 8, auf der Unter lage abgestützt. Das Druckmittel zur Betätigung des Teleskopstempels, vorzugsweise Hydrauliköl, wird wie üblich z. B. von einer Pumpe oder aus einem Druck speicher (nicht dargestellt) unter dem Druck P beim Eingangsstutzen 10 in den Zylinder 2 eingeführt.
Die zu hebende Last Q ruht auf der Plattform 16 am Ende des Kolbens 6 auf.
Bei den beiden Kolben 4 und 6 handelt es sich um gewöhnliche sog. Tauchkolben (Plunger), die vom Druckmittel im Zylinder 2 direkt beaufschlagt sind. Aus gehend von der Anfangslage, in welcher beide Kolben 4 und 6 noch vollständig im Zylinder 2 eingetaucht sind, würde ohne weitere Vorkehren bei beginnender ölför- derung der Zwischenkolben 4 (und allfällige weitere Zwischenkolben bei einem mehrteiligen Teleskopstem- pel) vorerst simultan mit gleicher Geschwindigkeit wie der Endkolben 6 ausfahren, unter der praktisch immer erfüllten Voraussetzung,
dass die auf den Ringquer schnitt des Zwischenkolbens wirkende Kraft des Druck mittels grösser ist als das Eigengewicht des Zwischen kolbens. Erst nach Eintreffen des Zwischenkolbens an seinem Endanschlag würde der Endkolben allein und mit entsprechend höherer Geschwindigkeit ausgefahren.
Um nun im Gegensatz zur genannten Wirkungsweise des gewöhnlichen Teleskopstempels einen völligen Gleichlauf, d. h. konstante Ausfahrgeschwindigkeit der Plattform 16 über die gesamte Hubhöhe zu erreichen, sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Teleskop teile 2, 4 und 6 durch ein sog. 2:1-Gehänge untereinan der verbunden, welches aus einem Seil 20 (oder einer Kette oder dgl.) und den Rollen 22, 24 und 26 gebildet ist. Wie ersichtlich, ist das eine Ende des Seils 20 am Endkolben 6 und das andere Ende an der Manschette 12 des Zylinders 2 befestigt.
Es läuft über eine Um lenkrolle 26, welche in geeigneter Höhe über dem Tele- skopstempel aufgehängt ist, weiter über eine auf der Manschette 12 gelagerte Rolle 22 und eine Rolle 24, die auf der Manschette 14 des Zwischenkolbens 4 gelagert ist. Durch dieses 2:1-Gehänge wird beim Ausfahren der Teile 4 und 6 der unter öldruck stehende Zwischenkol ben 4 daran gehindert, dem Endkolben 6 vollständig zu folgen, vielmehr kann infolge der Verbindung über das Seil 20 bei jedem gegebenen Hubweg des Endkolbens 6 der Zwischenkolben 4 nur um die Hälfte dieses Weges ausfahren.
Es sind demnach in jeder Hublage die Teil hübe h (Fig. 1) zwischen den aufeinanderfolgenden Teleskopteilen 2 und 4 bzw. 4 und 6 gleich, und die bei den Kolben 4 und 6 erreichen demnach gleichzeitig ihre Endlage. Auf ididser Wirkungsweise ergibt sieh über die ganze Hubbewegung eine stetige, gleichförmige Zu nahme des Volumens im Innern des Teleskops und da durch auch eine gleichförmige Ausfahrgeschwindigkeit der Plattform 16.
Auch beim Absenken der Last besteht selbstverständlich dieser lineare Zusammenhang, indem beim Einfahren der Plattform 16 um einen bestimmten Weg der Seilzug das Einfahren des Zwischenkolbens 4 über die Rolle 24 um die Hälfte dieses Weges erzwingt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im wesent lichen ein gleiches Teleskop wie in Fig. 1 verwendet, und die einander entsprechenden Teile sind mit gleichen Be zugszahlen bezeichnet. Der Unterschied gegenüber der Fig. 1 besteht darin, dass der Teleskopstempel in umge kehrter Lage angeordnet ist, d. h. der Endkolben 6 auf dem Grund abgestützt ist und die Last Q auf dem Boden des Zylinders 2 ruht. Das Druckmittel wird vor zugsweise beim Stutzen 10 durch das Innere des abge stützten Endkolbens 6 zugeführt.
Das 2:1-Gehänge be steht hier lediglich aus dem zwischen einem Aufhänge punkt über dem Teleskop und der Manschette 12 ge spannten, über die Rolle 24 auf der Manschette 14 ge führten Seil 20. Es ist klar, dass die Wirkungsweise die ser Anordnung die gleiche ist wie beim Beispiel nach Fig. 1, indem das Seilgehänge wiederum den Gleichlauf des Teleskopstempels erzwingt.
Es ist zu erwähnen, dass bei gewöhnlichen Teleskopstempeln die umgekehrte Aufstellung nach Fig. 2 vor allem wegen dem vermehr ten, anzuhebenden Eigengewicht des Zylinders 2 nicht üblich ist; im vorliegenden Fall ergibt sich jedoch gegen- über der Ausführung nach Fig. 1 eine Vereinfachung für das Seilgehänge.
Die weiteren Figuren veranschaulichen weitere Möglichkeiten von mechanischen Verbindungsmitteln zwischen den Teleskopteilen, welche in jeder Hublage gleiche Teilhübe zwischen den aufeinanderfolgenden 'leleskoptei!len erzwingen. Beim Beispiel nach Fig.3 wird diese Verbindung über ein Zahnrad 30 und zwei Zahnstangen 32 hergestellt. Das Zahnrad 30 ist auf dem Zwischenkolben 4 drehbar gelagert, und von den beiden Zahnstangen 32 ist die eine am Zylinder 2 und die andere am Endkolben 6 befestigt; mit Hilfe von auf dem Zwischenkolben 4 montierten Führungen 34 werden beide Zahnstangen 32 dauernd im Eingriff an gegen überliegenden Stellen des Zahnrades 30 gehalten.
Da bei einer Bewegung des Endkolbens 6 relativ zum Zylin der 2 das Zahnrad 30 sich immer um gleiche Strecken auf beiden Zahnstangen 32 abwälzen muss, ist der Teil hub des Zwischenkolbens 4 gegenüber dem Zylinder 2 immer gleich gross wie der Teilhub des Endkolbens 6 gegenüber dem Zwischenkolben 4, also die Hälfte des Gesamthubes. Ähnlich wie durch das Seilgehänge bei den Fig. 1 und 2 wird also auch hier mittels der mecha nischen Verbindungen über Zahnstangen 32 und Zahn rad 30 ein völliger Gleichlauf des Teleskopstempels er zwungen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird die me chanische, den Gleichlauf erzwingende Verbindung zwi schen den Teleskopteilen 2, 4 und 6 durch eine soge nannte Gelenkschere hergestellt: Ein zweiarmiger Hebel 40 ist mit seinem Mittelpunkt auf dem Zwischenkolben 4 schwenkbar gelagert, und die Enden der beiden gleich langen Hebelarme sind über Verbindungsstangen 42 von ebenfalls gleicher Länge einerseits mit dem Endkolben 6 und anderseits mit dem Zylinder 2 gelenkig verbun den. Wie strichpunktiert in Fig. 4 angedeutet, kann die Gelenkschere zweiseitig symmetrisch ausgeführt sein.
Es ist offensichtlich und bedarf keiner weiteren Er läuterung, dass ähnlich wie bei den vorangehenden Bei spielen auch mit dieser Gelenkschere 40, 42 dauernd gleiche Teilhübe zwischen den Teleskopteilen erzwungen werden, womit wiederum eine gleichförmige Hubbewe gung über den gesamten Hubweg gewährleistet ist.
Sämtliche vorstehend beschriebenen Ausführungs formen beziehen sich auf einen Teleskopstempel mit nur zwei aus dem Zylinder ausfahrbaren Kolben 4 und 6. Es ist jedoch selbstverständlich und insbesondere aus dem Beispiel nach Fig. 4 ohne weiteres ersichtlich, dass das erläuterte Prinzip, durch mechanische Verbindungs mittel zwischen den einzelnen Teleskopteilen gleichmäs- sig aufgeteilte Teilhübe und damit den Gleichlauf zu er zwingen, sich auch auf Teleskopstempel mit mehreren ausfahrbaren Teilen anwenden lässt.
Ausserdem trifft das bisher Gesagte natürlich gleiohermas!sgen auf hydrau lische wie auf pneumatische Teleskopstempel zu.
Es. ist hervorzuheben, dass bei allen beschriebenen Ausführungsformen die mechanischen Verbindungsmit tel zwischen den Teleskopteilen, verglichen mit der Hub kraft des Teleskopstempels, nur geringe Kräfte zu über tragen haben. Es greifen an ihnen lediglich Differenz kräfte entsprechend den Querschnittsdifferenzen zwi schen den einzelnen Teleskopteilen an, wobei noch das Eigengewicht des Zwischenkolbens in entlastendem Sinne wirkt. Dabei entspricht die resultierende Gesamt kraft des Teleskops immer der Summe der wirksamen Teilquerschnitte (abgesehen von geringen Reibungsver lusten in den Verbindungsmitteln).
Die Verbindungs- organe sind deshalb auch nicht als tragende Organe im Sinne der Sicherheitsvorschriften anzusehen und zu be messen; beim Bruch eines oder mehrerer dieser Organe kann sich höchstens eine gewisse Relativverschiebung zwischen den ausgefahrenen Teilen einstellen, jedoch unter Beibehaltung des eingeschlossenen Volumens, was höchstens eine geringe Absenkung der Teleskop-Platt- form zulässt.
Die ibe@chriebenien ;Gleichlauf-Teleskopsitempel zeichnen sich durch grosse Einfachheit aus. Es kann von der herkömmlichen Tauchkolben-Bauweise ausgegangen werden, wobei der Gleichlauf mit nur geringem zusätz lichem Aufwand erzielt wird.