Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hebevorrichtung, welche einen Arbeitskolben in einem oben offenen Arbeitszylinder, eine Pumpe mit Leitungen zur Förderung von Flüssigkeit aus einem Behälter in den Arbeitszylinder und ein Ablassventil mit Leitungen zur Rückführung der Flüssigkeit aus dem Arbeitszylinder in den Behälter aufweist.
Solche Hebevorrichtungen, die auch als Hebeböcke bekannt sind, haben bei Auslegung zum Heben schwerer Lasten mit handbetriebener Pumpe den Nachteil, dass wegen des grossen Übersetzungsverhältnisses der Arbeitskolben auch unbelastet nur langsam ausgefahren werden kann, So dass auch dann, wenn an der Pumpe keine grosse Kraft aufgewendet werden muss, das ist bis zum Anliegen des Arbeitskolben am Hebegut der Fall, nur langsam gearbeitet werden kann.
Um dies zu vermeiden, ist es bereits vorgeschlagen worden, eine Doppelpumpe zu verwenden, welche einen grossflächigen Niederdruckkolben und einen kleinflächigen Hoch- druckkolben aufweist, wobei beim Erreichen eines bestimmten Drucks der Niederdruckkolben stationär bleibt und nur noch der Hochdruckkolben bewegt wird. Dies ist nicht nur aufwendig, sondern bringt auch Dichtungsprobleme mit sich.
Die verschiedenen Hebelwerke sind wegen der Vielzahl der erforderlichen Lager störungsanfällig, und die Vorrichtung wird relativ voluminös.
Es ist auch vorgeschlagen worden, mechanisch verstellbare Anschlagteile vorzusehen, beispielsweise Schraubenspindeln, um das rasche Überbrücken des Leerhubes zu ermöglichen, was jedoch gerade bei grossen Lasten unbefriedigend ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hebevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweist und relativ platzsparend und betriebssicher ausgeführt werden kann, wobei es möglich sein soll, den Vorlauf des Arbeitskolbens, d.h. seinen Leerlauf bis zum Anschlagen an das zu hebende Gut, wesentlich rascher durchzuführen als den Hebevorgang selbst.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine hydraulische Hebevorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet. dass im Arbeitskolben ein unten offener, zum Arbeitszylinder paralleler Zentralzylinder und darin ein mit dem Arbeitszylinder fest verbundener Zentralkolben mit einer ihn durchsetzenden, oben in den Zentralzylinder ausmündenden, an die Pumpe angeschlossenen Zentralleitung vorgesehen ist, wobei in der Leitung zwischen Pumpe und dem Zentralzylinder oder dem um den Zentralkolben verbleibenden Ringraum im Arbeitszylinder ein erst bei einem vorbestimmten Druck der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit sich öffnendes Überdruckventil vorgesehen ist.
Wenn nun die Pumpe betätigt wird, solange der Arbeitskolben noch nicht an der Last anliegt, so kann sich in den von der Pumpe kommenden Leitungen noch kein bedeutender Druck aufbauen, so dass das genannte Überdruckventil geschlossen bleiben kann. Die gesamte von der Pumpe geförderte Flüssigkeit kann nur in den Zentralzylinder oder nur in den Ringraum fliessen. Der Kolben kann so rascher vorgeschoben werden, weil ja nur einer der beiden Zylinderräume (Zentralzylinder oder Ringraum) mit von der Pumpe geförderter Flüssigkeit gefüllt zu werden braucht. Damit sich dabei in dem von der Pumpe nicht gefüllten Zylinderraum kein grösserer Unterdruck aufbauen kann, ist vorzugsweise der betreffende Raum mit einer Saugleitung direkt an den Behälter angeschlossen. Ein geeignetes Rückschlagventil kann dabei den Rückfluss von Flüssigkeit in den Behälter in dieser Leitung verhindern.
Sobald der Arbeitskolben an der zu hebenden Last anschlägt, und der Hebevorgang beginnen soll, steigt naturgemäss der Druck bei weiterer Betätigung der Pumpe, so dass sich nun das Überdruckventil öffnet und die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit beiden Zylinderräumen zufliesst. Dadurch verändert sich das Übersetzungsverhältnis, wobei auch ein langsamer Vorschub des Kolbens einsetzt.
Zum Ablassen der in den Zylinderräumen befindlichen Flüssigkeit kann man in an sich herkömmlicher Weise ein Ablassventil betätigen. Es kann dann aber gegebenenfalls die durch das Überdruckventil beim Absinken des Druckes sich verschliessende Leitung die vollständige Entleerung des einen Zylinderraumes verhindern. Um dies zu vermeiden und um umständliche zusätzliche Manipulationen zu vermeiden, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung eine den Öffnungsdruck des Überdruckventils bestimmende Feder an einem beweglichen Teil des Ablassventils so abgestützt, dass die Feder beim Öffnen des Ablassventils entspannt wird, wodurch auch das Überdruckventil in Ablassrichtung durchlässig werden kann.
Bevorzugterweise ist der nicht über das Überdruckventil mit der Pumpe durch eine Leitung verbundene Zylinderraum mit einer kleineren Querschnittsfläche ausgebildet als der andere Zylinderraum. Daraus ergibt sich der Vorteil eines relativ kleinen Zylinderinhalts für das lastlose Ausfahren des Arbeitskolbens und somit die Möglichkeit eines raschen Ausfahrens.
Wenn man den Zentralzylinder als diesen dem Leerlauf dienenden Zylinderraumteil vorsieht, so besteht weiterhin der Vorteil, dass man zwischen Zentralkolben und Zentralzylinder keine Hochdruckdichtung vorzusehen braucht, weil ja beim effektiven Heben derLastDruckausgleich zwischen den Zylinderräumen stattfinden darf, während im Leerlauf eine einfache O-Ringdichtung den bescheidenen Druck genügend zu dichten vermag.
Zwischenjedem derKolben und dem zugehörigenZylinder kann ein verhältnismässig grosses Spiel belassen werden. Zwischen Zentralzylinder und Zentralkolben braucht nicht einmal eine präzise Führung vorgesehen sein, wenn die Aussenfläche des Arbeitskolbens am Arbeitszylinder gut geführt ist.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe hydrau- lische Hebevorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Vorrichtung in Richtung des Pfeiles II - II in Fig. 1 gesehen.
Fig. 3 einen gegenüber Fig. 1 vergrösserten Schnitt nach Linie III - III in Fig. 1 durch die Vorrichtung.
Fig. 4 einen gegenüber Fig. 1 im Massstab der Fig. 3 vergrösserten Schnitt nach Linie IV - IV des unteren Teils der Vorrichtung und
Fig. 5 eine Draufsicht der im Massstab der Fig. 3 und 4 abgebildeten Basisplatte der Vorrichtung mit gestrichelt eingezeichneten Leitungen.
In der Basisplatte 1 sind zwei Ringnuten 2 und 3 (Fig. 5) vorgesehen, in welchen die Aussenwand 4 des Behälters 5 und der Arbeitszylinder 6 eingelassen und durch Schweissraupen (nicht bezeichnet) dicht befestigt sind. Dergestalt ist der Rehälter 5 zwischen der Wandung 4 und dem Arbeitszylinder 6 angeordnet, wobei seine durch einen Zapfen 7 verschlossene Füllöffnung (nicht bezeichnet) gleichzeitig als Kontrollöffnung und als Begrenzung der Füllhöhe 8 dienen kann.
Im Arbeitszylinder 6, welcher oben offen ist, befindet sich der Arbeitskolben 9 (vgl. besonders Fig. 3), welcher eine Sackbohrung von unten nach oben aufweist, die den unten offenen, zum Arbeitszylinder 6 parallelen Zentralzylinder 10 bildet. In diesem Zentralzylinder 10 befindet sich der Zentralkolben 11, welcher, wie bei 12 gezeigt ist, dichtend in die Basisplatte 1 eingeschraubt ist. Der Zentralkolben 11 ist von einer Leitung 13 durchsetzt, welche an ihrem oberen Ende 14 in den Zentralzylinder 10 ausmündet. Zwischen dem Zentralkolben 11 und dem Arbeitszylinder 6 verbleibt ein Ringraum 15.
Um den Arbeitskolben 9 sauber im Arbeitszylinder 6 zu führen, ist eine besondere Führung 16 oben in einer Ausnehmung (nicht bezeichnet) im Arbeitszylinder 6 eingelassen und durch einen Seegerring 17 gesichert. Unterhalb der Führung 16 ist ein O-Ring 18 durch einen Anschlagring 19 gehaltert, damit allenfalls in den Spalt 20 zwischen Arbeitszylinder 6 und Arbeitskolben 9 entweichende Flüssigkeit nicht oben austreten kann. Damit nun in diesem Spalt 20 kein Überdruck entstehen kann, ist eine Ausgleichsöffnung 21 unterhalb des Ringes 19 in der Wand des Zylinders 6 vorgesehen. In der obersten Stellung des Arbeitskolbens 9 wird diese Ausgleichs öffnung 21 von der Schulter 22 des Arbeitskolbens und von dem an sie anschliessenden Führungsteil mit der O-Ringdichtung 23 und der Hochdruckdichtung 24 verdeckt.
Daher kann die Ausgleichsöffnung 21 nicht als Überdruckschutz dienen.
Aus diesem Grund ist eine zweite Ausgleichsöffnung 25 vorgesehen, welche bei der genannten höchsten Stellung des Arbeitskolbens 9 unter diesem frei ist und die in bekannterWeise verhindert dass ein Überdruck entsteht, der den Arbeitskolben 9 aus dem Arbeitszylinder 6 ganz austreiben könnte.
Die soeben besprochene Hochdruckdichtung 24 wird durch eine Feder 26 in Position gehalten, welche an einem Kragen 27 am unteren Ende des Arbeitskolbens 9 abgestützt ist.
Als Dichtung zwischen Zentralkolben 11 und Zentralzylinder 10 ist ein O-Ring 28 vorgesehen, welcher von einem Stützring 29 gehaltert wird. Ein Seegerring 30 sichert den Stützring 29 in einer Aussparung (nicht bezeichnet) des Zentralzylinders 10.
Die Pumpe 31 weist einen Zylinder 32, einen Kolben 33 und einen Schwengel 34 auf, wobei der Schwengel 34 durch eine in ihn einsteckbare Verlängerungsstange 35 (in Fig. 1 und 2 strichpunktiert) zur bequemen Bedienung verlängert werden kann. Das Zeichen 35' in Fig. 1 und 2 zeigt diese Stange in ihrer Stellung, in der sie zum Lösen des noch zu besprechenden Ablassventils verwendet werden kann. Bei Betätigung des Schwengels 34 saugt die Pumpe 31 durch Leitung 36 (Fig. 5) Öl aus dem Behälter 5 und drückt es über das Rückschlagventil 37 in die Leitung 38, welche direkt in die Zentralkolbenleitung 13 bei 39 einmündet. Das Rückschlagventil 40 (Fig. 5) verhindert Rückfluss der Flüssigkeit von der Pumpe 31 in den Behälter 5.
Solange der Arbeitskolben 9 durch das in den Zentralzylinder 10 geförderte Öl ohne Last leicht gehoben werden kann, bleibt das Überdruckventil 41 geschlossen, so dass die Pumpe nur in den kleinen Zentralzylinder 10 Öl zu fördern braucht, was ein rasches Ausfahren des Arbeitskolbens 9 bewirkt. Im Ringraum 15 könnte nun ein Unterdruck entstehen, der vermieden werden soll. Aus diesem Grunde ist der Ringraum 15 über die Saugleitung 42 unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 43 mit dem Behälter 5 verbunden, so dass er durch diese Saugleitung 42 Öl aus dem Behälter 5 ansaugen, aber aus ihm kein Öl durch diese Leitung in den Behälter 5 zurückfliessen kann.
Bei Anlage des Arbeitskolbens 9 an der Last steigt der Druck, so dass das Rückschlagventil 41 geöffnet wird und das von der Pumpe in die Leitung 38 gedrückte Öl nun auch durch die Leitungen 44, 45 in den Ringraum 15 eindringt, wobei das Rückschlagventil 43 den Rückfluss von Flüssigkeit in den Be hälter 5 unterbindet. In dieser Position steht für die Last nicht nur die kleine Fläche des Zentralzylinders 10, sondern auch die grosse Ringfläche des Ringraumes 15 zur Verfügung, weshalb das Übersetzungsverhältnis gegenüber dem Leerlauf günstig verschoben wird. Beim weiteren Pumpen wird also sowohl im Zentralzylinder 10 wie im Ringraum 15 Druck aufgebaut und die Last gehoben.
Will man nun den Arbeitskolben 9 wieder absenken, so kann man das in einem passenden Gewinde der Basisplatte 1 sitzende Ablassorgan 46 durch Ansetzen der Stange 35 (nur in Fig. 1 und 2 in Position 35' gezeigt) herausdrehen, wobei die Kugel 47 des Ablassventils 48 freigegeben wird, so dass durch die Leitung 44, 49, 50 Öl aus dem Ringraum 15 in den Behälter 5 abfliessen kann. Durch die Freigabe der Ablassventil Kugel 47 wird auch die Feder 51 entspannt, welche die Überdruckventil-Kugel 52 hält und normalerweise den Überdruck für den Vorlauf steuert. Somit kann auch durch die Leitungen 13, 39, 44, 49, 50 aus dem Zentralzylinder 10 die Flüssigkeit (Öl) in den Behälter 5 zurückfliessen. Nach Beendigung des Ablassens kann das Ablassventil 48 durch neuerliches Einschrauben des Teils 46 geschlossen werden, womit die Vorrichtung für einen neuen Hebevorgang bereit ist.
The invention relates to a hydraulic lifting device which has a working piston in a working cylinder open at the top, a pump with lines for conveying liquid from a container into the working cylinder and a drain valve with lines for returning the liquid from the working cylinder to the container.
Such lifting devices, which are also known as lifting jacks, have the disadvantage, when designed for lifting heavy loads with a hand-operated pump, that, due to the large transmission ratio, the working piston can only be extended slowly without load, so that even when there is no great force on the pump must be expended, this is the case until the working piston rests against the item to be lifted, work can only be carried out slowly.
To avoid this, it has already been proposed to use a double pump which has a large-area low-pressure piston and a small-area high-pressure piston, with the low-pressure piston remaining stationary and only the high-pressure piston being moved when a certain pressure is reached. This is not only complex, but also brings sealing problems with it.
The various lever mechanisms are prone to failure because of the large number of bearings required, and the device becomes relatively bulky.
It has also been proposed to provide mechanically adjustable stop parts, for example screw spindles, in order to enable the idle stroke to be bridged quickly, which, however, is unsatisfactory especially with large loads.
The invention is based on the object of creating a hydraulic lifting device of the type mentioned at the beginning, which does not have the disadvantages of the known devices and can be designed to be relatively space-saving and operationally reliable, whereby it should be possible to reduce the advance of the working piston, i. idling until it hits the item to be lifted, much faster than the lifting process itself.
To achieve this object, a hydraulic lifting device of the type mentioned at the beginning is characterized according to the invention. that in the working piston a central cylinder, open at the bottom, parallel to the working cylinder, and therein a central piston firmly connected to the working cylinder with a central line extending through it, opening into the central cylinder and connected to the pump, is provided in the line between the pump and the central cylinder or the around the central piston remaining annular space in the working cylinder is provided a pressure relief valve which opens only at a predetermined pressure of the liquid conveyed by the pump.
If the pump is now actuated while the working piston is not yet in contact with the load, no significant pressure can build up in the lines coming from the pump, so that the above-mentioned pressure relief valve can remain closed. All of the liquid delivered by the pump can only flow into the central cylinder or only into the annular space. The piston can be advanced more quickly because only one of the two cylinder spaces (central cylinder or annular space) needs to be filled with the liquid conveyed by the pump. So that no greater negative pressure can build up in the cylinder space that is not filled by the pump, the relevant space is preferably connected directly to the container with a suction line. A suitable non-return valve can prevent the backflow of liquid into the container in this line.
As soon as the working piston hits the load to be lifted and the lifting process is to begin, the pressure naturally rises when the pump is operated further, so that the pressure relief valve now opens and the liquid conveyed by the pump flows into both cylinder spaces. This changes the transmission ratio, whereby a slow advance of the piston also begins.
To drain the liquid located in the cylinder spaces, a drain valve can be actuated in a conventional manner. If necessary, however, the line which is closed by the pressure relief valve when the pressure drops can then prevent the one cylinder space from being completely emptied. In order to avoid this and to avoid cumbersome additional manipulations, in one embodiment of the invention a spring which determines the opening pressure of the pressure relief valve is supported on a movable part of the discharge valve in such a way that the spring is relaxed when the discharge valve is opened, whereby the pressure relief valve is also released in the discharge direction can become permeable.
The cylinder space not connected to the pump by a line via the pressure relief valve is preferably designed with a smaller cross-sectional area than the other cylinder space. This has the advantage of a relatively small cylinder capacity for the load-free extension of the working piston and thus the possibility of rapid extension.
If the central cylinder is provided as this part of the cylinder space that is used for idling, there is the further advantage that there is no need to provide a high-pressure seal between the central piston and the central cylinder, because the load pressure equalization may take place between the cylinder chambers during effective lifting, while a simple O-ring seal is required during idling modest pressure is able to seal sufficiently.
A relatively large amount of play can be left between each of the pistons and the associated cylinder. A precise guide does not even need to be provided between the central cylinder and the central piston if the outer surface of the working piston is well guided on the working cylinder.
The invention will be described in more detail below with reference to the drawing, for example. Show it:
1 shows a plan view of a hydraulic lifting device according to the invention,
FIG. 2 shows a side view of this device in the direction of arrow II - II in FIG.
3 shows a section along line III-III in FIG. 1 through the device, enlarged compared with FIG. 1.
4 shows a section along line IV-IV of the lower part of the device, enlarged compared to FIG. 1 on the scale of FIG
5 shows a plan view of the base plate of the device, shown to the scale of FIGS. 3 and 4, with lines drawn in dashed lines.
In the base plate 1, two annular grooves 2 and 3 (FIG. 5) are provided, in which the outer wall 4 of the container 5 and the working cylinder 6 are embedded and tightly fastened by welding beads (not designated). In this way, the re-container 5 is arranged between the wall 4 and the working cylinder 6, whereby its filling opening (not designated) closed by a pin 7 can serve at the same time as a control opening and as a limitation of the filling level 8.
In the working cylinder 6, which is open at the top, there is the working piston 9 (see especially FIG. 3), which has a blind hole from bottom to top, which forms the central cylinder 10, which is open at the bottom and parallel to the working cylinder 6. Located in this central cylinder 10 is the central piston 11 which, as shown at 12, is screwed into the base plate 1 in a sealing manner. The central piston 11 is penetrated by a line 13 which opens into the central cylinder 10 at its upper end 14. An annular space 15 remains between the central piston 11 and the working cylinder 6.
In order to guide the working piston 9 neatly in the working cylinder 6, a special guide 16 is let into a recess (not designated) in the working cylinder 6 and secured by a circlip 17. Below the guide 16, an O-ring 18 is held by a stop ring 19 so that any liquid escaping into the gap 20 between the working cylinder 6 and the working piston 9 cannot escape at the top. So that no overpressure can arise in this gap 20, a compensation opening 21 is provided below the ring 19 in the wall of the cylinder 6. In the uppermost position of the working piston 9, this compensation opening 21 is covered by the shoulder 22 of the working piston and by the guide part adjoining it with the O-ring seal 23 and the high-pressure seal 24.
Therefore, the equalization opening 21 cannot serve as overpressure protection.
For this reason, a second compensation opening 25 is provided, which is free below the working piston 9 in the above-mentioned highest position and which, in a known manner, prevents an overpressure that could completely drive the working piston 9 out of the working cylinder 6.
The high pressure seal 24 just discussed is held in position by a spring 26 which is supported on a collar 27 at the lower end of the working piston 9.
An O-ring 28, which is held by a support ring 29, is provided as a seal between the central piston 11 and the central cylinder 10. A Seeger ring 30 secures the support ring 29 in a recess (not designated) in the central cylinder 10.
The pump 31 has a cylinder 32, a piston 33 and a handle 34, the handle 34 being able to be extended for convenient operation by an extension rod 35 which can be inserted into it (dashed lines in FIGS. 1 and 2). The sign 35 'in Figs. 1 and 2 shows this rod in its position in which it can be used to release the drain valve, which will be discussed later. When the lever 34 is actuated, the pump 31 sucks oil from the container 5 through the line 36 (FIG. 5) and presses it through the check valve 37 into the line 38, which opens directly into the central piston line 13 at 39. The check valve 40 (FIG. 5) prevents the liquid from flowing back from the pump 31 into the container 5.
As long as the working piston 9 can be easily lifted without load by the oil pumped into the central cylinder 10, the pressure relief valve 41 remains closed so that the pump only needs to pump oil into the small central cylinder 10, which causes the working piston 9 to extend rapidly. In the annular space 15, a negative pressure could now arise, which should be avoided. For this reason, the annular space 15 is connected to the container 5 via the suction line 42 with the interposition of a check valve 43, so that it can suck in oil from the container 5 through this suction line 42, but no oil can flow back from it through this line into the container 5 .
When the working piston 9 comes into contact with the load, the pressure rises, so that the check valve 41 is opened and the oil pressed by the pump into the line 38 now also penetrates through the lines 44, 45 into the annular space 15, the check valve 43 causing the backflow of liquid in the loading container 5 prevents. In this position, not only the small area of the central cylinder 10, but also the large annular area of the annular space 15 is available for the load, which is why the transmission ratio is favorably shifted compared to idling. As the pumping continues, pressure is built up both in the central cylinder 10 and in the annular space 15 and the load is lifted.
If you want to lower the working piston 9 again, you can unscrew the drain member 46 seated in a matching thread of the base plate 1 by attaching the rod 35 (only shown in Fig. 1 and 2 in position 35 '), the ball 47 of the drain valve 48 is released so that oil can flow out of the annular space 15 into the container 5 through the line 44, 49, 50. By releasing the drain valve ball 47, the spring 51, which holds the pressure relief valve ball 52 and normally controls the excess pressure for the flow, is also relaxed. Thus, the liquid (oil) can also flow back into the container 5 from the central cylinder 10 through the lines 13, 39, 44, 49, 50. After draining is complete, drain valve 48 can be closed by screwing in part 46 again, so that the device is ready for a new lifting process.