DD260550A1

DD260550A1 - EQUALIZATION OF MULTIPLE HYDRAULIC WORKING CYLINDERS

Info

Publication number: DD260550A1
Application number: DD29132086A
Authority: DD
Inventors: Dietmar Franke; Thomas Goetze; Otfried Kaiser; Horst Trotzer
Original assignee: Schiffbau Stammbetrieb K
Priority date: 1986-06-16
Filing date: 1986-06-16
Publication date: 1988-09-28

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hydraulik. Ziel der Erfindung ist es, mit geringem Aufwand den Gleichlauf mehrerer Arbeitszylinder zu sichern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer erzeugten hydraulischen Leistung den gleichmaessigen Lauf mehrerer doppeltwirkender Arbeitszylinder mit einseitiger Kolbenstange gleicher Bauform und gleicher Baugroesse zu gewaehrleisten. Diese Aufgabe wird durch eine Gleichlaufeinrichtung realisiert, bei der zwischen jeweils zwei Arbeitszylindern ein Dosierzylinder gleicher Ausfuehrung in Reihe angeordnet ist. Dabei besteht zwischen den Zylinderraeumen mit gleicher Kolbenflaeche eine hydraulische Verbindung. Der Gleichlauf bei Anordnung von mehr als einem Paar Arbeitszylinder wird durch mechanische Kopplung der Dosierzylinder untereinander gewaehrleistet, die einen Zwanglauf beim Ein- und Ausfahren bewirkt. FigurThe invention relates to the field of hydraulics. The aim of the invention is to secure the synchronization of several cylinders with little effort. The invention has for its object to ensure the uniform running of several double-acting cylinder with one-sided piston rod same design and the same Baugroesse with a generated hydraulic power. This object is achieved by a synchronizing device in which a dosing cylinder of the same design is arranged in series between each two working cylinders. There is a hydraulic connection between the cylinder spaces with the same Kolbenflaeche. The synchronization in the arrangement of more than one pair of working cylinders is ensured by mechanical coupling of the dosing with each other, which causes a forced run during retraction and extension. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung findet Anwendung in Hubmechanismen, bei denen die anzuhebende Lastauf eine Vielzahl von Arbeitszylindern untersetzt wird. Bei derartigen Anwendungsfällen ist ein weitgehender Gleichlauf aller Arbeitszylinder unerläßlich.The invention finds application in lifting mechanisms in which the load to be lifted is reduced to a plurality of working cylinders. In such applications, a substantial synchronization of all cylinders is essential.

Characteristics of the known technical solutions

Es sind eine Vielzahl hydraulischer Lösungsmöglichkeiten für den gleichmäßigen Lauf mehrerer Arbeitszylinder bekannt. Der der Erfindung zugrunde liegende Stand der Technik sieht für den Gleichlauf von zwei oder mehreren Arbeitszylindern die mechanische Kopplung des Volumenstromes durch zwei oder mehrere Hydraulikpumpen oder -motore gleicher Baugröße auf einer Welle vor.There are a variety of hydraulic solutions for the smooth running of several cylinders known. The prior art underlying the invention provides for the synchronization of two or more working cylinders, the mechanical coupling of the flow through two or more hydraulic pumps or motors of the same size on a shaft.

Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die Zuordnung einer Pumpe bzw. eines Motors je Arbeitszylinder zu einer sehr materialintensiven Schaltung führt.The disadvantage of this solution is that the assignment of a pump or a motor per cylinder leads to a very material-intensive circuit.

Darüber hinaus geben Pumpen oder Motore gleicher Baugröße durch Toleranzen der Bauteile bis zu 10% voneinander abweichende Volumenströme ab und können deshalb nur einen relativen Gleichlauf gewährleisten.In addition, due to tolerances of the components, pumps or motors of the same size deliver up to 10% deviating volume flows and can therefore only ensure relative synchronization.

Weiterhin ist eine Reihenschaltung von Arbeitszylindern mit beidseitiger Kolbenstange gleicher Baugröße bekannt, bei der der ablaufende Volumenstrom des ersten Zylinders den zweiten Zylinder antreibt.Furthermore, a series connection of working cylinders with double-sided piston rod of the same size is known in which the outgoing flow of the first cylinder drives the second cylinder.

Zylinder mit beidseitiger Kolbenstange sind bei größeren Hublängen oft konstruktiv nicht einsetzbar. Darüber hinaus wird die Anzahl der Arbeitszylinder begrenzt, da mit dem ND des ersten Zylinders die Gesamtlast aller Zylinder aufgenommen werdenCylinders with double-sided piston rod are often structurally unsuitable for longer stroke lengths. In addition, the number of working cylinders is limited, since the ND of the first cylinder, the total load of all cylinders are included

Weiterhin wird der Gleichlauf von Arbeitszylindern durch Stromventile oder durch Regelkreise mit Weg-oder Geschwindigkeitsmessung gewährleistet.Furthermore, the synchronization of working cylinders is ensured by flow valves or by control circuits with path or speed measurement.

Diese Lösungen erfordern jedoch eine hochwertige und materialintensive Technik, die infolge ständigen Abgleichens, hohem Verschleiß und damit erhöhter Störanfälligkeit unterliegt.However, these solutions require a high-quality and material-intensive technology, which is subject to constant adjustment, high wear and thus increased susceptibility to interference.

Object of the invention

Der nützliche Effekt der bei Anwendung der Erfindung erreicht wird, besteht in einer einfachen, mit geringem Aufwand realisierbaren Lösung zum Gleichlauf mehrerer Arbeitszylinder.The useful effect achieved by the application of the invention consists in a simple, feasible solution with little effort for synchronizing several working cylinders.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer erzeugten hydraulischen Leistung den gleichmäßigen Lauf mehrerer doppeltwirkender Arbeitszylinder mit einseitiger Kolbenstange gleicher Bauform und gleicher Baugröße zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Gleichlaufeinrichtung realisiert, bei der zwischen jeweils zwei Arbeitszylindern ein Dosierzylinder gleicher Ausführung in Reihe angeordnet ist. Dabei besteht zwischen den Zylinderräumen mit gleicherThe invention has for its object to ensure the uniform running of several double-acting cylinder with one-sided piston rod of the same design and the same size with a generated hydraulic power. According to the invention, this object is achieved by a synchronizing device in which a metering cylinder of the same design is arranged in series between each two working cylinders. It consists between the cylinder chambers with the same

- 2 - Δου οου- 2 - Δου οου

Kolbenfläche eine hydraulische Verbindung. Das bedeutet, daß das aus dem entsprechenden Zylinderraum des ersten Arbeitszylinders verdrängte Volumen, in den dimensionsgleichen Zylinderraum des Dosierzylinders gelangt. Die Verdrängung des Kolbens des Dosierzylinders bewirkt zum zweiten Arbeitszylinder eine analoge Beziehung.Piston surface a hydraulic connection. This means that the displaced from the corresponding cylinder chamber of the first working cylinder volume, enters the dimensioned cylinder chamber of the metering cylinder. The displacement of the piston of the metering cylinder causes the second working cylinder an analogous relationship.

Der Gleichlauf bei Anordnung von mehr als einem Paar Arbeitszylinder wird durch mechanische Kopplung der Dosierzylinder untereinander gewährleistet, die einen Zwangslauf beim Ein- und Ausfahren bewirkt.The synchronization in the arrangement of more than one pair of working cylinders is ensured by mechanical coupling of the dosing with each other, which causes a forced run during retraction and extension.

Da jeweils nur zwei Arbeitszylinder hydraulisch in Reihe geschaltet sind und jedes weitere mechanisch angekoppelte Zylinderpaar eine hydraulische Parallelschaltung darstellt, ist der Betriebsdruck der gesamten Anlage immer nur etwa doppelt so hoch, wie er sich aus der Füllast entsprechend der Zylinderanzahl auf einen Arbeitszylinder ergeben würde.Since only two cylinders are hydraulically connected in series and each further mechanically coupled cylinder pair is a hydraulic parallel connection, the operating pressure of the entire system is always only about twice as high as it would result from the filling load corresponding to the number of cylinders on a cylinder.

embodiment

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.

Die dazugehörige Zeichnung zeigt das hydraulische Schaltbild zum Gleichlauf der vier Hubzylinder eines Portalhubwagens. Mit der erzeugten hydraulischen Leistung P_hy = Q · Pi wird eine Last, die sich auf die Arbeitszylinder 1 bis 4 aufteilt, angehoben.The accompanying drawing shows the hydraulic circuit diagram for synchronizing the four lifting cylinders of a gantry lift truck. With the generated hydraulic power P _hy = Q · Pi is a load that is divided on the working cylinder 1 to 4, raised.

Sowohl die Arbeitszylinder 1; 2 und der Dosierzylinder 5 als auch die Arbeitszylinder 3; 4 und der Dosierzylinder 6 sind jeweils hydraulisch in Reihe geschaltet.Both the working cylinder 1; 2 and the metering cylinder 5 and the working cylinder 3; 4 and the metering cylinder 6 are each hydraulically connected in series.

Bei Verwendung gleicher Baugrößen aller Zylinder bewirkt das abströmende Öl des Arbeitszylinders 1 z. B. beim Ausfahren der Kolbenstange um den Weg s das Einfahren der Kolbenstange des Dosierzylinders 5 um den vom Betrag gleichen Weg s. Das damit aus dem Dosierzylinder 5 verdrängte Öl bedingt wiederum das Ausfahren der Kolbenstange des Arbeitszylinders 2 um den selben Betrag des Weges sanalog die Reihenschaltung der Arbeitszylinder 3; 4 mit dem Dosierzylinder 6. Dadurch wird der Gleichlauf zwischen den Arbeitszylindern 1 und 2 und ebenso der zwischen den Arbeitszylindern 3 und 4 hydraulisch zwangsläufig realisiert. Werden nun die Kolbenstangen der Dosierzylinder 5 und 6 mechanisch gekoppelt, ist der Gleichlauf aller vier Arbeitszylinder bei Zuführung eines Volumenstromes erreicht.When using the same sizes of all cylinder causes the outflowing oil of the working cylinder 1 z. B. when extending the piston rod to the path s the retraction of the piston rod of the metering cylinder 5 by the same amount from the amount s. The thus displaced from the metering cylinder 5 in turn requires the extension of the piston rod of the working cylinder 2 by the same amount of the path sanalog the series connection of the working cylinder 3; 4 with the metering cylinder 6. As a result, the synchronization between the working cylinders 1 and 2 and also between the working cylinders 3 and 4 is hydraulically inevitably realized. If the piston rods of the metering cylinders 5 and 6 are now mechanically coupled, the synchronization of all four working cylinders is achieved when a volume flow is supplied.

Im Falle der ungleichen Aufteilung der Gesamtlast auf die vier Arbeitszylinder ändern sich nur die statischen Druckverhältnisse und die Kräfte der Kolbenstangen der Dosierzylinder 5; 6 auf die mechanische Verbindung; die Gleichlaufeigenschaften des Systems und der Betriebsdruck P₁ bleiben erhalten.In the case of unequal distribution of the total load on the four cylinders change only the static pressure conditions and the forces of the piston rods of the metering cylinder 5; 6 on the mechanical connection; the synchronous characteristics of the system and the operating pressure P ₁ are maintained.

Bei Lastverschiebungen bis zum Verhältnis 1:3 zwischen den Kräften F₁ bis F₄ kann'sich im statischen Druckverhältnis des Systems das Ansteigen eines Teildruckes p₂; pä; Peoder p₃, um max. 30% des Betriebsdruckes P₁ ergeben.For load shifts up to the ratio 1: 3 between the forces F ₁ to F _4, the static pressure ratio of the system can cause the rise of a partial pressure p ₂ ; pa; Peoder p ₃ , to max. 30% of the operating pressure P ₁ result.

Um den nach längerem Betrieb auftretenden evtl. differenten Leckölverlust der Arbeits- und Dosierzylinder auszugleichen, wird jeder Zylinder mit einem mechanisch entsperrbaren Rückschlagventil überbrückt. Diese Ventile VR1-VR 6 werden entsperrt, wenn der jeweilige Kolben die obere Endlage erreicht hat. DerÖlstrom umfließt dann diesen Zylinder und bringt die nachfolgenden Zylinder, wenn notwendig, zur oberen Endlage, bis alle Zylinder das gleiche Niveau erreicht haben.In order to compensate for the possibly different leakage losses of the working and metering cylinders, which occur after longer operation, each cylinder is bridged with a mechanically non-returnable check valve. These valves VR1-VR 6 are unlocked when the respective piston has reached the upper end position. The oil flow then flows around this cylinder and brings the following cylinders, if necessary, to the upper end position, until all cylinders have reached the same level.

Die in den Umlaufzweigen eingebauten einstellbaren Drosselventile VDM ... VDr6sind notwendig, a) um unerwünschte Schwingungen der Zylinder um die obere Endlage zu vermeiden und b), um den Leckölausgleich auch mit Belastung und ungleicher Lastverteilung bis zum o.g. Verhältnis zu erreichen.The adjustable throttle valves VDM ... VDr6 installed in the recirculation branches are necessary to a) avoid unwanted cylinder oscillations around the upper limit position and b) allow leakage compensation even with load and unequal load distribution up to the o.g. Reach ratio.

Im Fall b) müssen im ungünstigsten Lastfall der Betriebsdruck und die sich eingestellten statischen Teildrücke durch Drosselwirkung um 10% erhöht werden.In case b), in the most unfavorable load case, the operating pressure and the set static partial pressures must be increased by 10% due to throttling effect.

Hiernach ist der Nenndruck des Systems festzulegen!After that the nominal pressure of the system has to be determined!

Die Rückschlagventile VR7 ...VR12 verhindern den Rücklauf des Öls bei Veränderung des statischen Druckgefälles gleicher Lastaufteilung.The check valves VR7 ... VR12 prevent the return of the oil when the static pressure gradient of the same load distribution changes.

Claims

Synchronization device of several hydraulic double-acting cylinders with one-sided piston rod of the same design and the same nominal size, characterized in that between each two working cylinders (1, 2) a metering cylinder (5) of the same design is arranged in series such that between the cylinder chambers with the same piston surface a hydraulic Connection exists and in the arrangement of a plurality of such units, the metering cylinder (5; 6) are mechanically coupled to each other.

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