DE10108257B4 - hydraulic cylinders - Google Patents
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Abstract
Hydraulikzylinder
(1) mit beidseitig beaufschlagbarem Kolben (4), einer den Kolben
(4) führenden
Kolbenstange (5), einer ersten Leitung (17) für die Zu- und Abführung des
Hydrauliköls
zu/von der Arbeitsseite (6) des Kolbens (4), einer zweiten Leitung
(18) für
die Zu- und Abführung
des Hydrauliköls
zu/von der Arbeitsseite abgewandten Seite (9) des Kolbens (4) und
einer Rückschlagsicherung,
wobei
die zweite Leitung (18) wenigstens teilweise in der Zylinderachse
(20) ausgebildet ist und in der Zylinderachse (20) ein den Kolben
durchdringendes Rohr (22) aufweist, und das Hydrauliköl vom Rohr
(22) zu der Arbeitsseite (6) des Kolbens (4) abgewandten Seite (9)
hin und von dieser Seite (9) zurück
zum Rohr (22) leitbar ist, dadurch gekennzeichnet ist, dass
– ein Hydraulikblock
(16) vorgesehen ist,
– die
erste (17) und die zweite (18) Leitung innerhalb des Hydraulikblocks
(16) angeordnet sind,
– in
den Hydraulikblock (16) die Rückschlagventile
(14; 15) sowie eine Ventilsteuerung der...Hydraulic cylinder (1) with piston (4) which can be acted upon on both sides, a piston rod (5) leading to the piston (4), a first line (17) for the supply and discharge of the hydraulic oil to / from the working side (6) of the piston (4 ), a second line (18) for the supply and discharge of the hydraulic oil to / from the working side opposite side (9) of the piston (4) and a non-return valve, wherein
the second line (18) is at least partially formed in the cylinder axis (20) and in the cylinder axis (20) has a piston penetrating the piston (22), and the hydraulic oil from the tube (22) to the working side (6) of the piston ( 4) facing away from the side (9) back and from this side (9) back to the tube (22) is conductive, characterized in that
A hydraulic block (16) is provided,
The first (17) and the second (18) lines are arranged inside the hydraulic block (16),
- In the hydraulic block (16), the check valves (14; 15) and a valve control of the ...
Description
Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder mit beidseitig beaufschlagbarem Kolben, einer den Kolben führenden Kolbenstange, einer ersten Leitung für die Zu- und Abführung des Hydrauliköls zu/von der Arbeitsseite des Kolbens, einer zweiten Leitung für die Zu- und Abführung des Hydrauliköls zu/von der Arbeitsseite abgewandten Seite des Kolbens und einer Rückschlagsicherung, wobei die zweite Leitung wenigstens teilweise in der Zylinderachse ausgebildet ist und in der Zylinderachse ein den Kolben durchdringendes Rohr aufweist, und das Hydrauliköl vom Rohr zu der Arbeitsseite des Kolbens abgewandten Seite hin und von dieser Seite zurück zum Rohr leitbar ist.The The invention relates to a hydraulic cylinder with both sides beaufschlagbarem Piston, one of the piston leading Piston rod, a first line for the supply and discharge of the Hydraulic oil to / from the working side of the piston, a second line for the supply of and exhaustion of the hydraulic oil to / from the working side facing away from the piston and a non-return valve, wherein the second conduit at least partially in the cylinder axis is formed and in the cylinder axis a piston penetrating Pipe has, and the hydraulic oil from the pipe to the working side of the piston side facing away and back from this page can be conducted to the pipe.
Zylinder der genannten Art finden als Arbeitszylinder überall dort Anwendung, wo Lasten gehoben, gesenkt und bewegt werden oder wo Maschinen oder deren Teile Bewegungen ausführen müssen. Zur ersten Gruppe der Anwendungen gehören beispielsweise Gabelstapler, Regalbediengeräte, Hebebühnen oder Hubtische, zur zweiten Gruppe Roboter, Kraftfahrzeuge, Rammen, Mäkler oder Bagger.cylinder of the type mentioned are used as a working cylinder everywhere where loads lifted, lowered and moved or where machines or their Perform parts movements have to. The first group of applications includes, for example, forklifts, Stacker cranes, lifting platforms or Hubtische, to the second group robots, motor vehicles, rammers, brokers or Excavators.
Dem Anwendungsgebiet dieser Zylinder entsprechend sind bei der Konzeption und der Ausführung der Zylinder hohe Sicherheitsstandards zu erfüllen. Diese Standards umfassen insbesondere konstruktive Maßnahmen bei Leitungsbrüchen, dabei gehören hierzu sowohl vorkehrende Maßnahmen zur Verhinderung von Leitungsbrüchen als auch Sicherungen für den Fall eines Leitungsbruchs.the Field of application of these cylinders are correspondingly in the conception and the execution the cylinder to meet high safety standards. These standards include in particular constructive measures in case of line breaks, belong to it For this purpose, both precautionary measures for preventing line breaks as well as fuses for the case of a line break.
Aus
dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt,
die sich auf Hydraulikzylinder beziehen, wie in der
Einen
Mehrfachhydraulikzylinder beschreibt die
Ein
Druckzylinder mit beidseitig beaufschlagbarem Kolben ist mit der
Gleichzeitig wird dem über den Durchflussdurchgang mit der Kolbenstange verbundenen Anschluss unter Druck stehende Luft zugeführt, so dass sich die Kolbenstange daraufhin in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Unter dieser Bewegung wird die im arbeitsseitigen Bereich des Zylinders befindliche Luft über ein externes Umschaltventil an die Atmosphäre abgegeben.simultaneously will be over the flow passage connected to the piston rod connection supplied with pressurized air, so that the piston rod then in the opposite Direction moves. Under this movement is the working side Area of the cylinder air via an external switching valve to the atmosphere issued.
Auch
die
Ferner
wird auf die
In
der
Bei Zylindern nach dem Stand der Technik werden die Leitungen zur Ver- und Entsorgung der Arbeitsseite des Kolbens und der der Arbeitsseite gegenüber liegenden Seite des Kolbens jeweils im Bereich des Zylinderbodens und des Zylinderkopfes über entsprechende Anschlüsse hergestellt. Diese Art der Zuführung ist insbesondere dann von Nachteil, wenn die Hydraulikzylinder eine große Baulänge aufweisen. In diesem Fall werden die einer Kolbenseite zugeordneten Leitungen in der Regel an der Außenfläche des Zylinders von dessen einem Ende bis zum anderen Ende geführt, um von dort gemeinsam mit den an diesem Ende angeschlossenen Leitungen zum Druck erzeugenden Hydrauliksystem geführt zu werden.at Cylinders according to the prior art are the lines for and disposal of the working side of the piston and the working side across from lying side of the piston in each case in the region of the cylinder bottom and the cylinder head over corresponding connections produced. This kind of feed is particularly disadvantageous when the hydraulic cylinder a size Have length. In this case, the lines associated with a piston side become usually on the outside surface of the Cylinder from one end to the other end led to from there together with the cables connected to this end to To be guided pressure-generating hydraulic system.
Der Nachteil ist dabei weniger in der aufzubringenden Leitungslänge zu sehen, als vielmehr in der Gefahr, dass diese Leitungen durch äußere Einwirkungen zerstört werden können. Die frei verlegten Hydraulikleitungen sind insbesondere dann einem erhöhten Sicherheitsrisiko ausgesetzt, wenn sie in mannbedienten Maschinen oder in Maschinen mit wechselnden Arbeitsbedingungen installiert sind. Dabei besteht neben einer mögli chen Zerstörung der Leitungen ein Unsicherheitsfaktor auch darin, dass die Verschraubungen an den Zylinderenden undicht werden können.Of the Disadvantage is to see less in the applied line length, rather than in danger that these lines are affected by external influences destroyed can be. The freely laid hydraulic lines are particularly an increased safety risk exposed when in man-operated machines or in machines are installed with changing working conditions. It exists next to a mögli chen destruction the lines an uncertainty factor also in that the glands can be leaking at the cylinder ends.
Die konstruktiven Maßnahmen zur Sicherung von Mann und Maschine bei Leitungsbrüchen bestehen überwiegend im Einbau von einfach- oder doppelwirkenden Rückschlagventilen in den Leitungen, die in den Arbeitszylinder führen. Sie sind in der Regel an den Verbindungsstellen zwischen Leitungen und Zylinder eingebaut. Diese Ventile stellen sicher, dass Bewegungen von Maschinen zum Stillstand kommen und Haltepositionen beibehalten werden, wenn die zum Arbeitszylinder führenden Leitungen undicht oder zerstört werden. Bei bekannten Arbeitszylindern werden die zur Ansteuerung dieser Rückschlagventile notwendigen Leitungen in der Regel parallel zu den Ver- und Entsorgungsleitungen verlegt. Diese Leitungen sind damit den gleichen Sicherheitsrisiken ausgesetzt wie die Ver- und Entsorgungsleitungen selbst.The constructive measures to secure man and machine in case of line breaks exist predominantly in the installation of single- or double-acting check valves in the pipes, which lead into the working cylinder. They are usually at the junctions between lines and cylinder installed. These valves ensure that movements Stand still of machines and hold positions be when leaking lines leading to the working cylinder or destroyed become. In known working cylinders are the to control these check valves necessary lines usually laid parallel to the supply and disposal lines. These cables are thus exposed to the same safety risks like the supply and disposal lines themselves.
Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die bei Hydraulikzylindern nach dem Stand der Technik bestehenden Sicherheitsrisiken zu vermindern und vorkehrende Maßnahmen zur Verhinderung von Leitungsbrüchen vorzusehen.In front this background, the invention has set itself the task existing in hydraulic cylinders of the prior art Reduce security risks and preventive measures for preventing line breaks provided.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches gelöst.According to the invention this Problem solved with the features of claim.
So wurde ein Hydraulikzylinder geschaffen, der sich dadurch auszeichnet, dass
- – ein Hydraulikblock vorgesehen ist,
- – die erste und die zweite Leitung innerhalb des Hydraulikblocks angeordnet sind,
- – in den Hydraulikblock die Rückschlagventile sowie eine Ventilsteuerung der Rückschlagventile integriert sind,
- – der Hydraulikblock die Stirnseite des Hydraulikzylinders bildet,
- – die Rückschlagsicherung aus den beiden Rückschlagventilen besteht, wobei jedes Rückschlagventil
- – gegen Abfluss aus dem Hydraulikzylinder selbsttätig sperrt,
- – bei Zufluss in den Hydraulikzylinder selbsttätig öffnet,
- – eine von außen ansteuerbare, hydraulisch beaufschlagbare Vorrichtung aufweist,
- – die Rückschlagventile durch diese Vorrichtung gesteuert öffenbar sind und
- – der Hydraulikblock die Stirnseite des Hydraulikzylinders bildet und
- – jede der Leitungen vor Eintritt in das jeweilige Rückschlagventil einen von ihr abzweigenden Kanal aufweist, der zu dem jeweils dem anderen Ventil zugeordneten Entsperrkolben führt, wobei die Entsperrkolben über Verbindungselemente mit den Rückschlagventilen gekoppelt sind.
- A hydraulic block is provided,
- The first and the second line are arranged inside the hydraulic block,
- - in the hydraulic block, the check valves and a valve control of the check valves are integrated,
- The hydraulic block forms the end face of the hydraulic cylinder,
- - The non-return valve consists of the two check valves, each check valve
- - automatically locks against outflow from the hydraulic cylinder,
- - opens automatically when flowing into the hydraulic cylinder,
- - Has an externally controllable, hydraulically loadable device,
- - The check valves are controlled by this device can be opened and
- - The hydraulic block forms the end face of the hydraulic cylinder and
- - Each of the lines before entering the respective check valve has a branching from her channel leading to the respectively the other valve associated Entsperrkolben, the Entsperrkolben are coupled via connecting elements with the check valves.
Beim vorgeschlagenen Hydraulikzylinder mit beidseitig beaufschlagbarem Kolben ist die erste Leitung für die Ver- und Entsorgung der Arbeitsseite des Kolbens und die zweite Leitung für die Ver- und Entsorgung der der Arbeitsseite abgewandten Seite des Kolbens an ein- und derselben Seite des Zylinders vorgesehen. Hierzu ist der Zylinder, vorzugsweise an der Seite des Zylinderkopfs, mit einem Hydraulikblock ausgestattet, der sämtliche für die Ver- und Entsorgung des Zylinders notwendigen hydraulischen Elemente enthält.At the proposed hydraulic cylinder with beaufschlagbarem on both sides Piston is the first lead for the supply and disposal of the working side of the piston and the second Headed for the supply and disposal of the side facing away from the working side of the piston provided on one and the same side of the cylinder. This is the cylinder, preferably on the side of the cylinder head, with a Hydraulic block equipped, all for the supply and disposal of Cylinder contains necessary hydraulic elements.
Dabei ist nach der Erfindung die zweite, für die Ver- und Entsorgung der der Arbeitsseite des Kolbens abgewandten Seite zuständige Hydraulikleitung in das Innere des Zylinders verlegt. Diese Leitung ist zum überwiegenden Teil in der Zylinderachse integriert. Sie weist ein zur Zylinderachse konzentrisches Rohr auf, das den Kolben in einer im Zentrum des Kolbens liegenden Bohrung durchdringt. Die Bohrung ist dabei so bemessen, dass der Kolben mit der Innenfläche dieser Bohrung auf der Außenfläche des Rohres gleitet. Durch das Innere des Rohres hindurch fließt das Hydrauliköl zu der der Arbeitsseite des Kolbens abgewandten Seite hin bzw. von dieser Seite zurück zum Rohr.there is the second invention for the supply and disposal of the invention the working side of the piston side facing away responsible hydraulic line in relocated the interior of the cylinder. This line is for the most part Part integrated in the cylinder axis. It points to the cylinder axis concentric tube on which the piston is in a center of the piston penetrating hole penetrates. The hole is dimensioned that the piston with the inner surface this bore on the outer surface of the tube slides. Through the inside of the tube, the hydraulic oil flows to the the working side of the piston side facing away from or from this side back to the pipe.
Die im Inneren des Hydraulikzylinders angeordnete Leitung ist damit jeglichen äußeren Einflüssen und Risikofaktoren entzogen. Zerstörungen dieser Leitung durch Einwirkung äußerer Kräfte sind damit a priori ausgeschlossen. Durch die vorgeschlagene Leitungsführung wird die Länge der Leitungen zur Ver- und Entsorgung beider Kolbenseiten zudem auf die minimal mögliche Länge vom Anschluss im Hydraulikblock zum hydraulischen Versorgungssystem hin reduziert.The inside the hydraulic cylinder arranged line is so all external influences and Risk factors removed. destructions this line are by the action of external forces thus excluded a priori. The proposed routing is the length the lines for supply and disposal of both sides of the piston also to the minimum possible Length of Connection in the hydraulic block to the hydraulic supply system reduced.
Die vorgeschlagene Anordnung erfüllt damit alle Voraussetzungen für eine hohe Schutzgüte und im Sinne einer vorkehrenden Maßnahme zur Verhinderung von Leitungsbrüchen leistet die vorliegende Erfindung somit wertvolle Dienste.The proposed arrangement met Thus all conditions for a high degree of protection and in the sense of a preventive measure to prevent cable breaks The present invention thus provides valuable services.
Gemäß der Erfindung ist im Hydraulikblock des Hydraulikzylinders eine Rückschlagsicherung integriert. Diese weist je ein Rückschlagsventil in der ersten und der zweiten Leitung auf, wobei jedes Rückschlagventil gegen Abfluss aus dem Zylinder selbsttätig sperrt und bei Zufluss in den Zylinder selbsttätig öffnet. Zudem ist jedes Ventil mit einer von außen ansteuerbaren Vorrichtung ausgestattet, durch welche das Rückschlagventil gesteuert öffenbar ist.According to the invention is a non-return valve in the hydraulic block of the hydraulic cylinder integrated. This each has a check valve in the first and second line, with each check valve against drainage from the cylinder locks automatically and inflow automatically opens in the cylinder. moreover is each valve with an externally controllable device equipped, through which the check valve controlled openable is.
Die Integration der Rückschlagventile im Hydraulikblock ermöglicht es, Arbeitszylinder und Ventile leitungslos zu verbinden. Auch hierdurch wird im Sinne einer vorbeugenden Maßnahme gegen äußere Störeinflüsse ein wesentlicher Fortschritt erzielt, da die bei Arbeitszylindern nach dem Stand der Technik notwendigen Steuerleitungen zum gezielten Ansteuern der Rückschlagventile entfallen. Durch die vorgeschlagene Anordnung der Rückschlagventile wird somit in einem eventuellen Havariefall eine weitere Quelle für mögliche Systemstörungen ausgeschlossen.The Integration of the check valves allowed in the hydraulic block to connect working cylinders and valves without wires. Also by this is used in the sense of a preventive measure against external disturbances Significant progress achieved, as in working cylinders after the state of the art necessary control lines for targeted Controlling the check valves omitted. By the proposed arrangement of the check valves Thus, in a possible accident, another source excluded for possible system disturbances.
Die selbsttätige Sperrung aller Ventile gegen Abfluss und die Öffnung nur bei Beaufschlagung stellt sicher, dass Bewegungen von Maschinen zum Stillstand kommen und Haltepositionen beibehalten werden, wenn die zum Arbeitszylinder führenden Ver- und Entsorgungsleitungen undicht oder zerstört werden. Um bei dieser Ausbildung der Rückschlagventile eine Kolbenbewegung zu ermöglichen, muss gleichzeitig mit der Beaufschlagung einer Kolbenseite mit Hydrauliköl erhöhten Drucks auch das für die Entsorgung der anderen Kolbenseite zuständige Rückschlagventil durch eine Steuerung von außen geöffnet werden.The automatic Blocking of all valves against drainage and the opening is only on admission sure that movements of machines come to a standstill and Hold positions are retained when the working cylinder leading providers and disposal lines are leaking or destroyed. To participate in this training the check valves to allow a piston movement must be simultaneous with the application of a hydraulic pressure to a piston side also for the disposal of the other piston side competent check valve by a controller be opened from the outside.
Die Ansteuerung dieses Ventils von außen kann prinzipiell mit verschiedenen Mitteln durchgeführt werden. Bekannt sind beispielsweise Ausführungen, die mit Hilfe von Elektromagneten arbeiten und bei Stromfluss durch den Magneten das Ventil öffnen. Bei vorliegendem Hydraulikzylinder werden die Rückschlagventile gemäß einem Merkmal der Erfindung hydraulisch angesteuert. Die Ventile sind daher mit einem Entsperrkolben ausgestattet, der gleichzeitig mit Beaufschlagung einer Seite des Arbeitskolbens ebenfalls mit Hydrauliköl erhöhten Drucks beaufschlagt wird und somit das Ventil öffnet.The Control of this valve from the outside can in principle with different Means performed become. For example, designs are known which use electromagnets work and open the valve when the current flows through the magnet. at The present hydraulic cylinder, the check valves are in accordance with a Characteristic of the invention controlled hydraulically. The valves are Therefore, equipped with an unlocking piston, the same time with Actuation of one side of the working piston also with hydraulic oil of increased pressure is applied and thus opens the valve.
Durch diese Ausbildung der Rückschlagventile ergibt sich zusammen mit einem weiteren Merkmal der Erfindung eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders. Bei dieser Lösung ist in den beiden für die Ver- und Entsorgung jeder Kolbenseite zuständigen Leitungen vor Eintritt in das Rückschlagventil jeweils ein abzweigender Kanal vorgesehen, durch welchen das Hydrauliköl jeweils dem Entsperrkolben zugeleitet wird. Bei einer Beaufschlagung des einer Kolbenseite zugeordneten Rückschlagventils mit dem Druckölstrom wird dieses Ventil zum Öffnen veranlasst, gleichzeitig aber über den Abzweigkanal der Druckölstrom auch dem Entsperrkolben des Rückschlagventils zugeführt, welcher der anderen Kolbenseite zugeordnet ist. Hierdurch wird auch dieses Ventil geöffnet und der Abfluss des Hydrauliköls auch von dieser Kolbenseite freigegeben.By this training the check valves arises together with a further feature of the invention a particularly advantageous embodiment the hydraulic cylinder according to the invention. In this solution is in the two for the supply and disposal of each piston side responsible lines before entry in the check valve each a branching channel provided through which the hydraulic oil respectively the Entsperrkolben is fed. At an admission of the a piston side associated check valve with the pressure oil flow this valve will open but at the same time over the branch channel of the pressure oil flow also the release piston of the check valve supplied which is associated with the other piston side. This will also this valve is open and the drain of the hydraulic oil also released from this piston side.
Bei der genannten Ausführungsform entfallen somit ebenfalls die bei bekannten Hydraulikzylindern üblichen äußeren Leitungen zur Ansteuerung der Rückschlagventile. Auch hierdurch wird bei einem eventuellen Havariefall eine weitere Quelle für mögliche Systemstörungen ausgeschlossen.at the said embodiment thus also eliminates the usual in known hydraulic cylinders outer lines for controlling the check valves. This will also be another case of a possible accident Source for possible system disturbances excluded.
In der Praxis bewährt hat sich eine Ausbildung des Hydraulikblocks als zylindrische Scheibe und eine Anordnung der Leitungen für die Zu- und Abführung, der Rückschlagventile und der von außen ansteuerbaren Entsperrkolben in einer zur Achse der zylindrischen Scheibe senkrechten Ebene. Diese Ausgestaltung führt zu einer besonders kompakten Ausführungsform des Hydraulikblocks und gestattet daher eine besonders wirtschaftliche Herstellung dieses Elementes.In proven in practice has a formation of the hydraulic block as a cylindrical disc and an arrangement of the lines for the supply and discharge, the check valves and the externally controllable Unlocking piston in a direction perpendicular to the axis of the cylindrical disc Level. This embodiment leads to a particularly compact embodiment of the hydraulic block and therefore allows a particularly economical production of this Element.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen. In diesem Teil werden ein Arbeitszylinder nach dem Stand der Technik und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die darin wiedergegebenen Figuren zeigen in schematischer Darstellung inFurther Details, features and advantages of the invention can be the refer to the following part of the description. In this part will be one Working cylinder according to the prior art and a preferred embodiment the hydraulic cylinder according to the invention using a drawing closer explained. The figures reproduced therein show a schematic representation in
Ohne
Beaufschlagung sind sämtliche
Ventile geschlossen, der Kolben
Bei
dem erfindungsgemäßen Zylinder
nach
Auf
der Ausgangsseite der Rückschlagventile
schließt
sich bei Ventil
Das
Rohr
Auf
der Eingangsseite der Rückschlagventile
Der
Darstellung in
Auf
einen Druckabfall in der Versorgungsleitung
Über diese
Absicherung hinaus ermöglicht die
Integration der Leitungen für
die Ver- und Entsorgung
Bei einer Beaufschlagung der anderen Kolbenseite erfolgen die dargestellten Vorgänge sinngemäß mit vertauschten Ventilen.at a loading of the other side of the piston take the illustrated operations mutatis mutandis with swapped Valves.
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