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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Steuerblock für einen
Hydrozylinder sowie ein Hydrozylindersystem.
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Es
sind Servozylindersysteme bekannt, bei denen das Servoventil mit
allen sicherheitsrelevanten Ventilen direkt am Servozylinder montiert
ist. Die zu diesem Zweck zum Einsatz gelangenden Servosteuerblöcke sind
in modularer Bauweise konzipiert. 1A zeigt
in perspektivischer Schnittdarstellung ein derartiges Servozylindersystem,
bei dem an den Servozylinder 101 ein Steuerblock 102 mit
an diesem vorgesehenen Servoventilen angebaut ist.
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Zur
Verbindung von Servozylinder 101 und Steuerblock 102 ist
am Servozylinder 101 eine Adapterplatte 103 vorgesehen,
an der der Steuerblock 102 befestigt ist. Durch eine derartige
Adapterplatte 103 kann unterschiedlichen Anschlussbildern
am Servosteuerblock 102 und am Außenumfang des Servozylinders 101 Rechnung
getragen werden.
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Um
eine sichere Befestigung des Servosteuerblocks 102 zu gewährleisten,
muss eine ausreichende Wandstärke
beim Zylinderrohr des Servozylinder 101 vorgesehen sein,
damit die Befestigungsschrauben der Adapterplatte 103 und
des Steuerblocks 102 aufgenommen werden können.
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1B zeigt
beispielhaft eine Draufsicht auf ein Hydrozylindersystem mit einem
Hydrozylinder 110 und einem Steuerblock 120. Die
Befestigung des Steuerblocks 120 am Hydrozylinder 110 erfolgt über ein
Zwischenstück 130.
Das Zwischenstück 130 ist an
einem Umfangsabschnitt des Hydrozylinders 110 durch Schweißen befestigt
und hat vom Hydrozylinder weg weisend eine ebene Anbaufläche 130a,
an der der Steuerblock 120 befestigt ist. Aufgrund der über das
Zwischenstück 130 übertragenen
Fluiddrücke
muss die Schweißnaht,
die zur Befestigung des Zwischenstücks 130 am Hydrozylinder 110 verwendet
wird, hochfest ausgeführt
sein. Ferner wird beim Anschweißen
des Zwischenstücks 130 an
den Hydrozylinder 110 das Zylinderrohr des Hydrozylinders 110 leicht
verformt, so daß nachträglich gehont
werden muß und
nicht schon gehonte Rohre gekauft werden können.
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Bei
einer nicht in den Fig. gezeigten anderen Ausgestaltung eines Hydrozylindersystems
nach dem Stand der Technik ist direkt am Zylinderrohr eine Abflachung
zur Montage des Steuerblocks am Zylinderrohr vorgesehen. Um eine
notwendige Wandstärke
des Zylinderrohrs abzusichern, muss eine erhöhte Wandstärke vorhanden sein. Ferner
muss das Zylinderrohr zur Ausbildung in geeigneter Weise bearbeitet
werden, was einen zusätzlichen
Arbeitsschritt erfordert.
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Demgegenüber liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Steuerblock zu schaffen,
der auf einfache Weise und sicher an einem Hydrozylinder befestigbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Steuerblock nach Anspruch 1 und ein Hydrozylindersystem
nach Anspruch 7 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Umgreifen
ermöglicht
in Radialrichtung eine formschlüssige
Verbindung zwischen Hydrozylinder und Steuerblock, sodass dessen
Befestigung wesentlich einfacher durchzuführen ist, als dies beim Stand
der Technik der Fall ist.
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Der
Begriff "umgreifen" hat hier die Bedeutung,
dass der Steuerblock zumindest etwas mehr als den halben Umfang
des Zylinderrohrs umschließt,
so dass der Steuerblock in Radialrichtung des Hydrozylinders gehalten
wird.
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Die
Herstellungskosten lassen sich durch eine ringförmige Ausbildung des Steuerblocks
weiter senken, wobei durch das vollständige Umgreifen eine äußerst einfache
Befestigung des Steuerblocks am Hydrozylinder gewährleistet
ist.
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Vorzugsweise
sind der Hydrozylinder und der Steuerblock in einer solchen Weise
ausgestaltet, dass der Steuerblock auf den Hydrozylinder aufschiebbar
ist, wodurch eine einfache Montage ermöglicht wird.
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Das
Vorsehen eines hydraulischen Bussystems im bzw. am Steuerblock ermöglicht die
einfache Anordnung von hydraulischen Steuereinrichtungen, wie z.B.
Steuerventilen, am Umfang.
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Durch
die Ausgestaltung des Steuerblocks in einer solchen Weise, das zumindest
eine Ringkammer am Innenumfang des Steuerblocks als Teil des hydraulischen
Bussystems vorgesehen ist, lässt
sich die Herstellung des Steuerblocks vereinfachen, da dieser dann
ein relativ einfaches Drehteil darstellt.
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Der
Steuerblock wird vorzugsweise in einer solchen Weise ausgestaltet,
dass zumindest ein Steuerventil in axialer Richtung des Steuerblocks
an diesem anbringbar ist. Somit ist der Platzbedarf für einen
an einem Hydrozylinder vorgesehenen Steuerblock in Radialrichtung
verringert.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Hydrozylindersystem
mit dem vorstehend genannten Steuerblock ist ein Zylinderrohr des
Hydrozylinders zwischen der Führungsbuchse
für die
Kolbenstange und dem Steuerblock vorgesehen. Dadurch wird ein sicherer
Halt des Steuerblocks am Hydrozylinder ermöglicht.
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Vorzugsweise
dient eine Anlageschulter der Führungsbuchse,
die in radialer Richtung des Hydrozylinders über den Außenumfang des Zylinderrohrs hinaus
reicht, zum axialen Halten des Steuerblocks.
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Das
Zylinderrohr kann im Bereich des Steuerblocks zurückgestuft
sein, so dass im Zusammenwirken mit der Anlageschulter der Führungsbuchse eine
axiale Lagefixierung des Steuerblocks erreicht wird
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Erfindungsgemäße Weiterbildungen
sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1A ein
Servoyzylindersystem nach dem Stand der Technik,
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1B eine
Draufsicht auf ein Hydrozylindersystem mit installiertem Steuerblock
nach dem Stand der Technik,
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2 eine
Draufsicht auf ein Hydrozylindersystem mit installiertem Steuerblock
entsprechend der vorliegenden Erfindung, und
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3 einen
Längsschnitt
durch ein Hydrozylindersystem nach 2 entlang
der Linie A-A.
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Das
erfindungsgemäße Hydrozylindersystem
weist einen Hydrozylinder 1 und einen Steuerblock 20 auf.
Der Hydrozylinder 1 hat einen Kolben 3 mit einer
Kolbenstange 2. Der Kolben 3 wird durch ein Zylinderrohr 10 des
Hydrozylinders 1 geführt, während eine
Führung
der Kolbenstange 2 über
eine Führungsbuchse 4 erfolgt.
Die Führungsbuchse 4 ist in
einen Endabschnitt des Zylinderrohrs 10 teilweise eingesetzt
und weist einen Schulterabschnitt 4a auf, der sich radial über den
Außendurchmesser
des Zylinderrohrs 10 hinaus erstreckt. Am Innenumfang der Führungsbuchse 4 sind
benachbart zur Kolbenstange 2 Dichtungen vorgesehen, die
beispielsweise als Kompaktdichtung oder Gleitringdichtung ausgeführt sein
können.
Diese Dichtungen sichern die Beweglichkeit der Kolbenstange 2 ab,
während
der Austritt von Fluid aus dem Zwischenraum zwischen Kolbenstange 2 und
Zylinderrohr 10 verhindert wird.
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Am
zum Schulterabschnitt 4a in Axialrichtung der Kolbenstange 2 entgegengesetzten
Endabschnitt der Führungsbuchse 4 ist
zwischen dem Innenumfang des Zylinderrohrs 10 und der Führungsbuchse 4 eine
weitere Dichtung 6 vorgesehen, durch die eine Leckage vom
Ringraum zwischen Kolbenstange 2 und Zylinderrohr 10 zum
Gewinde 14, über
das die Führungsbuchse 4 in
das Zylinderrohr 10 geschraubt ist, verhindert wird.
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Das
Zylinderrohr 10 weist einen Abschnitt 15 mit großem Außendurchmesser
und einen Abschnitt 16 mit kleinem Außendurchmesser auf, die über einen
konischen Abschnitt 12 miteinander verbunden sind. Benachbart
zum konischen Abschnitt 12 ist ein Anschluss 13 vorgesehen, über den
Druckmittel in einen Ringraum zwischen der Kolbenstange 2 und dem
Zylinderrohr 10 einströmen
bzw. aus dem Ringraum verdrängt
werden kann.
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Der
Schulterabschnitt 4a der Führungsbuchse 4 steht
radial über
den Außenumfang
des Abschnitts 16 mit kleinem Außendurchmesser des Zylinderrohrs 10 hervor,
sodass eine Anlageschulter für einen
Steuerblock 20 gebildet wird.
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Dieser
ist ringförmig
(siehe 2) ausgebildet und umgreift das Zylinderrohr 10.
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Die
Innenumfangsfläche
des Steuerblocks 20 ist entsprechend den Abschnitten 15, 16 und 12 abgestuft
und überdeckt
im Einbauzustand (3) die Abschnitte 16, 12 vollständig und
einen sich anschliessenden Teilbereich des Abschnitts 15.
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Im
Steuerblock 20 ist ein hydraulisches Bussystem 28 vorgesehen,
das beispielsweise am Innenumfang in Form von Ringkammern 26, 27,
... ausgestaltet sein kann. Die Ringkammern 26, 27 ...
sind über
nicht dargestellte Kanäle
mit einem Pumpen-, einem Tank- und ggfs. einem LS-Anschluß verbunden.
Die Ringkammer 26 sei bspw. mit dem Pumpenanschluß des Steuerblocks 20 und über einen
Druckkanal 31 mit einem Eingangsanschluß eines Steuerventils 30 oder
sonstiger Steuereinrichtungen (siehe 3) verbunden.
Diese sind bezüglich
der Kolbenstange axial ausgerichtet. Auf diese Weise kann eine geeignete
Anordnung der Steuereinrichtungen am Steuerblock gewählt werden,
um beispielsweise eine vibrationsneigung des Hydrozylindersystems
zu verringern.
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Der
hydraulische Anschluss 13 im Zylinderrohr 10 mündet in
einem Ringkanal 29 des Bussystems 28 des Steuerblocks 20.
Der Ringkanal 29 ist über
einen Arbeitskanal 32 mit einem Arbeitsanschluß des Steuerventils 30 verbunden.
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Der
Ringkanal 29 überdeckt
zumindest teilweise den vorliegend konischen Abschnitt 12 zwischen
den beiden Abschnitten 15 und 16 des Zylinderrohrs 10.
Ein Druck in dem Ringkanal 29 erzeugt also eine Kraft am
Steuerblock 20, die auf diesen in Richtung auf die Schulter 4a der
Führungsbuchse 4 oder
allgemein gegen einen Anschlag wirkt und den Steuerblock an diesem
Anschlag hält.
Damit sich der Steuerblock nicht aufgrund von Erschütterungen oder
aufgrund seines Eigengewichts von der Schulter 4a der Führungsbüchse 4 entfernt,
ist nur eine einfache Sicherung notwendig. Es genügt unter
Umständen
schon ein Rohr, das sich von dem Steuerblock zu einem zweiten Anschluß am anderen
Ende des Hydrozylinders 1 erstreckt. Auch kann die Lage oder
die Breite des Ringkanals 29 gegenüber der gezeigten Ausführung so
verändert
sein, daß der
Ringkanal den Konus 12 nur teilweise überdeckt und am Steuerblock 20 auf
der einen Seite des Ringkanals 29 ein kleiner Gegenkonus
oder eine kleine Gegenschulter vorhanden ist, die gegen das Zylinderrohr stößt. Auch
eine oder mehrere kleine Sicherungsschrauben, die axial vor der
Dichtung 6 durch den Steuerblock hindurch in das Zylinderrohr
eingeschraubt sind, können
vorgesehen sein.
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Sowohl
benachbart zum Ringkanal 29 als auch benachbart zu den
Ringkammern 26, 27 sind Dichtungen 22,
vorzugsweise O-Ringe, vorgesehen, über die eine Fluidleckage sowohl
vom Steuerblock 20 nach außen als auch zwischen den Ringkammern verhindert
wird.
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Bei
der Montage wird der Steuerblock 20 auf das Zylinderrohr 10 aufgeschoben
Anschließend wird
zur axialen Festlegung entgegen der Aufschieberichtung die Führungsbuchse 4 auf
die Kolbenstange 2 aufgesetzt und im Zylinderrohr 10 befestigt, wobei
der Steuerblock 20 durch den radial vorspringenden Teil
der Führungsbuchse 4 in Axialrichtung festgelegt
ist. Aufgrund der Ringräume 26, 27 und des
Ringkanals 29 ist eine Ausrichtung des Steuerblocks 20 zu
den Anschlüssen
des Hydrozylinders denkbar einfach.
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Durch
eine derartige, das Zylinderrohr 10 umgreifende Ausgestaltung
des Steuerblocks 20 ist bei der Anbringung des Steuerblocks 20 kein
Schweißen
mehr notwendig, so dass eine dadurch bedingte Verformung des Hydrazylinders
verhindert werden kann. Desweiteren entfällt auch die durch das Schweißen bedingte
Nachbearbeitung. Ferner kann ein geschraubter Schwenkzapfen zur
Befestigung vorgesehen werden.
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Durch
die ringförmige
Ausbildung des hydraulischen Bussystems am Innenumfang ist die Anzahl
der Dichtstellen nach außen
reduziert und ist dennoch eine Vielzahl an Anordnungsmöglichkeiten für hydraulische
Einrichtungen, wie Ventile, am Steuerblock möglich. Die Ausbildung von Ringkammern vereinfacht
und verbilligt die Herstellung des Steuerblocks, da dieser als ein
relativ einfaches Drehteil ausgeführt sein kann.
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Die
Verteilung von Ventilen, wie z.B. die Anordnung des Steuerventils 30, über den
Umfang des Steuerblocks 20 in geringem Abstand zum Zylinderrohr 10 sowie
die ringförmige
Ausgestaltung des Steuerblocks 20 ermöglichen eine kompakte Bauweise.
Ferner sind bedingt durch die ringförmige Ausführung und die dadurch ermöglichte
Drehbarkeit Probleme mit der Orientierung von Anschlüssen verringert.
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Aufgrund
der kompakten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuerblocks eignet sich
dieser besonders gut für
Steuerventile in der Kompakthydraulik. So lassen sich durch die
vorliegende Erfindung beispielsweise bei Windenergiezylindern Kostenersparnisse
erzielen.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die genannte Ausgestaltung beschränkt, sondern
kann in einer Vielzahl von unterschiedlichen Varianten ausgeführt sein,
sofern der Steuerblock 20 das Zylinderrohr 10 umgreifend
ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Außendurchmesser des Zylinderrohrs 10 in
Axialrichtung des Hydrozylinders konstant sein und kann alternativ
oder in Ergänzung
dazu die Führungsbuchse
nicht in Berührung
mit dem Steuerblock 20 stehen, sondern in einer beliebigen
Art im Zylinderrohr 10 vorgesehen sein. Die Lagefixierung
des Steuerblocks 20 am Zylinderrohr 10 kann beliebig
erfolgen, wie z.B. durch form- oder kraftschlüssigen Eingriff mit dem Zylinderrohr 10.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Steuerblock zur Ansteuerung
eines Hydrozylinders, wobei der Steuerblock den Hydrozylinder umgreift.
Durch eine derartige Ausgestaltung ist die Lagefixierung des Steuerblocks
am Hydrozylinder vereinfacht und es ergeben sich eine Vielzahl von
Ausgestaltungen für
das hydraulische Bussystem. Vorzugsweise ist der Steuerblock ringförmig ausgebildet.
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- 101
- Servozylinder
- 102
- Steuerblock
- 103
- Adapterplatte
- 110
- Hydrozylinder
- 120
- Steuerblock
- 130
- Zwischenstück
- 130a
- Anbaufläche
- 1
- Hydrozylinder
- 2
- Kolbenstange
- 3
- Kolben
- 4
- Führungsbuchse
- 4a
- Schulterabschnitt
der Führungsbuchse
- 5
- Dichtringe
zur Kolbenstange
- 6
- Dichtring
zum Zylinderrohr
- 10
- Zylinderrohr
- 11
- Anlagefläche
- 12
- konischer
Abschnitt
- 13
- hydraulischer
Anschluss
- 14
- Gewinde
- 15
- Abschnitt
mit großem
Außendurchmesser
- 16
- Abschnitt
mit kleinem Außendurchmesser
- 20
- Steuerblock
- 22
- Dichtungen
- 23
- Anlagefläche des
Steuerblocks
- 26
- Ringkammer
- 27
- Ringkammer
- 28
- hydraulisches
Bussystem
- 29
- Ringkanal
- 30
- Steuerventil
- 31
- Druckkanal
- 32
- Arbeitskanal