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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Sicherung der Bewegungsreihenfolge
von zumindest zwei in Reihe geschalteten fluidbetätigten
Verdrängereinheiten, wobei eine Primäreinheit
zeitlich vor zumindest einer Sekundäreinheit bewegbar ist
und wobei die Sekundäreinheit als Hydraulikzylinder mit einer
in einem Zylinderrohr aus- und einfahrbaren Kolbenstange aufweist.
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Eine
gattungsgemäße Einrichtung ist aus der
DE 101 25 351 A1 bekannt,
mit der die Ausfahrreihenfolge eines mehrstufigen Hubmastes eines
beispielsweise als Gabelstapler ausgebildeten Flurförderzeugs
gesteuert werden kann.
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Die
DE 10 2005 052 116
A1 offenbart ebenfalls eine gattungsgemäße
Einrichtung mit der die Ausfahrreihenfolge eines mehrstufigen Hubmastes eines
Flurförderzeugs gesteuert werden kann.
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Bei
diesen Einrichtungen ist jeweils ein Primärzylinder einem
Sekundärzylinder in Reihe geschaltet. Bei der
DE 101 25 351 A1 ist ein
zweiter Sekundärzylinder dem ersten Sekundärzylinder
parallel geschaltet, wobei dem zweiten Sekundärzylinder
ein druckabhängig öffnendes Sperrventil vorgeschaltet ist.
Dadurch wird erzielt, dass erst bei dem Hubende des Primärzylinders
das Sperrventil durch den sich erhöhenden Druck in die Öffnungsstellung
beaufschlagt wird, so dass die Sekundärzylinder ausfahren.
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Bei
der
DE 10 2005
052 116 A1 ist der zweite Sekundärzylinder dem
Primärzylinder nachgeschaltet, wobei der Primärzylinder
mit einem von der Kolbenstange des Primärzylinders gesteuerten
Wegeventil versehen ist, das erst beim Hubende des Primärzylinders
eine Druckmittelverbindung zu dem zweiten Sekundärzylinder
freigibt, der an einen Anschluss im Zylinderkopf des Primärzylinders
angeschlossen ist. Hierdurch wird erzielt, dass erst nach Erreichen
des Hubendes des Primärzylinders die beiden Wirkflächen
der Sekundärzylinder zur Verfügung stehen.
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Mit
einer derartigen Einrichtung kann somit ermöglicht werden,
dass zuerst der Primärzylinder ausfährt und bei
Hubende des Primärzylinders anschließend die Sekundärzylinder
ausfahren.
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Bei
einer hohen Viskosität des Druckmittels, beispielsweise
bei niedrigen Öltemperaturen und/oder einem hohen Druckmittelstrom
kann es jedoch zu Betriebszuständen kommen, bei denen auch bei
abgesperrtem zweiten Sekundärzylinder an der Wirkfläche
des ersten Sekundärzylinders aufgrund der hydraulischen
Widerstände ein derart hoher Druck ansteht, dass der Sekundärzylinder
zeitlich vor dem Primärzylinder ausfährt und es
nicht zu der gewünschten Ausfahrreihenfolge des Hubmastes
und somit der gewünschten Bewegungsreihenfolge der Verbraucher
kommt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen,
die bei geringem Bauaufwand die gewünschte Bewegungsreihenfolge der
Verdrängereinheiten sicherstellt.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass der Hydraulikzylinder einen kolbenbodenseitigen Druckmittelraum
aufweist, der mit einem Druckmitteleinlass für den Hydraulikzylinder
verbunden ist, und einen kolbenstangenseitigen Druckmittelraum aufweist,
wobei mittels einer Ventileinrichtung der Abfluss von Druckmittel
aus dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum steuerbar ist. Erfindungsgemäß ist
somit der Hydraulikzylinder der Sekundäreinheit mit einem
kolbenstangenseitigen Druckmittelraum versehen, der mittels der
Ventileinrichtung abgesperrt werden kann. Der kolbenstangenseitige
Druckmittelraum bildet somit eine abgesperrte und somit inkompressible Ölsäule,
die ein Ausfahren der Kolbenstange verhindert. Durch dieses Absperren
des kolbenstangenseitigen Druckmittelraumes mittels der Ventileinrichtung
kann bei einer hohen Viskosität des Druckmittels und/oder
einem hohen Druckmittelstrom ein Ausfahren der Kolbenstange des
Hydraulikzylinders der Sekundäreinheit verhindert werden
und somit die gewünschte Bewegungsreihenfolge, bei der
die Primäreinheit zeitlich vor der Sekundäreinheit
betätigt wird, sichergestellt werden.
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Die
Ventileinrichtung weist gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung eine Sperrstellung und eine Öffnungsstellung
auf und ist in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz in
Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt, die an einer zwischen
dem Druckmitteleinlass des Hydraulikzylinders und einem Druckmitteleinlass
der Primäreinheit angeordneten Drosseleinrichtung auftritt.
Die Ventileinrichtung wird somit in Abhängigkeit von der
Druckdifferenz einer Drosseleinrichtung von der Öffnungsstellung
in die Sperrstellung beaufschlagt. Bei einer hohen Viskosität
und/oder einem hohen Druckmittelstrom tritt an der Drosseleinrichtung
eine hohe Druckdifferenz auf, mittels der die Ventileinrichtung
in die Sperrstellung beaufschlagt wird, in der der kolbenstangenseitige
Druckmittelraum des Hydraulikzylinders abgesperrt ist und somit
ein Ausfahren der Kolbenstange des Hydraulikzylinders der Sekundäreinheit
verhindert wird. Die von einer Drosseleinrichtung gesteuerte Ventileinrichtung
bildet somit eine hydrodynamische Verriegelung des Hydraulkzylinders,
die bei geringem Bauaufwand ohne zusätzliche elektrische,
elektronische oder mechanische Sensoren und Aktuatoren die Bewegungsreihenfolge
bei ungünstigen Ölviskositäten und/oder
Druckmittelströmen sicherstellt.
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Zweckmäßigerweise
ist die Ventileinrichtung mittels einer Feder in Richtung einer Öffnungsstellung
beaufschlagt. Hierdurch wird erzielt, dass bei an dem Endanschlag
befindlicher Primäreinheit, wobei an der Drosseleinrichtung
keine Druckdifferenz ansteht, die Ventileinrichtung in die Öffnungsstellung beaufschlagt
wird, in der Druckmittel aus dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum
abströmen kann und somit der Hydraulikzylinder der Sekundäreinheit
ausfahren kann.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wen die Ventileinrichtung von dem dem Hydraulikzylinder
zuströmenden Druckmittelstrom in Richtung der Sperrstellung
beaufschlagt ist. Die Beaufschlagung der Ventileinrichtung in die
Sperrstellung bei einer entsprechenden an der Drosseleinrichtung
anstehenden Druckdifferenz erfolgt somit durch den dem Hydraulikzylinder
zuströmenden Druckmittelstrom. Hierdurch ergibt sich ein
geringer Bauaufwand, da für die Betätigung der
Ventileinrichtung keine Sekundärenergiequelle erforderlich
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Kolbenstange
als hohle Kolbenstange mit einer Axialausnehmung ausgebildet, die
in einem einem Zylinderboden zugewandten Bereich eine Einlassöffnung
für den Hydraulikzylinder und in einem einem Zylinderkopf
zugewandten Bereich eine Auslassöffnung aufweist, die mit
der Primäreinheit verbunden ist, wobei die Kolbenstange mit
einer Verbindungsöffnung versehen ist, die den kolbenstangenseitigen
Druckmittelraum mit der Axialausnehmung verbindet, wobei die Ventileinrichtung als
eine in der Axialausnehmung längsverschiebbar gelagerte
und die Verbindungsöffnung ansteuernde Schieberhülse
ausgebildet ist, die mit einer mit der Axialausnehmung in Verbindung
stehenden Axialdurchbrechung versehen ist. Hierdurch kann auf einfache
Weise eine Reihenschaltung des Hydraulikzylinders der Sekundäreinheit
und der Primäreinheit gebildet werden, wobei mittels einer
als Schieberhülse ausgebildeten Ventileinrichtung die Verbindung des
kolbenstangenseitigen Druckmittelraumes mit der Axialausnehmung über
die Verbindungsöffnung und somit der Abfluss von Druckmittel
aus dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum auf einfache Weise
und mit geringem Bauaufwand gesteuert werden kann.
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Hinsichtlich
eines geringen Bauaufwandes ergeben sich besondere Vorteile, wenn
gemäß einer Ausgestaltungsform der Erfindung die
Schieberhülse zur Ansteuerung der Verbindungsöffnung
der Kolbenstange mit einem Verbindungskanal versehen ist, der mit
der Axialdurchbrechung in Verbindung steht. Mit einem in der Schieberhülse
ausgebildeten Verbindungskanal, der mit der Axialdurchbrechung und somit
der Axialausnehmung der hohlen Kolbenstange verbunden ist, kann
auf einfache Weise die Verbindungsöffnung der Kolbenstange
angesteuert werden und somit die Verbindung des kolbenstangenseitigen
Druckmittelraumes mit der Axialausnehmung gesteuert werden.
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Sofern
der Verbindungskanal mittels einer Ringnut, insbesondere einer in
der Schieberhülse ausgebildeten Ringnut, mit der Verbindungsöffnung der
Kolbenstange verbindbar ist, kann die Öffnungsstellung
und die Sperrstellung der von der Schieberhülse gebildeten
Ventileinrichtung auf einfache Weise durch die axiale Länge
der Ringnut definiert werden. Zudem kann mit einer derartigen Ringnut
in jeder Drehposition der Schieberhülse eine Verbindung des
Verbindungskanals der Schieberhülse mit der Verbindungsöffnung
der Kolbenstange sichergestellt werden. Die Ringnut kann hierbei
an der Innenseite der Kolbenstange angeordnet werden. Eine am Außenumfang
der Schieberhülse angeordnete Ringnut ist jedoch auf einfache
Weise herstellbar.
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Zweckmäßigerweise
ist die Schieberhülse mit einer in Richtung einer Öffnungsstellung
wirkenden Steuerfläche, die an einer dem Zylinderkopf zugewandten
Stirnseite der Schieberhülse ausgebildet ist, und einer
in Richtung der Sperrstellung wirkenden Steuerfläche versehen,
die an einer dem Zylinderboden zugewandten Stirnseite der Schieberhülse
ausgebildet ist. Hierdurch ist die Schieberhülse auf einfache
Weise von dem in den Hydraulikzylinder einströmenden und
somit dem der Sekundäreinheit sowie der Primäreinheit
zuströmenden Druckmittel in die Sperrstellung beaufschlagbar,
wodurch die Verriegelung des Hydraulikzylinders bei in der Sperrstellung befindlicher
Schieberhülse ohne eine Sekundärenergiequelle
erzielbar ist.
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Die
Beaufschlagung der Schieberhülse in die Öffnungsstellung
mittels der Feder kann auf einfache Weise erzielt werden, wenn die
Feder mit der in Richtung der Öffnungsstellung wirkenden
Steuerfläche der Schieberhülse in Wirkverbindung
steht und an der Kolbenstange abgestützt ist.
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Sofern
die Kolbenstange mit einem Anschlag für die Sperrstellung
und/oder einem Anschlag für die Öffnungsstellung
der Schieberhülse versehen ist, kann die Schieberhülse
auf einfache Weise in der Axialausnehmung der Kolbenstange längsverschiebbar
gelagert und gehaltert sein.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung in der Axialdurchbrechung
der Schieberhülse die Drosseleinrichtung angeordnet ist.
Die von der Schieberhülse gebildete Ventileinrichtung und
die Drosseleinrichtung zur Steuerung der Schieberhülse sind
somit in der hohlen Kobenstange des Hydraulikzylinders angeordnet,
wodurch ein geringer Bauaufwand erzielbar ist.
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Sofern
die Drosseleinrichtung gemäß einer bevorzugten
Weiterbildung der Erfindung als Leitungsbruchsicherung ausgebildet
ist, kann eine weitere Verringerung des Bauaufwandes erzielt werden, da
eine aus Sicherheitsgründen erforderliche Leistungsbruchsicherung
weiterhin zur Steuerung der als Schieberhülse ausgebildeten
Ventileinrichtung verwendet wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Hydraulikzylinder
mit einer unteren Endlagendämpfungseinrichtung für
die eingefahrene Kolbenstange versehen.
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Ein
geringer Bauaufwand hierfür ist erzielbar, wenn die untere
Endlagendämfungseinrichtung gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung einen unteren Endlagendämpfungsraum
aufweist, der von der Schieberhülse und dem Zylinderboden
gebildet ist, wobei die Schieberhülse mit einer Drosseleinrichtung
zur Verbindung des unteren Endlagendämpfungsraums mit der
Axialdurchbrechung versehen ist.
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Zweckmäßigerweise
ist hierbei zwischen dem Zylinderboden und der Schieberhülse
eine Dichtfläche, insbesondere eine Kegelfläche,
ausgebildet, wodurch sichergestellt ist, dass der untere Endlagendämpfungsraum
lediglich mittels der Drosseleinrichtung der Schieberhülse
mit der Axialausnehmung der Kolbenstange verbunden ist und somit ein
kontrolliertes Ausströmen des Druckmittels aus dem unteren
Endlagendämpfungsraum über die Drosseleinrichtung
erzielt wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Hydraulikzylinder
weiterhin mit einer oberen Endlagendämpfungseinrichtung
für die ausgefahrene Kolbenstange versehen.
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Ein
geringer Bauaufwand für die obere Endlagendämpfungseinrichtung
ist erzielbar, wenn die obere Endlagendämpfungseinrichtung
einen von dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum gebildeten oberen
Endlagendämpfungsraum aufweist, der mittels einer in der
Kolbenstange angeordneten und von der Verbindungsöffnung
axial beabstandeten Drosseleinrichtung sowie der in der Öffnungsstellung
befindlichen Schieberhülse mit der Axialdurchbrechung verbindbar
ist.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung zur Sicherung der
Bewegungsreihenfolge kann grundsätzlich bei jeder Kombination
von als Hydraulikzylindern ausgebildeten Sekundäreinheiten
und Primäreinheiten in Reihenschaltung verwendet werden.
Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung in einem mehrstufigen
Hubmast, beispielsweise einem Duplexmast oder einem Triplexmast,
eines Flurförderzeugs, wobei die Primäreinheit
als Freihubzylinder ausgebildet ist, der einen Gabelträger betätigt,
und die als Hydraulikzylinder ausgebildeten Sekundäreinheiten
einen ersten und/oder einen zweiten Ausfahrmast betätigen.
Ein derartiges Hubgerüst ist aus der
DE 10 2005 032 390 A1 bekannt.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den
schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Hierbei zeigen
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1 einen
Längsschnitt einer ersten Ausführungsform eines
Hydraulikzylinders einer erfindungsgemäßen Einrichtung
in einer unteren Endstellung bei vollständig eingefahrener
Kolbenstange,
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2 den
Zylinder der 1 in einer verriegelten Stellung
beim Betätigen der Primäreinheit,
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3 den
Zylinder der 1 beim Ausfahren der Kolbenstange,
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4 den
Zylinder der 1 in der oberen Endstellung
bei vollständig ausgefahrener Kolbenstange,
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5 den
Zylinder der 1 in einem Betriebszustand bei
ansprechender Leitungsbruchsicherung,
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6 einen
Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform eines
Hydraulikzylinders einer erfindungsgemäßen Einrichtung
beim Einfahren der Kolbenstange,
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7 den
Zylinder der 6 bei Beginn der unteren Endlagendämpfung,
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8 den
Zylinder der 6 in einer unteren Endstellung
bei vollständig eingefahrener Kolbenstange,
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9 einen
Längsschnitt einer dritten Ausführungsform eines
Hydraulikzylinders einer erfindungsgemäßen Einrichtung
in einer unteren Endstellung bei vollständig eingefahrener
Kolbenstange und
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10 den
Zylinder der 9 bei wirksamer oberer Endlagendämpfung.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung zur Sicherung der
Bewegungsreihenfolge ist in den vorliegenden Ausführungsbeispielen
für die Verwendung in einem Hubmast eines Flurförderzeugs
vorgesehen.
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Die
als Hydraulikzylinder 1 ausgebildete Sekundäreinheit
weist ein Zylinderrohr 2 auf, in dem eine Kolbenstange 3 längsverschiebbar
gelagert ist. Die Kolbenstange 3 ist in einem an dem Zylinderrohr 2 im
oberen Bereich befestigten Zylinderkopf 4 geführt
und abgedichtet. Am unteren Bereich des Zylinderrohrs 2 ist
ein Zylinderboden 5 befestigt. Die Kolbenstange 3 ist
im unteren Bereich mit einem Dichtungsträger 6 versehen,
der ein Dichtungspaket 7 trägt.
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Die
Kolbenstange 3 ist als hohle Kolbenstange ausgebildet und
mit einer Axialausnehmung 8 versehen, die im unteren Bereich
eine Einlassöffnung 9 für Druckmittel
bildet. Der Zylinderboden 5 ist hierzu mit einem Druckmitteleinlass 10 versehen,
der beispielsweise mit einer Druckmittelquelle verbunden ist. Am
oberen Ende bildet die Axialausnehmung 8 der Kolbenstange 3 eine
Auslassöffnung 11, an die eine weitere Sekundäreinheit
oder eine Primäreinheit angeschlossen werden kann. Die
Auslassöffnung 11 bildet somit gleichzeitig den
Druckmitteleinlass für die Primäreinheit.
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Der
Hydraulikzylinder 1 weist einen kolbenbodenseitigen Druckmittelraum
A auf, der von dem Zylinderboden 5 und dem Dichtungsträger 6 der
Kolbenstange 3 begrenzt ist. Ein kolbenstangenseitiger, als
Ringraum ausgebildeter Druckmittelraum B des Hydraulikzylinders 1 ist
von dem Zylinderkopf 4, der Kolbenstange 3 und
dem Dichtungsträger 6 begrenzt.
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Der
Dichtungsträger 6 ist hierbei als rohrförmige
Hülse ausgebildet und in der Axialausnehmung 8 der
Kolbenstange 3 befestigt, beispielsweise eingeschraubt.
Zur Verbindung des Druckmittelraumes B mit der Axialausnehmung 8 ist
die Kolbenstange 2 und der Dichtungsträger 6 mit
einer von Radialbohrungen 12, 13 gebildeten Verbindungsöffnung 14 versehen.
Erfindungsgemäß ist die Verbindung des Druckmittelraumes
B mit der Axialausnehmung 8 mittels einer Ventileinrichtung 15 steuerbar,
die als eine in der Axialausnehmung 8 längsverschiebbar
angeordnete Schieberhülse 16 ausgebildet ist.
Die Schieberhülse 16 ist hierbei in dem Dichtungsträger 6 und der
Kolbenstange 3 längsverschiebbar angeordnet. Die
Schieberhülse 16 ist mit einer Axialdurchbrechung 17 versehen,
die mit der Axialausnehmung 8 der Kolbenstange 3 verbunden
ist und einen Druckmittelstrom von der Einlassöffnung 9 zur
Auslassöffnung 11 ermöglicht.
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Die
Schieberhülse 16 weist zur Ansteuerung der Verbindungsöffnung 14 einen
von einer Radialbohrung 19 gebildete Verbindungskanal 18 auf,
der mit der Axialdurchbrechung 17 in Verbindung steht. Am
Außenumfang der Schieberhülse 16 ist
hierbei eine mit dem Verbindungskanal 18 in Verbindung
stehenden Ringnut 20 ausgebildet.
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Die
in dem Dichtungsträger 6 angeordnete Schieberhülse 16 mit
mittels einer Feder 21, die an der Kolbenstange 3 mittels
einer beispielsweise als Befestigungsscheibe ausgebildeten Befestigungseinrichtung 22 abgestützt
ist, in Richtung einer Öffnungsstellung beaufschlagt, in
der die Verbindungsöffnung 14 mit dem Verbindungskanal 18 in
Verbindung steht und somit Druckmittel aus dem Druckmittelraum B
in die Axialausnehmung 8 der Kolbenstange 3 ausströmen
kann. Die Feder 21 steht hierbei mit einer an der oberen
Stirnseite der Schieberhülse 16 ausgebildeten,
in Richtung der Öffnungsstellung wirkenden Steuerfläche 23 der
Schieberhülse 16 in Verbindung. Die Schieberhülse 16 weist
an der unteren Stirnseite eine in Richtung einer Sperrstellung wirkende
Steuerfläche 24 auf.
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Die
Schieberhülse 16 ist in Abhängigkeit
von einer Druckdifferenz einer Drosseleinrichtung 25 in Richtung
der Sperrstellung gesteuert, die zwischen der Einlassöffnung 9 und
somit dem Druckmitteleinlass 10 des Hydraulikzylinders 1 und
der Auslassöffnung 11 und somit dem Druckmitteleinlass
der Primäreinheit angeordnet ist.
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Die
Drosseleinrichtung 25 ist hierbei in der Axialdurchbrechung 17 der
Schieberhülse 16 angeordnet und beispielsweise
als Leitungsbruchsicherung 26 ausgebildet.
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Eine
weitere Leitungsbruchsicherung 27 ist im Druckmitteleinlass 10 des
Zylinderbodens 5 angeordnet.
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Die
Schieberhülse 16 ist mit einem unteren Abschnitt
in dem Dichtungsträger 6 und mit einem oberen
Abschnitt in der Kolbenstange 3 angeordnet, wobei am Übergang
der beiden Abschnitte ein Radialabsatz gebildet ist, der zusammen
mit der oberen Stirnseite des Dichtungsträgers 6 einen
Anschlag 28 für die Öffnungsstellung
der Schieberhülse 16 bildet. Die Axialausnehmung 8 der
Kolbenstange 3 ist mit einem Absatz versehen, der zusammen
mit der oberen Stirnseite der Schieberhülse 16 einen
Anschlag 29 für die Sperrstellung der Schieberhülse 16 bildet.
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Oberhalb
der Verbindungsöffnung 14 der Kolbenstange 3 ist
an der Kolbenstange 3 ein Ring 30 befestigt, der
mit dem Zylinderkopf 4 den oberen Endanschlag der Kolbenstange 3 definiert.
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In
der in der 1 dargestellten Stellung ist die
Schieberhülse 16 mittels der Feder 21 in
die Öffnungsstellung beaufschlagt, in der die Schieberhülse 16 am
Anschlag 28 anliegt. Der Hydraulikzylinder 1 befindet
sich in der unteren Endstellung mit vollständig eingefahrener
Kolbenstange 3.
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Wird
zum Anheben des Hydraulkzylinders 1 und zum Betätigen
der Primäreinheit unter Druck stehendes Druckmittel zum
Druckmitteleinlass 10 gefördert und durchströmt
dieses Druckmittel die Axialausnehmung 8 der Kolbenstange 3 auf
dem Weg von der Einlassöffnung 9 zur Auslassöffnung 11 tritt an
der als Leitungsbruchsicherung 26 ausgebildeten Drosselstelle,
insbesondere bei einer hohen Viskosität und/oder einem
hohen Druckmittelstrom, eine Druckdifferenz auf, wodurch die Schieberhülse 16 von
dem an der Steuerfläche 24 anstehenden, zuströmenden
Druckmittel entgegen der Feder 21 nach oben in die in der 2 dargestellte
Sperrstellung beaufschlagt wird, in der die Schieberhülse 16 am Anschlag 29 anliegt.
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In
der Sperrstellung der Schieberhülse 16 ist der
als Radialbohrung 19 ausgebildete Verbindungskanal 18 zusammen
mit der Ringnut 20 von dem Dichtungsträger 6 verschlossen
und somit die von den Radialbohrungen 12, 13 gebildete
Verbindungsöffnung 14 der Kolbenstange 3 mittels
der Schieberhülse 16 abgesperrt, wodurch der Abfluss
von Druckmittel aus dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum B über
die Verbindungsöffnung 14 der Kolbenstange 3 und
den Verbindungskanal 18 der Schieberhülse 16 gesperrt
ist. Der Druckmittelraum B bildet somit eine abgeschlossene und
inkompressible Ölsäule, wodurch die Kolbenstange 3 blockiert
wird und ein Ausfahren der Kolbenstange 3 durch das die
Kolbenstange 3 durchströmende Druckmittel verhindert wird.
Das die Kolbenstange 3 durchströmende Druckmittel
wird somit an die Primäreinheit geleitet und kann die Primäreinheit
betätigen, ohne dass sich der Hub der von dem Hydraulikzylinder 1 gebildeten Sekundäreinheit
verändert.
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Erreicht
die Primäreinheit die Endstellung und beendet die gewünschte
Bewegung, fordert die Primäreinheit keinen weiteren Druckmittelstrom
an, wodurch die Druckmittelströmung in der Axialausnehmung 8 der
Kolbenstange 3 zwischen der Einlassöffnung 9 und
der Auslassöffnung 11 zusammenbricht und somit
an der Drosselstelle 25 keine Druckdifferenz mehr auftritt.
Die Schieberhülse 26 wird somit von der Feder 21 nach
unten in Richtung des Anschlages 28 und somit in die Öffnungsstellung
beaufschlagt, in der Druckmittel aus dem Druckraum B über
die Verbindungsöffnung 14 der Kolbenstange 3 und
den Verbindungskanal 18 der Schieberhülse 16 ungehindert
in die Axialausnehmung 8 abströmen kann. Das weiterhin
dem Hydraulikzylinder 1 an dem Druckmitteleinlass 10 und
somit dem kolbenseitigen Druckmittelraum A zuströmende
Druckmittel ermöglicht somit das in der 3 gezeigte
Ausfahren der Kolbenstange 3, bis die Kolbenstange 3 – wie
in der 4 dargestellt ist – mit dem Ring 30 in
Anlage an den Zylinderkopf 4 gelangt und der Hydraulikzylinder 1 die
obere Endstellung mit vollständig ausgefahrener Kolbenstange 3 erreicht.
Die in dem Druckmittelraum A angeordnete Stirnseite der Kolbenstange 3 bzw.
des Dichtungsträgers 6 stellt hierbei die druckbeaufschlagte
Kolbenfläche des Hydraulikzylinders 1 da.
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Falls
hierbei in der Verbindung der Auslassöffnung 11 mit
der Primäreinheit ein Leitungsbruch aufritt, wird die Leitungsbruchsicherung 26 durch
den plötzlich ansteigenden Druckmittelstrom in der Axialausnehmung 8 der
Kolbenstange 3 von der Einlassöffnung 10 zur
Auslassöffnung 11 in eine in der 5 dargestellte
Sicherheitsstellung beaufschlagt und gleichzeitig die Schieberhülse 16 durch
die auftretende Druckdifferenz in die Sperrstellung beaufschlagt,
in der die Schieberhülse 16 am Anschlag 29 anliegt.
Druckmittel kann hierbei lediglich über eine in der Leitungsbruchsicherung 26 ausgebildete
Drosselbohrung 35 von der Einlassöffnung 10 zur
Auslassöffnung 11 abströmen, wodurch
erzielt wird, dass bei einem Leitungsbruch die Kolbenstange 3 mit
einer zulässigen Geschwindigkeit einfährt.
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In
den 6 bis 8 ist ein Hydraulikzylinder 1 mit
einer unteren Endlagendämpfungseinrichtung 40 für
das Einfahren der Kolbenstange 3 dargestellt. Die Schieberhülse 16 überragt
hierbei die Kolbenstange 3 und den Dichtungsträger 6 nach
unten und bildet mit dem Zylinderboden 5 eine Dichtfläche 41,
die beispielsweise von einem Kegelsitz zwischen den Schieberhülse 16 und
dem Zylinderboden 5 gebildet ist. Zudem ist die Schieberhülse 16 in
dem aus der Kolbenstange 3 nach unten herausragenden Bereich
mit einer beispielsweise als Drosselbohrung ausgebildeten Drosseleinrichtung 42 versehen.
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Gelangt
hierbei die Schieberhülse 16, die – wie
in der 6 gezeigt ist – an dem Anschlag 28 für die Öffnungsstellung
anliegt, beim Einfahren der Kolbenstange 3 in Anlage an
den Zylinderboden 5, wird – wie aus der 7 ersichtlich
ist – über die Dichtfläche 41 ein
unterer Endlagendämpfungsraum C zwischen der Schieberhülse 16,
dem Zylinderboden 5, dem Zylinderrohr 2 und der
Kolbenstange 3 bzw. dem Dichtungsträger 6 gebildet.
Beim weiteren Einfahren der Kolbenstange 3 kann somit Druckmittel
lediglich über die Drosseleinrichtung 42 der relativ
zu der Kolbenstange 3 feststehenden Schieberhülse 16 aus dem
Endlagendämpfungsraum C abströmen, bis die Kolbenstange 3 die
in der 8 dargestellte untere Endstellung mit vollständig
eingefahrener Kolbenstange 3 erreicht. Hierdurch wird das
Absenken der Kolbenstange 3 vor Erreichen der unteren Endstellung
abgebremst. Die an dem Verbindungskanal 18 der Schieberhülse 16 ausgebildete
Ringnut 20 weist hierbei eine derartige Länge
auf, dass während der gesamten Bewegung der Kolbenstange 3 relativ
zu der Schieberhülse 16 während der unteren
Endlagendämpfung der Druckmittelraum B über die
Verbindungsöffnung 14 und den Verbindungskanal 18 an die
Axialausnehmung 8 angeschlossen ist. Während der
unteren Endlagendämpfung hebt hierbei die Schieberhülse 16 von
dem Anschlag 28 für die Öffnungsstellung
ab und befindet sich bei vollständig eingefahrener Kolbenstange 3 in
einer zwischen dem Anschlag 28 für die Öffnungsstellung
und dem Anschlag 29 für die Sperrstellung befindlichen
Zwischenstellung.
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In
den 9 und 10 ist der Hydraulikzylinder 1 weiterhin
mit einer oberen Endlagendämpfungseinrichtung 45 für
das Ausfahren der Kolbenstange 3 versehen.
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Die
von der Radialbohrung 12 der Kolbenstange 3 gebildeten
Verbindungsöffnung 14 ist hierbei oberhalb des
Ringes 30 angeordnet. Unterhalb des Ringes 30 ist
die Kolbenstange 3 mit einer beispielsweise als Drosselbohrung
ausgebildeten Drosseleinrichtung 46 angeordnet. Die Radialbohrung 12 und
die Drosseleinrichtung 46 der Kolbenstange 3 stehen
hierbei mit einer Ringnut 47 in Verbindung, die einen Anschluss
der Radialbohrung 12 und der Drosseleinrichtung 46 an
die in dem Dichtungsträger 6 angeordnete Radialbohrung 13 ermöglicht
und somit eine Verbindung über die in der Schieberhülse 16 angeordnete
Radialbohrung 19 und die Ringnut 20 in der Öffnungsstellung
der Schieberhülse 16 mit der Axialausnehmung 17 ermöglicht.
Die Ringnut 47 kann an der Kolbenstange 3 ausgebildet
werden, ist jedoch bevorzugt am Außenumfang des Dichtungsträgers 6 ausgebildet.
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Gelangt
die Kolbenstange 3 beim Ausfahren in den Bereich der oberen
Endstellung wird die Radialbohrung 12 von dem Zylinderkopf 4 verschlossen. Zwischen
dem Zylinderkopf 4, der Kolbenstange 3, dem Zylinderrohr 2 und
dem Dichtungsträger 6 ist ein oberer Endlagendämpfungsraum
D ausgebildet, der lediglich über die Drosseleinrichtung 46 und
die in der Öffnungsstellung befindlichen Schieberhülse 16 an die
Axialausnehmung 8 angeschlossen ist. Druckmittel kann somit
aus dem oberen Dämpfungsraum D und somit dem kolbenstangenseitigen
Druckmittelraum B lediglich über die Drosseleinrichtung 46 abströmen,
wodurch das Ausfahren der Kolbenstange 3 vor Erreichen
der oberen Endstellung abgebremst wird.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Schieberhülse 16,
die von der an der Leitungsbruchsicherung 25 auftretenden
Druckdifferenz in Richtung der Sperrstellung gesteuert ist, kann
somit durch das Absperren des kolbenstangenseitigen Druckmittelraumes
B eine hydrodynamische Verriegelung des Hydraulikzylinders 1 erzielt
werden. Hierdurch wird mit geringem Bauaufwand sichergestellt, dass
erst nach der vollständigen Betätigung von dem
Hydraulikzylinder 1 nachgeschalteten Sekundäreinheiten
oder Primäreinheiten der Hydraulikzylinder 1 ausfährt.
Bei einer Kombination eines erfindungsgemäßen
der mehreren erfindungsgemäßer Hydraulikzylinder 1 mit
einer Primäreinheit, die in einer Reihenschaltung angeordnet
sind, wird somit sichergestellt, dass der im Druckmittelstrom am
weitesten hinten liegende Verbraucher als erstes betätigt
wird und danach der jeweils im Druckmittelstrom davor liegende Hydraulikzylinder 1 und
schließlich der im Druckmittelstrom vorne liegende Hydraulikzylinder 1 als
letzter betätigt wird. Hierdurch kann eine gewünschte
Bewegungsreihenfolge sichergestellt werden, bei der eine Primäreinheit
oder mehrere Sekundäreinheiten, die als Hydraulikzylinder 1 mit
einer erfindungsgemäßen Schieberhülse 16 versehen
sind, zeitlich nacheinander betätigt werden, so dass bei
einem Hubmast, insbesondere einem Hubmast bei dem die Hydraulikzylinder
der Primäreinheit und der Sekundäreinheit die gleichen
Kolbenflächen aufweisen, die gewünschte Ausfahrreihenfolge
sichergestellt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10125351
A1 [0002, 0004]
- - DE 102005052116 A1 [0003, 0005]
- - DE 102005032390 A1 [0026]