DE102010061840B4 - Kolben-Zylindereinheit als schaltbarer Stufen-Zylinder - Google Patents

Kolben-Zylindereinheit als schaltbarer Stufen-Zylinder Download PDF

Info

Publication number
DE102010061840B4
DE102010061840B4 DE102010061840.3A DE102010061840A DE102010061840B4 DE 102010061840 B4 DE102010061840 B4 DE 102010061840B4 DE 102010061840 A DE102010061840 A DE 102010061840A DE 102010061840 B4 DE102010061840 B4 DE 102010061840B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
pressure
pressure chamber
cylinder
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102010061840.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102010061840A1 (de
Inventor
Martina Bald
Ralf Seidel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Priority to DE102010061840.3A priority Critical patent/DE102010061840B4/de
Priority to PCT/EP2011/055881 priority patent/WO2011157462A1/de
Publication of DE102010061840A1 publication Critical patent/DE102010061840A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102010061840B4 publication Critical patent/DE102010061840B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • F15B11/12Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action
    • F15B11/121Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions
    • F15B11/123Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions by means of actuators with fluid-operated stops
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B41/00Guiding, conveying, or accumulating easily-flexible work, e.g. wire, sheet metal bands, in loops or curves; Loop lifters
    • B21B41/08Guiding, conveying, or accumulating easily-flexible work, e.g. wire, sheet metal bands, in loops or curves; Loop lifters without overall change in the general direction of movement of the work
    • B21B41/10Loop deflectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/305Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7055Linear output members having more than two chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/765Control of position or angle of the output member
    • F15B2211/7653Control of position or angle of the output member at distinct positions, e.g. at the end position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

Kolben-Zylindereinheit (100) als schaltbarer Stufen-Zylinder, aufweisend:einen ersten Kolben (22) mit einer einseitig angeordneten ersten Kolbenstange (24),einen zweiten Kolben (23) mit einer einseitig angeordneten zweiten Kolbenstange (31) in Form eines ersten Zylinders (36), in welchem der erste Kolben (22) verschiebbar gelagert ist, wobei die erste Kolbenstange (24) aus einer ersten Öffnung (33) des ersten Zylinders (36) herausragt und wobei zwischen der ersten Kolbenstange (24) und dem ersten Zylinder (36) ein erster Druckraum (P1) mit einem ersten Mediumanschluß (26) und zwischen der der ersten Kolbenstange (24) gegenüberliegenden Seite des ersten Kolbens (22) und dem ersten Zylinder (36) ein dritter Druckraum (P3) ausbildbar ist; undeinen zweiten Zylinder (21) in welchem der zweite Kolben (23) axial verschiebbar gelagert ist, wobei die zweite Kolbenstange (31) in Form des ersten Zylinders (36) aus einer zweiten Öffnung (35) des zweiten Zylinders (37) herausragt und wobei zwischen der zweiten Kolbenstange (31) und dem zweiten Zylinder (37) ein zweiter Druckraum (P2) mit einem zweiten Mediumanschluß (27) und zwischen der der zweiten Kobenstange (31) gegenüberliegenden Seite des zweiten Kolbens (23) und dem zweiten Zylinder (37) ein vierter Druckraum (P4) mit einem dritten Mediumanschluß (28) ausbildbar ist; undwobei die Medium-Anschlüsse (26, 27, 28) zum Zu- und Ableiten eines Mediums in die Druckräume (P1, P2, P3, P4) dienen;dadurch gekennzeichnet,dass zwischen dem zweiten Druckraum (P2) und dem dritten Druckraum (P3) ein Verbindungskanal (29) zum Durchführen des Mediums angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylindereinheit die als schaltbarer Stufen-Zylinder ausgebildet ist, aufweisend einen ersten Kolben mit einer einseitig angeordneten ersten Kolbenstange, einen zweiten Kolben mit einer einseitig angeordneten zweiten Kolbenstange in Form eines ersten Zylinders, in welchem der erste Kolben verschiebbar gelagert ist. Dabei ragt die erste Kolbenstange aus einer ersten Öffnung des ersten Zylinders heraus. Zwischen der ersten Kolbenstange und dem ersten Zylinder ist ein erster Druckraum mit einem ersten Mediumanschluss angeordnet. Zwischen der der ersten Kolbenstange gegenüberliegenden Seite des ersten Kolbens und dem ersten Zylinder ist ein dritter Druckraum ausgebildet. Es ist ein zweiter Zylinder angeordnet, in welchem der zweite Kolben axial verschiebbar gelagert ist. Die zweite Kolbenstange in Form des ersten Zylinders ragt aus einer Öffnung des zweiten Zylinders heraus. Zwischen der zweiten Kolbenstange und dem zweiten Zylinder ist ein zweiter Druckraum mit einem zweiten Mediumanschluss angeordnet, und zwischen der der zweiten Kolbenstange gegenüberliegenden Seite des zweiten Kolbens und dem zweiten Zylinder ein vierter Druckraum mit einem dritten Mediumanschluss. Die Mediumanschlüsse sind ausgebildet zum Zu- und Ableiten eines Mediums in die Druckräume.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Schlingen heger mit einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylindereinheit und ein Verfahren zum Betreiben der Kolben-Zylindereinheit, die als schaltbarer Stufen-Zylinder ausgebildet ist.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 38 36 371 C2 ist eine hydraulische Antriebsvorrichtung für Schlingenheber bekannt, die in einer kontinuierlich betriebenen Bandstraße eingesetzt ist. Die Kolbenzylindereinheit ist als eine Tandem-Kolben-Zylindereinheit ausgebildet, die schwenkbar an einer Verankerung gelagert ist. Die Kolben der Tandem-Kolben-Zylindereinheit sind über selektive steuerbare Ventile beaufschlagbar und derart angeordnet, dass mindestens bei Beaufschlagung des zweiten Kolbens in Vorlaufrichtung dieser den ersten Kolben mitnimmt.
  • Die EP 0 862 697 B1 betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines gegen eine Last wirkenden mehrstufigen Hydrozylinders, der zumindest zwei wahlweise zuschaltbare Wirkflächen aufweist.
  • Die DE 1 402 710 beschreibt einen Schlingenheber für Walzwerke zum Spannen eines zwischen zwei Einrichtungen kontinuierlich durchlaufenden Bandes mittels einer Spannrolle, die an einem Ende eines Arms an einen Drehzapfen schwenkbar gelagerten Hebels angeordnet ist. Zur Verschwenkung des Hebels dient eine Kolben-Zylindereinheit.
  • Die DE 298 11 413 U1 legt einen mehrstufigen, doppelt wirkenden Hydraulikzylinder mit einer Hydraulikanordnung insbesondere für Hubarbeitsbühnen offen. Der Hydraulikzylinder weist auf der einen Seite einen Gehäuseboden und auf der anderen Seite wenigstens zwei ineinander angeordnete Kolbenstangen auf.
  • In der US-Patentschrift US 4726 281 wird ein mehrstufiger Hydraulikzylinder mit drei Betriebsmodi, Hub mit voller Kraft, Zug mit voller Kraft und Teillastbetrieb, beschrieben. Die Zylinder sind ineinander verschachtelt angeordnet und werden über entsprechende Ventile angesteuert.
  • Die Nachteile der bisherigen Konstruktionen von Kolben-Zylindereinheiten, insbesondere für den Einsatz in Schlingenhebern innerhalb einer Walzanlage, sind die teilweise aufwendigen Konstruktionen, die gleichzeitig einen sehr großen Bauraum beanspruchen, sowie die begrenzte Übertragung der notwendigen Kräfte. Die gestiegenen Anforderungen an Schlingenheber lassen sich mit den bekannten Lösungen nicht erfüllen, da die Forderungen bezüglich der Dynamik der aufzubringenden Kräfte und des hohen Antriebsmomentes bei unterschiedlichen Produkten nicht gleichzeitig erfüllt werden können.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bauraum einer Kolben-Zylindereinheit, die als schaltbarer Stufen-Zylinder ausgebildet ist, zu reduzieren. Gleichzeitig soll die Kolben-Zylindereinheit, ein Schlingenheber und ein Verfahren zum Betrieb der Kolben-Zylindereinheit bereitgestellt werden, die eine flexible Anpassung an wechselnde Lastanforderungen schnell und einfach ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird bezüglich der Kolben-Zylindereinheit gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Druckraum und dem dritten Druckraum ein Verbindungskanal zum Durchführen des Mediums angeordnet ist. Vorteilhaft für diese erfindungsgemäße Anordnung ist, dass der zweite Kolben als Gehäuse für den ersten Kolben ausgelegt ist, und damit Bauraum eingespart wird. Durch den Verbindungskanal, der die Druckräume miteinander verknüpft, wird vorteilhafterweise nur ein Mediumanschluß für die beiden Druckräume benötigt, was wiederum zusätzliche Bauteile und Bauraum einspart. Da der erste Kolben kleiner als der zweite Kolben ausgebildet ist, kann mit dem ersten Kolben eine kleinere Last übertragen werden als mit dem zweiten großen Kolben. Das ermöglicht eine genaue Anpassung und Abstimmung der Spannkräfte durch den Stufenzylinder an den Kraft- bzw. Druckbedarf eines mit Kraft oder Druck zu beaufschlagenden Produktes. Mit den verschiedenen Laststufen, die über die unterschiedlich großen Kolben erzeugt werden können, ist eine flexible und schnelle Anpassung an wechselnde Lastverhältnisse möglich.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass beide Kolben unabhängig voneinander verfahrbar oder blockierbar sind. Damit können im Betrieb entsprechend der jeweiligen Lastvorgabe nur ein Kolben oder auch beide Kolben gleichzeitig verfahren werden. Soll nur ein Kolben verfahren werden, wird der andere Kolben geblockt. Da die Kolben ineinander gelagert sind, ist die Wirklänge der Kolben-Zylindereinheit und damit der notwendige Bauraum, bezogen auf die Länge der Kolben-Zylindereinheit, vergleichsweise zu einem Tandem-Zylinder vorteilhafterweise wesentlich geringer.
  • Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass Servoventile zum Steuern der Zufuhr des Mediums zum Betätigen der Kolben, und eine Steuerung zum Steuern der Servoventile angeordnet sind. Angepasst an die jeweils erforderliche Last, z.B. eine aufzubringende Spannkraft zum Spannen eines Walzbandes zwischen zwei Walzgerüsten in Abhängigkeit von der Dicke des Walzbandes, können mit der Steuerung über die Servoventile die Druckräume zu den jeweiligen Kolben einzeln oder zusammen angesteuert und mit Druck beaufschlagt oder entlastet werden, um die erforderliche Last, z.B. Spannkraft individuell aufzubringen.
  • Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist vorgesehen, dass das Medium zum Betätigen der Kolben als Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist. Anlagenbedingt kann hierbei je nach Verfügbarkeit vorteilhafterweise das effektivste und kostengünstigste Medium zum Betätigen der Kolben eingesetzt werden.
  • Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin dadurch erfüllt, dass die Kolben-Zylindereinheit vorzugsweise als hydraulische Antriebsvorrichtung in einer kontinuierlich betriebenen Walzanlage zum Betätigen eines Schlingenhebers zum Heben und Spannen eines Walzbandes angeordnet ist. Besonders bei dieser Anwendung kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung ein kontrollierter Längszug auf das zwischen den Walzgerüsten angeordnete Walzband ausgeübt werden. Walzbänder mit unterschiedlichen Walzbandstärken erfordern zwischen den Walzgerüsten unterschiedliche Spannkräfte um eine Schlingenbildung zu ermöglichen. Die Spannkraft des Stufenzylinders kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung vorteilhafterweise flexibel eingestellt werden, indem nur der erste oder der zweite Kolben oder beide Kolben gleichzeitig betätigt werden. Der Stufenzylinder ist leicht in vorhandene Anlagen nachrüstbar. Das ermöglicht eine vielseitige Einsatzmöglichkeit der Kolben-Zylindereinheit als Spannzylinder auch in geringeren Lastbereichen, z.B. beim Aufwickeln von Materialien, wie z.B. Aluminium, Kupfer, Messing, Papier oder Folie.
  • Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Betätigen einer Kolben-Zylindereinheit, die als schaltbarer Stufenzylinder ausgebildet ist, bei dem das über den zweiten Mediumanschluß in den zweiten Druckraum eingeleitete Medium zum Betätigen der Kolben über den Verbindungskanal gleichzeitig in den dritten Druckraum geleitet wird, wodurch in dem zweiten und in dem dritten Druckraum derselbe Druck herrscht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung sieht weiterhin vor, dass die beiden Kolben unabhängig voneinander verfahren oder blockiert werden können.
  • Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass die Zufuhr des Mediums zum Betätigen der Kolben durch Servoventile gesteuert wird und die Servoventile von einer Steuerung gesteuert werden.
  • Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass die Kolben mit einem Medium in Form von Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit betätigt werden.
  • Im Übrigen ist die Kolben-Zylindereinheit als Antriebsvorrichtung für einen Schlingenheber vorgesehen, der innerhalb einer kontinuierlich betriebenen Walzstraße zum Heben und Spannen eines Walzbandes angeordnet wird. In diesem Anwendungsbeispiel gestaltet sich die kompakte Bauform der Kolben-Zylindereinheit als sehr vorteilhaft. Besonders als Nachrüstkomponente in vorhandene Walzanlagen kann die Antriebsvorrichtung innerhalb eines geringen Einbauraums in der Regel ohne aufwendige Umbaumaßnahmen schnell nachgerüstet werden. Auch bei Wartungsarbeiten ergeben sich Vorteile aufgrund des kompakten Bauraumes. Die Antriebsvorrichtung ist relativ einfach und ohne großen Aufwand aus- und einzubauen, und kann ggf. schnell ersetzt werden.
  • Zum Verfahren beider Kolben in eine Ausgangsstellung sieht das Verfahren folgende Schritte vor: Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums über den ersten Mediumanschluss, Druckentlastung in dem zweiten und dritten Druckraum oder Druckbeaufschlagung des zweiten und dritten Druckraums über den zweiten Mediumanschluss, wobei die in dem dritten Druckraum durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben kleiner sein muss als die durch den Druck in dem ersten Druckraum auf den ersten Kolben erzeugte Kraft, und Druckentlastung in dem vierten Druckraum über den dritten Mediumanschluss durch Öffnen des ersten Servoventils.
  • Verfahrenstechnisch erfolgt das Ausfahren des ersten Kolbens durch Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraums und des dritten Druckraums über den zweiten Mediumanschluss und den Verbindungskanal, sowie Druckentlastung im ersten Druckraum über den ersten Mediumanschluss durch Öffnen des ersten Servoventils.
  • Das Einfahren des ersten Kolbens erfolgt durch Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums über den ersten Mediumanschluss und Druckentlastung des zweiten und dritten Druckraums durch Öffnen des zweiten Servoventils.
  • Das Ausfahren des zweiten Kolbens alleine erfolgt durch Druckbeaufschlagung des vierten Druckraums über den dritten Mediumanschluss, und Druckentlastung in dem zweiten Druckraum durch Öffnen des zweiten Servoventils.
  • Das Blockieren des ersten Kolbens beim Ausfahren des zweiten Kolbens, wie zuvor beschrieben, erfolgt optional durch die Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums über den ersten Mediumanschluss zum Halten des ersten Kolbens in seiner Ausgangsstellung, wobei die durch den Druck im ersten Druckraum erzeugte Kraft auf den ersten Kolben kleiner sein muss als die durch den Druck im vierten Druckraum erzeugte Kraft auf den zweiten Kolben.
  • Das Einfahren des zweiten Kolbens erfolgt durch Druckbeaufschlagung des ersten und dritten Druckraums über den zweiten Mediumanschluss, Druckentlastung des vierten Druckraums über den dritten Mediumanschluss durch Öffnen des dritten Servoventils.
  • Das Blockieren des ersten Kolbens beim Einfahren des zweiten Kolbens, wie zuvor beschrieben, erfolgt optional durch Druckbeaufschlagung in den ersten Druckraum über den ersten Mediumanschluss, wobei die im ersten Druckraum durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben größer sein muss als die im dritten Druckraum durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben.
  • Das Verfahren sieht weiterhin vor, dass die Druckräume derart angesteuert werden, dass jeder der beiden Kolben unabhängig von dem anderen ganz oder teilweise ausgefahren oder jeder Kolben einzeln oder beide Kolben zusammen auf Block in die Ausgangsstellung gefahren werden können.
  • Die Vorteile der beschriebenen Verfahrensschritte entsprechen den oben mit Bezug auf die zugehörige Vorrichtung genannten Vorteilen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 detailliert beschrieben.
  • Es zeigen:
    • 1: den Aufbau des schaltbaren Stufen-Zylinders,
    • 2a, 2b, 2c: beispielhafte Einbausituationen eines Stufenzylinders zum Betätigen eines Hebelarms.
  • In der 1 ist eine Kolben-Zylindereinheit 100 als schaltbarer Stufenzylinder dargestellt. Die Konstruktion beschreibt einen ersten Kolben 22 mit einer einseitig angeordneten ersten Kolbenstange 24 und einen zweiten Kolben 23 mit einer einseitig angeordneten zweiten Kolbenstange 31, die als ein erster Zylinder 36 ausgebildet ist, wobei der erste Kolben 22 in dem zylindrischen Bauraum der zweiten Kolbenstange 31 axial verschiebbar gelagert ist. Dabei ragt die erste Kolbenstange 24 aus einer ersten Öffnung 33 der zylindrisch ausgebildeten zweiten Kolbenstange 31 heraus. Da der Profilquerschnitt der ersten Kolbenstange 24 kleiner ausgebildet ist als der innere Profilquerschnitt der zylindrischen zweiten Kolbenstange 31, ergibt sich ein koaxial umlaufender erster Druckraum P1 zwischen der ersten Kolbstange 24 und der zweiten Kolbenstange 31. An der zweiten Kolbenstange 31 ist ein erster Mediumanschluss 26 angeordnet, zum Zuführen eines Druckmediums, z.B. in Form von Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit, in den ersten Druckraum P1. In der dargestellten Ansicht ist der erste Mediumanschluss 26 im ersten Oberteil 32 des ersten Zylinders 36 ausgebildet. Zwischen der der ersten Kolbenstange 24 gegenüberliegenden Kolbenseite 25 des ersten Kolbens 22 und dem ersten Zylinder 36 ist ein dritter Druckraum P3 ausbildbar.
  • Die in der 1 dargestellte Kolben-Zylindereinheit 100 zeigt weiterhin einen zweiten Zylinder 37, in welchem der zweite Kolben 23 axial verschiebbar gelagert ist. Die zweite Kolbenstange 31 des zweiten Kolbens 23 in Form des ersten Zylinders 36 ragt aus einer zweiten Öffnung 35 des zweiten Zylinders 37 heraus. Zwischen der zweiten Kolbenstange 31 und dem zweiten Zylinder 37 befindet sich ein die zweite Kolbenstange 31, vorzugsweise koaxial umschließender zweiter Druckraum P2. Über einen zweiten Mediumanschluss 27, der vorzugsweise im zweiten Oberteil 34 des Zylindergehäuses 21 des zweiten Zylinders 37 angeordnet ist, wird der zweite Druckraum P2 mit dem Druckmedium versorgt. Zwischen der der zweiten Kolbenstange 31 gegenüberliegenden Kolbenseite 36 des zweiten Kolbens 23 ist ein vierter Druckraum P4 angeordnet. Der Druckraum P4 wird über einen dritten Mediumanschluss 28, der wie in der 1 dargestellt, gegenüber dem zweiten Kolbens 23 in dem Gehäuseboden des zweiten Zylinders 37 angeordnet ist, mit dem Druckmedium beaufschlagt.
  • Zwischen dem Druckraum P2 - angeordnet zwischen der zweiten Kolbenstange 31 und dem zweiten Zylinder 37 - und dem Druckraum P3 - angeordnet zwischen dem ersten Kolben 22 und der zweiten Kolbenstange 31 - befindet sich ein Verbindungskanal 29, der die Druckräume P2 und P3 miteinander verbindet. Über den zweiten Mediumanschluß 27 und den Verbindungskanal 29 wird das Druckmedium in den Druckraum P2 und gleichzeitig in den Druckraum P3 eingeleitet. Der Verbindungskanal 29 gewährleistet einen Druckausgleich in den Druckräumen P2 und P3. Alternativ kann auch ein Mediumanschluß 27' in der Wandung der zweiten Kolbenstange 31 vorgesehen sein, der in den Verbindungskanal 29 führt und über diesen die beiden Druckräume P2 und P3 mit dem eingeleiteten Medium druckbeaufschlagt.
  • Bezüglich der Funktionsweise bzw. dem Verfahren zum Betreiben der Kolben-Zylindereinheit wie nachfolgend näher beschrieben, wird darüber hinaus auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.
  • Die 1 zeigt Servoventile (41.1, 41.2, 41.3), über die das Medium zu den einzelnen Mediumanschlüssen (26, 27, 28) geleitet wird. Eine Steuereinheit (40) dient zum Steuern der Servoventile (41.1, 41.2, 41.3). Üblicherweise sind die einzelnen Druckräume (P1, P2, P3, P4) über entsprechende Kolbendichtringe 50 druckdicht abgedichtet. Die Kolbendichtringe 50 sind angeordnet zwischen den Kolbenstangen 24, 31 und den jeweiligen Zylindern 36, 37 im Bereich der Öffnungen 33, 35, welche zur Durchführung der Kolbenstangen 24, 31 angeordnet sind und zwischen den jeweiligen Kolben 22, 23 und den Führungsflächen der Zylinder 36, 37, an denen die Kolben 22, 23 axial geführt werden.
  • Die 2a beschreibt beispielhaft den Einbau der Kolben-Zylindereinheit 100 als Stufenzylinder. Dabei ist das Zylindergehäuse 21 der Kolben-Zylindereinheit 100 gegenüber der ersten Kolbenstange 24 drehbar an einer Verankerung 55 gelagert. Die erste Kolbenstange 24 ist drehbar an einem Betätigungselement 56, z.B. dem Hebearm eines Schlingenhebers, angeordnet. Die Darstellung in 2a zeigt den zweiten Kolben 23 in einer Ausgangsstellung eingefahren und den ersten Kolben 22 mit der ersten Kolbenstange 24 teilweise ausgefahren. Die Darstellung in 2b zeigt den ausgefahrenen ersten Kolbens 22 in einer Endposition.
  • Es können aber auch, wie in der 2c dargestellt, beide Kolben 22, 23 mit den jeweiligen Kolbenstangen 24, 31 gleichzeitig zum Betätigen bzw. Anstellen des Betätigungselementes 56 ausgefahren werden. Der jeweils erreichte Anstellwinkel α des Betätigungselementes 56 kann in Abhängig der Einbausituation abweichend von der Darstellung in den 2a, 2b, 2c sein.
  • Wie aus den 2a, 2b, 2c ersichtlich, ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung, dass das Betätigungselement 56 mit dem ersten Kolben 22 und der ersten Kolbenstange 24 oder mit dem zweiten Kolben 23 und der zweiten Kolbenstange 31 unabhängig voneinander betätigt werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Kolben-Zylindereinheit
    21
    Zylindergehäuse
    22
    erster Kolben
    23
    zweiter Kolben
    24
    erste Kolbenstange
    25
    Kolbenseite des ersten Kolbens
    26
    erster Mediumanschluß
    27
    zweiter Mediumanschluß
    27'
    alternativer zweiter Mediumanschluß
    28
    dritter Mediumanschluß
    29
    Verbindungskanal
    31
    zweite Kolbenstange
    32
    erstes Oberteil
    33
    erste Öffnung
    34
    zweites Oberteil
    35
    zweite Öffnung
    36
    erster Zylinder
    37
    zweiter Zylinder
    38
    Kolbenseite des zweiten Kolbens
    40
    Steuereinheit
    41.1
    erstes Servoventil
    41.2
    zweites Servoventil
    41.3
    drittes Servoventil
    50
    Kolbendichtring
    55
    Verankerung
    56
    Betätigungselement
    60
    Schlingenheber
    P1
    erster Druckraum
    P2
    zweiter Druckraum
    P3
    dritter Druckraum
    P4
    vierter Druckraum

Claims (18)

  1. Kolben-Zylindereinheit (100) als schaltbarer Stufen-Zylinder, aufweisend: einen ersten Kolben (22) mit einer einseitig angeordneten ersten Kolbenstange (24), einen zweiten Kolben (23) mit einer einseitig angeordneten zweiten Kolbenstange (31) in Form eines ersten Zylinders (36), in welchem der erste Kolben (22) verschiebbar gelagert ist, wobei die erste Kolbenstange (24) aus einer ersten Öffnung (33) des ersten Zylinders (36) herausragt und wobei zwischen der ersten Kolbenstange (24) und dem ersten Zylinder (36) ein erster Druckraum (P1) mit einem ersten Mediumanschluß (26) und zwischen der der ersten Kolbenstange (24) gegenüberliegenden Seite des ersten Kolbens (22) und dem ersten Zylinder (36) ein dritter Druckraum (P3) ausbildbar ist; und einen zweiten Zylinder (21) in welchem der zweite Kolben (23) axial verschiebbar gelagert ist, wobei die zweite Kolbenstange (31) in Form des ersten Zylinders (36) aus einer zweiten Öffnung (35) des zweiten Zylinders (37) herausragt und wobei zwischen der zweiten Kolbenstange (31) und dem zweiten Zylinder (37) ein zweiter Druckraum (P2) mit einem zweiten Mediumanschluß (27) und zwischen der der zweiten Kobenstange (31) gegenüberliegenden Seite des zweiten Kolbens (23) und dem zweiten Zylinder (37) ein vierter Druckraum (P4) mit einem dritten Mediumanschluß (28) ausbildbar ist; und wobei die Medium-Anschlüsse (26, 27, 28) zum Zu- und Ableiten eines Mediums in die Druckräume (P1, P2, P3, P4) dienen; dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Druckraum (P2) und dem dritten Druckraum (P3) ein Verbindungskanal (29) zum Durchführen des Mediums angeordnet ist.
  2. Kolben-Zylindereinheit (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kolben (22,23) unabhängig voneinander verfahrbar oder blockierbar sind.
  3. Kolben-Zylindereinheit (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Servoventile (41.1, 41.2, 41.3) zum Steuern der Zufuhr des Mediums zum Betätigen der Kolben (22, 23), und eine Steuerung (40) zum Steuern der Servoventile (41.1, 41.2, 41.3) angeordnet sind.
  4. Kolben-Zylindereinheit (100) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium als Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist.
  5. Schlingenheber in einer kontinuierlich betriebenen Walzstraße zum Heben und Spannen eines Walzbandes, gekennzeichnet durch eine Kolben-Zylindereinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die als Antriebsvorrichtung zum Betätigen des Schlingenhebers (60) angeordnet ist.
  6. Verfahren zum Betätigen einer Kolben-Zylindereinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das über den zweiten Mediumanschluß (27) in den zweiten Druckraum (P2) eingeleitete Medium zum Betätigen der Kolben (22, 23) über den Verbindungskanal (29) gleichzeitig in den dritten Druckraum (P3) geleitet wird, und dass in beiden Druckräumen (P2, P3) derselbe Druck herrscht.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolben (22, 23) unabhängig voneinander verfahren oder blockiert werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des Mediums zum Betätigen der Kolben (22, 23) durch Servoventile (41.1, 41.2, 41.3) gesteuert wird, und die Servoventile (41.1, 41.2, 41.3) von einer Steuerung (40) gesteuert werden.
  9. Verfahren zum Betätigen nach einem der Ansprüche 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (22, 23) mit einem Medium in Form von Luft, Gas, Öl oder Hydraulikflüssigkeit betätigt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kolben-Zylindereinheit (100) ein Schlingenheber (60) für Walzband innerhalb einer kontinuierlich betriebenen Walzstraße betrieben wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Verfahren beider Kolben (22, 23) in eine Ausgangsstellung: Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums (P1) über den ersten Mediumanschluß (26); Druckentlastung in dem zweiten und dritten Druckraum (P2,P3) oder Druckbeaufschlagung des zweiten und dritten Druckraums (P2,P3) über den zweiten Mediumanschluß (27); wobei die durch den Druck in dem dritten Druckraum (P3) erzeugte Kraft auf den ersten Kolben (22) kleiner sein muss als die durch den Druck in dem ersten Druckraum erzeugte Kraft (P1) auf den ersten Kolben (22); und Druckentlastung in dem vierten Druckraum (P4) über den dritten Mediumanschluß (28) durch Öffnen des ersten Servoventils (41.1).
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte zum Ausfahren des ersten Kolbens (22): Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraums (P2) und des dritten Druckraums (P3) über den zweiten Mediumanschluß (27) und den Verbindungskanal (29); und Druckentlastung im ersten Druckraum (P1) über den ersten Mediumanschluß (26) durch Öffnen des ersten Servoventils (41.1);
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte zum Einfahren des ersten Kolbens (22): Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums (P1) über den ersten Mediumanschluß (26); und Druckentlastung des zweiten und dritten Druckraums (P2, P3) durch Öffnen des zweiten Servoventils (41.2).
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Ausfahren des zweiten Kolbens (23): Druckbeaufschlagung des vierten Druckraums (P4) über den dritten Mediumanschluß (28); und Druckentlastung des zweiten Druckraums (P2) durch Öffnen des zweiten Servoventils (41.2).
  15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte zum Blockieren des ersten Kolbens (22) gegen Ausfahren: Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums (P1) über den ersten Mediumanschluss (26) zum Halten des ersten Kolbens in seiner Ausgangsstellung, wobei die durch den Druck im ersten Druckraum erzeugte Kraft auf den ersten Kolben (22) kleiner sein muss als die durch den Druck im vierten Druckraum (P4) erzeugte Kraft auf den zweiten Kolben (23).
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Einfahren des zweiten Kolbens (23): Druckbeaufschlagung des zweiten und dritten Druckraums (P2,P3) über den zweiten Mediumanschluß (27); und Druckentlastung des vierten Druckraumes (P4) über den dritten Mediumanschluss (28) durch Öffnen des dritten Servoventils (41.3) erfolgt
  17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Blockieren des ersten Kolbens (22) gegen Ausfahren: Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums (P1) über den ersten Mediumanschluß (26), wobei die im ersten Druckraum (P1) durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben (22) größer sein muss als die im dritten Druckraum (P3) durch den Druck erzeugte Kraft auf den ersten Kolben (22).
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckräume (P1, P2, P3, P4) derart angesteuert werden, dass jeder der beiden Kolben (22, 23) unabhängig von dem anderen ganz oder teilweise ausgefahren oder jeder Kolben (22, 23) einzeln oder beide Kolben (22, 23) zusammen auf Block in die Ausgangsstellung gefahren werden können.
DE102010061840.3A 2010-06-14 2010-11-24 Kolben-Zylindereinheit als schaltbarer Stufen-Zylinder Active DE102010061840B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010061840.3A DE102010061840B4 (de) 2010-06-14 2010-11-24 Kolben-Zylindereinheit als schaltbarer Stufen-Zylinder
PCT/EP2011/055881 WO2011157462A1 (de) 2010-06-14 2011-04-14 Kolben-zylindereinheit als schaltbarer stufen-zylinder

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010023685.3 2010-06-14
DE102010023685 2010-06-14
DE102010047470 2010-10-06
DE102010047470.3 2010-10-06
DE102010061840.3A DE102010061840B4 (de) 2010-06-14 2010-11-24 Kolben-Zylindereinheit als schaltbarer Stufen-Zylinder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010061840A1 DE102010061840A1 (de) 2011-12-15
DE102010061840B4 true DE102010061840B4 (de) 2020-01-16

Family

ID=45020153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010061840.3A Active DE102010061840B4 (de) 2010-06-14 2010-11-24 Kolben-Zylindereinheit als schaltbarer Stufen-Zylinder

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010061840B4 (de)
WO (1) WO2011157462A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102661300B (zh) * 2012-05-22 2015-08-19 向光 客车空中充电气缸
CN102927081A (zh) * 2012-12-07 2013-02-13 向光 客车空中充电四级气缸
CN104454768A (zh) * 2014-10-29 2015-03-25 北京机械设备研究所 一种复合运动多级液压缸
CN106678121A (zh) * 2017-03-24 2017-05-17 王博 两级气缸
JP2019095033A (ja) * 2017-11-27 2019-06-20 いすゞ自動車株式会社 流体シリンダ及び、該流体シリンダを備えるアクチュエータ
CN112594252A (zh) * 2020-11-24 2021-04-02 中国人民解放军96901部队24分队 一种具有大输出力的串联多级缸

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1402710A1 (de) 1960-07-06 1969-03-13 United Eng Foundry Co Schlingenheber
US4726281A (en) 1986-06-13 1988-02-23 Quinto De Filippi Hydraulic cylinder
DE3836371C2 (de) 1988-10-26 1998-02-19 Schloemann Siemag Ag Hydraulische Antriebsvorrichtung für Schlingenheber
DE29811413U1 (de) 1998-06-25 1999-08-26 BISON stematec Maschinenbau- und Hubarbeitsbühnen Produktionsgesellschaft mbH, 02708 Löbau Mehrstufiger, doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit Hydraulikanordnung insbesondere für Hubarbeitssysteme
EP0862697B1 (de) 1995-11-24 2000-08-09 Mannesmann Rexroth AG Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung einer hydroanlage eines arbeitsgerätes

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1199847A (en) * 1968-07-03 1970-07-22 Dewandre Co Ltd C Improvements in or relating to Actuators for Gear Boxes
DE3339851C1 (de) * 1983-11-04 1985-04-04 Montan-Hydraulik GmbH, 4755 Holzwickede Mehrstufiger hydraulischer Teleskopzylinder
DE3416463A1 (de) * 1984-05-04 1985-11-07 Peter 7117 Bretzfeld Herrmann Mehrhub-stellzylinder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1402710A1 (de) 1960-07-06 1969-03-13 United Eng Foundry Co Schlingenheber
US4726281A (en) 1986-06-13 1988-02-23 Quinto De Filippi Hydraulic cylinder
DE3836371C2 (de) 1988-10-26 1998-02-19 Schloemann Siemag Ag Hydraulische Antriebsvorrichtung für Schlingenheber
EP0862697B1 (de) 1995-11-24 2000-08-09 Mannesmann Rexroth AG Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung einer hydroanlage eines arbeitsgerätes
DE29811413U1 (de) 1998-06-25 1999-08-26 BISON stematec Maschinenbau- und Hubarbeitsbühnen Produktionsgesellschaft mbH, 02708 Löbau Mehrstufiger, doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit Hydraulikanordnung insbesondere für Hubarbeitssysteme

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010061840A1 (de) 2011-12-15
WO2011157462A1 (de) 2011-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010061840B4 (de) Kolben-Zylindereinheit als schaltbarer Stufen-Zylinder
DE2813694C2 (de) Druckmittelbetätigbare Kniehebelspannvorrichtung mit einem dopptelt wirkenden Spannzylinder, in dem ein Differentialkolben längsverschiebbar geführt ist
DE3640161C2 (de)
DE102007033199B3 (de) Verfahren und Biegemaschine zur Kompensation der Durchbiegung von Teilen dieser Biegemaschine
DE102014005352B4 (de) Maschinenpresse
DE2620926A1 (de) Expandierbare kernwelle
DE102010021202A1 (de) Lasthalteventil mit Druckbegrenzungsfunktion
DE102018108609A1 (de) Arbeitszylinder-Vorrichtung mit wenigstens einer Arbeitszylinder-Einheit mit mechanischer Positionssicherung und unter Last nachrüstbarer Stangen-Notdichtung sowie Verfahren zu ihrem Betrieb
WO2012013322A1 (de) Pneumatikantrieb
DE1945844C3 (de) Vorrichtung zur Kompensation der durch das bewegte Walzgerüst von Rohrkaltwalzwerken hervorgerufenen Massenträgheitskräfte
EP2570679A1 (de) Verriegelungszylinder und Verfahren zur Verriegelung und Entriegelung eines Verriegelungszylinders
EP3101283A1 (de) Doppeltwirkender verriegelungszylinder und verfahren zum betreiben eines doppeltwirkenden verriegelungszylinders
DE3146845A1 (de) Einrichtung zur endabbremsung des arbeitskolbens eines doppeltwirkenden arbeitszylinders
DE102011107452B4 (de) Ventil zur Steuerung einer hydropneumatischen Vorrichtung zur Druckübersetzung sowie hydropneumatische Vorrichtung zur Druckübersetzung mit einem Ventil
EP2310151B1 (de) Walzvorrichtung mit verstellvorrichtung
DE102010001755B4 (de) Vorrichtung zum Befestigen zumindest eines Aufzugs auf einem Zylinder
DE102006034864B4 (de) Steuerungssystem für ein hydraulisches System
DE2129750C3 (de) Hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Spannvorrichtung oder dergleichen
EP2829764B1 (de) Kombinierte Kupplungs- und Bremsvorrichtung
EP0363575A1 (de) Druckluftzylinder mit Endlageverriegelung, insbesondere zur Betätigung von Rauchabzugsklappen
DE2250924C3 (de) Kletterhubwerk zum Anheben oder Absenken großer Lasten
DE202008012823U1 (de) Rauchabzugsvorrichtung
DE102008015008B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Strangführungseinrichtung
DE1932724C3 (de) Simultan-Schließvorrichtung zum gleichzeitigen öffnen und Schließen der Preßplatten einer Mehretagen-Heißpresse
DE1079930B (de) Hydraulische Druckausgleichvorrichtung fuer Arbeitsmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SMS GROUP GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SMS SIEMAG AG, 40237 DUESSELDORF, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: HEMMERICH & KOLLEGEN, DE

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final