DE102011101019A1

DE102011101019A1 - Multistage hydraulic cylinder for mechanical conversion of linear or rotary movements of hydraulic scissor lift, has hole through which hydraulic oil is supplied after larger piston reaches its end position

Info

Publication number: DE102011101019A1
Application number: DE102011101019A
Authority: DE
Inventors: Herwig Karl-Wilhelm
Original assignee: Pacoma GmbH
Current assignee: Pacoma GmbH
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2012-11-15

Abstract

The multistage hydraulic cylinder (1) has a cylinder housing (2) comprising smaller and larger tubular sections (3,4) that are provided with cylinder smaller and larger caps (5,6) respectively. The smaller and larger pistons (7,9) are provided in smaller and larger tubular sections respectively. The larger piston is provided with a smaller diameter section (11) and a larger diameter section (12). The larger piston is pushed towards the larger cap until larger piston reaches end position. The hydraulic oil is supplied through a through-hole (13) after larger piston reaches its end position.

Description

Für die Beurteilung in Betracht gezogene Druckschriften
US 3269275 A
DE 3809461 A1
EP 0 967 399 A2
DE 10057280 C2
DE 10 2008 045 426A1
US 2009/0308243 A1 Documents considered for the assessment
US 3269275 A
DE 3809461 A1
EP 0 967 399 A2
DE 10057280 C2
DE 10 2008 045 426A1
US 2009/0308243 A1

Druckmittelzylinder, hier insbesondere Hydraulikzylinder zur maschinellen Umsetzung von Linear- oder Drehbewegungen, sind in der Industrie weit verbreitet. Einfache einstufige Druckmittelzylinder eignen sich in den Fällen, wo eine gleichförmige Kraft über eine definierte Wegstrecke aufgebracht werden muss. In vielen Fällen, z. B. bei hydraulischer Verstellung eines Scherentisches verändert sich jedoch der notwendige Kraftaufwand mit der Wegstrecke. Im eingefahrenen Zustand wird aufgrund der speziellen Kinematik in der Anfangsphase auf einer ersten, relativ kurzen Wegstrecke ein hoher Kraftaufwand benötigt, anschließend kann das weitere Ausfahren nach Überwinden dieses Anfahrwiderstands mit deutlich geringerem Kraftaufwand bewerkstelligt werden. Gleichzeitig ist es bei diesem Anwendungsfall wünschenswert, dass die Ausfahrbewegung insgesamt zügig und daher besonders auf der zweiten, größeren Wegstrecke schnell abläuft.Hydraulic cylinders, in particular hydraulic cylinders for the mechanical implementation of linear or rotary movements, are widely used in industry. Simple single-stage pressure cylinder are suitable in cases where a uniform force over a defined distance must be applied. In many cases, for. B. in hydraulic adjustment of a scissor, however, the necessary effort changes with the distance. In the retracted state, due to the special kinematics in the initial phase, a high expenditure of force is required on a first, relatively short distance, and then further extension after overcoming this starting resistance can be accomplished with significantly less effort. At the same time, it is desirable in this application that the extension movement takes place quickly overall and therefore quickly, especially on the second, larger path.

Stand der TechnikState of the art

Eine einfache, weit verbreitete Lösung zur Erfüllung dieser Anforderungen besteht darin, einen Scherenhubtisch mit zwei Hydraulikzylindern zu versehen, wobei der eigentliche Arbeitszylinder entsprechend des relativ geringen Kraftaufwands in der Hebephase dimensioniert wird. Dieser Arbeitszylinder wird in der kurzen Hubanfahrphase zusätzlich von einem deutlich größer dimensionierten Hilfszylinder unterstützt, dessen Aufgabe lediglich darin besteht, diesen Anfangswiderstand zu überwinden. Nachteil dieser Lösung ist, dass zwei separate Zylinder verbaut, mit Druckmittelleitungen verbunden und angesteuert werden müssen. Neben dem Nachteil des höheren Gewichtes und Aufwands müssen in beiden Zylindern Versagenssicherungen eingebaut werden, um mögliche Unfälle zu verhindern, die bei Ausfall eines der Zylinder auftreten könnten.A simple, widespread solution to meet these requirements is to provide a scissor lift with two hydraulic cylinders, wherein the actual working cylinder is dimensioned according to the relatively small force in the lifting phase. This cylinder is additionally supported in the short Hubanfahrphase of a much larger sized auxiliary cylinder whose job is only to overcome this initial resistance. Disadvantage of this solution is that two separate cylinders installed, connected to pressure medium lines and must be controlled. In addition to the penalty of increased weight and effort, fail-safe systems must be installed in both cylinders to prevent possible accidents that could occur if one of the cylinders fails.

In US 3269275 A wird in einem anderen Anwendungsfall mit ähnlichen Anforderungen ein zweistufiger Hydraulikzylinder vorgeschlagen, der zwei teleskopartig ineinander verbaute Kolben mit unterschiedlichen Durchmessern beinhaltet. Die unterschiedlichen Querschnittsflächen der beiden Kolben bedingen, dass bei gleichmäßigem Druckmittelzufluss sich zuerst der äußere größere Kolben zusammen mit dem in ihm gelagerten kleinen Kolben relativ langsam bewegt und dabei eine relativ große Kraft überträgt. In dem Moment, wo der größere Kolben seine Endlage erreicht, wird der kleinere Kolben aktiviert und führt die Bewegung mit größere Geschwindigkeit und verminderter Kraftübertragung weiter, bis auch er seine Endlage erreicht.In US 3269275 A In another application with similar requirements, a two-stage hydraulic cylinder is proposed, which includes two telescopically integrated pistons with different diameters. The different cross-sectional areas of the two pistons require that, with a uniform flow of pressure medium, the outer, larger piston first moves relatively slowly together with the small piston mounted in it, thereby transferring a relatively large force. At the moment when the larger piston reaches its end position, the smaller piston is activated and continues the movement with greater speed and reduced power transmission until it reaches its end position.

Ähnliche konstruierte mehrstufige Druckmittelzylinder werden auch anderweitig eingesetzt. In DE 10 2008 045 426 A1 wird ein pneumatisch betriebener Doppelhubzylinder vorgestellt, der einen als offene Hülse gebildeten Vorschubkolben und einen darin wiederum axial verschiebbar gelagerten Arbeitshubkolben beinhaltet. Beide Kolben haben an ihren Stirnflächen unterschiedliche, aufeinander abgestimmte Durchmesser. Durch wechselseitige Druckmittelzufuhr werden in einem Fall beide Kolben in eine Bewegungsrichtung gezwungen, im anderen Fall wird lediglich der Arbeitskolben mit hoher Geschwindigkeit im stillstehendem Vorschubkolben bewegt.Similar constructed multi-stage pressure cylinder are also used elsewhere. In DE 10 2008 045 426 A1 a pneumatically operated Doppelhubzylinder is presented, which includes a feed piston formed as an open sleeve and therein in turn axially displaceably mounted Arbeitsshubkolben. Both pistons have at their faces different, matched diameter. By mutual pressure medium supply both pistons are forced in one direction of movement in one case, in the other case, only the working piston is moved at high speed in the stationary feed piston.

Ein Nachteil derartiger zwei- oder mehrstufiger Hydraulikzylinder liegt darin, dass es lastabhängig ist, in welcher Reihenfolge die einzelnen Zylinderstufen angesprochen werden. Mit dem Zweck eine höhere Betriebssicherheit zu erzielen wird in EP 0 967 399 A2 ein mehrstufiger Hydraulikzylinder für Hubarbeitssysteme beschrieben, bei dem durch eine besondere Hydraulikanordnung eine festgelegte Reihenfolge der Betätigung der Zylinderstufen beim Ein- und Ausfahren erzwungen wird.A disadvantage of such two- or multi-stage hydraulic cylinders is that it is load-dependent, in which order the individual cylinder stages are addressed. In order to achieve a higher operational reliability is in EP 0 967 399 A2 a multi-stage hydraulic cylinder for lifting work systems described in which a specific order of hydraulic actuation of the cylinder stages during retraction and extension is enforced by a special hydraulic arrangement.

Es bleibt der konstruktive Nachteil aller teleskopartigen oder anderweitig mehrfach ineinander geschobenen mehrstufigen (Hohl-)kolben, wie sie in weiteren Konstruktionsformen auch in US 2009/0308243 A1 , DE 38 09 461 A1 und DE 100 57 280 C2 beschrieben sind, dass diese relativ aufwändig gebaut sind und in jeder ineinander geschobenen Stufe gegeneinander druckmittelundurchlässig abgedichtet sein müssen. Des für die Ausfahrbewegung notwendige Spiel jeder Stufe addiert sich und erhöht letztlich das Risiko von Leckagen und der Durchknickung des ausgefahrenen Zylinders. Zudem bestimmt der Durchmesser der größten Zylinderstufe die Größe des gesamten Zylindergehäuses und führt damit zwangsläufig zu einer relativ voluminösen Bauart.There remains the constructive disadvantage of all telescopic or otherwise multiple interlocked multi-stage (hollow) piston, as in other forms of construction in US 2009/0308243 A1 . DE 38 09 461 A1 and DE 100 57 280 C2 are described that they are built relatively expensive and must be sealed against each other pressure medium impermeable in each nested stage. The play required for the extension movement of each stage adds up and ultimately increases the risk of leakage and the kinking of the extended cylinder. In addition, the diameter of the largest cylinder stage determines the size of the entire cylinder housing and thus inevitably leads to a relatively bulky design.

Aufgabenstellungtask

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen zwei- oder mehrstufigen Druckmittelzylinder zu entwickeln, der die Übertragung unterschiedlicher Kräfte mit entsprechend unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten erlaubt und dabei relativ einfach, robust und kostengünstig konstruiert ist.It is an object of the present invention to develop a two- or multi-stage pressure cylinder, which allows the transmission of different forces with correspondingly different speeds of movement and is relatively simple, robust and cost-effective design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Druckmittelzylinder, dessen abgestuftes Zylindergehäuse aus zwei hintereinander liegenden rohrartigen Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, dessen Enden mit einem Zylinderdeckel verschlossen sind, zwei hintereinander liegende, jeweils axial verschiebbare und nicht miteinander verbundene Kolben beinhaltet, wobei der größere Kolben eine beide Stirnflächen verbindende Durchgangsbohrung aufweist und mindestens zwei Kolbenabschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern beinhaltet, dessen durchmessergrößerer Kolbenabschnitt in der Innenseite des durchmessergrößeren Teils des Zylindergehäuses und dessen Kolbenabsschnitt mit dem kleineren Durchmesser genauso wie der zweite Kolben in der Innenseite des durchmesserkleineren Teils des Zylindergehäuses geführt wird, so dass in einer ersten Hubphase beide Kolben gleichzeitig in Bewegung gesetzt werden, bis der größere Kolben seine Endlage erreicht und anschließend der kleinere Kolben mit erhöhter Hubgeschwindigkeit weiterbewegt wird, bis auch dieser seine Endlage erreicht.This object is achieved in that a pressure medium cylinder whose stepped cylinder housing consists of two consecutive tubular sections with different diameters, the ends of which are closed with a cylinder cover, two consecutive, each axially displaceable and non-interconnected piston includes, wherein the larger piston has a both end surfaces connecting through hole and at least two piston sections with includes different diameters whose diameter larger piston portion is guided in the inside of the larger diameter portion of the cylinder housing and the piston portion with the smaller diameter as well as the second piston in the inside of the smaller diameter portion of the cylinder housing, so set in a first stroke both pistons simultaneously in motion be until the larger piston reaches its end position and then the smaller piston with increased lifting speed is moved on until di he reached his final position.

In einer vorteilhaften Ausführung besteht das Zylindergehäuse aus mehr als zwei rohrartigen Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern und enthält gleich viele Kolben mit jeweils entsprechend angepassten Durchmessern in der oben beschriebenen Bauart, so dass der Hub in mehreren noch feiner auf die Anforderungen abgestimmten Teilstufen durchgeführt werden kann.In an advantageous embodiment, the cylinder housing consists of more than two tubular sections with different diameters and contains the same number of pistons, each with correspondingly adapted diameters in the above-described type, so that the stroke can be performed in several even finer tuned to the requirements stages.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der mehrstufiger Druckmittelzylinder als doppelwirkender Zylinder ausgeführt wird, wobei der Kolben mit der größten Kolbenfläche ebenfalls mit einer Kolbenstange verbunden ist, die an dem dem Austritt der ersten Kolbenstange gegenüberliegenden Ende des Zylindergehäuse austritt.In a further advantageous embodiment, the multi-stage pressure cylinder is designed as a double-acting cylinder, wherein the piston with the largest piston surface is also connected to a piston rod, which exits at the end of the cylinder housing opposite the outlet of the first piston rod.

In einer vorteilhafter Ausführung besteht ein doppelwirkendes Zylindergehäuse aus zwei baugleichen Teilzylindergehäusen der oben beschriebenen Art, deren größere Stirnflächen keinen Zylinderdeckel beeinhalten und die spiegelbildlich aneinander gesetzt und fluiddicht verbunden sind und eine gemeinsame mittige Fluideinlassöffnung besitzen, so dass beim Einlassen des Drucksmittels beide Kolbenkombinationen zeitgleich in entgegengesetzte Richtung bewegt werden.In an advantageous embodiment, a double-acting cylinder housing consists of two identical partial cylinder housings of the type described above, the larger end faces do not contain a cylinder cover and the mirror images are set and fluid-tightly connected and have a common central fluid inlet, so that when the pressure medium both piston combinations at the same time in opposite Be moved direction.

In einer weiteren vorteilhafter Ausführung besteht ein doppelwirkendes Zylindergehäuse der oben beschriebenen Bauart aus zwei Teilzylindergehäusen mit unterschiedlichen Geometrien, wobei die beiden Teilzylindergehäuse und die einzelnen Kolben so dimensioniert sind, dass auf jeder Teilwegstrecke in die jeweilige Richtung die optimale Hebe- bzw. Zugkraft und Arbeitsgeschwindigkeit erzielt wird.In a further advantageous embodiment, a double-acting cylinder housing of the type described above consists of two partial cylinder housings with different geometries, wherein the two partial cylinder housing and the individual pistons are dimensioned so that the optimal lifting or pulling force and operating speed is achieved on each partial path in the respective direction becomes.

In einer weiteren vorteilhafter Ausführung sind ein oder mehrere Kolben eines mehrstufiger Zylinder der vorher beschriebenen Art mit einer Endlagendämpfung versehen, die die Erschütterungen reduzieren, die aus dem Anschlagen der Kolben gegeneinander bzw. dem Anschlagen an ihre Endlage resultieren.In a further advantageous embodiment, one or more pistons of a multi-stage cylinder of the type described above are provided with an end cushioning, which reduce the shocks that result from the striking of the pistons against each other or the striking their end position.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. The drawing shows in

1: einen Schnitt durch einen zweistufigen Hydraulikzylinder in Ruhestellung 1 : a section through a two-stage hydraulic cylinder at rest

2: einen Schnitt durch einen zweistufigen Hydraulikzylinder mit ausgefahrener ersten Hubstufe 2 a section through a two-stage hydraulic cylinder with extended first stroke

3: einen Schnitt durch einen zweistufigen Hydraulikzylinder im komplett ausgefahrenen Zustand 3 : a section through a two-stage hydraulic cylinder in the fully extended state

4: einen Schnitt durch einen zweistufigen Hydraulikzylinder mit Endlagendämpfung beider Kolben 4 a section through a two-stage hydraulic cylinder with cushioning of both pistons

Das Ausführungsbeispiel in den 1 bis 3 zeigt einen zweistufigen Hydraulikzylinder (1) bestehend aus einem aus Zylindergehäuse (2), das aus zwei hintereinander liegenden rohrartigen Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern (3) und (4) besteht und dessen beiden Stirnseiten jeweils mit einem Zylinderdeckel (5) und (6) verschlossen sind. Im Inneren des Zylindergehäuses (2) sind zwei nicht miteinander verbundene, jeweils axial verschiebbare Kolben mit unterschiedlichen Kolbenflächen (7) und (9) hintereinander liegend untergebracht, die jeweils an der Innenseite des rohrartigen Zylindergehäuse (2) geführt werden.The embodiment in the 1 to 3 shows a two-stage hydraulic cylinder ( 1 ) consisting of a cylinder housing ( 2 ), which consists of two tubular sections of different diameters ( 3 ) and ( 4 ) and whose two end faces each with a cylinder cover ( 5 ) and ( 6 ) are closed. Inside the cylinder housing ( 2 ) are two unconnected, each axially displaceable piston with different piston surfaces ( 7 ) and ( 9 ) lying one behind the other, each on the inside of the tubular cylinder housing ( 2 ).

Der axiale Bewegungsspielraum des kleineren zylindrischen Kolbens (7) ist auf das dünneren Segment (3) des Zylindergehäuse (2) beschränkt; dieser Kolben (7) ist fest mit einer Kolbenstange (10) verbunden. Der Zylinderdeckel (5) auf der Stirnseite des kleineren zylindrischen Segments ist mit einer Durchgangsbohrung (8) versehen, die als fluiddichte Führung dem Austritt der Kolbenstange (10) aus dem Zylindergehäuse (2) dient, Der größere Kolben (9) setzt sich aus zwei zylindrischen Abschnitten mit jeweils unterschiedlichem Außendurchmesser (11) und (12) zusammen und ist so in dem Zylindergehäuse (2) axial verschiebbar gelagert, dass der Abschnitt (11) in jeder Bewegungsphase in dem rohrartigem Abschnitt (3) und der zylindrische Abschnitt (12) des Kolben (9) in dem größerem rohrartigen Segment (4) des Zylindergehäuse (2) geführt wird. Der größere Kolben (9) besitzt eine zentrisch eingebrachte Durchgangsbohrung (13), durch die das Druckmedium fließen kann und über den Druck, den es dabei auf die Stirnfläche des kleineren Kolbens (7) ausübt, diesen in Bewegung setzen kann. Die Durchgangsbohrung (13) ist dabei so dimensioniert, dass sie beim Rückfahren des Zylinders als Drosselventil dient und dabei das Auftreffen des Kolbens (7) auf den Kolben (9) abbremst.The axial range of motion of the smaller cylindrical piston ( 7 ) is on the thinner segment ( 3 ) of the cylinder housing ( 2 ) limited; this piston ( 7 ) is fixed with a piston rod ( 10 ) connected. The cylinder cover ( 5 ) on the front side of the smaller cylindrical segment is provided with a through hole ( 8th ) provided as a fluid-tight guide the outlet of the piston rod ( 10 ) from the cylinder housing ( 2 ), The larger piston ( 9 ) consists of two cylindrical sections, each with a different outer diameter ( 11 ) and ( 12 ) and is in the cylinder housing ( 2 ) axially displaceable that the section ( 11 ) in each phase of movement in the tubular section ( 3 ) and the cylindrical section ( 12 ) of the piston ( 9 ) in the larger tubular segment ( 4 ) of the cylinder housing ( 2 ) to be led. The larger piston ( 9 ) has a centric introduced Through hole ( 13 ), through which the pressure medium can flow and the pressure that it exerts on the end face of the smaller piston ( 7 ), can set this in motion. The through hole ( 13 ) is dimensioned so that it serves as a throttle valve when returning the cylinder and thereby the impact of the piston ( 7 ) on the piston ( 9 ) decelerates.

Sämtliche sich gegeneinander bewegende Komponenten des zweistufigen Hydraulikzylinders (1) sind fluidundurchlässig gegeneinander geführt. Die abgedichteten Führungen (14) bis (17) entsprechen dem Stand der Technik, so wie sie in Druckmittelzylindern üblicherweise Verwendung finden und sind deshalb nur schematisch angedeutet.All components of the two-stage hydraulic cylinder moving against each other ( 1 ) are guided against each other fluid-impermeable. The sealed guides ( 14 ) to ( 17 ) correspond to the prior art, as they are commonly used in pressure cylinders and are therefore only indicated schematically.

Das Zylindergehäuse (2) besitzt auf dem Umfang an beiden Enden jeweils unmittelbar neben den Zylinderdeckeln (5) und (6) sowie zusätzlich im rohrartigen Abschnitt (4) nahe des Übergangs zum dünneren Abschnitt (3) drei Ein-/Auslassöffnungen (18) bis (20), die jeweils mit einer nicht abgebildeten Druckmittelleitungen zur Zu- und Abführung des Hydrauliköls verbunden sind.The cylinder housing ( 2 ) has on the circumference at both ends in each case immediately adjacent to the cylinder covers ( 5 ) and ( 6 ) and additionally in the tubular section ( 4 ) near the transition to the thinner section ( 3 ) three inlet / outlet openings ( 18 ) to ( 20 ), which are each connected to a non-illustrated pressure medium lines for supply and discharge of the hydraulic oil.

In 1 ist der zweistufige Druckmittelzylinder in Ruhestellung abgebildet. Über die Ein-/Auslassöffnung (18) wird dem Druckmittelzylinder Hydrauliköl in den Teilzylinderraum (21) zugeführt. Dadurch, dass der Kolben (9) gegenüber dem Kolben (7) eine im Vergleich zum Reibungswiderstand größere Kolbenfläche bietet, ist die Bewegungsreihenfolge beider Kolben vorgegeben. Der ansteigende Druck im Teilzylinderraum (21) führt dazu, dass der Kolben (9) und gleichzeitig mit ihm der direkt an diesem anliegende Kolben (7) in Richtung des Zylinderdeckels (5) bewegt wird. Über die Auslassöffnung (20) entweicht das im Teilzylinderraum (22) befindliche Hydrauliköl. Die Bewegung des Kolben (9) wird gestoppt, wenn die in Richtung Zylinderdeckel (5) liegende Stirnfläche des zylindrischen Abschnitts (12) die in Richtung Zylinderdeckel (6) liegende Stirnfläche des rohrartigen Abschnitts (3) des Zylindergehäuses (2) berührt (2). Nachdem der Kolben (9) seine Endlage erreicht hat, wird die in Richtung des Zylinderdeckels (6) weisende Stirnfläche des Kolbens (7) über die Durchgangsbohrung (13) weiter mit Hydrauliköl beaufschlagt, so dass durch den ansteigenden Druck der Kolben (7) in gleiche Richtung jedoch aufgrund der geringeren Kolbenquerschnittsfläche nun mit erhöhter Geschwindigkeit weiter bewegt wird. Ein normalerweise zu erwartender ruckartige Stufenübergang, wie er bei anderen Konstruktionen auftritt, findet nur sehr gedämpft statt. Ursache hierfür ist, dass der Kolben (7) nicht aus der Ruhelage angestoßen wird, sondern bereits in Bewegung lediglich eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit erfährt. Über die Ein-/Auslassöffnung (19) entweicht das im Teilzylinderraum (23) befindliche Hydrauliköl. Der Kolben (7) erreicht seine Endlage, wenn seine kolbenstangenseitige Stirnfläche die im Inneren des Zylindergehäuses (2) liegende Stirnfläche des Zylinderdeckels (5) berührt (3).In 1 the two-stage pressure cylinder is shown at rest. Via the inlet / outlet opening ( 18 ) is the hydraulic cylinder hydraulic oil in the partial cylinder space ( 21 ). Because the piston ( 9 ) opposite the piston ( 7 ) offers a larger compared to the friction resistance piston surface, the order of movement of both pistons is given. The increasing pressure in the partial cylinder space ( 21 ) causes the piston ( 9 ) and at the same time with him the directly adjoining this piston ( 7 ) in the direction of the cylinder cover ( 5 ) is moved. Via the outlet opening ( 20 ) escapes in the partial cylinder space ( 22 ) located hydraulic oil. The movement of the piston ( 9 ) is stopped when the cylinder head ( 5 ) lying end face of the cylindrical portion ( 12 ) in the direction of the cylinder cover ( 6 ) lying end face of the tubular portion ( 3 ) of the cylinder housing ( 2 ) touched ( 2 ). After the piston ( 9 ) has reached its end position, which is in the direction of the cylinder cover ( 6 ) facing end surface of the piston ( 7 ) via the through-bore ( 13 ) further charged with hydraulic oil, so that by the increasing pressure of the piston ( 7 ) is moved in the same direction but now with increased speed due to the smaller piston cross-sectional area. A normally expected jerky step transition, as it occurs in other constructions, takes place only very muffled. Cause of this is that the piston ( 7 ) is not triggered from the rest position, but already experiencing only a change in the movement speed in motion. Via the inlet / outlet opening ( 19 ) escapes in the partial cylinder space ( 23 ) located hydraulic oil. The piston ( 7 ) reaches its end position when its piston rod-side end face in the interior of the cylinder housing ( 2 ) lying end face of the cylinder cover ( 5 ) touched ( 3 ).

Beim Rückfahren des Zylinders wird über die Ein-/Auslassöffnung (19) Hydrauliköl in den Teilzylinderraum (23) zugeführt. Der Kolben (7) wird in Richtung Zylinderdeckel (6) bewegt, das zwischen Kolben (7) und Kolben (9) im Teilzylinderraum (24) befindliche Hydrauliköl fließt über die Durchgangsbohrung (13) in den Teilzylinderraum (21), bis die dem Zylinderdeckel (6) zugewandte Stirnseite des Kolbens (7) die dem Zylinderdeckel (5) zugewandte Stirnseite des Kolben (9) berührt. Der Kolben (7) schiebt den Kolben (9) weiter in Richtung Zylinderdeckel (6), das Hydrauliköl im Teilzylinderraum (21) wird über die Ein-/Auslassöffnung (18) abgeführt, über die Ein-/Auslassöffnung (20) gelangt Hydrauliköl in den Teilzylinderraum (22), bis schließlich beide Kolben wieder ihre Ausgangslage erreichen.When returning the cylinder is via the inlet / outlet opening ( 19 ) Hydraulic oil into the partial cylinder space ( 23 ). The piston ( 7 ) is moved in the direction of the cylinder cover ( 6 ) moved between pistons ( 7 ) and pistons ( 9 ) in the partial cylinder space ( 24 ) hydraulic oil flows through the through hole ( 13 ) into the partial cylinder space ( 21 ) until the cylinder cover ( 6 ) facing the end face of the piston ( 7 ) the cylinder cover ( 5 ) facing the end face of the piston ( 9 ) touched. The piston ( 7 ) pushes the piston ( 9 ) in the direction of the cylinder cover ( 6 ), the hydraulic oil in the partial cylinder space ( 21 ) via the inlet / outlet opening ( 18 ), via the inlet / outlet opening ( 20 ) hydraulic oil enters the partial cylinder space ( 22 ), until finally both pistons reach their starting position again.

4 zeigt eine Variante des in 1 bis 3 dargestellten zweistufigen Hydraulikzylinders, bei dem beide Kolben mit einer Entlagendämpfung versehen sind. Hierzu ist an der Innenseite des Zylinderdeckels (6) ein zylindrisch geformter Dämpferzapfen (25) angebracht, der die mittig angebrachte Ein-/Auslassöffnung (18) beinhaltet. Die diesem Zylinderdeckel zugewandte Stirnseite des Kolbens (9) besitzt eine im Durchmesser an den Dämpferzapfen angepasste zylindrische Dämpferbohrung (26). Auf der dem Zylinderdeckel (5) zugewandten Stirnseite des Kolbens (9) ist ein weiterer zylindrisch geformter Dämpferzapfen (27) angebracht, der wiederum mit einer im Durchmesser angepassten zylindrischen Dämpferbohrung (28) korrespondiert. Beim Zurückfahren des Kolbens (7) wird ab dem Moment, wo der Dämpferzapfen (27) in die Dämpferbohrung (28) eindringt, das Hydrauliköl durch den zwischen dem Außendurchmesser des Dämpferzapfens (27) und dem Innendurchmesser der Dämpferbohrung (28) verbleibenden Spalt gezwungen und dadurch die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolben (7) abgebremst. Beim weiteren Zurückfahren des Kolbens (7) gemeinsam mit Kolben (9), wird dann wiederum ab dem Moment, wie der zweite Dämpferzapfen (25) in die Dämpferbohrung (26) eindringt, die Bewegungsgeschwindigkeit beider Kolben in gleiche Weise abgebremst. 4 shows a variant of in 1 to 3 illustrated two-stage hydraulic cylinder, in which both pistons are provided with a cushioning damping. For this purpose, on the inside of the cylinder cover ( 6 ) a cylindrically shaped damper pin ( 25 ), the centrally located inlet / outlet opening ( 18 ) includes. The cylinder cover facing this end face of the piston ( 9 ) has a diameter adapted to the damper pin cylindrical damper bore ( 26 ). On the cylinder cover ( 5 ) facing the end face of the piston ( 9 ) is another cylindrically shaped damper pin ( 27 ), which in turn with a diameter-adapted cylindrical damper bore ( 28 ) corresponds. When returning the piston ( 7 ) is from the moment where the damper pin ( 27 ) into the damper bore ( 28 ) penetrates the hydraulic oil by the between the outer diameter of the damper pin ( 27 ) and the inner diameter of the damper bore ( 28 ) remaining gap and thereby the speed of movement of the piston ( 7 ) decelerated. Upon further retraction of the piston ( 7 ) together with piston ( 9 ), then again from the moment the second damper pin ( 25 ) into the damper bore ( 26 ) penetrates, the speed of movement of both pistons braked in the same way.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 3269275 A [0001, 0004]
DE 3809461 A1 [0001, 0007]
EP 0967399 A2 [0001, 0006]
DE 10057280 C2 [0001, 0007]
DE 102008045426 A1 [0001, 0005]
US 2009/0308243 A1 [0001, 0007]

Claims

Multi-stage pressure cylinder, characterized in that the stepped cylinder housing ( 2 ) of at least two tubular sections of different diameters ( 3 . 4 ) whose ends each with a cylinder cover ( 5 . 6 ) are closed, two successive, each axially displaceable piston with different piston area ( 7 . 9 ), wherein the piston with the larger piston surface ( 9 ) a connecting its two end faces through hole ( 13 ) and at least two cylindrical sections with different diameters ( 11 . 12 ), with the larger diameter portion ( 12 ) on the inside of the larger diameter section ( 4 ) of the cylinder housing ( 2 ) and the smaller diameter section ( 11 ) on the inside of the thinner section ( 3 ) of the cylinder housing ( 2 ) and the second piston with the smaller piston surface ( 7 ) only in the thinner section ( 3 ) of the cylinder housing ( 2 ) and with a piston rod ( 10 ) connected by the cylinder cover ( 5 ) comes out of the cylinder housing, so that in a first stroke phase of the piston with the larger piston area ( 9 ) is set in motion while the adjacent piston ( 7 ) pushes in the same direction until the piston ( 9 ) reached its final position and then only the piston ( 7 ) by pressure medium supply via the through-bore ( 13 ) is moved on until he reaches his final position.

Multi-stage pressure cylinder according to claim 1, characterized in that it more than two axially displaceable, one behind the other piston in the direction of the piston rod ( 10 ) has smaller piston cross sections of the type described above and the cylinder housing ( 2 ) of a plurality of sections corresponding in diameter ( 3 . 4 ), all pistons except the piston with the smallest piston area ( 7 ) a connecting the two end faces through hole ( 13 ) and each of at least two cylindrical sections ( 11 . 12 ) with different diameters, whose larger diameter section ( 12 ) each on the inside of the diameter corresponding portion ( 4 ) of the cylinder housing and its smaller diameter portion ( 11 ) each on the inside of the corresponding corresponding part in diameter ( 3 ) of the cylinder housing ( 2 ) is guided, so that in a first stroke phase of the piston with the largest piston area ( 9 ) is set in motion while the other piston pushes in the same direction, and after this piston reaches its end position, only the following piston with increased stroke speed are moved on, until finally the piston with the smallest piston surface ( 7 ) reaches its final position.

Multi-stage pressure cylinder according to one of claims 1 or 2, characterized in that it is designed as a double-acting cylinder and the piston with the largest piston area ( 9 ) is also connected to a piston rod, which at the outlet of the first piston rod ( 10 ) opposite end of the cylinder housing ( 2 ) from the cylinder cover ( 6 ) occurs.

Multi-stage pressure cylinder according to one of claims 1 or 2, characterized in that it is designed as a double-acting cylinder, consisting of two geometrically identical part-cylinder housings ( 2 ) which is composed in the construction described in claims 1 or 2, wherein both partial cylinder housing ( 2 ) on the end face of the larger diameter portion of the cylinder housing ( 12 ) no cylinder covers ( 6 ) and are instead set mirror-inverted and fluid-tight together and a common inlet / outlet opening ( 18 ) for the supply and discharge of the print medium

Multi-stage pressure cylinder according to one of claims 1 or 2, characterized in that it is designed as a double-acting cylinder consisting of two geometry-different partial cylinder housings ( 2 ) which is assembled in the construction described in claims 1 or 2, wherein both partial cylinder housing ( 2 ) on the end face of the larger diameter portion of the cylinder housing ( 12 ) no cylinder covers ( 6 ) and are instead set mirror-inverted and fluid-tight together and a common inlet / outlet opening ( 18 ) for the supply of the printing medium

Multi-stage pressure cylinder according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the pistons ( 7 . 9 ) with a cushioning ( 25 . 26 . 27 . 28 ) is provided.