DE102013102167A1 - Hydraulic cylinder with redundant safety valve system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder (1) mit einem Zylindergehäuse (2), in dem ein mit einer Kolbenstange (4) verbundener Kolben (3) axial verschiebbar geführt ist, der in dem Zylindergehäuse (2) einen in seiner Größe veränderlichen ersten Druckraum (10) begrenzt, wobei ein mit dem Druckraum (10) verbundenes steuerbares Absperrorgan (9) in das Zylindergehäuse (2) integriert ist, durch das der Druckraum (10) absperrbar ist und das in eine Freigabeposition verstellbar ist, in der eine Verbindung zwischen dem Druckraum (10) und einem Druckmittelanschluss (7) des Hydraulikzylinders (1) besteht, wobei in dem Hydraulikzylinder (1) ein zweiter Druckraum (13) ausgebildet ist, der durch Verschieben des Kolbens (2) und der Kolbenstange (4) gleichsinnig mit dem ersten Druckraum (10) in seiner Größe veränderlich ist, und wobei ein mit dem zweiten Druckraum (13) verbundenes zweites steuerbares Absperrorgan (14) in das Zylindergehäuse (2) integriert ist, durch das der zweite Druckraum (13) absperrbar ist und das in eine Freigabeposition verstellbar ist, in der eine Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum (13) und einem Druckmittelanschluss (19) des Hydraulikzylinders (1) besteht. The invention relates to a hydraulic cylinder (1) having a cylinder housing (2) in which a piston (3) connected to a piston rod (4) is guided in an axially displaceable manner, which in the cylinder housing (2) has a first pressure chamber (10) which is variable in size ), wherein a with the pressure chamber (10) connected controllable obturator (9) in the cylinder housing (2) is integrated, through which the pressure chamber (10) can be shut off and which is adjustable in a release position in which a connection between the pressure chamber (10) and a pressure medium connection (7) of the hydraulic cylinder (1), wherein in the hydraulic cylinder (1) a second pressure chamber (13) is formed by moving the piston (2) and the piston rod (4) in the same direction with the first Pressure chamber (10) is variable in size, and wherein a second controllable with the second pressure chamber (13) connected second controllable obturator (14) in the cylinder housing (2) through which the second Dru Back space (13) can be shut off and is adjustable in a release position in which a connection between the second pressure chamber (13) and a pressure medium connection (19) of the hydraulic cylinder (1).

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Er umfasst in an sich bekannter Weise ein Zylindergehäuse, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben in axialer Richtung ein- und ausfahrbar geführt ist. Innerhalb des Zylindergehäuses begrenzt der Kolben einen in seiner Größe veränderlichen ersten Druckraum, der über eine Leitung mit einem ersten Druckmittelanschluss des Hydraulikzylinders verbunden ist. Durch Zuführen von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit wird der Kolben bewegt und damit die an der Kopfseite aus dem Zylindergehäuse herausgeführte Kolbenstange zum Verrichten mechanischer Arbeit axial weiter ausgefahren. Das Volumen des Druckraums vergrößert sich dabei entsprechend. The present invention relates to a hydraulic cylinder according to the preamble of claim 1. It comprises, in a manner known per se, a cylinder housing in which a piston connected to a piston rod is guided in and out in the axial direction. Within the cylinder housing, the piston defines a variable in size first pressure chamber which is connected via a line to a first pressure medium connection of the hydraulic cylinder. By supplying pressurized hydraulic fluid, the piston is moved, thereby axially extending the piston rod led out of the cylinder housing on the head side to perform mechanical work. The volume of the pressure chamber increases accordingly.

Um ein unbeabsichtigtes Einfahren des unter der Einwirkung einer äußeren Last stehenden Kolbens und der Kolbenstange im Falle eines Bruchs oder Lecks in einer an den Druckmittelanschluss angeschlossenen Hydraulikleitung oder Schlauchs zu verhindern, ist es bekannt, ein steuerbares Absperrorgan so in das Zylindergehäuse zu integrieren, dass es in der Leitung zwischen dem Druckmittelanschluss und dem Druckraum liegt. Wenn dieses interne Absperrorgan sich in einer Sperrposition befindet, ist der Druckraum abgesperrt und der Kolben und die Kolbenstange können nicht weiter in den Zylinder einfahren. Erst wenn das als Sicherheitsventil dienende Absperrorgan so angesteuert wird, dass es in eine Freigabeposition verstellt wird, ist wieder eine Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Druckmittelanschluss des Hydraulikzylinders hergestellt, so dass die Hydraulikflüssigkeit gewollt aus dem Druckraum herausströmen kann. Die Ansteuerung des Absperrorgans kann insbesondere über eine elektrische oder hydraulische Steuerleitung erfolgen. Auch ist es denkbar, das Absperrorgan manuell zu steuern. In order to prevent inadvertent retraction of the standing under the action of an external load piston and the piston rod in the event of a break or leak in a connected to the pressure medium connection hydraulic line or hose, it is known to integrate a controllable obturator in the cylinder housing, that it in the line between the pressure medium connection and the pressure chamber is located. If this internal obturator is in a blocking position, the pressure chamber is shut off and the piston and the piston rod can not retract further into the cylinder. Only when the obturator serving as a safety valve is actuated such that it is adjusted to a release position, is a connection established again between the pressure chamber and the pressure medium connection of the hydraulic cylinder, so that the hydraulic fluid can intentionally flow out of the pressure chamber. The control of the obturator can be done in particular via an electrical or hydraulic control line. It is also conceivable to control the obturator manually.

Konstruktiv anders ausgeführte Sicherheitsvorrichtungen für Hydraulikzylinder sind beispielsweise aus der DE 20 2007 015 781 U1 oder aus der DE 10 2005 016 090 A1 bekannt, die ebenfalls einer Blockierung bzw. Verriegelung der Zylinder dienen, aber relativ aufwendig ausgeführt sind. Constructively differently designed safety devices for hydraulic cylinders are for example from the DE 20 2007 015 781 U1 or from the DE 10 2005 016 090 A1 known, which also serve to block or lock the cylinder, but are relatively expensive.

Ferner ist aus der DE 199 34 480 B4 ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit zwei Druckmittelanschlüssen und zwei damit verbunden Druckkammern bekannt, bei dem der Kolben durch Zuführen von Hydraulikflüssigkeit in den ein oder anderen Druckmittelanschluss in der ein oder anderen Richtung verfahren werden kann. Dabei ist jede Druckkammer mit jeweils einem eigenen Absperrventil versehen, durch welches die Hydraulikflüssigkeit jeweils getrennt in beiden Druckkammern abgesperrt und der Kolben somit in beiden Richtungen blockiert werden kann. Nur wenn eines der beiden Absperrorgane, die hier als hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile ausgebildet sind, zum Öffnen hydraulisch angesteuert wird, kann Hydraulikflüssigkeit aus dem so entsperrten Druckraum ausströmen und der Kolben durch Flüssigkeitszufuhr in den anderen Druckraum in die entsprechende Richtung verschoben werden. Auf diese Weise wird eine in beiden Richtungen (Einfahren und Ausfahren) wirksame Sicherheitsvorrichtung des Hydraulikzylinders erreicht. Dabei ist dieses Absperrsystem allerdings in jeder Richtung jeweils nur einfach wirksam. Furthermore, from the DE 199 34 480 B4 a double-acting hydraulic cylinder with two pressure medium connections and two pressure chambers associated therewith, in which the piston can be moved by supplying hydraulic fluid in one or the other pressure medium connection in one or the other direction. In this case, each pressure chamber is provided with its own shut-off valve, by which the hydraulic fluid is shut off separately in both pressure chambers and the piston can thus be blocked in both directions. Only if one of the two shut-off valves, which are designed here as hydraulically releasable check valves, is actuated hydraulically to open, hydraulic fluid can flow out of the so-unlocked pressure chamber and the piston can be moved by supplying liquid in the other pressure chamber in the appropriate direction. In this way, an in both directions (retraction and extension) effective safety device of the hydraulic cylinder is achieved. However, this shut-off system is in each case only effective in each direction.

Grundsätzlich ist auch ein Versagen der vorgenannten Sicherheitssysteme, etwa durch Verschleiß oder Verschmutzung der Absperrorgane möglich, so dass die beabsichtige Sicherungsfunktion dann nicht mehr ausgeführt werden kann, was je nach Einsatzgebiet zu größeren Schäden oder Gefahren für Leib und Leben führen kann. Deshalb werden oftmals zusätzlich noch mechanisch wirkende Sicherungselemente angebracht, was jedoch mit einem erhöhten Aufwand verbunden ist. In principle, a failure of the aforementioned safety systems, such as wear or contamination of the shut-off devices is possible, so that the intended backup function can then no longer be performed, which can lead to major damage or danger to life and limb depending on the application. Therefore, often mechanically acting security elements are also attached, but this is associated with increased effort.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen konstruktiv einfachen Hydraulikzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine größere Sicherheit bietet und seine Verriegelungsfunktion auch bei dem Versagen des Absperrorgans noch zuverlässig ausführen kann. Object of the present invention is therefore to provide a structurally simple hydraulic cylinder of the type mentioned, which provides greater security and can perform its locking function even at the failure of the obturator still reliable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hydraulikzylinder nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. This object is achieved by a hydraulic cylinder according to claim 1. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass in dem Hydraulikzylinder ein zweiter Druckraum vorgesehen ist, der durch Verschieben des Kolbens und der Kolbenstange gleichsinnig mit dem ersten Druckraum in seiner Größe veränderlich ist, und dass ein mit dem zweiten Druckraum verbundenes zweites steuerbares Absperrorgan in das Zylindergehäuse integriert ist, durch das der zweite Druckraum bei einer Sperrposition des zweiten Absperrorgans abgesperrt ist, wobei auch das zweite Absperrorgan in eine Freigabeposition gestellt werden kann, in der eine leitungsmäßige Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum und einem Druckmittelanschluss des Hydraulikzylinders besteht und Hydraulikflüssigkeit somit aus dem zweiten Druckraum heraus strömen kann. It is essential in the inventive solution that in the hydraulic cylinder, a second pressure chamber is provided, which is variable in size in the same direction with the first pressure chamber by moving the piston and the piston rod, and that connected to the second pressure chamber second controllable shut-off in the Is integrated cylinder housing, through which the second pressure chamber is shut off at a locking position of the second obturator, wherein the second obturator can be placed in a release position in which a line connection between the second pressure chamber and a pressure medium connection of the hydraulic cylinder and hydraulic fluid thus from the second pressure chamber can flow out.

Auch das zweite steuerbare Absperrorgan liegt also in der Leitung zwischen dem zugehörigen Druckmittelanschluss und dem zugehörigen zweiten Druckraum. Es kann ebenso wie das erste Absperrorgan insbesondere über eine elektrische oder hydraulische Steuerleitung angesteuert werden. Eine gleichsinnige Größenveränderung der beiden Druckräume bedeutet dabei, dass der zweite Druckraum größer wird, wenn auch der erste Druckraum größer wird, und dass er kleiner wird, wenn auch der erste Druckraum kleiner wird, wobei allerdings die Volumenänderungen der beiden Druckräume auch unterschiedlich groß ausfallen können. Also, the second controllable obturator is thus in the line between the associated pressure medium connection and the associated second pressure chamber. It can be controlled as well as the first obturator in particular via an electrical or hydraulic control line. A Coincidental change in size of the two pressure chambers means that the second pressure chamber is larger, although the first pressure chamber is larger, and that it is smaller, even if the first pressure chamber is smaller, although the volume changes of the two pressure chambers can also vary in size.

Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt darin, dass zwei redundante Sicherheitssysteme in den Hydraulikzylinder integriert sind. Auch wenn ein Absperrorgan ausfallen sollte, kann der Zylinder über das andere Absperrorgan immer noch seine Verriegelungs- bzw. Blockierfunktion erfüllen. Auf diese Weise kann eine deutlich erhöhte Sicherheit auch ohne zusätzlich anzubringende mechanische Sicherungsmittel erreicht werden, so dass sich der Aufwand bei der Bedienung des Hydraulikzylinders oder einer damit ausgestatteten Vorrichtung nicht erhöht. The main advantage of the embodiment according to the invention is that two redundant safety systems are integrated in the hydraulic cylinder. Even if a shut-off should fail, the cylinder via the other obturator can still fulfill its locking or blocking function. In this way, a significantly increased security can be achieved without additional mechanical securing means to be attached, so that the effort in the operation of the hydraulic cylinder or a device equipped therewith does not increase.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, dass der erfindungsgemäße Hydraulikzylinder aufgrund der integrierten Sicherungssysteme besonders kompakt ausgeführt ist und aufgrund dieser kompakten Bauweise keinen zusätzlichen Platz für externe Sicherungssysteme benötigt. Gleichzeitig ist er bei einfacher Konstruktion relativ kostengünstig herstellbar. Another significant advantage is that the hydraulic cylinder according to the invention is designed to be particularly compact due to the integrated security systems and because of this compact design requires no additional space for external security systems. At the same time it is relatively inexpensive to produce with a simple design.

Vorteilhafterweise können die beiden Absperrorgane der beiden Druckräume des erfindungsgemäßen Zylinders dabei so angesteuert werden, dass beide Absperrorgane zusammen bzw. gleichzeitig in ihre jeweilige Freigabeposition verstellt werden. Advantageously, the two shut-off valves of the two pressure chambers of the cylinder according to the invention can be controlled so that both shut-off valves are adjusted together or simultaneously in their respective release position.

Der zweite Druckraum wirkt bei der Befüllung mit einer Hydraulikflüssigkeit vorteilhafterweise parallel zu dem mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllten ersten Druckraum auf den Kolben und die Kolbenstange ein. So kann der Kolben und die Kolbenstange bei paralleler Druckbeaufschlagung beider Druckräume mit entsprechend hohen Druckkräften ausgefahren werden. The second pressure chamber acts during the filling with a hydraulic fluid advantageously parallel to the filled with a hydraulic fluid first pressure chamber on the piston and the piston rod. Thus, the piston and the piston rod can be extended with parallel pressurization of both pressure chambers with correspondingly high pressure forces.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kolben und die Kolbenstange mit einer zentralen axialen Bohrung versehen sind, in die ein am Zylinderboden befestigtes und axial vorstehendes Rohr unter Zwischenfügung einer Dichtung eingreift, wobei der in dem Rohr zur Leitung von Hydraulikflüssigkeit ausgebildete Kanal leitungsmäßig mit dem zweiten Absperrorgan verbunden ist. According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the piston and the piston rod are provided with a central axial bore into which a cylinder base fixed and axially projecting tube engages with the interposition of a seal, wherein the trained in the pipe for conducting hydraulic fluid Channel is conductively connected to the second obturator.

Die Kolbenstange ist dabei an ihrem aus dem Zylindergehäuse herausgeführten freien Ende verschlossen, so dass sie in ihrem Inneren einen endseitig abgeschlossenen Hohlraum ausbildet, der zumindest einen Teil des zweiten Druckraums des erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders bildet. The piston rod is closed at its outgoing from the cylinder housing free end so that it forms in its interior a closed-end cavity, which forms at least part of the second pressure chamber of the hydraulic cylinder according to the invention.

Die Kolbenstange ist also zumindest über einen dem Zylinderboden zugewandten Abschnitt hinweg rohrförmig bzw. hohl ausgeführt, wobei der zweite Druckraum sich zumindest teilweise in dem Hohlraum der Kolbenstange erstreckt und in axialer Richtung durch das verschlossene Ende der Kolbenstange begrenzt wird. Das Rohr bildet hierbei ein Trennelement zwischen den beiden Druckräumen. Thus, the piston rod is tubular or hollow at least over a portion facing the cylinder bottom, wherein the second pressure chamber extends at least partially in the cavity of the piston rod and is limited in the axial direction by the closed end of the piston rod. The tube forms a separating element between the two pressure chambers.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der in dem Rohr ausgebildete Kanal so breit ausgebildet ist, dass er nicht nur eine Leitung zu dem zweiten Druckraum, sondern selber einen Teil des zweiten Druckraums des Hydraulikzylinders bildet. It is particularly advantageous if the channel formed in the channel is so wide that it forms not only a line to the second pressure chamber, but itself a part of the second pressure chamber of the hydraulic cylinder.

Der erste Druckraum ist dabei in vorteilhafter Weise ringförmig um das Rohr herum ausgebildet, so dass er sich der Form des ringförmigen Kolbens anpasst. The first pressure chamber is advantageously formed annularly around the tube, so that it adapts to the shape of the annular piston.

Ein besonders kompakte und stabile Bauform kann erzielt werden, wenn die beiden steuerbaren Absperrorgane in den der Kopfseite gegenüberliegenden Boden des Hydraulikzylinders integriert sind. A particularly compact and stable design can be achieved if the two controllable shut-off valves are integrated in the opposite side of the head of the hydraulic cylinder.

Besonders günstig ist es, wenn die beiden steuerbaren Absperrorgane jeweils durch ein entsperrbares Rückschlagventil, insbesondere mit jeweils einem federbelasteten Sperrkörper, etwa einer Kugel ausgebildet und hydraulisch entsperrbar sind. It is particularly favorable if the two controllable shut-off valves are each formed by a pilot-operated check valve, in particular with a respective spring-loaded blocking body, such as a ball, and can be hydraulically unlocked.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die beiden insbesondere hydraulisch steuerbaren Absperrorgane mit einer gemeinsamen Steuerleitung verbunden sind, so dass sie durch Zuführen eines entsprechenden Steuersignals, etwa eines hydraulischen Steuerdrucks gemeinsam und gleichzeitig entsperrt werden können. It is also particularly advantageous if the two, in particular hydraulically controllable shut-off valves are connected to a common control line, so that they can be unlocked by supplying a corresponding control signal, such as a hydraulic control pressure together and simultaneously.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hydraulikzylinder doppelt wirkend ausgeführt ist, wobei die Kolbenstange durch Zuführen von Hydraulikflüssigkeit durch einen zweiten Druckmittelanschluss in einen die Kolbenstange ringförmig umgebenden dritten Druckraum, der sich auf der vom ersten Druckraum abgewandten Seite des Kolbens befindet, eingefahren werden kann. Auf die erfindungsgemäße Anordnung des ersten und hiervon getrennten zweiten Druckraums hat der dritte Druckraum keinen Einfluss. According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the hydraulic cylinder is designed to be double-acting, wherein the piston rod by supplying hydraulic fluid through a second pressure medium connection in a third pressure chamber annularly surrounding the piston rod, which is located on the side facing away from the first pressure chamber side of the piston , can be retracted. On the inventive arrangement of the first and second separate pressure chamber of the third pressure chamber has no influence.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Steuerleitung der beiden Absperrorgane mit dem dritten Druckraum oder mit dem Druckmittelanschluss für den dritten Druckraum verbunden ist, so dass durch Zuführen einer Hydraulikflüssigkeit durch den Druckmittelanschluss für den dritten Druckraum nicht nur die Kolbenstange eingefahren wird, sondern auch die beiden Rückschlagventile angesteuert werden. Die zugeführte Hydraulikflüssigkeit bedeutet dabei gleichzeitig auch das Anlegen eines hydraulischen Steuerdrucks zum Entsperren der beiden Absperrorgane, was eine Voraussetzung für das Einfahren des Kolbens darstellt. It is particularly advantageous if the control line of the two shut-off valves is connected to the third pressure chamber or to the pressure medium connection for the third pressure chamber, so that by supplying a hydraulic fluid through the Pressure medium connection for the third pressure chamber not only the piston rod is retracted, but also the two check valves are controlled. The supplied hydraulic fluid means at the same time also the application of a hydraulic control pressure to unlock the two shut-off valves, which is a prerequisite for the retraction of the piston.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass in dem ersten und in dem zweiten Druckraum jeweils ein Drucksensor angeordnet ist, durch den der in dem jeweiligen Druckraum herrschende Druck der Hydraulikflüssigkeit überwacht werden kann. Auf diese Weise ist ein möglicher Teilausfall eines der beiden redundanten Sicherungssysteme frühzeitig feststellbar, so dass er rechtzeitig und gefahrlos behoben werden kann, bevor es auch noch zu einem Ausfall des anderen Sicherungssystems kommt. Die Sicherheit des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems wird hierdurch nochmals deutlich gesteigert. According to a particularly preferred embodiment of the invention it is further provided that in each case a pressure sensor is arranged in the first and in the second pressure chamber, through which the pressure prevailing in the respective pressure chamber of the hydraulic fluid can be monitored. In this way, a possible partial failure of one of the two redundant security systems can be detected at an early stage so that it can be remedied in a timely and safe manner before it even comes to a failure of the other security system. The safety of the hydraulic system according to the invention is thereby significantly increased again.

Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders können jegliche Art von festen oder mobilen Installationen sein, bei denen größere Haltekräfte ausgeübt bzw. größere Belastungen abgestützt werden müssen. So kann der erfindungsgemäße Hydraulikzylinder beispielsweise bei Hubbühnen, Wagenhebern oder Kränen zum Einsatz kommen. Areas of application of the hydraulic cylinder according to the invention can be any type of fixed or mobile installations in which larger holding forces must be exerted or larger loads must be supported. Thus, the hydraulic cylinder according to the invention can be used for example in lifting platforms, jacks or cranes.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of the embodiment shown in the drawing.

Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder, der mit einem redundanten Sicherungsventilsystem ausgeführt ist. The drawing shows a cross section through a hydraulic cylinder according to the invention, which is designed with a redundant safety valve system.

Der hier doppelt wirkend ausgeführte Hydraulikzylinder 1 umfasst ein äußeres Zylindergehäuse 2, in dem ein beidseitig mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbarer Kolben 3 mit einer rohrförmigen Kolbenstange 4 axial ein- und ausfahrbar geführt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hydraulikzylinder 1 als Abstützzylinder für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Dazu ist am freien Ende der Kolbenstange 4 ein Abstützteller 5 vorgesehen, der beim Abstützen des Fahrzeugs in Kontakt mit dem Untergrund gebracht werden kann. The double acting hydraulic cylinder 1 includes an outer cylinder housing 2 , in which a piston acted upon by hydraulic fluid on both sides 3 with a tubular piston rod 4 axially guided in and out. In the illustrated embodiment, the hydraulic cylinder 1 designed as a support cylinder for a motor vehicle. This is at the free end of the piston rod 4 a support plate 5 provided, which can be brought into contact with the ground when supporting the vehicle.

Im Bereich des Bodens 6 des Zylindergehäuse 2 ist ein erster Druckmittelanschluss 7 angeordnet, der über im Boden 6 verlaufende Leitungen 8 über ein erstes hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 9 mit dem ersten Druckraum 10 verbunden ist, welcher sich auf der dem Boden 6 zugewandten Seite des Kolbens 3 befindet. Dieser erste Druckraum 10 ist ebenso wie der Kolben 3 ringförmig ausgebildet, da er von einem zentralen Rohr 11 durchquert wird, welches am Zylinderboden 6 befestigt ist und sich koaxial durch eine zentrale Bohrung des Kolbens 3 hindurch bis in den Innenraum der Kolbenstange 4 erstreckt. Das Ende dieses Rohres liegt etwa auf Höhe der außenseitigen Oberfläche des Deckels 12, mit dem das Zylindergehäuse 2 kopfseitig verschlossen ist. In the area of the soil 6 of the cylinder housing 2 is a first pressure medium connection 7 Arranged over in the ground 6 running lines 8th via a first hydraulically operated check valve 9 with the first pressure chamber 10 connected, which is on the ground 6 facing side of the piston 3 located. This first pressure room 10 is just like the piston 3 ring-shaped, as it is from a central tube 11 is crossed, which at the cylinder bottom 6 is attached and coaxial through a central bore of the piston 3 through into the interior of the piston rod 4 extends. The end of this tube is approximately at the level of the outside surface of the lid 12 with which the cylinder housing 2 closed at the top.

Innerhalb der Kolbenstange 4 und innerhalb des Rohres 11 befindet sich der erfindungsgemäß vorgesehene zweite Druckraum 13, der axial einerseits durch den Gehäuseboden 6 und andererseits durch den endseitigen Verschluss der Kolbenstange 4, der hier durch den Abstützteller 5 gebildet ist, begrenzt wird. Durch den Boden verläuft eine von der Leitung 8 abgezweigte Leitung 8a, die über ein zweites hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 14 mit dem zweiten Druckraum 13 verbunden ist. Beide Rückschlagventile 9 und 14 sind hier parallel nebeneinander liegend angeordnet, wobei die Sperrkörper 9a und 14a der beiden Rückschlagventile 9 und 14 jeweils in die gleiche Richtung aus ihrem Sperrsitz heraus in die jeweilige Freigabeposition bewegbar sind. Das erste und zweite Rückschlagventil 9, 14 bilden dabei zusammen mit dem ersten und zweiten Druckraum 10, 13 das doppelte Sicherheitssystem des erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders 1. Inside the piston rod 4 and inside the tube 11 is the inventively provided second pressure chamber 13 which axially on the one hand through the housing bottom 6 and on the other hand by the end-side closure of the piston rod 4 who is here by the support plate 5 is formed, is limited. One of the pipe runs through the floor 8th branched line 8a , which has a second hydraulically operated check valve 14 with the second pressure chamber 13 connected is. Both check valves 9 and 14 are arranged here parallel next to each other, with the blocking body 9a and 14a the two check valves 9 and 14 each in the same direction from its locking seat out into the respective release position are movable. The first and second check valves 9 . 14 form together with the first and second pressure chamber 10 . 13 the double security system of the hydraulic cylinder according to the invention 1 ,

Der Kolben 3 gleitet unter Zwischenfügung einer Ringdichtung 15 an der Außenwandung des Rohres 11 entlang, so dass der zweiten Druckraum 13 abgedichtet ist. Ferner ist zwischen der Umfangswand des Kolbens 3 und der Innenwand des Zylindergehäuses 2 eine Ringdichtung 16 sowie zwischen der Durchgangsöffnung des Deckels 12 und der Außenwandung der Kolbenstange 4 eine Ringdichtung 17 angeordnet, wodurch ein dritter Druckraum 18 abgedichtet ist, der die Kolbenstange 4 auf der vom ersten Druckraum 10 abgewandten Seite des Kolbens 3 ringförmig umgibt. Der dritte Druckraum 18 ist mit einem zweiter Druckmittelanschluss 19 verbunden, durch den Hydraulikflüssigkeit zugeführt werden kann, um den Kolben 3 und die Kolbenstange 4 wieder einzufahren. The piston 3 slides with the interposition of a ring seal 15 on the outer wall of the pipe 11 along, leaving the second pressure chamber 13 is sealed. Further, between the peripheral wall of the piston 3 and the inner wall of the cylinder housing 2 a ring seal 16 and between the passage opening of the lid 12 and the outer wall of the piston rod 4 a ring seal 17 arranged, creating a third pressure chamber 18 is sealed, the piston rod 4 on the first pressure room 10 opposite side of the piston 3 surrounds annularly. The third pressure chamber 18 is with a second pressure medium connection 19 connected, through which hydraulic fluid can be supplied to the piston 3 and the piston rod 4 retract.

Über eine hydraulische Steuerleitung 20, die von der an den zweiten Druckmittelanschluss 19 angeschlossene Zuleitung abzweigt, ist der dritte Druckraum 18 mit den beiden Rückschlagventilen 9 und 14 verbunden. Durch Zufuhr unter Druck von Hydraulikflüssigkeit in den Druckmittelanschluss 19 können so gleichzeitig beide Rückschlagventile 9 und 14 entsperrt und somit der Kolben 3 und die Kolbenstange 4 eingefahren werden. Via a hydraulic control line 20 coming from the to the second pressure medium connection 19 connected supply line branches, is the third pressure chamber 18 with the two check valves 9 and 14 connected. By supplying pressurized hydraulic fluid into the fluid port 19 so can both check valves simultaneously 9 and 14 unlocked and thus the piston 3 and the piston rod 4 be retracted.

Durch diese hydraulische Ansteuerung der beiden Rückschlagventile 9 und 14 wird die als redundantes Sicherungssystem ausgeführte parallele Blockierung der beiden Druckräume 10 und 13 zusammen aufgehoben, so dass der Kolben 3 und die Kolbenstange 4 bewusst und kontrolliert eingefahren werden können. Ein unbeabsichtigtes Einfahren wird ohne eine derartige gezielte Ansteuerung durch zwei parallel und unabhängig voneinander wirkende Sicherungsventile 9 und 14, die den beiden parallel wirksamen Druckräumen 10 und 13 des erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders 1 zugeordnet sind, zweifach verhindert, wodurch sich eine doppelte Sicherheit gegen ungewollte Bewegungen des Kolbens bei Versagen des hydraulischen Systems ergibt. Hierdurch können auf den Kolben einwirkende äußere Lasten besonders zuverlässig und sicher gehalten werden. Through this hydraulic control of the two check valves 9 and 14 will the as redundant backup system executed parallel blocking of the two pressure chambers 10 and 13 lifted together, leaving the piston 3 and the piston rod 4 conscious and controlled can be retracted. An unintentional retraction is without such a targeted control by two parallel and independently acting safety valves 9 and 14 , the two parallel pressure chambers 10 and 13 the hydraulic cylinder according to the invention 1 are assigned twice, which results in a double security against unwanted movements of the piston in case of failure of the hydraulic system. As a result, external loads acting on the piston can be kept particularly reliable and secure.

Falls durch eine Undichtigkeit oder durch einen anderen Defekt der Druck in einem der beiden Druckräume 10 oder 13 abfallen sollte, so kann das frühzeitig durch einen der beiden dort angeordneten Drucksensoren 21 erkannt werden, so dass entsprechende Instandsetzungsarbeiten rechtzeitig erfolgen können, um die doppelte Sicherheit des redundanten Sicherheitsventilsystems wieder herzustellen. If, due to a leak or other defect, the pressure in one of the two pressure chambers 10 or 13 should fall off, it can early by one of the two pressure sensors arranged there 21 be recognized so that appropriate repair work can be done in time to restore the double safety of the redundant safety valve system.

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Claims (12)

Hydraulikzylinder (1) mit einem Zylindergehäuse (2), in dem ein mit einer Kolbenstange (4) verbundener Kolben (3) axial verschiebbar geführt ist, der in dem Zylindergehäuse (2) einen in seiner Größe veränderlichen ersten Druckraum (10) begrenzt, wobei ein mit dem Druckraum (10) verbundenes steuerbares Absperrorgan (9) in das Zylindergehäuse (2) integriert ist, durch das der Druckraum (10) absperrbar ist und das in eine Freigabeposition verstellbar ist, in der eine Verbindung zwischen dem Druckraum (10) und einem Druckmittelanschluss (7) des Hydraulikzylinders (1) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hydraulikzylinder (1) ein zweiter Druckraum (13) ausgebildet ist, der durch Verschieben des Kolbens (2) und der Kolbenstange (4) gleichsinnig mit dem ersten Druckraum (10) in seiner Größe veränderlich ist, und dass ein mit dem zweiten Druckraum (13) verbundenes zweites steuerbares Absperrorgan (14) in das Zylindergehäuse (2) integriert ist, durch das der zweite Druckraum (13) absperrbar ist und das in eine Freigabeposition verstellbar ist, in der eine Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum (13) und einem Druckmittelanschluss (19) des Hydraulikzylinders (1) besteht. Hydraulic cylinder ( 1 ) with a cylinder housing ( 2 ), in which one with a piston rod ( 4 ) connected piston ( 3 ) is guided axially displaceably, in the cylinder housing ( 2 ) a variable in size first pressure chamber ( 10 ), one with the pressure chamber ( 10 ) connected controllable obturator ( 9 ) in the cylinder housing ( 2 ) is integrated, through which the pressure chamber ( 10 ) is shut off and that is adjustable in a release position in which a connection between the pressure chamber ( 10 ) and a pressure medium connection ( 7 ) of the hydraulic cylinder ( 1 ), characterized in that in the hydraulic cylinder ( 1 ) a second pressure chamber ( 13 ) is formed by displacing the piston ( 2 ) and the piston rod ( 4 ) in the same direction as the first pressure chamber ( 10 ) is variable in size, and that one with the second pressure chamber ( 13 ) connected second controllable shut-off ( 14 ) in the cylinder housing ( 2 ) is integrated, through which the second pressure chamber ( 13 ) is shut off and that is adjustable in a release position in which a connection between the second pressure chamber ( 13 ) and a pressure medium connection ( 19 ) of the hydraulic cylinder ( 1 ) consists. Hydraulikzylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite steuerbare Absperrorgan (14) zusammen mit dem ersten steuerbaren Absperrorgan (9) in eine Freigabeposition verstellbar ist. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the second controllable obturator ( 14 ) together with the first controllable shut-off device ( 9 ) is adjustable in a release position. Hydraulikzylinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckraum (10) parallel zu dem ersten Druckraum (13) auf den Kolben (3) und die Kolbenstange (4) wirkt. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the second pressure chamber ( 10 ) parallel to the first pressure chamber ( 13 ) on the piston ( 3 ) and the piston rod ( 4 ) acts. Hydraulikzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) und die Kolbenstange (4) mit einer axialen Bohrung versehen sind, in die ein am Zylinderboden (6) befestigtes und axial vorstehendes Rohr (11) unter Zwischenfügung einer Dichtung (15) hineinragt, wobei der in dem Rohr (11) ausgebildete Kanal (11a) mit dem zweiten Absperrorgan (14) verbunden ist, und dass die Kolbenstange (4) an ihrem aus dem Zylindergehäuse (2) herausgeführten freien Ende verschlossen ist, so dass sie in ihrem Inneren einen endseitig abgeschlossenen Hohlraum aufweist, der zumindest einen Teil des zweiten Druckraums (13) des Hydraulikzylinders (1) bildet. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the piston ( 3 ) and the piston rod ( 4 ) are provided with an axial bore into which a cylinder bottom ( 6 ) fixed and axially projecting tube ( 11 ) with the interposition of a seal ( 15 protruding in the tube ( 11 ) trained channel ( 11a ) with the second obturator ( 14 ), and that the piston rod ( 4 ) at its out of the cylinder housing ( 2 ) is guided closed free end, so that it has in its interior a closed-end cavity, the at least a portion of the second pressure chamber ( 13 ) of the hydraulic cylinder ( 1 ). Hydraulikzylinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Rohr (11) ausgebildete Kanal (11a) einen Teil des zweiten Druckraums (13) des Hydraulikzylinders (1) bildet. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to claim 4, characterized in that in the tube ( 11 ) trained channel ( 11a ) a part of the second pressure space ( 13 ) of the hydraulic cylinder ( 1 ). Hydraulikzylinder (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckraum (10) ringförmig um das Rohr (11) herum ausgebildet ist. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the first pressure chamber ( 10 ) annularly around the tube ( 11 ) is formed around. Hydraulikzylinder (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden steuerbaren Absperrorgane (9, 14) in dem Boden (6) des Hydraulikzylinders (1) angeordnet sind. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the two controllable shut-off devices ( 9 . 14 ) in the ground ( 6 ) of the hydraulic cylinder ( 1 ) are arranged. Hydraulikzylinder (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden steuerbaren Absperrorgane (9, 14) durch entsperrbare Rückschlagventile gebildet sind, die hydraulisch entsperrbar sind. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the two controllable shut-off devices ( 9 . 14 ) are formed by pilot operated check valves, which are hydraulically unlocked. Hydraulikzylinder (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden steuerbaren Absperrorgane (9, 14) mit einer gemeinsamen Steuerleitung (20) verbunden sind, so dass sie durch Zuführen eines Steuersignals gleichzeitig entsperrbar sind. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the two controllable shut-off devices ( 9 . 14 ) with a common control line ( 20 ) are connected so that they are simultaneously unlocked by supplying a control signal. Hydraulikzylinder (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er doppelt wirkend ausgeführt ist, so dass die Kolbenstange (4) durch Zuführen von Hydraulikflüssigkeit durch einen Druckmittelanschluss (19) in einen die Kolbenstange (4) ringförmig umgebenden dritten Druckraum (18) einfahrbar ist. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed double-acting, so that the piston rod ( 4 ) by supplying hydraulic fluid through a pressure medium connection ( 19 ) into a piston rod ( 4 ) annularly surrounding third pressure chamber ( 18 ) is retractable. Hydraulikzylinder (1) nach einer Kombination der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (20) der beiden Rückschlagventile (9, 14) mit dem dritten Druckraum (18) oder mit dem Druckmittelanschluss (19) für den dritten Druckraum (18) verbunden ist, so dass durch Zuführen einer Hydraulikflüssigkeit die Kolbenstange (4) einfahrbar und die beiden Rückschlagventile (9, 14) entsperrbar sind. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to a combination of claims 8 to 10, characterized in that the control line ( 20 ) of the two check valves ( 9 . 14 ) with the third pressure chamber ( 18 ) or with the pressure medium connection ( 19 ) for the third pressure chamber ( 18 ) is connected, so that by supplying a hydraulic fluid, the piston rod ( 4 ) retractable and the two check valves ( 9 . 14 ) are unlocked. Hydraulikzylinder (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Druckraum (10) und in dem zweiten Druckraum (13) jeweils ein Drucksensor (21) angeordnet ist, durch den der in dem jeweiligen Druckraum (10, 13) herrschende Druck der Hydraulikflüssigkeit ermittelbar ist. Hydraulic cylinder ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the first pressure chamber ( 10 ) and in the second pressure chamber ( 13 ) each a pressure sensor ( 21 ) is arranged through which the in the respective pressure chamber ( 10 . 13 ) prevailing pressure of the hydraulic fluid can be determined.
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