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Die Erfindung betrifft einen Hydraulik-Stellantrieb für eine Verriegelungsvorrichtung eines Teleskopauslegers, insbesondere eines solchen für einen Mobilkran. Außerdem betrifft die Erfindung auch eine solche Verriegelungsvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung auch einen solchen Teleskopausleger. Außerdem betrifft die Erfindung einen Mobilkran mit einem solchen Teleskopausleger. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Verstellung eines solchen Teleskopauslegers.
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Ein Teleskopausleger stellt üblicherweise eine längenverstellbare und üblicherweise um eine Hoch- und/oder Querachse schwenkbare Baugruppe eines (Mobil-) Krans dar, die mithin meist zum Heben, insbesondere zum Versetzen von Lasten dient. Derartige Teleskopausleger sind herkömmlicherweise durch mehrere (d. h. wenigstens zwei) ineinander verschiebbar angeordnete Auslegersegmente gebildet. Diese Auslegersegmente sind dabei in ihren jeweiligen Stellpositionen zueinander, zumindest in einer austeleskopierten Stellposition, meist auch in einer einteleskopierten Stellposition, aneinander arretiert, sodass keine Stellkraft zur Aufrechterhaltung dieser Stellposition erforderlich ist. Zur Arretierung der Auslegersegmente aneinander wird herkömmlicherweise ein „Verriegelungsbolzen“ quer zur Längserstreckung der beiden Auslegersegmente formschlüssig mit beiden Auslegersegmenten in Eingriff gebracht. Diese Verriegelungsbolzen sind dabei üblicherweise verschiebbar an dem inneren der beiden Auslegersegmente angeordnet.
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Zur Längenverstellung der Auslegersegmente zueinander umfasst der Teleskopausleger meist einen Hydraulikzylinder, der im Inneren beider bzw. aller Auslegersegmente angeordnet ist. Dieser koppelt zum Teleskopieren des entsprechenden Auslegersegments formschlüssig mit diesem und entriegelt mit einer am Hydraulikzylinder angeordneten Verriegelungsvorrichtung den (oder üblicherweise zwei auf gegenüberliegenden Längsseiten des Auslegersegments angeordnete) Verriegelungsbolzen, sodass das jeweilige Auslegersegment gegenüber dem umgebenden Auslegersegment verschoben werden kann. Anschließend verfährt der Hydraulikzylinder in Längsrichtung und nimmt dabei das zu verschiebende Auslegersegment mit.
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Zur formschlüssigen Kopplung mit dem jeweiligen Auslegersegment weist der Hydraulikzylinder üblicherweise in Querrichtung verschiebbare Mitnehmerbolzen auf, die beim Teleskopieren in entsprechenden Aufnahmen des jeweiligen Auslegersegments einliegen. Zweckmäßigerweise sind die Mitnehmerbolzen dabei in einem Bereich (Abschnitt) des Hydraulikzylinders angeordnet, an dem auch die Verrieglungsvorrichtung zur Ver- bzw. Entriegelung der Verriegelungsbolzen angeordnet ist. Dieser Bereich des Hydraulikzylinders wird auch als „Verriegelungskopf“ bezeichnet.
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Die Mitnehmerbolzen sowie die Verriegelungsvorrichtung sind üblicherweise hydraulisch betätigt. Die Verriegelungsvorrichtung weist dabei meist in Querrichtung zu dem Hydraulikzylinder verschiebbar angeordnete Mitnehmer auf, die in einer bestimmungsgemäßen Kopplungsposition des Hydraulikzylinders zu dem zu teleskopierenden Auslegersegment in Eingriff mit dem jeweiligen Verriegelungsbolzen liegen und somit kraftübertragungstechnisch gekoppelt sind. In dem Verriegelungskopf des Hydraulikzylinders muss somit ein Stellantrieb, insbesondere eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für die Mitnehmerbolzen sowie für die Mitnehmer zur Ver- bzw. Entriegelung der Verriegelungsbolzen vorhanden sein.
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EP 2 835 336 B1 beschreibt einen Verriegelungskopf, der innerhalb und entlang der Längsachse eines zumindest zwei Teleskopschüsse umfassenden Teleskops mittels einer Teleskopiereinrichtung verfahrbar ausgestaltet ist, mit einem Grundkörper, zumindest einer zum Entriegeln einer Teleskopschuss-Verriegelung ausgestalteten Entriegelungseinrichtung und zumindest einer zum Koppeln eines Teleskopschusses an die Teleskopiereinrichtung ausgestalteten Koppeleinrichtung, wobei der Verriegelungskopf ein zum Betätigen der Entriegelungseinrichtung und der Koppeleinrichtung mechanisch auf die Entriegelungseinrichtung und die Koppeleinrichtung wirkendes Betätigungsglied mit einer ersten Kulissenführung für die Entriegelungseinrichtung und einer zweiten Kulissenführung für die Koppeleinrichtung aufweist, wobei sich die Kulissen für die erste und die zweite Kulissenführung in einer einzigen oder parallelen Ebene erstrecken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ver- und Entriegelung von Auslegersegmenten eines Teleskopauslegers zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Hydraulik-Stellantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Verriegelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Außerdem wird diese Aufgabe erfindungsgemäße gelöst durch einen Teleskopausleger mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie durch einen Mobilkran mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Des Weiteren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
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Der erfindungsgemäße Hydraulik-Stellantrieb (kurz: „Stellantrieb“) ist für den Einsatz an einem Mobilkran, insbesondere im Rahmen einer Verriegelungsvorrichtung einer Teleskopiervorrichtung des Mobilkrans, eingerichtet und vorgesehen. Der Stellantrieb weist dazu einen Doppelkammer-Zylinder mit einer ersten Zylinderkammer und einer zu dieser entgegengesetzt ausgerichteten zweiten Zylinderkammer auf. Dazu korrespondierend weist der Stellantrieb eine erste Kolbenstange für die erste Zylinderkammer und eine zweite Kolbenstange für die zweite Zylinderkammer auf. Diese sind insbesondere, wie für einen Hydraulikzylinder üblich, in dem Zylinder, konkret in der korrespondierenden Zylinderkammer verschiebbar gelagert. Der Stellantrieb weist auch eine erste Rückstellfeder zur Rückstellung der ersten Kolbenstange in ihre Grundposition und eine zweite Rückstellfeder zur Rückstellung der zweiten Kolbenstange in ihre Grundposition auf. Die Grundposition der ersten Kolbenstange ist dabei in ihrer eingeschobenen Stellung und die Grundposition der zweiten Kolbenstange in ihrer ausgeschobenen Stellung angeordnet.
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Mithin kann also vorzugsweise der Doppelkammer-Zylinder eine allgemeine (d. h. für den Doppelkammer-Zylinder übergreifende) Grundstellung (auch als „Neutralstellung“ bezeichnet) durch die eingeschobene erste Kolbenstange und die zeitgleich ausgeschobene zweite Kolbenstange einnehmen. Dadurch kann der Stellantrieb unter aktiver Druckbeaufschlagung nur einer der beiden Zylinderkammern in eine erste Betriebsstellung bewegt werden, in der beide Kolbenstangen ausgeschoben sind, und in eine zweite Betriebsstellung, in der beide Kolbenstangen eingeschoben sind. Die allgemeine Grundstellung stellt dabei also vorteilhafterweise eine, in Bezug auf die Länge des Doppelkammer-Zylinders gesehen, Mittelstellung dar. Dadurch können somit auf einfache Weise Stellvorgänge vorgenommen werden, bei denen ein Stellglied ausgehend von einer Neutralstellung in zwei entgegengesetzte Richtungen verstellt werden muss. Dies ist insbesondere bei einer Verriegelungsvorrichtung für einen als Teleskopiervorrichtung dienenden Teleskopierzylinder (die Verriegelungsvorrichtung wird in diesem Fall auch häufig als „Verriegelungskopf“ bezeichnet) eines Mobilkrans der Fall. Hier wird der Teleskopierzylinder regelmäßig zur Mitnahme eines Auslegersegments (auch: „Auslegerschub“), das in einem weiteren Auslegersegment gleitend gelagert ist, mit diesem gekoppelt, insbesondere mittels sogenannter Mitnehmerbolzen „verbolzt“. Verriegelungsbolzen, die dieses mitzunehmende Auslegersegment zur Arretierung an dem außenliegenden Auslegersegment trägt, müssen zum Verstellen (d. h. zum „Teleskopieren“) aber gelöst („entriegelt“ oder „entbolzt“) sein. Mittels des hier und im Folgenden beschriebenen Stellantriebs kann nun vorteilhafterweise ein Stellglied, insbesondere eine Stellkulisse, der Verriegelungsvorrichtung, das insbesondere sowohl auf den Verriegelungsbolzen als auch auf den Mitnehmerbolzen wirkt, verstellt werden. Weitere Antriebe, bspw. ein zweiter Zylinder, sind hierbei nicht erforderlich. Somit ermöglicht der erfindungsgemäße Stellantrieb eine kompakte und unaufwendige Konstruktion von Kranelementen, insbesondere der Teleskopiervorrichtung eines Mobilkrans. Im Vergleich zu klassischen doppelt wirkenden Zylindern lässt sich bei dem Doppelkammer-Zylinder des erfindungsgemäßen Stellantriebs aber die jeweilige Grundstellung der beiden Kolbenstangen und damit auch die allgemeine Grundstellung vergleichsweise einfach vorgeben, insbesondere da beide Kolbenstangen gegen ihre korrespondierenden Endanschläge verstellt werden können.
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Vorzugsweise weist der Stellantrieb einen Controller (auch als Steuereinheit oder Steuergerät bezeichnet) auf, der dazu eingerichtet ist, im bestimmungsgemäßen Betrieb des Teleskopauslegers der Mobilkrans, Hydraulikdruck an die erste und die zweite Zylinderkammer zu verteilen, insbesondere unabhängig voneinander sowie bevorzugt zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Insbesondere umfasst die Zuteilung von Hydraulikdruck an eine der beiden Zylinderkammern die Druckentlastung oder Drucklosschaltung der anderen Zylinderkammern. Dazu ist der Controller steuerungstechnisch mit Stellventilen eines Hydrauliksystems verbunden.
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Insbesondere stellt das Hydrauliksystem, zumindest dessen Leitungssystem ab den vorzugsweise mit darin enthaltenen Stellventilen, einen Teil des Stellantriebs dar. Für den zweckmäßigen Fall, dass die Teleskopiervorrichtung, die zum Aufbringen der zum Teleskopieren des jeweiligen Auslegerschubs erforderlichen Kraft, durch einen Hydraulikzylinder (insbesondere der vorstehend beschriebene „Teleskopierzylinder“, auch kurz als „Telezylinder“ bezeichnet) gebildet ist, ist vorzugsweise das Hydrauliksystem im bestimmungsgemäßen Einsatzzustand mit dem Hydraulikvolumen des Telezylinders gekoppelt, so dass Hydraulikdruck aus dem Telezylinder entnommen wird, um den Doppelkammer-Zylinder zu betreiben. Dadurch können vorteilhafterweise separate Zuleitungen zum Stellantrieb entfallen.
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In einer zweckmäßigen Ausführung ist die erste Rückstellfeder in einem Federkäfig angeordnet, der starr mit dem Doppelkammer-Zylinder gekoppelt ist. Außerdem ist die erste Rückstellfeder in dem Federkäfig gegen einen einschubseitig an der ersten Kolbenstange angeordneten Federteller abgestützt. Dadurch wird eine vom Einbaufall des Doppelkammer-Zylinders unabhängige Abstützung der ersten Rückstellfeder in Einschubrichtung der ersten Kolbenstange erreicht. Der Federkäfig ist dabei insbesondere durch einen (insbesondere ausschubseitig zur ersten Kolbenstange angeordneten, weiteren) Federteller und ein diesen mit dem Doppelkammer-Zylinder koppelndes Gestänge gebildet. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Gestänge um eine Anzahl von Gewindestangen, vorzugsweise drei, die jeweils eine Tragsäule bilden und mittels derer der Federteller des Federkäfigs in seiner Position relativ zu dem Doppelkammer-Zylinder verstellt, insbesondere an den vorliegenden Einbaufall und/oder die Federkennlinie der ersten Rückstellfeder angepasst werden kann. Alternativ ist das Gestänge zur unveränderlichen Halterung des Federtellers eingerichtet, bspw. indem der Federteller an entsprechenden Stangen des Gestänges verschweißt ist.
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Die zweite Rückstellfeder ist dagegen vorzugsweise zwischen dem Doppelkammer-Zylinder, optional einem starr an diesem angebundenen Federteller, und einem ausschubseitig an der zweiten Rückstellfeder angeordneten Federteller angeordnet, insbesondere verspannt.
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In einer bevorzugten Ausführung sind der Doppelkammer-Zylinder und die beiden Kolbenstangen derart eingerichtet, dass die erste Kolbenstange unter Hydraulikdruck in Ausschubrichtung, und dass die zweite Kolbenstange unter Hydraulikdruck in Einschubrichtung bewegt wird. Insbesondere ist dazu ein Hydraulik-Einlass (oder -Anschluss) für Hydraulikflüssigkeit in die zweite Zylinderkammer nahe oder an einem ausschubseitigen Längsende der zweiten Zylinderkammer angeordnet, so dass die Hydraulikflüssigkeit stets auf einer ausschubseitigen Kolbenfläche des von der zweiten Kolbenstange getragenen Kolbens ansteht. Entsprechend umgekehrt ist ein Hydraulik-Einlass in die erste Zylinderkammer am einschubseitigen Längsende der ersten Zylinderkammer angeordnet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung trägt die erste Kolbenstange als zugeordneten ersten Kolben einen (radial über die erste Kolbenstange überstehenden) Plungerkolben (auch als „Tauchkolben“ bezeichnet). Dieser weist (Längs-) Nuten auf, so dass die Hydraulikflüssigkeit diesen umspülen kann. Dadurch wird zwar die wirksame Fläche des ersten Kolbens verringert. Dennoch weist ein solcher Plungerkolben einen besseren mechanischen Wirkungsgrad als ein klassischer Kolben auf. Außerdem dient dieser Plungerkolben auch als Endanschlag und somit mechanische Sicherung für die erste Kolbenstange in Ausschubrichtung.
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In einer zweckmäßigen Ausführung ist die zweite Zylinderkammer kolbeninnenseitig mit einem Entlüftungsventil verbunden, insbesondere mittels dieses Entlüftungsventils mit der Umgebung gekoppelt. Dadurch wird ein Unter- oder Überdruck bei der Verstellung des Kolbens der zweiten Kolbenstange im flüssigkeitsfreien Teil der zweiten Zylinderkammer vermieden, was ansonsten zu einem Wirkungsverlust führen würde.
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Wie bereits vorstehend erwähnt, sind die erste und die zweite Zylinderkammer in einer bevorzugten Ausführung unabhängig voneinander mit Hydraulikdruck beaufschlagbar. Insbesondere wird der Hydraulikdruck mittels des Controllers der jeweiligen Zylinderkammer „zugewiesen“, insbesondere durch entsprechende Schaltung von Steuerventilen.
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Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung ist wie vorstehend beschrieben zum Einsatz in einem Teleskopausleger, insbesondere eines Mobilkrans, eingerichtet und vorgesehen. Die Verriegelungsvorrichtung weist dazu den vorstehend beschriebenen Hydraulik-Stellantrieb auf, um eine Stellkraft zu erzeugen. Außerdem weist die Verriegelungsvorrichtung wenigstens einen Mitnehmer auf, der dazu eingerichtet ist, bei der Teleskopierbewegung des Teleskopauslegers reversibei mit einem zugeordneten und an einem Auslegerschub des Teleskopauslegers gehalterten Verriegelungsbolzen gekoppelt zu werden und unter Wirkung der Stellkraft zur Verstellung des Verriegelungsbolzens zwischen wenigstens einer Verriegelungsposition und einer Freigabeposition bewegt zu werden. Des Weiteren weist die Verriegelungsvorrichtung auch wenigstens einen Mitnehmerbolzen auf, der dazu eingerichtet ist, unter Wirkung der Stellkraft reversibel zwischen einer einen innenliegenden Auslegerschub greifenden Mitnahmeposition und einer keinen Auslegerschub greifenden Leerfahrtposition bewegt zu werden. Außerdem weist die Verriegelungsvorrichtung eine Stellkulisse auf, die zur gemeinsamen Bewegung des Verriegelungsbolzens und des Mitnehmerbolzens eingerichtet ist. Eine, vorzugweise die einzige, Bewegungsebene der Stellkulisse ist im bestimmungsgemäßen Montagezustand dabei senkrecht zur Teleskopierrichtung des Teleskopauslegers ausgerichtet.
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Dadurch, dass die Stellkulisse mit ihrer Bewegungsebene senkrecht zur Teleskopierrichtung ausgerichtet ist, ist die Ansteuerung, insbesondere die Bewegungsübertragung auf den Mitnehmer und den Mitnehmerbolzen mittels nur eines Elements, nämlich der Stellkulisse, vereinfacht.
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Der erfindungsgemäße Teleskopausleger dient zum Einsatz an einem Mobilkran und weist eine Anzahl von ineinander verschiebbar gelagerten Auslegersegmenten, einen Telekopierantrieb (insbesondere die vorstehend beschriebene Teleskopiervorrichtung) und die vorstehend beschriebene Verriegelungsvorrichtung auf.
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Der erfindungsgemäße Mobilkran weist den vorstehend beschriebenen Teleskopausleger auf.
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Somit weisen die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung, der Teleskopausleger und der Mobilkran auch den erfindungsgemäßen Stellantrieb auf und teilen somit die in dessen Rahmen beschriebenen Vorteile.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Verstellung des vorstehend beschriebenen Teleskopauslegers. Verfahrensgemäß wird dabei zur Verriegelung eines innenliegenden der Auslegersegmente (oder: Auslegerschübe) mit dem nächstäußeren Auslegersegment (optional auch dem äußersten Auslegersegment, das auch als „Grundsegment“ bezeichnet wird) die erste Zylinderkammer mit Hydraulikdruck beaufschlagt und die zweite Zylinderkammer drucklos geschaltet. Dabei wird der Mitnehmerbolzen - insbesondere aufgrund der Bewegung der vorstehend beschriebenen Stellkulisse - von dem innenliegenden Auslegerschub entkoppelt. Zur Entriegelung des innenliegenden Auslegerschubs von dem nächstäußeren Auslegerschub (oder dem Grundsegment) wird dagegen die erste Zylinderkammer drucklos geschaltet und die zweite Zylinderkammer mit Hydraulikdruck beaufschlagt. Dabei werden der Verriegelungsbolzen von dem nächstäußeren Auslegersegment entkoppelt und der Mitnehmerbolzen mit dem innenliegenden Auslegersegment gekoppelt.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Controller zumindest im Kern durch einen Mikrocontroller mit einem Prozessor und einem Datenspeicher, in dem die Funktionalität zur Steuerung der Verriegelungsvorrichtung, insbesondere also des Stellantriebs in Form einer Betriebssoftware (Firmware) programmtechnisch implementiert ist. Alternativ kann der Controller aber auch durch ein nicht-programmierbares elektronisches Bauteil, z.B. einen ASIC, gebildet sein, in dem die Funktionalität zur Steuerung mit schaltungs-technischen Mitteln implementiert ist. Weiter ist optional zusätzlich auch eine rein elektrische Ansteuerbarkeit vorgesehen, indem - vorzugsweise die bereits vorhandenen - Hydraulikventile direkt (d. h. ohne zwischengeschaltete Logik), vorzugsweise mittels eines in einer korrespondierende Steuerleitung eingebundenen (insbesondere manuell betätigbaren) Schalters, ansteuerbar sind. Dies dient vorzugsweise als Notsteuerung bei Ausfall des elektronischen Controllers und sofern eine Hydraulikversorgung noch gegeben ist.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einer schematischen Seitenansicht einen Mobilkran mit einem Teleskopausleger und einer Teleskopiervorrichtung,
- 2 in einer perspektivischen Teilschnittdarstellung den Teleskopausleger mit einem Teil der Teleskopiervorrichtung und einer Verriegelungsvorrichtung,
- 3, 4 in einer Seitenansicht und einer weiteren perspektivischen Ansicht schematisch die Verriegelungsvorrichtung vereinzelt,
- 5, 6 jeweils in einer Frontalansicht schematisch die Verriegelungsvorrichtung in vier unterschiedlichen Zuständen, und
- 7, 8 jeweils schematisch in einer Seitenansicht und einem Längsschnitt einen Hydraulik-Zylinder eines Stellantriebs der Verriegelungsvorrichtung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch ein Kran, konkret ein Mobilkran 1 dargestellt. Dieser umfasst einen Unterwagen 2, der wiederum ein Fahrwerk mit mehreren, Räder 4 tragenden Fahrachsen sowie ein Cockpit 6 aufweist. Der Mobilkran 1 umfasst außerdem einen Oberwagen 8, der um eine Hochachse 10 drehbar an dem Unterwagen 2 angelenkt ist. Außerdem umfasst der Mobilkran 1 einen Kranausleger (auch: „Teleskopausleger“, im Folgenden kurz: „Ausleger 12), der einen Teil des Oberwagens 8 bildet und um eine Wippachse 14 verschwenkbar („wippbar“, d. h. in seiner Neigung verstellbar) an einer Lafette des Oberwagens 8 angelenkt ist. Der Ausleger 12 ist teleskopierbar und weist dazu ein Grundsegment 16 auf, in dem mehrere weitere, in ihrem Querschnitt jeweils verkleinerte Auslegersegmente (auch: „Auslegerschübe 18“), entlang einer Längsachse 20 des Kranauslegers 12 verschiebbar aufgenommen sind. Zum Teleskopieren des Auslegers 12 weist dieser eine Teleskopiervorrichtung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel gebildet durch einen hydraulisch betriebenen Teleskopierzylinder (kurz: „Telezylinder 22“), auf.
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Der Telezylinder 22 ist mit seiner Kolbenstange 24 im Fußbereich des Grundsegments 16 arretiert. Der Telezylinder 22 trägt außerdem eine am stangenseitigen Ende seines Zylinders 28 angeordnete Verriegelungsvorrichtung 30. Diese dient dazu, beim Teleskopieren des Auslegers 12 einen der Auslegerschübe 18 zu greifen und diesen Auslegerschub 18 in seiner Zielposition mit dem nächsten außenliegenden Auslegerschub 18 oder gegebenenfalls dem Grundsegment 16 zu verriegeln, d. h. zu arretieren.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, weist die Verriegelungsvorrichtung 30 einen (Hydraulik-) Stellantrieb 32 auf, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, konkret einen Doppelkammerzylinder in Form eines modifizierten Plungerzylinders 34 (auch als „Tauchkolbenzylinder“ bezeichnet) umfasst. Außerdem weist die Verriegelungsvorrichtung 30 zwei sich diametral gegenüberliegende und mit einer Bewegungsachse 35 senkrecht zur Längsachse 20 ausgerichtete Mitnehmer 36 sowie zwei gleichartig angeordnete Mitnehmerbolzen 38 auf (s. auch 4 und 6; der Übersichtlichkeit halber ist stets nur der in der Zeichnung linke Mitnehmerbolzen beschriftet) auf. Zur Übertragung der vom Stellantrieb 32 erzeugten Stellkraft auf die Mitnehmer 36 und die Mitnehmerbolzen 38 und somit zu deren Verstellung weist die Verriegelungsvorrichtung 30 außerdem eine Stellkulisse 40 auf. Diese ist mit ihrer Bewegungsebene radial zur Längsachse 20 (die einer Teleskopierrichtung des Auslegers 12 entspricht) ausgerichtet. Konkret verläuft die Bewegungsrichtung der Stellkulisse 40 in einer Wippebene (in 5 und 6 also von unten nach oben und umgekehrt) des Auslegers 12.
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Der Stellantrieb 32 weist neben dem Plungerzylinder 34 eine Hebelkinematik 42 auf, die dazu dient, die vom Plungerzylinder 34 erzeugte geradlinige Bewegung mittels einer Rotation auf die Stellkulisse 40 umzulenken (s. 3).
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Die Stellkulisse 40 ist durch eine im Groben H-förmige oder Omega-förmige Platte gebildet, um eine Aussparung 44 für die Kolbenstange 24 freizuhalten. In diese Platte sind für den jeweiligen Mitnehmer 36 jeweils eine erste Kulissennut 46 und für den jeweiligen Mitnehmerbolzen 38 jeweils eine zweite Kulissennut 48 eingebracht. Mithin weist die Stellkulisse 40 jeweils zwei erste und zwei zweite Kulissennuten 46 bzw. 48 auf. Die Mitnehmer 36 und die Mitnehmerbolzen 38 sind in ihrer jeweiligen Kulissennut 46 bzw. 48 mittels jeweils einer Kulissenstange 49 zur Verstellung radial zur Längsachse 20, konkret jeweils in Richtung auf die zugeordnete Längsseite des Auslegers 12, angelenkt. Außerdem sind die Mitnehmer 36 bzw. Mitnehmerbolzen 38 in Gleitschienen 50 bzw. Gleithülsen (nicht dargestellt) entlang ihrer jeweiligen Bewegungsachse 35 geführt.
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Die Mitnehmerbolzen 38 sind dazu eingerichtet und vorgesehen, den Telezylinder 22 während einer Teleskopierbewegung mit dem zu verstellenden Auslegerschub 18 zu koppeln. Deshalb sind die Mitnehmerbolzen 38 der Verriegelungsvorrichtung 30 zugeordnet. Die Mitnehmer 36 dienen dazu, unter Wirkung der Stellkraft jeweils einen Verriegelungsbolzen 52 zur Verriegelung (oder: „Verbolzung“) eines Auslegerschubs 18 mit dem nächstäußeren Auslegerschub 18 bzw. dem Grundsegment 16 zu verstellen. Da die Auslegerschübe 18 erkanntermaßen auch nach der Teleskopierbewegung in ihrer teleskopierten Stellung verbleiben müssen, sind die Verriegelungsbolzen 52 den Auslegerschüben 18 zugeordnet. Anders ausgedrückt weist jeder Auslegerschub 18 ein Paar der Verriegelungsbolzen 52 auf.
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Die Mitnehmer 36 sowie auch die Stellkulisse 40 sind derart gestaltet, dass der Mitnehmer 36 reversibel mit dem jeweiligen Verriegelungsbolzen 52 gekoppelt werden kann. Dazu ist der jeweilige Mitnehmer 36 krallenartig ausgebildet. Konkret weist der jeweilige Mitnehmer 36 eine T-Nut 54 auf. Der jeweilige Verriegelungsbolzen 52 weist an seinem inneren Ende einen zur T-Nut 54 korrespondierenden T-Kopf 56 auf (s. 4, 6). Zum Teleskopieren eines Auslegerschubs 18 wird zunächst der Telezylinder 22 so verstellt, dass die Verriegelungsvorrichtung 30 im „Fußbereich“ des entsprechenden Auslegerschubs 18 angeordnet ist. Dort weist der Auslegerschub 18 einen auch als „Lagerbock 58“ bezeichneten Abschnitt auf. An diesem Lagerbock 58 sind außenseitig unter anderem Gleitelemente 60 angeordnet, die an der Innenseite des nächstäußeren Auslegerschubs 18 bzw. des Grundsegments 16 gleiten. Außerdem weist der Lagerbock 58 Verbolzungsaugen (nicht dargestellt) zur Aufnahme der Mitnehmerzylinder 38 auf, sowie die Verriegelungsbolzen 52, die in Führungshülsen 62 geführt sind, auf (s. 4, 5; in 5 nur auf der linken Seite dargestellt).
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„Fährt“ der Telezylinder 22 mit der Verriegelungsvorrichtung 30 in den Bereich des Lagerbocks 58 ein, gleiten die Mitnehmer 36 mit den T-Nuten 54 über die T-Köpfe 56 der Verriegelungsbolzen 52 und greifen diese somit. In diesem Zustand kann die Verriegelungsvorrichtung 30 die Verriegelungsbolzen 52 verstellen, d. h. lösen (auch: „ziehen“) oder zur Verriegelung des jeweiligen Auslegerschubs 18 entlang der Bewegungsachse 35 nach außen schieben. Die Verriegelungsbolzen 52 sind derart am Lagerbock 58 angeordnet, dass sie unter Wirkung einer nicht näher dargestellten Stellfeder in eine Verriegelungsposition 64 gedrückt werden, in der sie außenseitig über den Lagerbock 58 überstehen (s. 6) und somit mit einem korrespondierenden Verbolzungsauge (nicht dargestellt) des nächstäußeren Auslegerschubs 18 oder des Grundsegments 16 koppeln können.
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Die Stellkulisse 40 ist, wie aus 4 bis 6 hervorgeht, zwischen drei Stellungen verstellbar. Eine nach oben gezogene Endstellung, auch als Telestellung 66 bezeichnet, ist in 5 dargestellt. Eine nach unten geschobene Endstellung, auch als Sicherungsstellung 68 bezeichnet, ist in 6 dargestellt. Eine zwischen der Telestellung 66 und der Sicherungsstellung 68 angeordnete Neutralstellung 70 geht aus 4 hervor.
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Die zweiten Kulissennuten 48 weisen zwei geradlinige, zueinander in einem Winkel stehende Kurvenabschnitte auf und sind somit einfach gewinkelt. Die ersten Kulissennuten 46 weisen drei geradlinige und gegeneinander abgewinkelte Kurvenabschnitte auf, sind somit zweifach gewinkelt. Die jeweils endseitigen Kurvenabschnitte der Kulissennuten 46 bzw. 48 werden als Sicherungsabschnitt 72 und Einziehabschnitt 74 bezeichnet. Der dritte, „mittlere“ Kurvenabschnitt der ersten Kulissennut 46 wird als Neutralabschnitt 76 bezeichnet. Die Sicherungsabschnitte 72 sind parallel zur Bewegungsrichtung der Stellkulisse 40 ausgerichtet, die Einziehabschnitte 74 dagegen schräg nach innen weisend gegen die Ausschubrichtung der Mitnehmer 36 bzw. der Mitnehmerbolzen 38 angestellt. Wie aus den 5 bis 8 ersichtlich ist, sind die Sicherungsabschnitte 72 und die Einziehabschnitte 74 der ersten und zweiten Kulissennuten 46 bzw. 48 bezüglich der Bewegungsrichtung der Stellkulisse 40 entgegengesetzt ausgerichtet.
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Dadurch erfolgt eine gegengleiche Bewegung oder Verstellung der Mitnehmer- und der Verriegelungsbolzen 38 bzw. 52. In der Telestellung 66 sind die Verriegelungsbolzen 52 eingezogen in einer Freigabeposition 78, in der sie nicht mit dem äußeren Auslegerschub 18 oder Grundsegment 16 koppeln, die Verstellung des inneren Auslegerschubs 18 also freigegeben ist. Die Mitnehmerbolzen 38 sind dagegen ausgeschoben in einer sogenannten Mitnahmeposition 80, in der sie mit dem Lagerbock 58 gekoppelt sind.
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In der Sicherungsstellung 68 der Stellkulisse 40 (s. 7) sind dagegen die Verriegelungsbolzen 52 in ihrer Verriegelungsposition 64 angeordnet, die Mitnehmerbolzen 38 dagegen in eine Leerfahrtposition 82 eingezogen. Dadurch kann der Telezylinder 22 ohne Mitnahme eines Auslegerschubs 18 aber unter Sicherung der Auslegerschübe 18 aufgrund ausgeschobener Verriegelungsbolzen 52 bewegt werden (sogenannte „Leerfahrt“).
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Während sich der Mitnehmer 36 entlang des zugeordneten Einziehabschnitts 74 nach innen oder außen bewegt, verbleibt der Mitnehmerbolzen 38 in seiner verriegelten Position, also der Mitnahmeposition 80 (entsprechendes gilt auch umgekehrt), da der Sicherungsabschnitt 72 parallel zur Bewegungsrichtung der Stellkulisse 40 ausgerichtet ist.
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In der Neutralstellung 70 sind die Kulissenstangen 49 der Mitnehmer 36 im Bereich des Neutralabschnitts 76 angeordnet. Dieser ist flacher, also mit einem kleineren Winkel als der Einziehabschnitt 74 gegen die Ausschubrichtung, d. h. gegen die Bewegungsachse 35, angestellt. Dadurch ergibt sich eine geringere Reibung, wenn der Verriegelungsbolzen 52 von außen manuell in Richtung auf seine Freigabeposition 78 verstellt wird. Somit ermöglicht der Neutralabschnitt 76 eine Notentriegelung der Verriegelungsbolzen 52. Außerdem hat die Kulissenstange 49 aufgrund der Stellung und der Breite der ersten Kulissennut 46 im Bereich des Neutralabschnitts 76 ein vergleichsweise größeres Spiel entlang der Bewegungsachse 35 des Mitnehmers 36. Dadurch ist ein Toleranzausgleich im Bereich des Lagerbocks 58 sowie auch das manuelle Einschieben des Verriegelungsbolzens 52 vereinfacht. Eine Position der Verriegelungsbolzen 52 bei einer Notentriegelung ist in 8 dargestellt.
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Um die Stellung der Stellkulisse 40 detektierten zu können, weist die Verriegelungsvorrichtung 30 einen Positionsgeber 90 auf. Dieser ist im Bereich der Hebelkinematik 42 angeordnet und zur Detektion einer Drehstellung eingerichtet. Dazu weist der Positionsgeber 90 zwei Näherungsschalter 92 und eine Codierscheibe 94 aus einem Blech mit Durchbrüchen als Codefelder auf. Mittels der Näherungsschalter 92 wird somit die Stellung der Codierscheibe 94 daran erkannt, ob dem entsprechenden Näherungsschalter 92 ein Codefeld gegenüberliegt oder eine Blechwand. Diese Ausführung des Positionsgebers 90 ist erkanntermaßen robust gegen Verschmutzung durch Schmier- oder Hydraulikmittel und - insbesondere aufgrund der groß gewählten Elemente - auch gegen Erschütterungen.
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Um zusätzlich auch die tatsächliche Stellung des Mitnehmers 36 abfragen zu können, ist diesem ebenfalls ein Näherungsschalter 96 zugeordnet. Dieser dient dazu, zu detektieren, ob der Mitnehmer 36 und damit der Verriegelungsbolzen 52 in der Verriegelungsposition 64 angeordnet sind und damit der Auslegerschub 18 gesichert ist. Dies lässt auch einen Rückschluss darauf zu, ob der entsprechende Auslegerschub 18 in seiner bestimmungsgemäßen Teleskopstellung angeordnet ist. Denn ein Steuergerät 98 steuert beim Teleskopieren des Auslegerschubs 18 die Verriegelungsvorrichtung 30 derart an, dass die Stellkulisse 40 bei Einfahrt in den Verbolzungsbereich des außenliegenden Auslegerschubs 18 oder des Grundsegments 16 in der Neutralstellung 70 angeordnet ist. Dadurch können die Mitnehmer 36 und die Verriegelungsbolzen 52 aufgrund des Spiels im Neutralabschnitt 76 und aufgrund der Federbelastung nach außen bereits innenseitig am außenliegenden Verbolzungsbereich anliegen. Der Verriegelungsbolzen 52 kann somit sein zugeordnetes Verbolzungsauge „ertasten“, wenn diese „überfahren“ wird.
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Der Plungerzylinder 34 ist - wie in 3, 7 und 8 zu erkennen ist - mittels einer ersten Rückstellfeder 100 und einer zweiten Rückstellfeder 101 derart federbelastet, dass dieser im drucklosen Zustand in eine Grundposition zurückgestellt wird und dabei die Stellkulisse 40 in ihre Neutralstellung 70 verstellt. Dazu ist die Rückstellfeder 101 mit einer ersten Kolbenstange 102 und einem „Federkäfig 104“ gekoppelt, so dass die erste Kolbenstange 102 zurück in den Zylinder 106 geschoben wird. Die andere, zweite Rückstellfeder 101 ist zwischen dem Zylinder 106 und der zweiten Kolbenstange 108 derart angeordnet, so dass diese Kolbenstange 108 im drucklosen Fall aus dem Zylinder 106 (in seine zugeordnete Grundposition) herausgezogen wird.
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Der Federkäfig 104 weist einen Federteller 110 und ein Gestänge aus mehreren, hier konkret drei Tragsäulen 112 auf, mittels derer der Federteller 110 gegenüber dem Zylinder 106 positioniert ist, auf. Die erste Rückstellfeder 100 ist zwischen dem Federteller 110, und einem weiteren Federteller 114, der an der ersten Kolbenstange 102 befestigt ist, angeordnet, konkret verspannt.
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Die Tragsäulen 112 sind durch Gewindestangen gebildet, die eine Längeneinstellung des Federkäfigs 104, konkret eine Verstellung des Federtellers 110 gegenüber dem Zylinder 106 und damit eine Einstellung der Vorspannung der ersten Rückstellfeder 100 ermöglichen.
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Die zweite Rückstellfeder 101 ist zwischen einem zylinderseitigen, d. h. mit dem Zylinder 106 verbundenen Federteller 116 und einem weiteren, an der zweiten Kolbenstange 108 befestigten Federteller 118 angeordnet, konkret verspannt.
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Die erste Kolbenstange 102 trägt einen (dem Plungerzylinder 34 namensgebenden) Plungerkolben 120 (s. auch 8), der Längsnuten 122 aufweist, so dass eine fluidische Verbindung zwischen vorderer Kolbenstirnfläche und rückseitiger Kolbenringfläche vorhanden ist. Der Plungerkolben 120 ist in einer ersten Zylinderkammer 124 des Zylinders 106 angeordnet, die durch eine Trennwand 126 von einer zweiten Zylinderkammer 128 abgetrennt ist. Unabhängig davon, wo ein erster Hydraulik-Einlass 130 in die erste Zylinderkammer 124 führt, wird bei Druckbeaufschlagung der ersten Zylinderkammer 124 der Plungerkolben 120 stets gegen die erste Rückstellfeder 100 ausgeschoben.
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In der zweiten Zylinderkammer 128 ist ein „normaler“, insbesondere im Wesentlichen kreiszylinderischer, Kolben 132 geführt, der an die zweite Kolbenstange 108 angebunden ist. In diesem Fall ist ein der zweiten Zylinderkammer 128 zugeordneter zweiter Hydraulik-Einlass 134 außenseitig, d. h. auf der der zweiten Kolbenstange 108 zugewandten Seite des Kolbens 132, angeordnet. Dadurch wird der Kolben 132 unter Druck in den Zylinder 106 eingeschoben. Um hierbei Gegendruck durch ein komprimiertes Luftkissen zu vermeiden, ist innenseitig, konkret im Bereich der Trennwand 126 ein Entlüftungsventil 136 mit der zweiten Zylinderkammer 128 verbunden.
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Im hydraulikdruck-losen Zustand nehmen der Plungerkolben 120 und der Kolben 132 aufgrund der beiden Rückstellfedern die in 7 und 8 dargestellten Stellungen ein, so dass der Plungerylinder 34 die vorstehend genannten Neutralposition aufweist.
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Um nun die Stellkulisse 40 in ihre Sicherungsstellung 68 zu verstellen, die Verriegelungsbolzen 52 also nach außen in ihre Verriegelungsposition 64 zu schieben oder in dieser zu halten, wird die erste Zylinderkammer 124 mit Hydraulikdruck beaufschlagt. Dadurch wird der Plungerkolben 120 um seinen zugeordneten Stellhub 138 verschoben (konkret ausgeschoben). Über die Hebelkinematik 42 wird diese geradlinige Stellbewegung umgelenkt und die Stellkulisse 40 - um im Bild gemäß den 1 bis 6 zu bleiben - abgesenkt, also nach unten verschoben. Die zweite Zylinderkammer 128 bleibt dabei drucklos. Die Kulissenstifte 49 der Mitnehmer 36 gleiten dabei entlang den Sicherungsabschnitten 72 der Kulissennuten.
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Um die Stellkulisse 40 dagegen in ihre Telestellung 66 zu verstellen wird zunächst die erste Zylinderkammer 124 drucklos geschaltet und die zweite Zylinderkammer 128 unter Druck gesetzt. Dadurch wird der Plungerkolben 120 „eingezogen“ und der Kolben 132 um seinen Stellhub 140 ausgeschoben. Diese Stellbewegung wird wiederum über die Hebelkinematik 42 auf die Stellkulisse 40 übertragen und diese angehoben. Dadurch werden die Mitnehmer 36 eingezogen, die Verriegelungsbolzen 52 ebenfalls und somit „gelöst“ oder „entbolzt“. Die Mitnehmerbolzen 38 hingegen werden mit dem nächstäußeren Auslegerschub 18 bzw. dem Grundsegment 16 verbolzt, also ausgeschoben.
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Das Steuergerät 98 ist somit dazu eingerichtet, die beiden Zylinderkammern 124 und 128 grundsätzlich unabhängig voneinander mit Hydraulikdruck zu beaufschlagen. Vorzugweise erfolgt aber ein Drucklos-Schalten der einen Zylinderkammer 124 oder 128 gemeinsam mit der Druckbeaufschlagung der anderen Zylinderkammer 128 bzw. 124.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mobilkran
- 2
- Unterwagen
- 4
- Rad
- 6
- Cockpit
- 8
- Oberwagen
- 10
- Hochachse
- 12
- Ausleger
- 14
- Wippachse
- 16
- Grundsegment
- 18
- Auslegerschub
- 20
- Längsachse
- 22
- Telezylinder
- 24
- Kolbenstange
- 28
- Zylinder
- 30
- Verriegelungsvorrichtung
- 32
- Stellantrieb
- 34
- Plungerzylinder
- 35
- Bewegungsachse
- 36
- Mitnehmer
- 38
- Mitnehmerbolzen
- 40
- Stellkulisse
- 42
- Hebelkinematik
- 44
- Aussparung
- 46
- Kulissennut
- 48
- Kulissennut
- 49
- Kulissenstange
- 50
- Gleitschiene
- 52
- Verriegelungsbolzen
- 54
- T-Nut
- 56
- T-Kopf
- 58
- Lagerbolzen
- 60
- Gleitelement
- 62
- Führungshülse
- 64
- Verriegelungsposition
- 66
- Telestellung
- 68
- Sicherungsstellung
- 70
- Neutralstellung
- 72
- Sicherungsabschnitt
- 74
- Einziehabschnitt
- 76
- Neutralabschnitt
- 78
- Freigabeposition
- 80
- Mitnahmeposition
- 82
- Leerfahrtposition
- 90
- Positionsgeber
- 92
- Näherungsschalter
- 94
- Codierscheibe
- 96
- Näherungsschalter
- 100
- Rückstellfeder
- 101
- Rückstellfeder
- 102
- Kolbenstange
- 104
- Federkäfig
- 106
- Zylinder
- 108
- Kolbenstange
- 110
- Federteller
- 112
- Tragsäule
- 114
- Federteller
- 116
- Federteller
- 118
- Federteller
- 120
- Plungerkolben
- 122
- Längsnut
- 124
- Zylinderkammer
- 130
- Hydraulik-Einlass
- 132
- Kolben
- 134
- Hydraulik-Einlass
- 136
- Entlüftungsventil
- 138
- Stellhub
- 140
- Stellhub
