DE1091435B - Hydraulischer Kolbenantrieb - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Kolbenantrieb, der aus einem Zylinder und zwei darin verschiebbaren Teleskopkolben besteht. In der einfachsten Ausführung derartiger Antriebe befinden sich die hydraulisch wirksamen Kolbenflächen der einzelnen Kolben in einem gemeinsamen Raum. Wird dieser Raum unter Druck gesetzt, so wandern, normale Reibungsverhältnisse vorausgesetzt, zunächst sämtliche Kolben gleichzeitig aus, bis nacheinander jeder Kolben, beginnend mit dem äußersten, an dem seinen Weg begrenzenden Anschlag angelangt ist. Die resultierende Kolbenfläche, die zu Beginn gleich der Summe aller Kolbenflächen ist, nimmt daher beim Ausfahren stufenweise ab. Das ist in vielen Fällen unerwünscht. Wird beispielsweise zum Anheben einer konstanten Last konstante Hubgeschwindigkeit verlangt, so ist jedesmal dann, wenn einer der Kolben zum Stillstand kommt, weniger Druckmittel pro Zeiteinheit, dafür aber höherer Druck notwendig.

Der vorgenannte Übelstand hat zur Entwicklung eines Antriebes mit sogenanntem Gleichlauf geführt. Bei diesem Antrieb teilt der äußere Teleskopkolben den Zylinderraum in zwei Kammern, von denen die eine den inneren Teleskopkolben enthält, während die andere beim Hub unter Druck gesetzt wird. Entsprechend wird bei einer größeren Anzahl von Teleskopkolben verfahren. Bei diesem Antrieb mit Gleichlauf bewegen sich sämtliche Kolben stets gleichzeitig, und zwar mit konstanter Geschwindigkeitsdifferenz von Kolben zu Kolben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, noch einen anderen Weg zur Beseitigung der Schwierigkeiten zu finden, die eingangs angegeben wurden. Sie geht dabei von dem üblichen Aufbau aus, bei dem zwei Teleskopkolben in einem Zylinder verschiebbar sind, trennt jedoch die beiden Kammern, die der innere Kolben mit dem äußeren Kolben und dieser mit dem Zylinder einschließen, und verbindet sie mit je einer Pumpe, wobei die wirksamen Kolbenflächen in den beiden Kammern proportional den zeitlichen Fördermengen der beiden gemeinsam angetriebenen Pumpen gewählt sind. Zwar läßt der Antrieb nach der Erfindung nur zwei Teleskopkolben zu. Verglichen mit dem beschriebenen Gleichlaufantrieb ist jedoch der bauliche Aufwand vermindert. Da man überdies die zeitlichen Fördermengen der beiden Pumpen und demgemäß auch die wirksamen Kolbenflächen in den beiden Kammern einander gleichmachen wird, so herrschen in den beiden Kammern stets gleiche Drücke. Demgegenüber steigt beim Gleichlaufantrieb wegen der hydraulischen Übersetzung der Druck von Kammer zu Kammer, und es ist daher große Sorgfalt bei der Herstellung und Wartung der Dichtungen nötig. Dazu kommt, daß man auch beim Entlüften Hydraulischer Kolbenantrieb

Anmelder:

Toussaint & Hess

hydraulische Hebezeugfabrik G.m.b.H.,
Düsseldorf, Völklinger Str. 48

Karl Schorn, Düsseldorf,
ist als Erfinder genannt worden

eines Gleichlaufantriebes der beschriebenen Art mit großer Sorgfalt vorgehen muß. In Fällen, wo die dafür nötigen Voraussetzungen gegeben sind, ist daher der Antrieb nach der Erfindung vorzuziehen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der innere Kolben als Hohlkolben mit der Stirnwand des äußeren Kolbens gegenüberliegender öffnung ausgebildet und die vom äußeren Kolben utnschlossene Kammer mit der einen Pumpe durch ein Rohr verbunden, das sich von einer öffnung in der Zylinderstirnwand ausgehend durch eine öffnung in der Stirnwand des äußeren Kolbens hindurch in den inneren Hohlkolben hinein erstreckt. Auf diese Weise ist die Zuführung des Druckmittels zu den beiden Kammern ohne Schläuche oder andere bewegliche Leitungen in der gleichen einfachen Weise möglich wie bei Kolbenantrieben üblicher Art.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel im Längsschnitt durch den eigentlichen Antrieb und in Verbindung mit einem vereinfacht dargestellten hydraulischen System.

In einem Zylinder 1 ist ein Hohlkolben 2 und in diesem wiederum ein Kolben 3 verschiebbar. Die KoI-ben 2 und 3 bilden zwei Teleskopkolben, von denen der Kolben 2 mit dem Zylinder 1 eine Kammer 4 und der Kolben 3 mit dem Kolben 2 eine Kammer 5 bilden. Flansche 6 und 7 begrenzen die Bewegung des Kolbens 2 relativ zum Zylinder 1. Zur Begrenzung der Bewegung des Kolbens 3 relativ zum Kolben 2 dienen Flansche 8 und 9.

Der äußere Teleskopkolben 2 ist unten durch eine Stirnwand 10 geschlossen, die eine zentrische Bohrung 11 aufweist, durch welche ein Rohr 12 ragt. Der innere Teleskopkolben 3 ist gleichfalls hohl gestaltet, und das Rohr 12 erstreckt sich, wenn die Kolben eingefahren sind, in den Hohlraum 13 bis nahe an die Stirnwand 14, die den Kolben 3 oben abschließt. Am entgegengesetzten Ende ist das Rohr 12 in die den

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Zylinder 1 unten abschließende Stirnwand 15 eingesetzt, und zwar in Flucht mit einer Bohrung 16, die zum Anschluß einer Leitung 17 dient. Eine weitere Bohrung 18 in der Stirnwand 15 mündet in die Kammer 4 und dient zum Anschluß einer Leitung 19.

Die Leitungen 17 und 19 sind je an die Druckstutzen zweier Pumpen 20 und 21 angeschlossen, die durch einen Motor 22 gemeinsam angetrieben werden. Die Saugleitungen 23 dieser Pumpen sind über ein Rückschlagventil 24 und ein diesem parallelliegendes Schaltventil 25 an einen Flüssigkeitsbehälter 26 angeschlossen.

Da die Kammern 4 und 5 nirgendwo miteinander in Verbindung stehen, ist für den Weg des Kolbens 2 relativ zum Zylinder 1 lediglich die der Kammer 4 zugeführte Flüssigkeitsmenge, also die Förderung der Pumpe 21 maßgebend. Entsprechend ist der Weg des Kolbens 3 relativ zum Kolben 2 allein durch die von der Pumpe 20 in die Kammer 5 geförderten Flüssigkeitsmenge bestimmt. Macht man die zeitlichen Fördermengen beider Pumpen gleich, so erhält man gleiche Relativgeschwindigkeiten und demgemäß einen gleichförmig und stufenlos arbeitenden Antrieb, wenn man den Querschnitt der Bohrung 27 vermindert um den Querschnitt der Bohrung 11 gleich dem Querschnitt der Bohrung 28 vermehrt um den Querschnitt der Bohrung 11 macht.

Beim Ausfahren saugen die Pumpen 20, 21 über das Rückschlagventil 24 Flüssigkeit aus dem Behälter 26 an. Beim Einfahren läßt man die Pumpen umgekehrt laufen und öffnet außerdem das Ventil 25. Doch kommt es auf diese Einzelheiten der hydraulischen Anlagen für die Erfindung nicht an.

In den öffnungen 16 und 18 befinden sich federbelastete Drosselventile 29 und 30, die beim Ausfahren der Kolben durch den Strömungsdruck vollständig geöffnet werden, beim Einfahren die Flüssigkeit aber nur durch relativ enge Bohrungen in den Ventilkörpern treten lassen. Damit wird verhindert, daß bei einem äußeren Leitungsbruch die ausgefahrenen Kolben unter der Wirkung der auf der Fläche ruhenden Last sich plötzlich zusammenschieben.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Kolbenantrieb, bestehend aus einem Zylinder und zwei darin verschiebbaren Teleskopkolben in Verbindung mit einer Druckfiüssigkeitsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (4, 5) die der innere Kolben (3) mit dem äußeren Kolben (2) und dieser mit dem Zylinder (1) einschließen, voneinander getrennt an je eine Pumpe (20, 21) angeschlossen und die wirksamen Kolbenflächen in den beiden Kammern proportional den zeitlichen Fördermengen der gemeinsam angetriebenen Pumpen sind.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kolben (3) als Hohlkolben mit einer der Stirnwand (10) des äußeren Kolbens (2) gegenüberliegenden öffnung ausgebildet und die vom äußeren Kolben (2) umschlossene Kammer (5) mit der einen Pumpe (20) durch ein Rohr (12) verbunden ist, das sich von einer öffnung (16) in der Stirnwand (15) des Zylinders (1) ausgehend durch eine öffnung (11) in der Stirnwand (10) des äußeren Kolbens (2) hindurch in den inneren Kolben (3) hinein erstreckt.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlichen Fördermengen und entsprechend die wirksamen Kolbenflächen der beiden Kolben (2, 3) einander gleich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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