DE1157486B

DE1157486B - Einrichtung zur Erreichung des Gleichlaufs mehrerer hydraulischer Arbeitskolben

Info

Publication number: DE1157486B
Application number: DE1958P0021846
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Willi W Dettinger; Dipl-Ing Helmut Gross
Original assignee: Pumpenfabrik Urach GmbH
Current assignee: Pumpenfabrik Urach GmbH
Priority date: 1958-12-08
Filing date: 1958-12-08
Publication date: 1963-11-14

Description

Einrichtung zur Erreichung des Gleichlaufs mehrerer hydraulischer Arbeitskolben Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, mittels deren der Gleichlauf verschiedener, an einer gemeinsamen Druckleitung parallel angeschlossener hydraulischer Arbeitskolben auch bei unterschiedlicher Belastung derselben erreicht werden soll.
Es ist bereits eine Einrichtung dieser Art für mehrere hydraulische Arbeitskolben mit einseitig herausgeführter Kolbenstange bekannt, bei der in jedem Arbeiszylinder zwei gegeneinander und gegenüber dem Druckraum abgeschlossene Verdrängungsräume vorgesehen sind, deren Volumina sich beim Hub des Arbeitskolbens entgegengesetzt zueinander ändern, wobei diese Verdrängungsräume je zweier Arbeitskolben über Kreuz miteinander verbunden sind, derart, daß der Inhalt des sich beim Hub des Arbeitskolbens verkleinernden Verdrängungsraumes des einen Zylinders in den sich in gleichem Maße vergrößernden Verdrängungsraum des anderen Zylinders übergeschoben wird, wobei der Arbeitskolben und die Kolbenstange eine axiale Bohrung besitzen, in welche ein ortsfester Verdrängerkolben hineinragt.
Bei dieser Einrichtung sind die beiden Verdrängerräume im Arbeitskolben axial hintereinander angeordnet und durch einen doppeltwirkenden Scheibenkolben voneinander getrennt, der dicht und genau geführt sein muß, vor allem aber eine nach beiden Kolbenseiten hin durchgehende, zwei Beaufschlagungsleitungen enthaltende Kolbenstange braucht, die an beiden Seiten im Kolben geführt ist. Infolgedessen muß die Länge des Arbeitskolbens mehr als seine doppelte Hublänge betragen. Im ausgefahrenen Zustand verlängert sich die Einrichtung um eine weitere Hublänge. Damit ergibt sich eine außerordentlich große Einbauhöhe, was den Forderungen der Praxis, die für Pressen, Scheren und ähnliche Maschinen in erster Linie eine gedrängte Bauweise in der Hubrichtung (Einbaulänge) anstrebt, zuwiderläuft. Außerdem rnuß jeder Arbeitskolben mit einem Scheibenkolben zur Trennung der Verdrängerräume voneinander versehen sein. Gemäß der Erfindung wird eine Einrichtung dieser Art dadurch verbessert, daß die axiale Bohrung des Arbeitskolbens zusammen mit dem Verdrängerkolben in an sich bekannter Weise den einen Verdrängerraum bildet, wobei der Verdrängerkolben die Form eines offenen Rohres hat, das in der axialen Bohrung frei ausmündet, während der zweite Verdrängungsraum durch den zwischen Kolben, Kolbenstange und Zylinderwand eingeschlossenen, dem Druckraum gegenüberliegenden Ringraum gebildet wird.
Die erfindungsgemäße Bauweise der Einrichtung ergibt eine bedeutende Vereinfachung und insbesondere eine fast um die Hälfte verkürzte Einbaulänge, was mit Rücksicht auf praktische Anforderungen außerordentlich ins Gewicht fällt und unter anderem auch zu einer Verbilligung der Einrichtung führt.
Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung schematisch veranschaulicht.
Als Beispiel wurde eine hydraulisch betätigte Schneidvorrichtung gewählt, deren feststehendes Obermesser mit 1 und deren Untermesser mit 2 bezeichnet ist.
Zur Betätigung des Untermessers 2 dienen zwei Arbeitszylinder 3 und 4, deren Arbeitskolben 5 mit dem Messer verbunden sind. Da die Arbeitszylinder einfach wirkend ausgeführt sind, ist noch ein besonderer Rückführzylinder 6 vorgesehen, dessen Kolben 7 das Messer 2 nach Abschalten der Arbeitszylinder in seine Ausgangsstellung zurückholt.
Die Steuerung der Arbeitszylinder 3 und 4 erfolgt mittels eines gemeinsamen Steuerventils 9 an sich bekannter Art, welches je nach Stellung das von einer Druckpumpe 8 kommende Druckmittel über die Leitungen 12 und 11 zu den Druckräumen 10 der beiden Arbeitszylinder oder bei Leerlauf über die Leitung 12 und 13 zurück in den Behälter 26 leitet.
Um nun beim Arbeitshub den gewünschten Gleichlauf beider Arbeitszylinder zu erzielen, sind diese so gestaltet, daß jeder derselben zwei gleich große Verdrängungsräume 14 und 15 aufweist, die sowohl gegen den eigentlichen Druckraum 10 als auch gegeneinander abgeschlossen sind. Beim vorliegenden Beispiel wird dies dadurch erreicht, daß der Arbeitskolben 5 hohl gebohrt ist und in diese Bohrung ein ortsfester Verdrängungskolben 16, der gleichzeitig eine zusätzliche Führung für den Arbeitskolben 5 bildet, hineinragt. Diese Bohrung des Arbeitskolbens stellt damit den einen Verdrängungsraum 14 dar, während der andere Verdrängungsraum 15 im Arbeitszylinder selbst oberhalb der Dichtungszone 17 des Arbeitskolbens 5 liegt. Daraus ergibt sich, daß beim Hub des Kolbens 5 der Verdrängungsraum 15 in gleichem Maße kleiner werden muß, wie sich andererseits der innerhalb des Arbeitskolbens 5 angeordnete zweite Verdrängungsraum 14 vergrößert.
Werden nun diese Verdrängungsräume 14 und 15 beider Arbeitszylinder 3 und 4 mittels zweier Rohrleitungen 18 und 19 übers Kreuz miteinander verbunden, derart, daß jeweils der Raum 14 des einen Zylinders mit dem Raum 15 des anderen Zylinders in Verbindung stehen, so entsteht eine feste hydraulische Koppelung beider Arbeitszylinder 3 und 4, die einen genauen Gleichlauf beider Zylinder sicherstellt, auch dann, wenn die Belastungen derselben größere Unterschiede aufweisen.
Im einzelnen verhält sich die Sache so, daß bei gleichen Drücken P und Q auf die Arbeitszylinder 3 und 4, d. h. wenn die Schneidstelle der Messer 1 und 2 genau in der Mitte ist, alle Verdrängungsräume 14 und 15 und deren Verbindungsleitungen 18,19 praktisch drucklos sind. Werden jedoch die Drücke P und Q bei wandernder Schneidstelle unterschiedlich groß, so entsteht im System der Verdrängungsräume 14,15,18,19 ein entsprechend der Belastungsdifferenz sich ausbildender Druck, der auf den weniger belasteten Arbeitszylinder wirkt und dadurch einen Druckausgleich herstellt.
Wenn während dieses Bewegungsvorgangs durch Undichtigkeiten der Stangenführungen, der Kolbenabdichtungen oder der Leitungen 18 und 19 die gleichen Ölvolumen der Zylinderräume 14 und 15 nicht erhalten bleiben, dann wird das verlorengegangene Öl beim Abwärtshub durch die durch Ventil 25 vorgespannte Leitung 13 über die Rückschlagventile 21 und 22 wieder nachgefüllt.
Wenn infolge fertigungsmäßig nicht ganz exakt eingehaltener Durchmesser in den Räumen 14 und 15 die Volumen 15 von 14 etwas abweichen, dann kann beim Aufwärtshub eine zusätzliche Pressung über die Leitungen 18 und 19 entstehen. Das hierbei zuviel vorhandene Öl kann über die Rückschlagventile 23 und 24 durch das Sicherheitsventil 20 in den Ölbehälter abfließen. Beim Abwärtshub wird das ver-Iorengegangene Öl über die Rückschlagventile 21 und 22 wieder nachgefüllt.
Die Rückschlagventile 21 und 22 verbinden die Leitungen 19 bzw.18 über eine Leitung 27 mit der Rückführungsleitung 13 an einer vor dem Ventil 25 liegenden Stelle, während das andere Ventilpaar 23, 24 wohl ebenfalls mit den Leitungen 19 und 18 in Verbindung steht, aber über das genannte Sicherheitsventil 20 nach dem Rückschlagventil25 an die Leitung 13 angeschlossen ist.
Durch diese Ventilanordnung wird erreicht, daß etwa eingetretene Flüssigkeitsverluste im Koppelsystem durch die Pumpe 8 über die Leitungen 12,13 und 27 und die Ventile 21 und 22 ausgeglichen werden. Ergänzungshalber wird noch erwähnt, daß das beschriebene System ohne Schwierigkeiten beliebig erweitert, d. h. gegebenenfalls noch beliebig viele Arbeitszylinder parallel geschaltet werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zum Erreichen des Gleichlaufes mehrerer hydraulischer Arbeitskolben mit einseitig herausgeführter Kolbenstange, bei denen in jedem Arbeitszylinder zwei gegeneinander und gegenüber dem Druckraum abgeschlossene Verdrängungsräume vorgesehen sind, deren Volumina sich beim Hub des Arbeitskolbens entgegengesetzt zueinander ändern, und diese Verdrängungsräume je zweier Arbeitskolben über Kreuz miteinander verbunden sind, derart, daß der Inhalt des sich beim Hub des Arbeitskolbens verkleinernden Verdrängungsraumes des einen Zylinders in den sich in gleichem Maße vergrößernden Verdrängungsraum des anderen Zylinders übergeschoben wird, wobei der Arbeitskolben und die Kolbenstange eine axiale Bohrung besitzen, in welche ein ortsfester Verdrängerkolben hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung zusammen mit dem Verdrängerkolben in an sich bekannter Weise den einen Verdrängungsraum (14) bildet, wobei der Verdrängerkolben die Form eines offenen Rohres (16) hat, das in der axialen Bohrung frei ausmündet, während der zweite Verdrängungsraum (15) durch den zwischen Kolben, Kolbenstange und Zylinderwand eingeschlossenen, dem Druckraum (10) gegenüberliegenden Ringraum gebildet wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ausgleich etwaiger Flüssigkeitsverluste im System der Verdrängungsräume (14, 15) und ihrer Verbindungsleitungen (18, 19), die Verbindungsleitungen (18,19) in an sich bekannter Weise über zwei Rückschlagventile (21, 22) an die zu diesem Zweck mit einem Rückschlagventil (25) versehene Rückführleitung (13) des Pumpensystems angeschlossen ist, derart, daß eine Zuflußmöglichkeit in einer Richtung von der Pumpe (8) zu den Verbindungsleitungen (18,19) besteht.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (18,19) in an sich bekannter Weise über je ein in Richtung zu diesem sperrendes Rückschlagventil (23 bzw. 24) und ein gemeinsames, einstellbares Sicherheitsventil (20) mit einer nach dem Rückschlagventil (25) liegenden Stelle der Rückführleitung (13) verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr.1004 924, 1017 028, 1044 625; USA.- Patentschriften Nr. 2 635 427; »Industrie-Rundschau«, Jg.11, Nr.11 vom November 1956, S. 30 bis 33, Abb. 9.