DE1239948B - Durch Druckmedium betaetigter, doppeltwirkender Druckzylinder - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

FlSb

Deutschem.: 60-30

Nummer: 1239 948

Aktenzeichen: St 166411 a/60

Anmeldetag: 29. Juni 1960

Auslegetag: 3. Mai 1967

Die Erfindung bezieht sich auf einen durch Druckmedium betätigten, doppeltwirkenden Druckzylinder mit Ein- und Auslaßöffnungen, die mit entgegengesetzten Enden des Zylinders in Verbindung stehen, und mit einem im Zylinder liegenden Kolben, der an einer durch den Zylinder an wenigstens einem Ende hindurchfassenden Kolbenstange angebracht ist, wobei zwei Überströmventile vorgesehen sind, die mit den Zylinderräumen auf beiden Seiten des Kolbens in Verbindung stehen und die auf den Kolben übertragene Belastung begrenzen.

Druckzylinder dieser Art sind bereits bekannt. Die Überströmventile haben dabei den Zweck, eine Überlast dadurch zu verhindern, daß beim Druckanstieg gegen Ende des Hubes, der durch die kinetische Energie der bewegten Massen infolge der geschlossenen Ausströmleitung erhalten wird, bei einer vorbestimmten Druckdifferenz das hydraulische Medium von der einen Seite des Kolbens zur anderen übergeführt wird. Dadurch wird die auf den Kolben wirkende Kraft begrenzt. Bei den bekannten Einrichtungen ist die Anordnung so getroffen, daß die Überströmventile in die Ein- und Auslaßleitung des Zylinders verbindende Leitungen eingebaut sind, so daß das Überströmen durch die normalen, an den Zylinderenden vorgesehenen Ein- und Auslaßöffnungen erfolgt.

Für gewisse Anwendungen ist es zweckmäßig, die Bewegung des Kolbens bei Annäherung an das Hubende allmählich abzubremsen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, an beiden Seiten des Kolbens Dämpfungskolben anzubringen, die durch allmähliches Absperren der Auslaßleitung des Zylinders gegen Hubende den Kolben abbremsen, wobei ebenfalls ein Druckanstieg erfolgt, der die nötige Bremskraft liefert. Um auch hierbei eine Überlastung des Kolbens zu verhindern, muß man den Dämpfungskolben so bemessen, daß die Bremskraft einen zulässigen Wert nicht übersteigen kann.

Werden die beiden bekannten Maßnahmen zum Begrenzen der maximal auf den Kolben wirkenden Kraft gleichzeitig bei einem Druckzylinder angewendet, so erhält man eine Hintereinanderschaltung von Dämpfung und Überströmwirkung, d. h., in den Zylinderräumen würde sich ein Druck aufbauen, der um die Druckdifferenz an den Drosselstellen der Dämpfungskolben über der zulässigen Druckdifferenz liegt, die durch die Überströmventile gegeben ist. Der Kolben wäre dann mit einer die zulässige Belastung um die Bremskraft übersteigenden Kraft beansprucht.

Ziel der Erfindung ist ein Druckzylinder, der die Durch Druckmedium betätigter, doppeltwirkender Druckzylinder

Anmelder:

Stothert&Pitt, Limited,

Bath, Somerset (Großbritannien)

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore und Dipl.-Ing. H. Gralfs,

Patentanwälte, Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Norman Edward Kerridge,

Salford, Near Bristol (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 30. Juni 1959 (22 485,
22486)

gleichzeitige Anwendung der Überströmventile zum Begrenzen der durch die kinetische Bewegungsenergie auf den Kolben übertragenen Kraft als auch die Anwendung der Dämpfungskolben ermöglicht, die den Kolben gegen Hubende abbremsen, ohne die zulässige Kolbenkraft zu überschreiten.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise auf jeder Seite des Kolbens ein Dämpfungskolben angebracht ist und daß die in der Kolbenstange oder in den Kolben liegenden Verbindungsleitungen zwischen den in oder an der Kolbenstange bzw. in den Dämpfungskolben angebrachten Überströmventilen und den Zylinderräumen beiderseits des Kolbens an den oder in der Nähe der Stirnflächen der Dämpfungskolben zu den Zylinderräumen beiderseits des Kolbens offen sind.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Verbindungsleitungen wird erreicht, daß diese Öffnungen der Verbindungsleitungen nicht der drosselnden Wirkung der Dämpfungskolben unterliegen und unabhängig davon oder parallel dazu wirksam werden. Eine Überlastung des Kolbens wird bei gleichzeitigem Abbremsen mit der zulässigen Bremslcraft mit Sicherheit vermieden.

Die beiderseits des Kolbens vorgesehenen Dämpfungskolben können zum Erzielen der drosselnden

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Wirkung nach weiteren Merkmalen der Erfindung Sekundäröffnungen und die Öffnungen 23 und 25 als

entweder je mit einer Anzahl von auf dem Umfang die Hauptöffnungen bezeichnet werden,

verlaufenden Nuten oder je mit einer in axialer Die Sekundäröffnungen 22 und 24 stehen über

Richtung verlaufenden Umfangsmit versehen sein, Rückschlagventile 26,27, die ein Einströmen in die

oder sie können kegelig ausgebildet werden. Nach S Zylinderräume gestatten und ein Ausströmen ver-

einem weiteren Merkmal der Erfindung können an hindern, mit zwei geeigneten Öffnungen eines

den äußersten Enden des Druckzylinders zusätzliche Umsteuerventils in Verbindung, mit dem jede der

Einlaßöffnungen vorgesehen werden, die mit Rück- Öffnungen durch den Bedienungsmann mit einer

Schlagventilen versehen sind. Ölzuführleitung verbunden werden kann, der öl

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise io unter Druck von einer dauernd angetriebenen Pumpe

dargestellt und wird im folgenden im einzelnen aus einem Ölvorratsbehälter zugeführt wird,

erläutert. Die Hauptöffnungen 23 und 25 sind mit den

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen doppelt- gleichen Öffnungen des Umsteuerventils verbunden

wirkenden Druckzylinder gemäß der Erfindung, sie wie die zugehörigen Sekundäröffnungen 22 und 24,

ist in F i g. 1 (a) und 1 (b) unterteilt; 15 jedoch stehen sie mit diesen Öffnungen über fern-

F i g. 2 zeigt eine Endansicht in Richtung des gesteuerte Rückschlagventile 32, 33 in Verbindung,

Pfeiles III der Fig. 1; die federbelastete Ventilglieder 34, 35 aufweisen,

Fig.3 ist in einem größeren Maßstab ein Teil- welche von solenoidbetätigten Schaltventilen fernschnitt durch die Überströmventile; betätigt werden, die über Steuerleitungen 36, 39 und

Fig.4 ist ein Längsschnitt durch einen Teil eines 20 Kolben 40, 41 zur Wirkung kommen. Dadurch kann

abgeänderten Druckzylinders; die eine oder andere Hauptöffnung 23 bzw. 25 eben-

Fig. 5 ist in einem größeren Maßstab ein Teil- falls über das Umsteuerventil mit der Druckölver-

schnitt durch abgeänderte Überströmventile. sorgung verbunden werden, während die jeweils

Der doppeltwirkende hydraulische Druckzylinder 1 andere Hauptöffnung mit einer Rückleitung verweist nach F i g. 1 einen Arbeitszylinder 2 auf, der 25 bunden wird, die zum Vorratsbehälter führt. Die schwenkbar mit an einem etwa in der Mitte des Hauptöffnungen 23, 25 dienen außerdem, gesteuert Zylinders 2 sitzenden Kragen 4 angebrachten Dreh- von den Schaltventilen, als Auslaßöffnungen für zapfen 3 gelagert sein kann. das Öl.

Der Zylinder 2 enthält einen Druckkolben 7, Wenn jetzt das Umsteuerventil betätigt wird,

welcher auf einer Kolbenstange 8 sitzt, die durch 3° werden die Hauptöffnung 25 und die Sekundär-

Dichtungen 9 hindurchfaßt, die in Abdeckteilen 9 α Öffnung 24 mit der Druckölquelle und weiterhin die

an beiden Enden des Zylinders vorgesehen sind. Das Hauptöffnung 23, die nun als Auslaßöffnung dient,

dem Anschlußende 10 der Kolbenstange 8 entgegen- mit der Rücklaufleitung verbunden. Gleichzeitig wird

gesetzte Ende, das im folgenden als das blinde Ende über das Schaltventil das Rückschlagventilglied 34

14 bezeichnet werden soll, faßt durch das Zylinder- 35 geöffnet. Das unter Druck stehende öl wird somit

ende hindurch. Damit sind die wirksamen Flächen in den einen Zylinderraum durch die Öffnungen 24

auf beiden Seiten des Kolbens gleich groß. und 25 eintreten, während das öl in dem anderen

Auf einander gegenüberliegenden Seiten des Zylinderraum durch die Hauptöffnung 23 ausge-

Druckkolbens sind auf der Kolbenstange 8 Dämp- stoßen wird und sich der Druckkolben in der

fungskolben 15,16 angebracht, die mit Dichtringen 40 gewünschten Richtung bewegt. Wenn sich der Druck-

17 versehen sind, um ein Durchlecken von Öl von kolben so weit in der Richtung des Pfeiles X bewegt

einem Ende des Zylinders zum anderen zu verhindern. hat, daß der Dämpfungskolben 15 die Hauptöffnung

Die Dämpfungskolben 15,16 werden auf der Kolben- 23 überdeckt, wird der Durchfluß durch diese

stange zusammen mit dem Druckkolben auf der einen Öffnung gedrosselt, und der kreisringförmige Zwi-

Seite durch einen kreisringförmigen Keil 18 und auf 45 schenraum zwischen dem Dämpfungskolben und dem

der anderen Seite durch einen entsprechenden Keil 19 Zylinder gestattet nur ein beschränktes Durchtreten

gehalten, der mit Halteringen 20 zusammenwirkt. des Öles durch die Hauptöffnung 23. Der dadurch

Die Außendurchmesser der Dämpfungskolben 15, auf der Auslaßseite des Kolbens erzeugte Rückdruck 16, die koaxial im Zylinder 2 liegen, sind etwas dient dazu, die Geschwindigkeit in jedem gewünschten kleiner als die Bohrung des Zylinders, um einen 50 Maße zu verzögern, wenn der Kolben bei offenem kreisringförmigen Durchlaß zu schaffen, der unter Umsteuerventil bis zum Ende seines Hubes weitergewissen Betriebsbedingungen ein Durchlecken von bewegt werden sollte. Der Dämpfungskolben 15 Öl hinter die Dämpfungskolben gestattet, wie weiter dient also dazu, die Bewegung des Kolbens 7 wähunten noch beschrieben wird. In den äußeren rend des letzten Teils seines Hubes zu dämpfen, um Umfangsflächen jedes Dämpfungskolbens 15,16 ist 55 einen weichen Betrieb zu erreichen und ein Rütteln eine Anzahl von kreisringförmigen Nuten 21 vorge- auszuschalten.

sehen, die es ermöglichen, daß öl um die Kolben Beim Rückwärtshub tritt das Öl durch die

herumfließen kann, wenn diese exzentrisch sitzen Sekundäröffnung 22, die nicht vom Dämpfungs-

sollten. kolben abgedeckt ist, und zum begrenzten Teil durch

In jedem Zylinderraum sind zwei Öffnungen 22,23 60 die vom Kolben abgedeckte Hauptöffnung 23 ein.

und 24, 25 angebracht, von denen die Öffnungen 22 Gleichzeitig tritt Öl aus dem Zylinderraum am

und 24 an den äußersten Enden der jeweiligen rechten Ende des Zylinders durch die Hauptöffnung

Arbeitskammer und die Öffnungen 23 und 25 in 25 aus. Wenn der Dämpfungskolben an der Haupt-

einem geringen, vorbestimmten Abstand von den Öffnung 23 im linken Zylinderraum vorbeigegangen

äußersten Enden liegen, so daß sie von den entspre- 65 ist und diese dadurch freigegeben wird, fließt durch

chenden Dämpfungskolben 15 und 16 gegen Ende diese Öffnung die normale Menge öl. Wie oben

des Hubes des Kolbens überdeckt werden. Zur Ver- schon erwähnt, sind die Sekundäröffnungen 22, 24

einfachung sollen die Öffnungen 22 und 24 als die nicht notwendig und können bei Bedarf weggelassen

Claims (1)

1. 5 6

   werden. Dann tritt das Öl nur durch die Hauptöff- innerhalb des Druckzylinders untergebracht. Sie nungen 23 und 25 in den Zylinder ein. In diesem liegen in Öffnungen 63,64, die in den Dämpfungs-Fall sind die Geschwindigkeit des Kolbens und die kolben 15,16 vorgesehen sind. Die Öffnungen 63, 64 Beschleunigung im ersten Teil des Hubes wegen der stehen mit beiden Zylinderräumen durch Kanäle 65, von den Dämpfungskolben verursachten Drosselung 5 66 in Verbindung, die sich in axialer Richtung durch geringer. Eine Einstellung der Verzögerungswirkung den Druckkolben 7 und die Dämpfungskolben 15,16 der Dämpfungskolben kann durch Änderung der erstrecken und deren äußere Enden sich am Winden axialen Länge, des Querschnitts und des Spieles der Ende 14 der Kolbenstange 8 in axial verlaufende Dämpfungskolben im Zylinder erreicht werden. Umfangsnuten 67, 68 öffnen, die in der Kolben-

   Im Winden Ende 14 der Kolbenstange 8 sind zwei io stange 8 vorgesehen sind und die Verbindung mit

   axial liegende Kanäle 49 und 50 vorgesehen. Das dem Zylinderraum auf dieser Seite des Druckkolbens

   innere Ende des Kanals 49 steht durch eine Kreis- herstellen.

   ringnut 51, die am blinden Ende der Kolbenstange Die Überströmventile 61,62 wirken in der gleichen ausgebildet ist, mit einem der Zylinderräume in Weise wie die Ventile59,60, die bei den Fig. 1,2 Verbindung. Das innere Ende des anderen Kanals 50 15 und 3 beschrieben wurden. Sie bestimmen die maxireicht jedoch bis über den Druckkolben hinaus und malen Druckdifferenzen, die zwischen den beiden steht durch eine Kreisringnut 52 mit dem anderen Zylinderräumen auftreten können.
   Zylinderraum in Verbindung. Auf dem freien Ende Weiterhin ist in Fig.4 eine Änderung der Mittel des Endes 14 der Kolbenstange 8 ist eine Ventil- zu erkennen, die auf den Dämpfungskolben 15,16 gruppe 53 angebracht, die aus einem Gehäuse 54 2° vorgesehen sind, um ein begrenztes, geregeltes besteht, in dem zwei Bohrungen 55,56 vorgesehen Durchtreten von Öl am Ende jedes Hubes des sind, die mit den Kanälen 49 bzw. 50 in Verbindung Druckkolbens zu ermöglichen, das die Bewegung des stehen. Die Bohrungen 55,56 und somit auch die Kolbens dämpft oder verzögert.
   Kanäle 49, 50 können miteinander durch Öffnungen Bei dieser Änderung sind die Dämpfungskolben 15, 57,58 in Verbindung gebracht werden, die von feder- 25 16 im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und sind belasteten Überströmventilen 59, 60 gesteuert mit axial gerichteten, sich verjüngenden Umfangswerden, welche unter Vorspannung in Stellungen nuten 69,70 versehen, die im entsprechenden Zeitgehalten werden, in denen sie die Enden der Kanäle punkt den begrenzten Durchtritt von Öl durch die normalerweise verschließen, um eine gegenseitige Hauptöffnungen 23,25 ermöglichen.
   Verbindung zu verhindern (F i g. 3). 30 Andererseits können die Dämpfungskolben auch

   Das Ventil 59 ist so angeordnet, daß es automatisch kegelig ausgebildet sein, so daß sich verjüngende

   öffnet und ein Durchströmen von Öl von einem Kreisringkanäle entstehen, die einen begrenzten,

   Zylinderraum zum anderen über den Kanal 49, die geregelten Durchfluß von Öl durch die Hauptöff-

   Öffnung 57 und den Kanal 50 ermöglicht, wenn die nungen 23,25 im entsprechenden Zeitpunkt ermög-

   Differenz der Drücke in dem ersten und zweiten 35 liehen.

   Zylinderraum einen vorbestimmten Wert über- Bei der in Fig.5 dargestellten abgeänderten schreitet. In entsprechender Weise ist das andere Ausführungsform sind in der Kolbenstange 81 zwei Ventil 60 so angeordnet, daß es automatisch öffnet, Kanäle 82 und 83 vorgesehen, die den Kanälen 49, 50 wenn die Druckdifferenz zwischen dem zweiten und der Fig. 1 entsprechen. Auf der Kolbenstange 81 ist dem ersten Zylinderraum diesen Wert überschreitet. 40 eine Ventilgruppe 84 derart angebracht, daß das Die Ventile 59, 60 legen damit eine maximale Druck- Ende der Kolbenstange mit einer zu betätigenden differenz fest, die zwischen den beiden Arbeite- Vorrichtung verbunden werden kann. Die Ventilkammern auftreten kann. Auf diese Weise wird gruppe weist ein Gehäuse 85 auf, welches mit Bohunabhängig von der Art der Betätigung des Umsteuer- rangen 86 und 87 versehen ist, die mit Querbohventils die maximale Kraft festgelegt, die auf den 45 rangen 88 und 89 zusammenwirken, welche in der Druckkolben aufgebracht werden kann, so daß durch Kolbenstange 81 ausgebildet sind und eine Verbin-Einstellung des auf die Ventile 59, 60 wirkenden dung zwischen den beiden Kanälen 82 und 83 her-Federdrucks die maximalen Beanspruchungen, die stellen sollen. Die Verbindung zwischen dem Kanal beim Beschleunigen oder Verzögern des Druck- 82 und 83 über die Bohrungen 86,88 wird durch kolbens auf die über die Kolbenstange betriebene 50 ein federbelastetes Überströmventil 90 gesteuert, das Vorrichtung übertragen werden, auf einen sicheren in einer Öffnung 91 liegt, die auf der einen Seite des Wert begrenzt werden können. Gehäuses 85 vorgesehen ist. In gleicher Weise wird

   Die Überströmventile 59, 60 sind, wie zu erkennen, die Verbindung zwischen den Kanälen 83 und 82

   außen am Druckzylinder angebracht, so daß sie zur über die Bohrungen 87 und 89 durch ein federbe-

   Einstellung leicht zugänglich sind. 55 lastetes Überströmventil 92 gesteuert, das in einer

   Andererseits können die beiden Kanäle 49, 50, die Öffnung 93 liegt, welche auf der gegenüberliegenden die beiden Arbeitskammem miteinander verbinden, Seite im Gehäuse 85 ausgebildet ist.
   auch dadurch hergestellt werden, daß eine hohle oder Die Überdruckventile 90, 92 sind bei dieser Ausauf einem Teil ihrer Länge hohle Kolbenstange ver- führungsform so angeordnet, daß sie in der gleichen wendet wird und daß in jedem Fall innerhalb ein 60 Weise wie die Ventile 59,60 wirken, die unter Bezug koaxial liegendes Rohr angebracht wird, so daß der auf die Fig. 1, 2 und 3 beschrieben wurden. Sie von dem Rohr gebildete Kanal mit dem Zylinderraum bestimmen die maximale Druckdifferenz, die zwiauf der einen Seite des Kolbens in Verbindung steht, sehen den beiden Zylinderräumen auftreten kann,
   während der von der Kolbenstange gebildete Kreisringkanal mit dem Zylinderraum auf der anderen 65 Patentansprüche:
   Seite des Kolbens verbunden ist.

   Bei der abgeänderten Ausführungsform nach 1. Durch Druckmedium betätigter, doppelt-

   Fig.4 sind federbelastete Überströmventile 61, 62 wirkender Druckzylinder mit Ein- und Auslaß-