DE1576101B2

DE1576101B2 - Hydraulischer mehrfach teleskop hubzylinder

Info

Publication number: DE1576101B2
Application number: DE19651576101
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Hans Holland Gmbh, 6228 Eltville
Priority date: 1965-09-23
Filing date: 1965-09-23
Publication date: 1971-09-30
Also published as: DE1576101A1

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Mehrfachteleskop-Hubzylinder.

Bei bisher bekannten Teleskop-Zylinder-Anord-, nungen war für die einzelnen Stufen eine Druckübersetzung erforderlich, oder das Druckmittel mußte entsprechend stufenweise zugeführt werden. Es sind auch Teleskop-Zylinder-Anordnungen mit zwei Kolben und mit gemeinsamer Druckmittelzuführung für die Kolben ohne Druckübersetzung bekannt, bei welchen die Wirkfiächen der Kolben durch den Einbau eines feststehenden zentralen Rohres in einen druckunabhängigen Raum, der im Innern des großen Kolbens liegt, in ein bestimmtes Verhältnis gebracht werden können. Es ist dadurch möglich gemacht, die beiden Kolben mit gleicher Hubgeschwindigkeit auszufahren oder einen der Kolben mit Bezug auf den anderen voreilen zu lassen. Wenn eine solche Anordnung mit gleichbleibender Pumpenfördermenge und mit gleichbleibendem Flüssigkeitsdruck arbeitet, so sind bei Gleichlauf der Kolben die Hubkraft groß und die Hubgeschwindigkeit gering, während bei Voreilung eines der Kolben die Hubkraft kleiner und die Hubgeschwindigkeit größer, beide aber ungleichförmig sind.

Die vorliegende Erfindung will einen Mehrfach-Teleskop-Hubzylinder ohne Druckübersetzung verfügbar machen, bei dem mit einer nur kleinen und gleichbleibenden Pumpenfördermenge gearbeitet werden kann, um weitgehend ausgeglichene, große und in einer bevorzugten Ausführungsform auch konstante Hubgeschwindigkeit zu verwirklichen.

Um dieses Ziel zu erreichen, geht die Erfindung von einem Teleskop-Hubzylinder mit konzentrisch angeordneten Teleskopkolben aus, deren Hub durch den jeweils folgenden Teleskopkolben begrenzt ist. Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß die zu dem zuerst ausfahrenden, durch Gegendruck nicht belasteten Teleskopkolben konzentrischen Teleskopkolben durch an ihrem dem Hubzylinder zuweisenden Ende angebrachte und mittels Einbauzylinder geführte Ringscheiben als Differentialkolben mit in die Rückfahrrichtung weisenden Gegendruckflachen ausgebildet sind, deren in die Ausfahrrichtung weisenden Druckflächen durch die in die Ausfahrstellung gebrachte Druckfläche des jeweils vorangehenden Teleskopkolbens zu vergrößerten Wirkflächen ergänzt sind.

Bei der bereits erwähnten bevorzugten Ausfuhrungsform sind die Wirkflächen aller Teleskopkolben des Systems praktisch gleich groß bemessen.

Die Differentialwirkung der Differentialkolben kann in mehrfacher Weise verwirklicht werden. Als besonders zweckdienlich hat sich eine Ausführung erwiesen, bei welcher die Ringscheiben an dem dem Hubzylinder zuweisenden Ende der Differentialkolben radial ein- und auswärts vorstehen. ^:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Dreifach-Teleskop-Hubzylinder in teilweise ausgefahrener Stellung und

F i g. 2 den Teleskop-Hubzylinder gemäß F i g. 1 in eingefahrener Stellung.

In den F i g. 1 und 2 ist ein Dreifach-Teleskop-Hubzylinder dargestellt. Der erste Teleskopkolben 1 ist als Kolben oder Plunger mit einer Hubbegrenzung und die folgenden Teleskopkolben 2 und 3 sind als Differentialkolben ausgebildet. Dabei werden die wirksamen Druckflächen der Differentialkolben 2 und 3 erst mit der Beendigung des Ausfahrhubes des jeweils vorangehenden Teleskopkolbens vervollständigt. Die Kolben 1, 2 und 3 sitzen im eingefahrenen Zustand, wie er in F i g. 2 dargestellt ist, in einem Hubzylinder 4, der einen Außendurchmesser dS und einen Innendurchmesser dl aufweist. In dem Hubzylinder 4 ist konzentrisch ein Zylinder 5 mit dem Außendurchmesser d6 eingebaut. Von dem Hubzylinder 4 und dem darin befindlichen Zylinder 5 wird eine dazwischenliegende Ringscheibe 6 geführt, auf der der Teleskopkolben 3 befestigt ist, der sich durch eine runde Öffnung der Deckelplatte 7 des Hubzylinders 4 nach oben erstreckt, wobei der Teleskopkolben bei 8 gleichzeitig von der Deckelplatte 7 geführt wird. Auf der Ringscheibe 6 ist ein Zylinder? mit einem Außendurchmesser <23 befestigt; der Durchmesser d3 ist größer als der Durchmesser d 6 des in dem Hubzylinder 4 angebrachten Zylinders 5, und der Zylinder 9 umschließt mit dem Teleskopkolben 3 einen ringförmigen Raum 10, in dem eine Ringscheibe 11 gleitbar angeordnet ist. Auf dieser Ringscheibe 11 ist der Teleskopkolben 2 vom Außendurchmesser d 2 befestigt, der kleiner als der Innen- bzw. Außendurchmesser d 4 bzw. d5 des Teleskopkolbens 3 ist und sich durch eine öffnung in dessen Deckelplatte 12 nach oben erstreckt. Der Teleskopkolben 2 wird bei 13 von der Deckelplatte 12 geführt. Durch die Deckelplatte 14 des Teleskopkolbens 2 erstreckt sich der Kolben 1 vom Außendurchmesser dl nach oben und wird bei 15 von der Deckelplätte 14 des Teleskopkolbens 2 geführt.

Die in die Ausfahrrichtung und in die Einfahrrichtung weisenden Kolbenflächen der beiden Differentialkolben bestehen also aus Ringscheiben, von welchen die in die Ausfahrrichtung weisenden, die den Deckelplatten 14 und 12 der Teleskopkolben 2 und 3 entsprechen, auf der Außenseite des jeweils vorangehenden Teleskopkolbens 1 bzw. 2 bei 15 bzw. 13 gleiten. Die in die Einfahrrichtung weisende Kolbenfläche des Kolbens 2 entspricht der Ringscheibe 11, während die entsprechende Kolbenfläche des Kolbens 3 sich aus zwei Ringteilflächen der Ringscheibe 6 zusammensetzt, von welchen die eine von dem Hubzylinder 4 und der Außenseite des Kolbens 3 und. die andere von den Zylindern 9 und 5 begrenzt sind. Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung wird davon ausgegangen, daß alle Räume mit Ausnähme der unterhalb der Ringscheiben 6 und 11 liegenden Teile der Ringräume 10 und 25, welche über eine Bohrung 26 miteinander verbunden sind und bei 24 mit der Außenluft in Verbindung stehen, mit öl gefüllt sind.

Wenn Drucköl bei 17 eingelassen wird, so wird der Kolben 1 angehoben. Nach Beendigung des Ausfahrhubes von Kolben 1 bewirkt das nachströmende Drucköl das Ausfahren der aus den Kolben 1 und 2 bestehenden Einheit, so daß das bei 17 eintretende Drucköl durch das aus dem Ringraum 22 durch die Öffnung 23 verdrängte Drucköl ergänzt wird und eine entsprechend kleinere Menge haben kann. Nachdem auch die aus den Kolben 1 und 2 bestehende Einheit ausgefahren ist, beginnt das Ausfahren des Kolbens 3. Dabei verringert die aus dem Ringraum 18 durch den Kanal 19 verdrängte ölmenge die von außen bei 17 einzuführende frische Druckölmenge.

In der vollständigen Ausfahrstellung liegen der

F₂ =^

(2)

20

Kolben 1 an der Hubbegrenzung 15, der Kolben 2 an der Hubbegrenzung 13 und der Kolben 3 an der Hubbegrenzung 8 an, und alle Räume mit Ausnahme der unterhalb der Ringscheiben 6 und 11 liegenden Teile der Räume 10 und 25 sind mit Drucköl gefüllt.

Zum Einfahren des Hubzylinders wird Drucköl bei 17 abgelassen. Infolgedessen bewegen sich die Kolben 1, 2 und 3 in Abwärtsrichtung, wie das in F i g. 1 veranschaulicht ist. Bei dieser Abwärtsbewegung werden die Ringräume 18 und 22 zunehmend größer und füllen sich wieder mit Drucköl, so daß beim Erreichen der eingefahrenen Stellung alle Räume mit Ausnahme der unterhalb der Ringscheiben 6 und 11 liegenden Teile der Räume 10 und 25 mit öl gefüllt sind und die Vorrichtung für ein erneutes Ausfahren bereit ist.

Durch die Differentialkolben wird hiernach erreicht, daß die für das Ausfahren der Vorrichtung benötigte ölmenge gering gehalten werden kann und daß man mit einer kleinen Pumpe auskommt.

Bei dem dargestellten Dreifach-Teleskop-Hubzylinder ergibt sich in der ersten Stufe eine wirksame Druckfläche von

F — ⁿ ■ A² i\\

Sobald der Kolben 1 seine Hubbegrenzung erreicht und damit die wirksame Druckfläche des zweiten Teleskopkolbens 2 vervollständigt, besteht in Ausfahrrichtung eine wirksame Druckfläche

Die in Einfahrrichtung wirksame Druckfläche des Teleskopkolbens 2 ist

FV-= -J (dl-dl)

und entspricht der Fläche der Ringscheibe 11. Die wirksame Druckfläche F₂ des Kolbens 2 ergibt sich aus der Druckflächendifferenz

F — F' — F" — — γα² — (A²
^ri — ^r2 ^r2 — ~ξ- L"2 v"4 ~

Damit ergibt sich für die dritte Teleskopstufe eine entsprechend der Differenz wirksame Fläche von

F₃ = Fi-(FV +Fi")

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können zur Verwirklichung einer konstanten Hubkraft die Druckflächen gleichgemacht werden. Für den Dreifach-Teleskop-Hubzylinder gemäß der F i g. 1 und 2 ergeben sich bei Abmessungen von dl = 70, dl = 145, d3 = 115, d4 = 170, d5 = 190, d6 = 95 und dl = 200 mm folgende wirksame Druckflächen:

Nachdem der Teleskopkolben 2 ebenfalls seinen Ausfahrhub beendet hat, kommen die Druckflächen des dritten Teleskopkolbens 3 zur Wirkung. Dabei beträgt die in Ausfahrrichtung weisende Wirkfläche

und entspricht dem Querschnitt des auf der Ringscheibe 6 befestigten Zylinders 9. In Einfahrrichtung wirken die Fläche der Ringscheibe 6, die innerhalb des Zylinders 9 liegt,

Fi'= -f (d\ -dl),

und die Fläche, die zwischen dem Hubzylinder 4 und dem dritten Teleskopkolben 3 liegt,

Gemäß

^ 38,5,

(2): F₂ = -J- (145²- 170²+ 115²) = 38,5,

Also ist

= ^-(95²200²+190²) « 38,5.

F₁ =

F₂ -

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Hubzylinder mit konzentrisch angeordneten Teleskopkolben, deren Hub durch den jeweils folgenden Teleskopkolben begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dem zuerst ausfahrenden, durch Gegendruck nicht belasteten Teleskopkolben (1) konzentrischen Teleskopkolben (2, 3) durch an ihrem dem Hubzylinder (4) zuweisenden Ende angebrachte und mittels Einbauzylindern (5, 9) geführte Ringscheiben (6, 11) als Differentialkolben mit in die Einfahrrichtung weisenden Gegendruckflächen (F₂" bzw. [F₃" + F₃'"]) ausgebildet sind, deren in die Ausfahrrichtung weisenden Druckflächen (14 bzw. 12) durch die in die Ausfahrstellung gebrachte Druckfläche des jeweils vorangehenden Teleskopkolbens zu vergrößerten Wirkflächen ergänzt sind.

2. Hydraulischer Hubzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Ausfahrrichtung weisenden Druckflächen (14 bzw. 12) der Differentialkolben (2,3) kleiner bemessen sind als deren Gegendruckflächen (F₂" bzw. Fi' + F₃'").

3. Hydraulischer Hubzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkflächen der Teleskopkolben (1, 2, 3) praktisch gleich groß bemessen sind.

4. Hydraulischer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (6, 11) an dem dem Hubzylinder (4) zuweisenden Ende der Differentialkolben (2, 3) radial ein- und auswärts vorstehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen