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Hydraulische Feststelleinrichtung Die Erfindung betrifft eine hydraulische
Feststelleinrichtung, bestehend aus einem Hydraulikzylinder mit einem an einer einseitig
herausgeführten Kolbenstange angebrachten doppelt beaufschlagten Kolben sowie einer
die beiden durch den Kolben getrennten Zylinderräume hydraulisch vereinigenden absperrbaren
Verbindungsleitung.
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Beka-nnte Feststelleinrichtungen dieser Art bestehen im einfachsten
Falle aus dem Hydraulikzylinder mit Kolbenstange und Kolben, wobei an der-Kolbenstange
das beweghohe festzustellende Teil angelenkt ist. In die beiden Stirnseiten des
Zylinders münden Hydraulikleitungen, die an ein Hydraulikventil angeschlossen sind.
Bei abgesperrtem Ventil ist der Kolben im Hydraulikzylinder nach beiden Richtungen
hin festgesetzt. Wird das Ventil geöffnet, so kann der Kolben frei hin--und hergeschoben
werden,
wobei er die vor dem Kolben befindliche gydraulikflüssigkeit
über die Hydraulikleitung durch das geöffnete Ventil in den jenseits liegenden Zylinderraum
verschiebt.
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Derartige hydraulische Feststelleinrichtungen haben den Nachteil,
daß sie stets ein gewisses Spiel aufweisen.
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Das Spiel rührt von den im Hydraulikkreis nie ganz zu vermeidenden
Gaseinschlüssen her sowie von der Volllmenänderung der Hydraulikflüssigkeit bei
Temperaturveränderungen. Gerade die emperaturabhängigkeit macht sich bei derartigen
Feststelleinrichtungen sehr stark bemerkbar, da das eingefüllte Ölvolumen stets
so zu bemessen-ist, dag bei den maximal auftretenden Umgebungstemperaturen keine
unzulässige Druckerhöhung stattfindet. Da diese maximalen Temperaturen selbstverständlich,
wenn überhaußt, nur kurzzeitig auftreten, weisen diese Feststelleinrichtungen bei
Normaltemperatur bzw. bei niedrigen Temperaturen ein unzulässig großes Spiel auf.
Feststelleinrichtungen dieser Art konnten sich daher, trotzdem sie vollkommen verschleißlos
arbeiten, bisher noch nicht durchsetzen.
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Um die Nachteile dieser bekannten Einrichtungen zu vermeiden, wird,
ausgehend von einer hydraullschen Feststelleinrichtung, bestehend aus einem Hydraulikzylinder
mit einem an einer einseitig herausgeführten Kolbenstange angebrachten doppelt beaufschlagten
Kolben sowie einer die beiden durch den Kolben getrennten Zylinderräume hydraulisch
vereini genden absp errbaren Verbindungsleitung nach der Erfindung vorgeschlagen,
eine die jenseits der Kolbens tange liegende Zylinder-Stirnseite sowie den Kolben
durchdringende, in eine-mit dem die Kolbenstange umgebenden Zylinderraum in Verbindung
stehenden Bohrung in der Kolbenstange mit Spiel hineinragende längsverschiebbare
Ventilstange
vorzusehen, die bei der Zylinder-Stirnseite von zwei hintereinander liegenden Ventilkammern
umgeben ist, die sich bei Verschiebung der Ventilstange zum jenseits der Kolbenstange
liegenden Zylinderraum öffnen, wobei eine Ventilkammer über eine die Ventilstange
durchdringende axiale Bohrung mit dem jenseitigen Zylinderraum und die andere Ventilkammer
über eine nach außen führende Bohrung mit einem weiteren koaxial den Zylinder umgebenden
Hydraulikraum in Verbindung steht, der über eine Membrane unter dem Druck eines
zwischen der Außenseite der Membrane und einem koaxial den Zylinder umfassenden
stirnseitig abdichtenden Rohr angeordneten Gaspolster steht.
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Bei einer derartigen hydraulischen Feststelleinrichtung wird wiederum
von dem bekannten Prinzip Gebrauch gemacht, daß ein doppelt beaufschlagter Kolben
hydraulisch festgesetzt wird, wobei jedoch die Hydraulikflüssigkeit beim jedesmaligen
Bedienen der Feststelleinrichtung durch den Druck eines innerhalb der Einrichtung
angeordneten Gaspolsters zusammengepreßt bzw. fehlende Hydraulikflüssigkeit unter
dem Druck dieses Gaspolsters ergänzt wird, Dadurch werden vollkommen die schädlichen
von Hydraulikflüssigkeit freien Räume und damit auch ein Spiel der Feststelleinrichtung
vermieden. Bei Temperaturerhöhung und damit Volumenvergrößerung der Hydraulikflüssigkeit
kann die Flüssigkeit, geeignete Wahl der Ventileinrichtung vorausgesetzt, in den
durch das Gaspolster beaufschlagten Hydraulikraum abfließen, so daß eine zusätzliche
Sicherheit gegen Bersten der hydraulischen Feststelleinrichtung gegeben ist. Die
abgeflossene Hydraulikflüssigkeit wird dann bei Rückgang der Temperatur sofort aus
dem Hydraulikraum wieder ergänzt,sowie die Ventilstange zum Verstellen der an der
erfindungsgemäßen Fe ststelleinrichtung angebrachten Mittel betätigt wird.
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Bei entsprechender Auslegung des Kolbens bzw. der Kolbenstange sowie
der Ventilstange läßt sich die erfindungsgemäße hydraulische Feststelleinrichtung
auch gleichzeitig als hydro-pneumatische Feder einsetzen.
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Die Kombination einer solchen "Gasfeder" mit einer hydraulischen Feststelleinrichtung
-ergibt ein Bauelement mit sehr weitem Anwendungsbereich, das nicht nur vollkommen
verschleißfest und sicher arbeitet, sondern das auch volumemmäßig sehr klein ausgeführt
werden kann.
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Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal werden die Ventilkammern durch
mit Abstand voneinander in eine Büchse eingefügte, im Ruhezustand auf der Ventilstange
au-fliegende Lippendichtungen gebildet und gleichzeitig die Ventilstange entgegen
ihrer Betätigungsrichtung unmittelbar nach den Lippendichtungen konisch abgesetzt.
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Ohne weitere zusätzliche Elemente ist bei einer solchen Ausführung
gewährleistet, daß sich die Hydraulikflüssigkeit bei anormal hohem Druck unter den
Lippendichtungen hindurchpreseen kann, also ein Druckausgleich zwischen der Hydraulikflüssigkeit
in den Zylinderräumen und dem Hydraulikraum stattfindet. Gleichzeitig ergibt sich
damit eine einfache Ventilausführung, da die Hydraulikflüssigkeit zwischen der Lippendichtung
und dem konisch abgesetzten Teil der Ventil stange bei betätigter Ventilstange hindurchfließen
kann.
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Neben diesen Vorteilen ergibt sich auch noch eine sehr einfache Herstellmöglichkeit
für die erfindungsgemaße hydraulische Feststelleinrichtung, da sämtliche Teile als
ineinandersteckbare Drehteile ausgeführt werden können, was nicht nur fertigungstechnische
Vereinfachungen mit sich bringt, sondern auch die Abdichtungen der einzelnen Räume
gegeneinander wesentlich erleichtert.
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Damit ist eine hydraulische Feststelleinrichtung angegeben, die es
erlaubt, sicher und wartungsfrei zwei gegeneinander bewegliche Gegenstände festzustellen,
die von Temperaturschwankungen unabhängig und nahezu verschleißsicher ist und die
außerdem auf einfachste Weise in sehr kompakter Bauart hergestellt werden kann,
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch im Längsschnitt dargestellt.
In einem Hydraulikzylinder 1 ist ein doppelt beaufschlagter Kolben 2 mittels einer
Kolbenstange 3 längsverschiebbar untergebracht. Stirnseitig wird der Eydraulikzylinder
1 einmal durch einen Stopfen 4, in dem die Kolbenstange 3 gleitet, verschlossen
sowie andererseits durch eine Büchse 5, die auf ein Verschlußstück Ç aufgesetzt
ist. Zentral durch das Verschlußstück 6 und die Büchse 5 führt eine Ventilstange
7, die auch noch den Kolben 2 durchdringt und bis in eine Bohrung 8 der Kolbenstange
3 hineinragt.
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Die Büchse 5 ist durch eine Hülse 9 sowie eine weitere durchbohrte
(20) Hülse 10 in zwei Ventilkammern 11, 12 unterteilt, die gegenseitig und nach
außen durch Lippendichtungen 13 abgeschlossen sind. Die Ventilstange 7 ist mindestens
bis zur Ventilkammer 11 axial durchbohrt (14); diese Bohrung 14 steht mit der Ventilkammer
11 durch eine Querbohrung 15 in Verbindung. Auf der Ventilstange 7 ist noch ein
Anschlagbund 16 vorgesehen, der die Bewegung der Ventil stange 7 entgegen der Betätigungsrichtung
17 durch Anschlag an die Büchse 5 begrenzt.
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Äuf dem Stopfen 4 sowie der Büchse 5 ist einqSchlau¢hmembrane 18 befestigt;
der zwischen der Schlauchmembrane 18 und Bem Zylinder 1 gebildete Hydraulikraum
19 steht
mit der Bydraulikflüssigkeit in der Ventilkammer 12 über
die Bohrungen 20 in der durchbohrten Hülse 10 in Verbindung.
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Das Verschlußstück 6 sowie das jenseits liegende stirnseitige Abschlußstück
21 sind von einem äußeren Rohr 22 umfaßt und zusammengehalten. Der sich zwischen
der Schlauchmembrane 18 und dem äußeren Rohr 22 bildende Gasraum 23 wird über eine
verschließbare Öffnung 24 mit komprimiertem Gas gefüllt, so daß sich hier ein Gaspolster
bildet.
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Im dargestellten Ruhezustand wird der jenseits der Kolbenstange liegende
Zylinderraum 25 einerseits durch den Kolben 2, andererseits durch die Büchse 5 begrenzt.
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Damit ist eine Bewegung der Kolbenstange in Richtung 27, also in den
Zylinder 1 hinein, gesperrt. Jedoch ist auch der die Kolbenstange 3 umgebende Zylinderraum
26 hermetisch abgeschlossen, da er einerseits wiederum durch den Kolben 2 und andererseits,
da dieser Zylinderraum 26 über Bohrungen 29 sowie die Bohrung 14 in der Ventilstange
7 und die Querbohrung 15 mit der Ventilkammer 11 in Verbindung steht, durch die
Lippendichtung 13 abgesperrt, so daß auch eine Bewegung der Kolbenstange in Richtung
28, also aus dem Zylinder 1 heraus, nicht möglich ist. Erst bei Betätigen der Ventilstange
7 in Betätigungsrichtung 17 gleiten die Lippendichtungen 13 von der Ventilstange
7 ab auf die konusförmigen Verjüngungen 30, so daß Ringspalte entstehen, durch die
sowohl die beiden Zylinderräume 25, 26 miteinander, als auch diese Räume mit dem
Hydraulikraum 19 über die Bohrungen 20 verbunden werden. Dadurch läßt sich nicht
nur der Eolbei 2 bzw. die Kolbenstange 3 frei innerhalb des
Zylinders
bewegen, da die jeweils verdrängte Hydraulikflüssigkeit auf die jenseitige Kolbenseite
geleitet wird, sondern es wird auch Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikraum 19
unter Druck des Gaspolsters 23 nachgefüllt, falls dies, beispielsweise hervorgerufen
durch LeckVerluste bzw. Volumenverminderung durch erniedrigte Temperatur, notwendig
s-ein sollte. Nach Rückkehr der Ventilstange 7 in die (gezeichnete) RuhestelÆung
schließen die durch die Lippendichtungen 13 in Verbindung mit der Ventilstange 7
gebildeten Ventile wieder ab, so daß der Kolben 2 und damit auch die Kolbenstange
3 wiederum festgesetzt sind.