-
Arbeitszylinder mit Eilgangkolben Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder
mit in einer Axialbohrung.des Arbeitskolbens geführten Eilgangkolben, dessen Kolbenstange
nach außen geführt ist, wobei in Verlängerung der Axialbohrung des Arbeitskolbensein
hohlzylindri.scher Ansatz vorgesehen ist> der von einem mechanisch entsperrbaren
Rückschlagventil absperrbar ist und der mit einem Raum in Verbindung steht, der
wahlweise mit der Druckmittelquelle oder dem Tank zu verbinden ist und der vom Zylinderboden
und Arbeitskolben eingeschlossene Arbeitszylinderraum über ein Schaltventil mit
diesem Raum zu verbinden ist und der Außend.urclulesser des hohlzylindrischen Ansatzes
kleiner ist als der Vurchmesser der den Eilgangkolben aufnehmenden Axialbohrung
des Arbeitskolbens.
-
Diese bekannten Arbeitszylinder mit Eilgangkolben haben den Vorteil,
daß während des Eilganghubes der Arbeitskolben in seiner Ausgangslage verbleibt
und somit keinen den Arbeitshub vermindernden Leerhub ausführt. Nachteilig wirkt
es sich bei diesen bekannten Arbeitszylindern aus, daß nach einmaligem Umschalten
auf Arbeitshub ein Zurückschalten auf Eilganghub nicht möglich ist.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin einen Arbeitszylinder mit
Eilgangkolben gemäß obiger Ausbildung zu schaffen, der unabhängig von der Stellung
des Arbeitskolbens vom Arbeitsgang zurück in
Eilgang schaltet.
-
Nach der-ErSindung wird dies dadurch erreicht, daß die axiale Erstreckung
des hohlzylindrischen Ansatzes des Arbeitskolbens über dem Dichtungsbereich hinaus
dem maximalen Arbeitshub des Arbeitszylinders entspricht. Durch diese Ausführung
des hohlzylindrxchen Ansatzes ist der vom Zylinderboden und Arbeitskolben eingeschlossene
Arbeits-Zylinderraum in jeder Stellung des Arbeitskolbens nur über das Schaltventil
mit Druck zu beaufschlagen.
-
Sobald daher der Druck vor dem Schaltventil infolge Fehlen einer
entsprechenden an der Kolbenstange angreifenden Gegenkraft soweit absinkt, daß das
Schaltventil die Verbindung von der Druckmittelquelle zum Arbeits-Zylinderraum unterbricht,
setzt sich wieder der Eilgangkolben in Bewegung während der Arbeitskolben seine
Stellung beibehält. Eine Bewegung des Arbeitskolbens wird bei geschlossenem Schaltventil
dadurch wirkungsvoll unterbunden, daß sich infolge der Differenz zwischen dem DurchnIesser
der den Eilgangkolben aufnehrnenden Axialbohrung und dem Außendurchniesoer des hohlzylindrischen
Ansatzes eine wirksame Ringfläche ergibt, die bei Druckbeaufschlagung den Arbeitskolben
in Richtung seiner Ausgangsstellung belastet.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist bei einem Arbeitszylinder
mit Eilgangkolben und Dämpfungseinrichtung, der Dämpfungsrawn wie an sich bekannt
über eine einstellbare Drossel und ein Rückschlagventil mit dem Tank zu verbinden,
wobei der Dämpfungsraum unter
Umgehung der Drossel über ein in Richtung
des Dämpfungsraumes hin öffnendes Rückschlagventil mit dem Arbeitszylinderraum in
Verbindung steht. Durch dieses zusätzliche den Arbeitszylinderrauni mit dem Dämpfungsraum
verbindende Rückschlagventil wird ein verzögerungsfreier Arbeitshub des Arbeitskolbens
bewirkt.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schelaatisch
dargestellt.
-
Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt eines Eilgangzylinders, Fig.
2 den unteren Bereich des Eilgangzylinders nach Fig. 1 jedoch mit Dämpfungsvorrichtung.
-
In den Figuren ist mit 1 das Zylindergehäuse und mit 2 der Arbeitskolben
mit Dichtung 34 bezeichnet. In einer Axialbohrung 3 des Arbeitskolbens 2 ist der
Eilgangkolben 4 mit Kolbendichtung 4 a sowie mit nach'außen geführter Kolbenstange
5 geführt. Der von der Axialbohrung 3 des Arbeitskolbens 2 gebildete Zylinderraum
6 des Eilgangkolbens 4 steht silber den mit dem Arbeitskolben 2 ein Teil bildenden
und von einen.mechanisch entsperrbaren Rückschlagventil 9 abschließbaren hohlzylindrischen
Ansatz 7 mit einem Raum 8 in Verbindung. Dieser Raum 8 wird von einer Aussparung
im Zylinderboden 20 gebildet. Der Raum 8 ist wahlweise niit der nicht gezeigten
Drucknittelquelle oder dem Tank über ein ebenfalls nicht dargestelltes Steuerorgan
zu verbinden. Der vom Arbeitskolben 2 und dem Zylinderboden 20 eingeschlossene Arbeits-Zylinderraum
lo
ist über das als Zwei-Wegeventil mit zwei Schaltstellungen a,
b ausgebildete Schaltventil 11 sowie über das Rückschlagventil 12 mit dem Raum 8
verbindbar. Die innere Begrenzung des Zylinderraumes 10 bildet der hohlzylindrische
Ansatz 7. Die Abdichtung des Arbeitszylinderraumes lo vom Raum 8 ill Bereich des
holhzylindrischen An satzes 7 erfolgt mittels der DichtunG 30. Dadurch, daß die
axiale Erstreckung der hohlzylindrischen Verlängerung 7 des Arbeitskolbens 2 über
der Dichtung 30 hinaus größer ist als der Arbeitshub deu Arbeitskolbens 2, ist in
jeder Stellung des Arbeitskolbens der Arbeitszylinderraum 10 vom Raum 8 im Bereich
der hydraulischen Verlängerung 7 wirkungsvoll abgedichtet. Eine Verbindung des Arbeitszylinderraumes
10 mit dem Raum 8 zur Zuführung von Druckmittel in den Arbeitszylinderraum 10 ist
somit ausschließlich über das Schaltventil 11 und die Abführung des Druckmittels
aus dem Arbeitszylinderraum in den Raum 8 ausschließlich über das Rückschlagventil
12 möglich.
-
Die Wirkungsweise des Arbeitszylinders nach Fig. 1 ist folgende: Bei
Zuführung von Druckflüssigkeit in den Raum 8 strömt diese durch den hohlzylindrischen
Ansatz 7 und das geöffnete Rückschlagventil 9 in den Zylinderraum 6 des Eilgangkolbens
4 ein.
-
Solange an der nach außen geführten Kolbenstange 5 des Eilgangkolbens
4 keine äußere Kraft angreift,- z. B. während einer Anstellbewegung - kann sich
im Raum 8 kein Druck aufbauen, der das Schaltventil 11 in Druchgangsstellung b schalten
könnte. Somit bewegt sich zunächst ausschließlich der Eilgangkolben 4 mit relativ
kleiner
Querschnittsfläche in Pfeilrichtung 29. Sobald an der Kolbenstange 5 eine äußere
Kraft angreift, die einen Druckanstieg im Raum a über dem am Schaltventil 11 eingestellten
Druck bewirkt, schaltet das Schaltventil nach Überwindung der Kraft der einstellbaren
Feder 11' in die Durchgangsstellung b, so daß der Zylinderraum 10 mit Druck beaufschlagt
und der Arbeitskolben 2 ebenfalls in Pfeilrichtung 29 bewegt wird. Nach Abheben
des Arbeitskolbens 2 um einen geringen Betrag von der gezeigten Ausgangsstellung,
schließt (1a5 von der Feder 17 in Schließrichtung belastete Rückschlagventil 9 dem
Zylinderraum 6 des Eilgangskolbens 4 ab. Während der weiteren Bewegung des Arbeitskolbens
stützt sich nunmehr der Eilgangkolben 4 auf der im Zylinderraum 6 eingeschlossenen
Flüssigkeitssäule ab. Verringert sich die an der Eilgangkolbenstange 5 unmittelbar
angreifende äußere Kraft soweit, daß der im Raum 8 herrschende Druck unter dein
eingestellten Wert des Schaltventils 11 absinkt, verschiebt sich infolge der Feder
14 das Schaltventil 11 wieder in die gezeigte Ausgangsstellung a rück und schließt
den Zylinderraum lo vom mit der Druckmittelquelle verbundenen Raum 8 ab.
-
Eine weitere Druckbeaufschlagung der wirksamen Fläche 15 des Arbeitskolbens
2 ist damit unterbunden. Auf Grund der Verminderung der an der Eilgangkolbenstange
5 angreifenden äußeren Kraft, öffnet das dem Raum 8 zuströmende Druckmittel das
Rückschlagventil 9 zum Raum 6 des Eilgangkolbens 4 und bewegt letzteren wieder in
Ausfahrrichtung gemäß Pfeil 29. Wächst die an der Eilgangkolbenstange 5 angreifende
Kraft wieder auf den am Schaltventil 11 eingestellten
Wert an wiederholt
sich das Arbeitspiel von neuem.
-
Zum Zurückfahren des Eilgang- und Arbeitskolben in die Ausgangsstellung
wird der Raum 8 über ein nicht dargestelltes Wegeventil mit dem Tank verbunden und
der obere Zylinderraum 16 über die Zuleitung.16 a mit der Druckmittelquelle. Durch
die Drucl.beaufschlagung des Zylinderraumes 16 wird außer der wirksainen Flache
28 des Arbeitskolbens 2 auch die wirksame Fläche 21 des Eilgangkolbens 4 über den
Spalt 22 zwischen flohrung 23 des Arbeitskolbens und der Eilgangkolbenstange 5 vom
Druckmittel beaufschlagt.
-
Während der Rückzugsbewegung von Arbeits- und Eilgangkolben, verschiebt
sich zunächst der Arbeitskolben 2 in seine Ausgangsstellung, wobei die im Zylinderraum
lo befindliche Hydraulikflüssigkeit über das Rückschlagventil 12 in den mit dem
Tank in Verbindung stehenden Raum 8 verdrängt wird. Sobald der Arbeitskolben 2 in
Nähe der gezeigten Ausgangsstellung kommt, wird der Rückschlagventilkegel 9 a von
dem am Boden 25 des Raumes 8 sich abstützenden und mit dem Rückschlagventilkegel
9 a eine Verschiebeeinheit bildenden Stange 9 b von seinem Sitz 9 c abgehoben und
verbindet damit den Zylinderraum 6 mit dem Raum 8, so daß nunmehr auch der Eilgangkolben
a unter Verdrängung des Druckmediums zurück in den Raum 8 in sein Ausgangs lage
zurückfahren kann. Das Zurückfahren des Arbeits- und iiilgang kolbens in die Ausgangsstellung
kann auch durch eine dur der gangkolbenstange angreifenden äußeren Last bewirkt
werden. Eine Druckbeaufschlagung des Zylinderraumes 16 ist in diesen Falle nicht
erforderlich
Bei der Ausbildung des Arbeitskolbens 2 nach Fig. 2,
ist an dessen unteren Stirnfläche 15 eine zylindrische Verlängerung 15 a geringeli
Durchmessers vorgesehen die mit einer entsprechenden Aussprung 25 im Zylinderboden
20 zusammenwirkt. Die Aussparung 25 ist über eine einstellbare Drossel 26 mit dem
Zylinderraum lo bzw. über das Rückschlagventil 12 unmittelbar mit dem mit dem Tank
in Verbindung stehenden Raum 8 verbunden. Wenn der Arbeitskolben 2 beim Zurückfahren
in scrine Ausgangsstellung mit der Verlängerung 15 a in die Aussparung 25 eintaucht,
wird die in der Aussparung eingeschlossene 1 Flüssigkeitsmenge über die Drossel
26 den Zylinderraum 10 bzw. über das Rückschlagventil 12 unmittelbar den mit dem
Tank in Verbindung stehenden Raum 8 zugeführt. Die hierbei auf tretende Drosselung
der Hydraulikflüssigkeit bewirkt einen Dämpfungseffekt des Arbeitskolbens 2 in der
Schlußphase seiner Rückzugsbewegung.
-
Ein verzögerungsfreies Ausfahren des Arbeitskolbens 2 ergibt sich
durch das zur Drossel 26 parallel liegende in Richtung der Aussparung 25 öffnende
Rückschlagventil 27.