DE2041390C3 - Doppeltwirkender Arbeitszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen doppeltwirkenden Ar-

beitszylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Das Hauptpatent 2005717 bezieht sich auf einen Arbeitszylinder dieser Gattung, wobei hydraulisch steuerbare Entsperreinrichtungen für die Betätigung

is der die Zylinderkammern sichernden Rückschlagventile aufgezeigt sind, welche in der einen EntsperrsteJ-lung vom Arbeitskolben über einen vorgegebenen Kolbenhubbereich kraft- oder wegabhängig festgehalten werden. Dabei ist nachteilig, daß die aufgezeig-

ten Anordnungen für die Rückschlagventile und die Entsperr-und Sperrmittel der Entsperreinrichtung einen insgesamt zu raum-, fertigungs- und montageaufwendigen Aufbau erbringen, wodurch beispielsweise eine moderne Serienfertigung, aber auch eine Wartung derartiger Geräteeinheiten problematisch sind.

Aus der GB-PS 1142099 ist zwar in Hinsicht auf

die Anordnung der Rückschlagventile und der diese betätigenden Entsperrmittel eine vereinfachte Lösung auf der Basis von jeweils einem über einen Entsperr-

stift mit je einem der beiden Rückschlagventile zusammenwirkenden, rein druckabhängig betätigbaren Entsperrkolben bekannt, doch sind dabei beide Rückschlagventile mit ihren Entsperrkolben nicht koaxial zum Arbeitszylinder angeordnet. Rückschlagventile

j5 und Entsperrkolben sind aber auch schon im Zylinderkopf eingebaut.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder der eingangs beschriebenen Gattung derart zu verbessern, daß bei Gewährleistung einer einwandfreien Sperr- und Entsperrfunktion die die beiden Zylinderkammern sichernden Rückschlagventile und die diesen zugeordnete Entsperreinrichtung in Art einer kompakten Einheit leicht ausführbar und in einfacher Weise mit dem Arbeitskolben zusammenwirkend in dem Arbeitszylinder anordenbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden

Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die vorgeschlagene Entsperreinrichtung für die beiden Rückschlagventile un-

ter Vermeidung von Verbindungsventilen und Rastmitteln lediglich auf der Basis von zwei Entsperrkolben aufbaubar ist, wobei die zum Arbeitszylinder koaxiale Anordnung der beiden Entsperrkolben eine fertigungstechnisch interessante zu den Entsperrkol-

M) ben und dem Arbeitszylinder ebenso koaxiale Anordnung der beiden Rückschlagventile, eine raumsparende lneinanderanordnung der beiden Entsperrkolben und ein über die Druckfeder kraftmittiges Zusammenwirken des einen Entsperrkolbens mit dem Arbeitskclben ermöglicht. Dabei ist die Betätigung des mit dem Arbeitskolben zusammenwirkbaren Entsperrkolbens außerdem durch den an diesem Entsperrkolben befestigten und zusätzlich gehäuseseitig

führbarer, Betätigungsstößels verbessert.

Durch die bohle Ausführung des Betätigungsstößels ist der räumliche Einbezug des dem anderen Entsperrkolben zugeordneten Rückschlagventils in den Hohlraum des Betätigungsstößels oder in den mit diesem fest verbundenen fintsperrkolben ermöglicht, wobei die diesem Rückschlagventil zugeordnete Zylinderkammer durch eine einfache rohrförmige, durch den Arbeitskolben direkt und verschieblich hindurchgefühlte Verlängerung des Betätigungsstößels mit dem Rückschlagventil in Verbindung steht und über gebohrte Verbindungen in dem mit dem Betätigungsstößel verbundenen Entsperrkolben druckmittelbeaufschlagbar ist

Die auf dieser Basis kompakte und zum Arbeitszylinder koaxiale Anordnung der beiden Rückschlagventile und der Entsperreinrichtung ist in äußerst vorteilhafter Weise insgesamt in einem Zylinderdeckel aufbaubar und mit diesem als Einheit in den Arbeitszylinder einschiebbar und in Art der üblichen Zylinderdeckelbefestigung und durch Anschluß von lediglich zwei Druckleitungen montierbar.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Ein doppeltwirkender hydraulischer Arbeitszylinder 1 besteht aus einem Zylinderkörper 2 mit einem Zylinderkopf 3 und einem Zylinderdeckel 4. Der Zylinderkopf 3 ist auf dem Zylinderkörper 2 aufgeschraubt.

Ein Arbeitskolben 5 setzt sich aus einem äußeren Kolbenteil 6 und einem inneren Kolbenteil 7 zusammen. Beide Kolbenteile 6 und 7 sind mit einer hohlen Kolbenstange 8 mit Radialbohrungen 9 fest verbunden. Der Arbeitskolben 5 trennt zwei Zylinderkammern 10, 11 voneinander.

Im Zylinderkopf 3 ist eine abgestufte Bohrung 12, 13,14,15 koaxial zum Zylinderkörper 2 angeordnet. Im Bohrungsabschnitt 13 ist ein Entsperrkolben 16 mit einem stirnseitig angeordneten Entsperrstift 29 sowie mit einem hohlen Betätigungsstößel 17 abgedichtet verschiebbar. Der EntsperrkoJben 16 weist eine Axialbohrung 18 und Schrägbohrungen 19 auf. Ein in der Axialbohrung 18 eingestecktes Rohr 20, auf dem das innere Kolbenteil 7 abgedichtet verschiebbar ist, ist mit dem Entsperrkolben 16 fest verbunden.

Der Betätigungsstößel 17 ist in einem Führungsring 21 geführt, der int Bohrungsabschnitt 12 mit Hilfe eines Sicherungsringes 22 dichtend gehalten ist.

Ein Rückschlagventil 23 ist im Entsperrkolben 16 angeordnet. Sein Ventilsitz ist durch einen Absatz 24 der Axialbohrung 18 gebildet. Sein als Kugel ausgebildetes Verschlußglied 25 ist durch eine sich gegen die Stirnseite des Rohres 20 abstützende Feder 26 belastet.

Ein zweiter Entsperrkolben 27 mit einem stirnseitig angeordneten Entsperrstift 28 ist im Entsperrkolben 16 koaxial zu ihm angeordnet und relativ zu ihm weitgehend abgedichtet verschiebbar. Die relative Verschiebbarkeit der beiden Kolben 16 und 27 ist in der einen Bewegungsrichtung durch eine als Anschlag für den Entsperrkolben 27 dienende Verschlußschraube 30 mit einer durchgehenden Bohrung 49 begrenzt.

Auch die Entsperrstifte 28, 29 sind koaxial zum Zylinderkörper 2 angeordnet.

In den Bohrungsabschnitten 14,15 ist ein weiteres Rückschlagventil 31 angeordnet. Sein Ventilsitz ist durch pinen in den Zylinderkopf 3 eingeschraubten Sitzring 32 gebildet. Sein als Kugel ausgebildetes Verschlußglied 33 ist durch eine sich gegen die Stirnseite

des Bohrungsabschnittes 15 abstützende Feder 34 belastet.

Der Entsperrkolben 16 bildet mit dem Führungsring 21 eine Kammer 35 und mit dem Entsperrkolben 27 eine Kammer 36. Beide Kammern 35 und 36 stehen über die Schrägbohrungen 19 in Verbindung. Die Kammer 36 ist über das Rückschlagventil 23, das Rohr 20, die hohle Kolbenstange 8 und die Radialbohrungen 9 mit der oberen Zylinderkammer 11 verbunden.

is Der Entsperrkolben 16 und die Verschlußschraube 30 bilden mit dem Sitzring 32 eine Kammer 37, die über das Rückschlagventil 31 und Kanäle 38, 39 mit der unteren Zylinderkammer 10 verbunden ist.

Die Kammern 35 und 37 sind über Leitungen 40 bzw. 41 und ein als Schiebeventil ausgebildetes Wegeventil 42 entweder mit einer durch zwei Rückschlagventile 43,44 gesicherten Handpumpe 45 oder mit einem Rücklaufbehälter 46 verbindbar.

Zwischen dem Betätigungsstößel 17 und dem Arbeitvkolben 5 ist eine Druckfeder 47 angeordnet, die sich auf einem auf dem Betätigungsstößel 17 aufliegenden und auf dem Rohr 20 verschiebbaren Federteller 48 abstützt.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders ist wie folgt:

Es sei angenommen, daß der Arbeitszylinder sich in der gezeigten Stellung befindet, in der die Rückschlagventile 23 und 31 geschlossen sind und das Wegeventil 42 so geschaltet ist, daß die Kammer 37

mit dem Rücklauf behälter 46, die Kammer 35 mit der Handpumpe 45 verbunden ist. Solange kein Druckmittel in die Kammer 35 gepumpt wird, solange schießt das Rückschlagventil 31 die untere Zylinderkammer 10 ab, so daß der Arbeitskolben 5 nicht nach unten gehen kann.

Wird nunmehr Druckmittel in die Kammer 35 hereingepumpt, so werden die in den Kammern 35 und 36 liegenden Kolbenflächen des Entsperrkolbens 16 beaufschlagt. Diese Kolbenflächen sind so bemessen, daß auf den Entsperrkolben 16 eine in der Figur nach unten gerichtete Druckbeaufschlagungskraft wirksam wird. Hierdurch wird der Entsperrkolben 16 in die Entsperrstellung verschoben, in der der Entsperrstift

29 den Verschlußkörper 33 des Rückschlagventils 31 in die Bohrung 15 hineindrückt, so daß die untere Zylinderkammer 10 über Kanäle 39,38, das geöffnete Rückschlagventil 311, die Kammer 37 und Leitung 41 mit dem Rücklaufbehälter 46 verbunden wird.

Der in die Kammern 35 und 36 eingesteuerte Druck beaufschlagt ?uch die in der Kammer 36 liegende Kolbenfläche des Entsperrkolbens 27, wodurch letzterer gegen die als Anschlag dienende Verschlußschraube

30 gedrückt wird, so daß das Rückschlagventil 23 gesperrt bleibt.

bo Der in die Kammer 36 eingesteuerte Druck beaufschlagt auch den Verschlußkörper des Rückschlagventils 23, wodurch letzteres geöffnet wird und die Handpumpe 45 über Leitung 40, das geöffnete Rückschlagventil 23, das Rohr 20, die hohle Kolbenstange 8 und Radialbohrungen 9 mit der oberen Zylinderkammer 11 verbunden wird. Der Arbeitskolben 5 sinkt infolge der kolbenstangenseitigen Beaufschlagung ab, während das in der unteren Zylinder-

kammer 10 befindliche Druckmittel über Kanäle 39, 38, das geöffnete Rückschlagventil 31 und die Leitung 41 in den Rücklaufbehälter zurückfließt.

Wird das Pumpen von Druckmittel in die Kammern 35 und 36 unterbrochen, so werden letztere infolge > des Leckverlustes im als Schieberventil ausgebildeten Wegeventil 42 entlastet, wodurch auch der Entsperrkolben 16 entlastet wird und die Rückschlagventile 23 und 31 wieder schließen. Somit wird ein weiteres Absinken des Arbeitskolbens 5 verhindert.

Hat jedoch der Arbeitskolben 5 bereits eine Hubstellung erreicht, in der er die Feder 47 derart stark zusammendrückt, daß der mit deren Federkraft über den Betätigungsstößel 17 beaufschlagte Entsperrkolben 16 mechanisch in Entsperrstellung gehalten wird, r> so bleibt dann das Rückschlagventil 31 geöffnet und der Arbeitskolben 5 wird in abwärtsgerichteter Hubrichtung über einen bestimmten, von der Kennlinie der Feder 47 abhängigen Hubbereich frei beweglich. Der Beginn dieses Hubbereiches ist durch die für das mechanische Festhalten des Entsperrkolbens 16 in Entsperrstellung erforderliche Federkraft der Feder 47 vorgegeben. Die Betätigung des Entsperrkolbens 16 durch den Arbeitskolben 5 im Sinne eines Festhaltens desselben in Entsperrstellung erfolgt also kraft- abhängig.

Wird nunmehr das Wegeventil 42 umgeschaltet und die Handpumpe 45 wieder betätigt und somit Druckmittel in die Kammer 37 hineingepumpt, so wird der Entsperrkolben 16 und über die Bohrung 49 der Ent- so sperrkolben 27 beaufschlagt, derart, daß auf beide Kolben eine in der Figur nach oben gerichtete Druckbeaufschlagungskraft wirksam wird. Hierdurch wird der Entsperrkolben 16 entgegen der Feder 47 so weit verschoben, daß die Entsperrung des Rückschlagventils 31 wiederum aufgehoben wird, während der Entsperrkolben 27 relativ zum Entsperrkolben 16 so weit verschoben wird, daß er mit seinem Entsperrstift 28 das Rückschlagventil 23 entsperrt hält.

Der in die Kammer 37 eingesteuerte Druck beaufschlagt auch den Verschlußkörper des Rückschlagventils 31, wodurch letzteres geöffnet bleibt und die Handpumpe 45 über Leitung 41, das geöffnete Rückschlagventil 31 und die Kanäle 38,39 mit der unteren Zylinderkammer 10 verbunden wird. Der Arbeitskolben 5 wird infolge der Beaufschlagung angehoben, während das in der oberen Zylinderkammer 11 befindliche Druckmittel über Radialbohrungen 9, hohle Kolbenstange 8, Rohr 20, das geöffnete Rückschlagventil 23 und die Leitung 40 in den Rücklaufbehälter 46 zurückfließt.

Die Erfindung ermöglicht eine einfache Bearbeitung des Zylinderkopfes sowie einen leichten Einbau der Entsperrkolben und der Rückschlagventile in den Zylinderkopf, bevor dieser auf den Zylinderkörper aufgeschraubt wird. Durch die Ineinanderanordnung der beiden Entsperrkolben 16,27 einerseits sowie des einen Rückschlagventils 23 und des einen Entsperrkoibens 16 andererseits wird eine kompakte, platzsparende Bauweise erzielt.

Da beide Entsperrkolben 16, 27 unabhängig voneinander hydraulisch betätigbar sind, ist eine einwandfreie Sperrfunktion der beiden Rückschlagventile 23, 31 gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. !Patentansprüche:

   1» Doppeltwirkender Arbeitszylinder, der im Sinne eines selbsttätigen Festhaltens des Arbeitskolbens in jeder beliebigen Lage bei Ausfall des ihn beaufschlagenden Arbeitsdruckes beidseitig durch je ein Rückschlagventil gesichert ist, das in Sperrstellung die ihm zugeordnete Zylinderkammer abschließt und durch eine unabhängig vom Arbeitskolben steuerbare hydraulische Entsperreinrichtung entsperrbar ist, wobei der einseitig mit einer Kolbenstange verbundene Arbeitskolben die Entsperreinrichtung in einem vorgegebenen Kolbenhubbereich in Entsperrstellung hält, indem die Entsperreinrichtung vom Arbeitskolben über einen Betätigungsstößel der Entsperreinrichtung und eine zwischen dem Betätigungsstößel und dem Arbeitskolben angeordnete Feder betätigbar ist (nach ^l Patent 2005717), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   a) die Entsperreinrichtung weist in an sich bekannter Weise zwei Entsperrkolben (16,27) auf, weiche koaxial zum Arbeitszylinder (1) angeordnet sind;

   b) die beiden Entsperrkolben (16, 27) weisen an ihren einander abgewandten Stirnseiten jeweils einen mit je einem der beiden Rückschlagventile (23 oder 31) zusammenzuwirkenden Entsperrstift (28, 29) auf;

   c) der Entsperrkolben (16) des einen Rückschlagventils $31) isi über den mit ihm fest verbundenen Setätigungsstößel (17), der hohl ausgebildet ist, u? ύ die Druckfeder (47) vom Arbeitskolben (5) in Entsperrichtung betätigbar angeordnet,

   d) der Entsperrkolben (27) des anderen Rückschlagventils (23) ist in dem vom Arbeitskolben (5) betätigbaren Entsperrkolben (16) gleitend verschieblich und das Rückschlagventil (23) stößelseitig in dem Entsperrkolben oder in dem hohlen Betätigungsstoßel (17) angeordnet, wobei der Innenraum (18) des hohlen Betätigungsstößels (17) mit der kolbenstangenseitigen Zylinderkammer (11) verbunden ist,

   e) in dem vom Arbeitskolben (5) betätigbaren Entsperrkolben (16) sind Verbindungen (49 und 19,36) eingebracht, über welche die beiden Entsperrkolben (16 und 27) in die eine oder andere Entsperrichtung gemeinsam druckmittelbeaufschlagbar und unter der Wirkung der Druckmittelbeaufschlagung zueinander relativ verschieblich betätigbar sind, wobei der vom Arbeitskolben (5) betätigbare Entsperrkolben (16) bei Beaufschlagungin seine Entsperrichtung die Verschieblichkeit des anderen Entsperrkolbens (27) durch einen Anschlag (30) begrenzt.
2. 2. Doppeltwirkender Arbeitszylinder nach dem Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hohlen Betätigungsstoßel (17) ein koaxial zum Arbeitszylinder (1) verlaufendes Rohr (20) befestigt ist, welches den Hohlraum (18) mit der kolbenstangenseitigen Zylinderkammer (11) verbindet.
3. 3. Doppeltwirkender Arbeitszylinder nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Rückschlagventilanordnung (23, 31) in einem Zylinderkopf (3) angeordnet ist.