DE2330270A1 - Vorrichtung an einem hydraulischen zylinder zum heben und senken eines schwenkbaren fahrzeug-fahrerhauses - Google Patents

Description

Dipl. Phys. Dr. rer. nat. Wolfgang Kempe

PATENTANWALT

D-68OO Mannheim ο β, 10

Postfach 1273

Telefon (Οβ21) 2 8Θ97

11. Juni 1973 St 31

Domkraft AB Nike Postbox 544
Eskilstuna/Schweden

"Vorrichtung an einem hydraulischen Zylinder zum Heben und Senken eines schwenkbaren Fahrzeug-Fahrerhauses"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an einem hydraulischen Zylinder zum Heben und Senken eines schwenkbaren Fahrzeug-Fahrerhauses, dessen Pumpe zur Bewirkung der Absenkbewegung arbeiten muß, mit einer Verbindung zwischen den beiden Seiten des Kolbens, die wirksam wird, wenn der Kolben sich der Lage nähert, die dem niedergeklappten Fahrerhaus entspricht nach Patent ... (Patentanmeldung P 20 3O 450.1)

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Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent dient dazu sicherzustellen, daß der hydraulische Zylinder tatsächlich seine Endlage erreicht, so daß er die federnde Bewegung des Fahrerhauses nicht stört. In der Praxis kann es nämlich passieren, daß diejenige Person, die das Fahrerhaus absenken will, den Pumpvorgang in dem Augenblick abbricht, in dem sich das Fahrerhaus auf seine Unterstützung abstützt. Dies hat zur Folge, daß der hydraulische Zylinder sich auf die federnde Abwärtsbewegung des Fahrerhauses hindernd auswirkt, da der Kolben im hydraulischen Zylinder in Beziehung zum Zylinder in einer festen Lage verbleibt, sobald der Pumpvorgang abgebrochen wird, Durch die in der Zylinderlaufbuchse vorgesehene Verbindung in Form einer längsverlaufenden Nut wird jedoch eine Verbindung zwischen den beiden Seiten des Kolbens hergestellt, wenn der Kolben sich derjenigen Endlage nähert, die dem abgesenkten Fahrerhaus entspricht. In diesem Augenblick wird die Wirkung des Kolbens ausgeschaltet und der Kolben bildet·somit kein Hindernis mehr für die federnde Bewegung des Fahrerhauses.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es jedoch notwendig, daß zu Beginn des Anhebens des Fahrerhauses relativ schnell gepumpt wird, damit der Rückfluß des Druckmediums durch die Nut kompensiert wird. Außerdem ist die Kolbendichtung in dem Bereich der Nut während des Anhebens des Fahrerhauses einer starken Beanspruchung durch die Druckbelastung ausgesetzt.

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, bei der ein schnellerer Pumpvorgang zu Beginn der Hebephase nicht notwendig ist und bei

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der die Kolbendichtung in der Nähe der Nut nicht ungebührlich stark beansprucht wird. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Hilfskolben vorgesehenist, der axial bewegbar in der Zylinderbuchse des hydraulischen Zylinders angeordnet und gegen sie abgedichtet ist, und daß der Hilfskolben auf derjenigen Seite des Kolbens liegt, zu der sich der Kolben hinbewegt, wenn das Fahrerhaus abgesenkt wird.

Wie schon in dem Hauptpatent vorgeschlagen, besteht eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Verbindung zwischen den beiden Seiten des Kolbens aus einer in der Zylinderlaufbuchse angeordneten längsverlaufenden Nut.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, der Nut oder den Nuten einen relativ großen Querschnitt zu geben, so daß man einen ungedrosselten Fluß des Druckmediums erhält. Dies war bei den bekannten Vorrichtungen nicht der Fall. Ein ungedrosselter Fluß ist besonders dann wertvoll, wenn der Kolben bei einer Fahrt über eine unebene Straße schnelle Stöße vom Fahrerhaus erhält.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung erfährt die Erfindung durch den Vorschlag, daß zwischen dem Kolben und dem Hilfskolben eine Feder vorgesehen ist, die so eingestellt ist, daß sich der Hilfskolben bei der Bewegung desKolbens in diejenige Lage, die dem abgesenkten Fahrerhaus entspricht, gegen den Zylinderboden bewegt, bevor die Nut die Verbindung zwischen den beiden Seiten dee Kolbens öffnet.

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Schließlich wird in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die beiden Seiten des Hilfskolbens durch einen Kanal verbunden sind, der ein Rückschlagventil enthält, das den Fluß des Druckmediums durch den Kanal in Richtung von dem Kolben her gestattet und in der entgegengesetzten Richtung sperrt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Fahrerhauses mit einem erfindungsgemäßen hydraulischen Zylinder;

Fig. 2 die Seitenansicht des erfindungsgemäßen hydraulischen Zylinders gemäß Fig. 1, teilweise im Schnitt;

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Seitenansicht des hydraulischen Zylinders, bei der sich der Hilfskolben in einer Stellung befindet, in der er den Kolben vor sich herdrückt in Richtung weg von dem Zylinderboden;

Fig. 5 die Fig. 4 entsprechende Darstellung, in der der Hilfskolben zur Ruhe gekommen ist und sich eine am Hilfskolben befestigte Feder entspannt hat und

Fig. 6 eine ebenfalls der Fig. 4 entsprechende Darstellung, in der sich der Kolben in seiner Rückwärtsbewegung

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befindet und dabei den Hilfskolben auf den Zylinderboden drückt.

Ein mit 1 bezeichnetes Fahrerhaus ist um eine Achse 2 schwenkbar, um die auch ein Hubarm 3 geschwenkt werden kann. Das freie Ende 4 des Hubarmes 3 befindet sich zwischen den Schenkeln 5 und 6 eines U-förmigen Bügels, der fest mit dem Fahrerhaus 1 verbunden ist. Zwischen dem Fahrzeugrahmen 8 und dem Hubarm 3 ist ein hydraulischer Zylinder 9 angeordnet, dessen Zylinderteil 10 mit seiner Halteöse 1OA mit dem Rahmen 8, und dessen Kolbenteil 11 mit dem Hubarm 3 drehbar verbunden ist. In abgesenkter Lage ruht das Fahrerhaus 1 auf in der Zeichnung nicht dargestellten federnden Stützen am Fahrzeugrahmen 8. Um eine Federung des Fahrerhauses zu ermöglichen, befindet sich zwischen den Schenkeln 5, 6 des Bügels 7 und dem Hubarmende 4 ein Spielraum, der in Beziehung zu dem Rahmen 8 unbeweglich bleibt. Man kann natürlich den für das Federn des Fahrerhauses 1 notwendigen Spielraum irgenwo anders zwischen Fahrerhaus und dydraulischem Zylinder 9 anordnen. Das Hubarmende 4 kann z. B. fest mit dem Fahrerhaus 1 verbunden werden und in diesem Fall könnte der Spielraum im Verbindungsstück 12 zwischen dem Kolbenteil 11 und dem Hubarm 3 angeordnet werden.

Beim Anheben des Fahrerhauses wird mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Handpumpe öl in den Zylinder 9 gepumpt. Der Hubarm 3 wird anfangs hochgeschwenkt, so daß das Hubarmende 4 am Schenkel 5 zur Anlage kommt, worauf das Fahrerhaus 1 an der Schwenkbewegung teilnimmt. Nach einem Hochschwenken um einen Winkel A befindet sich der Schwerpunkt 13 des Fahrerhauses 1 in gerader Linie oberhalb der Achse 2. Das Eigengewicht des Fahrerhauses 1 hilft danach mit, das Fahrerhaus

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bis zur Endlage des Hochschwenkens weiterzuschwenken. Infolgedessen kommt während der letzten Phase des Hochschwenkens im Bereich des Winkels B das Hubarmende 4 an dem Schenkel 6 des Bügels 7 zur Anlage, . '

Beim Zurückschwenken des Fahrerhauses 1 wird die Pumprichtung umgesteuert. Der Kolben wird wieder in den Zylinder 9 hineingedrückt und zieht den Hubarm 3 und das Fahrerhaus 1 mit sich, bis sich der Schwerpunkt 13 des Fahrerhauses in gerader Linie oberhalb der Achse 2 befindet. Während des Zurückschwenkens im Bereich des Winkels A will das Fahrerhaus 1 aufgrund seines eigenen Gewichtes zurücksinken. Um den Absenkverlauf völlig unter Kontrolle zu haben, ist der hydraulische Zylinder durch ein in ihm angeordnetes Rückschlagventil so eingerichtet, daß ein Absenken nur dann erfolgen kann, wenn gleichzeitig das Druckmittel zum Zylinder gepumpt wird. Die Absenkbewegung wird somit unmittelbar unterbrochen, sobald das Pumpen aufhört, und der Kolben verbleibt unbeweglich im Zylinder, solange kein Pumpen geschieht.

Für eine Bedienungsperson, die die Einzelheiten des Pumpenmechanismusses nicht kennt, ist es naheliegend, mit dem Pumpen in dem Augenblick aufzuhören, in welchem das Fahrerhaus 1 auf seinen federnden Stützen aufsitzt. Dann aber liegt das Hubarmende 4 noch an dem Schenkel 5 des Bügels 7 an. Vor Beendigung des Pumpvorganges muß also sichergestellt sein, daß das Hubarmende 4 bei einer abwärtsgerichteten federnden Bewegungs des Fahrerhauses 1 nicht als fester Anschlag wirkt.

Zu diesem Zweck ist, wie eingangs erwähnt, bereits vorgeschla-

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gen worden, in der Zylinderlaufbuchse an dem dem Zylinderboden zugewandten Endteil des Zylinders eine Nut 14 vorzusehen, um eine Verbindung zwischen den beiden Seiten des Kolbens 15 herzustellen, wenn der Kolben seine Endstellung am Zylinderboden erreicht, was eine freie Bewegung des Kolbens in diesem Bereich ohne einen Widerstand durch das Druckmedium zur Folge hat. Die Nut 14 bewirkt also, daß der . Kolben 15., unmittelbar bevor das Fahrerhaus 1 diejenige Lage erreicht, in der es auf seinen federnden Stützen aufsitzt, in Beziehung auf die Nut 14 in eine Stellung gelangt, in der eine Verbindung zwischen den beiden Seiten 16 und 17 des Kolbens hergestellt ist, wodurch der Kolben 35 sozusagen von der Pumpe abgetrennt ist und durch sein Eigengewicht und dasjenige des Hubarmes 3 niedersinkt, bis er den Zylinderboden berührt. In dieser Stellung des Kolbens 15 liegt das Hubarmende 4 in der Mitte zwischen den Schenkeln 5 und 6 des Bügels 7.

Der Querschnitt der Nut 14 war ursprünglich so klein gehalten, daß das Fahrerhaus 1 zu Anfang einer Hubbewegung trotz des neben dem Kolben 15 wieder durch die Nut 14 zurückfließenden Druckmittels durch schnelles Pumpen gehoben werden konnte. In einigen Anwendungsfällen läßt sich die Forderung nach einer Nut 14 mit einem kleinen Querschnitt jedoch nicht mit der Forderung nach einer großen Bewegungsfreiheit des Kolbens 15 innerhalb des Bereiches der Nut 14 kombinieren.

Erfindungsgemäß ist deshalb zwischen dem Boden des Zylinders 9 und dem Kolben 15 ein Hilfskoben 21 vorgesehen. Der Hilfskolben 21 ist gegen die Zylinderwandung durch eine Dichtung ab-

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gedichtet, d-ie hart genug ist, daß sie nicht die Form der Nut 14 annimmt. Diese Dichtung weist einen weichen inneren Ring, z. B. einen O-Ring 22 und einen äußeren Ring 23 aus einem harten Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff oder Metall auf. Der Hilfszylinder 21 weist ferner einen axialen Kanal 24 auf, in dem ein federgespanntes Rückschlagventil angeordnet ist, das den Fluß des Druckmediums in Richtung von demKolben 15 her gestattet und in entgegengesetzter Richtung sperrt. Eine konische Druckfeder 26 mit einer definierten Länge im entspannten Zustand und einer definierten Federkonstante ist zwischen dem Hilfskolben 21 und dem Kolben 15 montiert. Zum Kolben 15 weisende Schultern 27 am Hilfskolben 21 bilden einen Anschlag für den Kolben, wenn sich dieser in der am weitesten eingezogenen Stellung befindet.

In Fig. 2 ist der Kolben 15 in dieser am weitesten eingezogenen Stellung dargestellt. Er liegt dabei am Hilfszylinder 21 an, der seinerseits am Boden des Zylinders 9 anliegt. Die beiden Seiten 16.und 17 sind durch die Nuten 14 miteinander verbunden, solange sich die Dichtung 18, 19 des Kolbens noch zwischen den Enden der Nuten 14 befindet. Solange kann sich auch der Kolben 15 ungehindert vom Druckmedium axial bewegen.

Gibt man vom Zylinderboden her einen Druck auf den Hilfszylinder 21 - siehe Fig. 4 - dann wird der Kolben 15 nach außen gedrückt, bis die Dichtung 22, 23 des Hilfskolbens zwischen die Enden der Nuten 14 gelangt. In diesem Augenblick kann das Druckmedium an dem Hilfszylinder 21 vorbei durch die Nuten 14 in die Kammer 16 strömen und den Kolben·15, dessen Dichtung nunmehr den Bereich der Nuten 14 verlassen hat, vorwärtsdrücken. Der Hilfskoben 21 kommt aufgrund der Reibung

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zwischen der Dichtung 22, 23 und der Zylinderwandung zum Stehen.

In Fig. 5 ist die Druckfeder 26 entspannt. Diese Druckfeder 26 hat im ungespannten Zustand eine solche Länge und eine solche Federkonstante, daß der Hilfskolben 21, in^jäem er die Reibung zwischen seiner'Dichtung 22, 23 und der Zylinderwandung überwindet, sich bis zum Boden des Zylinders 9 zurückbewegt hat, wenn die Dichtung 18, 19 des Kolbens 15 gerade an dem Anfang der Nuten 14 angekommen ist, wenn sich der Kolben in Richtung auf den Zylinderboden zurückbewegt. Ohne Druckfeder 26 kann es beim Abschwenken des Fahrerhauses 1 passieren, daß der Hilfskolben 21 in einiger Entfernung von dem Zylinderboden stehen bleibt, wenn der Pumpvorgang unterbrochen wird, bevor der Kolben 15 vollständig zurückgedrückt ist. Der Hilfskdben 21 wurde hierdurch so-lange unbeweglich bleiben, wie kein Pumpen stattfindet, und der Kolben 15 würde nur innerhalb eines begrenzten Teiles der Längsausdehnung der Nuten 14 bewegbar sein.

Aus der Darstellung in Fig. 6 geht hervor, daß der Hilfskolben 21 am Boden des Zylinders 9 angelangt ist, bevor der Kolben mit seinen-Dichtungen 18, 19 die Nuten 15 erreicht hat. Das Rückschlagventil 25 ermöglicht die Rückströmung des Druckmediums von der Kammer 16 zum Zylinderboden hin, wenn der Hilfskolben 21 bereits seine Endlage erreicht hat und die Dichtung 18, 19 des Kolbens 15 die Nuten 14 noch nicht erreicht hat.

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Claims (4)

11. Juni 1973 St 31 Ansprüche

1. Vorrichtung an einem hydraulischen Zylinder, der zum Heben und Senken eines schwenkbaren Fahrzeug-Fahrerhauses vorgesehen ist und dessen Pumpe zur Bewirkung der Absenkbewegung arbeiten muß, mit einer Verbindung zwischen den beiden Seiten des Kolbens, die wirksam wird, wenn der Kolben sich der Lage nähert, die dem niedergeklappten Fahrerhaus entspricht, nach Patent ... (Patentanmeldung P 20 30 450.1), dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfskolben (21) vorgesehen ist, der axial bewegbar in der Zylinderbuchse des hydraulischen Zylinders (9) angeordnet und gegen sie abgedichtet ist, und daß der Hilfskolben auf derjenigen Seite (16) des Kolbens (15) liegt, zu der sich der Kolben hinbewegt, wenn das Fahrerhaus abgesenkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus einer in der Zylinderlaufbuchse angeordneten längs verlaufenden Nut (14) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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zwischen dem Kolben (15) und dem Hilfskolben (21) eine Feder (26) vorgesehen ist, die so eingestellt ist, daß sich der Hilfskolben bei der Bewegung des Kolbens in diejenige Lage, die dem abgesenkten Fahrerhaus entspricht, gegen den Zylinderboden bewegt, bevor die Nut (14) die Verbindung zwischen den beiden Seiten des - Kolbens öffnet. ,

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenäss Hilfskolbens (21) durch einen Kanal (24) verbunden sind, der ein Rückschlagventil (25) enthält, das den Fluß des Druckmediums durch den Kanal in Richtung von dem Kolben (15) her gestattet und in der entgegengesetzten Richtung sperrt.

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