DE2426939A1

DE2426939A1 - Hydraulischer heber

Info

Publication number: DE2426939A1
Application number: DE19742426939
Authority: DE
Inventors: Donald W Sessody
Original assignee: Applied Power Inc
Current assignee: Enerpac Tool Group Corp
Priority date: 1973-06-04
Filing date: 1974-06-04
Publication date: 1974-12-19
Also published as: NL7406726A; GB1412394A; CA975745A; FR2231872A1; FR2231872B3; BR7404507D0; US3844534A; IT1013230B; JPS5021452A; ES426968A1; DE7419256U; IT1013250B; AU6903374A

Description

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Dk. KARl W FRANKE Beg.-Mr. P 32/270

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APPLIED POWEE INC. Milwaukee, Wisconsin 53218 (V.St.A.)

Hydraulischer Heber

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Heber mit einem Hubkolben, der in einem ein Fluidreservoir enthaltenden Gehäuse verschiebbar geführt und mittels einer Pumpeinrichtung im Gehäuse aus dem Fluidreservoir mit Hydraulikfluid unter Druck beaufschlagbar

Hydraulische Heber dieser Art arbeiten im allgemeinen mit hohen Drücken von bis zu 700 kp/cm (10 000 psi.). Die bisher übliche Praxis sieht die Herstellung dieser Heber aus schweren Materialien wie Eisen oder Stahl vor, die der hohen hydraulischen Belastung bei diesen Drücken zu widerstehen vermögen. Bei einer solchen Ausführung der hydraulischen Heber steigt jedoch gleichzeitig mit ihrer Belastbarkeit auch ihr Eigengewicht erheblich an, was unter anderem ihre Transportierbarkeit stark einschränkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Heber der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß er sich durch ein geringes Eigengewicht auszeichnet und insbesondere auch schwere Lasten ohne wesentlichen Gewichtsanstieg mit zunehmender. Belastbarkeit zu bewältigen vermag.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse des Hebers aus Aluminiumguß besteht und eine den Hubkolben aufnehmende Büchse aus Gußeisen enthält.

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Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht der' hydraulische Heber im überwiegenden Teil seines Volumens aus dem Leichtmetall Aluminium, was zu einer erheblichen Gewichtsersparnis führt, und schwere Materialien wie Eisen oder Stahl finden nur dort Verwendung, wo deren höhere Festigkeit im Interesse einer langen Lebensdauer

des Hebers wünschenswert oder notwendig ist, nämlich überall dort, wo Hydraulikfluid unter hohem Druck strömt. Die Erfindung gestattet somit den Bau von einerseits leichten und andererseits hoch belastbaren hydraulischen Hebern, die den bisher üblichen Hebern gleicher Art sowohl in der Transportabilität als auch im Materialaufwand überlegen sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die gußeiserne Büchse in das Aluminiumgehäuse eingebettet und nimmt ihrerseits einen Hubkolben aus Stahl auf. Dabei ist die Büchse außen mit einer Eingschulter und einer Anzahl von längsverlaufenden Rippen versehen, die eine Bearbeitung nach dem Guß zulassen und jegliche Bewegung der Büchse im Gehäuse verhindern. Die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Aluminiumgehäuse und der darin eingebetteten und einen integralen Bestandteil davon bildenden gußeisernen Büchse' wird durch O-fiingdichtungen gewährleistet, die in einem Zwischenraum zwischen Büchse und Gehäuse angeordnet sind und ein Eindringen von Hydraulikfluid in diesen Zwischenraum verhindern. Das Hebergehäuse enthält ein Fluidreservoir und eine Pumpeinrichtung, wobei für das Einpumpen -von Hydraulikfluid aus dem Fluidreservoir in die Büchse zur Betätigung des Hubkolbens und für das Zurückströmen von Eydraulikfluid aus der Büchse in das Fluidreservoir ein Netz von Fluidkanälen im Gehäuse vorgesehen ist, das an seinen Steuerstellen stählerne Ventilsitze enthält.

Im übrigen sind zahlreiche vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich, die im einzelnen in Unteransprüchen gekennzeichnet sind.

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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Aubführungsbeispiels veranschaulicht, das ihre Vorteile klar erkennbar werden Xäßt; dabei zeigen in der Zeichnung:

Fig. 1 einen hydraulischen Heber Ib einer perspektivischen Darstellung von links oben gesehen,

Fig. 2 den gleichen Heber in einer perspektivischen Darstellung von rechts oben gesehen,.

Fig. 3 den Heber von Fig. 1 und 2 in einer perspektivischen Darstellung von hinten gesellen,

Fig. k bis 9 den gleichen Heber in einer Vorderansicht, einer Seitenansicht von links, einer Hückansicht, einer Draufsicht, einer Seitenansicht von rechts und einer Unteransicht,

Fig. 10 den Heber von Fig. 1 bis 9 in einer zur Veranschaulichung der Fluidkanäle im Gehäuse teilweise aufgebrochenen Draufsicht,

Fig. 11 einen Schnitt durch die Darstellung in Fig. 10 entlang der Schnittlinie 11 —11 in Fig. 10 mit Einzelheiten der Humpeinrichtung und der Hubkolbenanordnung im Gehäuse,

Fig. 12 einen Schnitt durch die Darstellung in Fig. 10 entlang der Schnittlinie 12 - 12 in Fig. 10 zur Veranschaulichung der zum Fluidreservoir führenden'Fluidkanäle,

Fig. 13 eine Fig. 11 analoge Darstellung mit ausgefahrenem Hubkolben,

Fig. 1^f eine zur Veranschaulichung der Schwenkachse für den Betätigungshebel für die Pumpeinrichtung teilweise aufgebrochene Rückansicht des Hebers von Fig. 1 bis 13 und

Fig. 15 einen Schnitt durch die Darstellung in Fig. 11 entlang der Schnittlinie 15 - 15 in Fig. 11.

Der in der Zeichnung dargestellte hydraulische Heber 10 besitzt ein leichtes Gehäuse 12 aus Aluminium, das ein Fluidreservoir 16 und einen Hydraulikzylinder 1*f enthält, zu dem eine Büchse 112 aus Gußeisen und ein darin geführter Kolben aus Stahl als Hubkolben gehören. Über eine Pumpeinrichtung 18 kann Hydraulikfluid aus dem

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Fluidreservoir 16 zum Hydraulikzylinder 14 gepumpt werden, und für die ßückführung von Hydraulikfluid aus dem Hydraulikzylinder 14 zum Fluidreservair 16 ist ein Entlastungsventil 20 vorgesehen. Der dargestellte Heber 10 wird betätigt, indem das Entlastungsventil 20 geschlossen und Hydraulikfluid aus dem Fluidreservoir 16 durch zur Pumpeinrichtung 18 gehörende und nur in Bichtung auf den Hydraulikzylinder 14 zu für Fluid durchlässige Bückschlagventile 22 und 24 hindurch in den Hydraulikzylinder 14 gepumpt wird- Zum Ablassen des im Hydraulikzylinder 14 herrschenden iluiddruckes kann das Entlastungsventil 20 geöffnet werden, so daß Hydraulikfluid aus dem Hydraulikzylinder 14 zurück zum Fluidreservoir 15 strömen kann.

~il±e die Darstellungen in Fig. 10 bis 12 zeigen, enthält das aus Aluminium gegossene Gehäuse 12 des Hebere 10 eine an einem Ende geschlossene Bohrung 28 und eine beidseitig offene Bohrung 3°, die einen mit kleinerem Durchmesser ausgeführten Abschnitt 31 aufweist. Die Bohrung 2ö bildet das Fluidreservoir 16 und steht mit der Bohrung 30 über ein Wetz 15 von Fluidkanälen in Verbindung.

Dazu hat das Netz 15 der FluidkanäTe Verbindung mit einer ersten und einer zweiten einseitig geschlossenen Bohrung 32. bzw. 3^ii^m Gehäuse 12, von denen die Bohrung 32 die Pumpeinrxchtung 18 und die Bohrung 3^ das Entlastungsventil 20 aufnimmt. Die Bohrung 32 enthält an ihrem inneren Ende einen im Durchmesser kleiner gehaltenen Gewindeabschnitt 36 und an ihrem äußeren Ende einen Gewindeabschnitt 38· Die zweite Bohrung J>k enthält an ihrem inneren Ende einen Abschnitt 40 mit kleinerem Durchmesser und außerdem zwei Gewindeabschnitte 42 und 44, von denen der Gewindeabschnitt 42 am Beginn des im Durchmesser verringerten Abschnitts 40 und der Gewindeabschnitt 44 am Beginn der Bohrung yk überhaupt liegt.

Zum Hetz 15 der Fluidkanäle gehören eine Gewindebohrung 54, die das Fluidreservoir 16 mit der Bohrung 32 verbindet, ein Querkanal 56, der den Gewindeabschnitt 36 mit dem kleineren Durchmesser in der Bohrung 32 mit dem im Durchmesser kleiner gehaltenen Abschnitt 40

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der Bohrung 3k verbindet, und ein ßückführkanal 351 eier die Bohrung ~$k mit dem Fluidreservoir 16 verbindet. An seinem offenen Ende geht der Querkanal 56 in einen Abschnitt 58 über, der wiederum an seinem offenen Ende einen Gewindeabschnitt 59 enthält, in den ein Gewindestopfen 60 eingeschraubt ist, der den Querkanal 56 auf diese Weise
nach außen hin abschließt. Der im Durchmesser größer als der eigentliche Querkanal 56 gehaltene Abschnitt 58 hat über einen Stichkanal 55 Verbindung zur Bohrung 30.

Der JEluidstrom zwischen dem ELuidreservoir 16 und der Bohrung 32 wird durch das Bückschlagventil 22 auf die Strömungsrichtung vom
Fluidreservoir 16 zur Bohrung 32 beschränkt, und das Eückschlagventil Zk läßt einen Fluidstrom zwischen der Bohrung 32 und dem
Querkanal 56 nur in der Sichtung von der Bohrung 32 zum Querkanal zu. Die Bückschlagventile 22 und Zk besitzen jedes einen stählernen Ventilsitz 62 mit einem Durchlaß Sk von kleinem Durchmesser, der in einer Gegenbohrung 66 mündet, die eine Ventilkugel 68 aus Stahl aufnimmt, die durch eine Ventilfeder 70 an das innere Ende des Durchlasses Gk angedrückt wird und diesen abschließt. Als Widerlager für die Ventilfedern 70 dienen jeweils Halteringe 71» die ihre zugehörige Ventilfeder 70 in der jeweiligen Gegenbohrung 66 halten. Die Abdichtung der Ventilsitze 62 im Gehäuse 12 übernehmen Dichtringe 63.

Die Pumpeinrichtung 18 enthält eine Büchse 72, die mit einem
Außengewindeabschnitt 7k in den Gewindeabschnitt 38 am äußeren Ende der Bohrung 32 eingeschraubt ist und in dieser Bohrung 32 mittels
eines O-Einges ?6 abgedichtet wird, der in einer Hingnut 78 auf
der Außenseite der Büchse 72 Aufnahme findet. Die Büchse 72 enthält weiter eine in axialer Richtung verlaufende Bohrung 80, und sie
besteht aus einem verschleißfesten Material wie Stahl.

Hydraulikfluid wird in die Bohrung 32 hineingesaugt und aus dieser hinausgedrückt mit Hilfe eines Kolbens 82, der als Pumpenkolben in axialer Richtung nach beiden Seiten verschiebbar in der Bohrung SO in der Büchse 72 angeordnet ist. Die Abdichtung des Kolbens 82

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ih der Bohrung 8θ übernimmt ein O-King 84, der.in einer Eingnut δό auf der Innenseite der Büchse 72 Aufnahme findet.

.. Die Axialverschiebung des Kolbens 82 in der Bohrung 80 erfolgt mit Hilfe eines Betätigungshebels 88, der über einen eine Schwenkachse dafür bildenden Stift 90 im Gehäuse 12 gelagert ist. Der Betätigungshebel 88 weist einen Gabelkopf 9o auf, der über einen Stift 95 gelenki-g mit einem weiteren Gabelkopf 92 am freien äußeren Ende des Kolbens 82 verbunden ist. Dabei geht der Stift 95 durch eine Nut 94 im Gabelkopf 92 und durch Öffnungen 97 im Gabelkopf 9b hindurch. Der Betätigungshebel 88 läßt sich um den Stift 90 als Schwenkachse mit Hilfe einer Betätigungsstange 98 schwenken, die mit ihrem einen Ende in eine Öffnung 100 im Betätigungshebel 88 eingeführt werden kann.

Der ELuidstroffl von der Bohrung J>Q. zum Fluidreservoir 16 wird ait Hilfe des Entlastungsventils 20 gesteuert, das in der Bohrung 3*^ angeordnet ist. Das Entlastungsventil 20 enthält einen Ventilsitz aus Stahl, der in den Gewindeabschnitt 42 der Bohrung 34 eingeschraubt ist und einen Durchlaß 102 mit kleinem Durchmesser aufweist*. Der ELuidetrom durch den Durchlaß 102 wird mit Hilfe eines Ventilstoßels 104 bestimmt, der in einer Büchse 106 geführt ist, die in den Gewindeabschnitt 44 der Bohrung 34 eingeschraubt ist. Der Ventilstößel 104 weist an seinem inneren Ende einen Ventilkegel 108 auf, der an der Mündung des Durchlasses 102 im Ventilsitz 26 zu dichtender Anlage gebracht werden kann. Zur Abdichtung der Büchse in der Bohrung 34 dient ein Q-Bing 110, und die Abdichtung des Ventilstößels 104 in der Büchse 106 übernimmt ein weiterer Q-Bing.

Zum Hydraulikzylinder 14 gehören die Büchse 112 und der Hubkolben 114, der einen Kolbenkapf Ho aufweist, der in der Büchse 112 eine hinundhergehende Bewegung ausführen kann. Der Kolbenkopf 116 ist in der Büchse 112 mittels eines 0-Eings II8 abgedichtet, der in einer fiingnut 120. im Außenumfang des Kolbenkopfes II6 angeordnet ist. Das untere Ende der Bahrung 30 im Gehäuse 12, die den

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Hydraulikzylinder 1*f aufnimmt, wird durch einen eingeschraubten Stopfen 122 aus Stahl abgeschlossen. Ein völliges Ausfahren*des Hubkolbens 11*t aus der Büchse 112 wird durch einen Haltering 12^ verhindert, der in das offene obere Ende der Bohrung 30 im Gehäuse 12 eingeschraubt ist und gleichzeitig auch ein oberes Widerlager für die Büchse 112 bildet. Auf das freie obere Ende des Hubkolbens 11^ ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein sattelförmiger Aufnahme-teller 126 aufgesteckt, der das Auflager für einen mit dem Heber 10 anzuhebenden Gegenstand wie beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie bilden kann.

Die Büchse 112 besteht aus Gußeisen wie beispielsweise Grauguß und wird beim Guß des das Gehäuse 12 bildenden Gußteils aus Aluminium in dieses eingebettet und eingebunden. Das untere Ende der Büchse 112 weist von dem Abschnitt 31 der Bohrung 30 mit dem kleineren Durchmesser einen Abstand auf, so daß dazwischen ein Spalt bleibt. In axialer Eichtung wird die Büchse 112 in der Bohrung im Gehäuse 12 gehalten und an einer Bewegung gehindert durch eine Schulter 128, die außen auf dem unteren Ende der Büchse 112 vorgesehen ist.

In der vorstehenden Beschreibung ist die Büchse 112 zwar als Gußstück aus Gußeisen behandelt, sie kann aber auch durch eine entsprechende Bearbeitung aus Gußeisen hergestellt werden.

Die Büchse 112 darf sich während der Bearbeitung und Feinbehandlung ihrer Bohrung im Gehäuse 12 nicht drehen. Dies wird durch eine Anzahl Kippen 132 verhindert, die auf der Außenseite der Büchse 112 vorgesehen sind und in deren Axialrichtung verlaufen. Diese Sippen 132 werden während des Gusses in das Gehäuse 12 aus Aluminium eingebettet.

Zur Verhinderung eines Eindringens von Hydraulikfluid unter Druck in den Spalt 125 ist ein Q—ßing I30 vorgesehen, der das unter Druck stehende Fluid nicht an die Verbindungsstelle zwischen der Büchse "und dem Gehäuse 12 gelangen läßt.

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Der Heber 10 ist mit Vorkehrungen versehen, die es in jeder Lage des Hebers 10 gestatten, Hydraulikfluid aus dem Fluidreservoir herauszupumpen. Dazu ist am offenen Ende der das Fluidreservoir bildenden Bohrung 28 im Gehäuse 12 eine Gummiblase i40^r angeordnet, die durch einen aufgeschraubten Deckel 1*t2 festgehalten wird. Für die Entlüftung des Fluidreservoirs 16 ist in eine Gewindebohrung· im Gehäuse 12 ein Entlüftungsstopfen 144 eingeschraubt, der einen Durchlaß 1*f8 und eine Querbohrung 1^0 aufweist, die einen Luftdurchgang auch ohne Entfernung des Entluftungsstopfens iMf gestatten.

Bei dem dargestellten Heber 10 sind alle Teile, an denen Verschleiß, Abrieb oder Passungsfressen auftreten könnten, aus einem Material gefertigt, das einem solchen Angriff zu widerstehen vermag. So weist der Hydraulikzylinder Ik die Büchse 112 aus Gußeisen und den Hubkolben 11*f aus Stahl auf. Die Steuerstellen im Netz 13 der Fluidkanäle sind mit den Bückschlagventilen 22 und Zk und dem Entlastungsventil 20 besetzt, und die Ventilsitze 62 bzw. 26 aller dieser Ventile bestehen sämtlich aus Stahl. Die Verwendung von Stahl für einen solchen Zweck ist zwar bekannt, jedoch gestattet erst der Einbau einzelner Stahlkörper in ein Leichtmetallgehäuse die Schaffung eines Hochleistungshebers, der sich bei hoher Belastbarkeit bequem und leicht durch eine einzelne Bedienungsperson handhaben und transportieren läßt. Die Büchse 112 aus Gußeisen ist mit der Schulter 128 und den Rippen 132 im Gehäuse 12 sicher festgelegt und läßt sich dann bearbeiten und entgraten. Die Verbindungsstelle zwischen der Büchse 112 und dem Gehäuse 12 wird durch die Abdichtung mittels des O-Eings 1^0 geschützt.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Hydraulischer Heber mit einem Hubkolben, der in einem ein Fluidreservoir enthaltenden Gehäuse verschiebbar geführt und mittels einer Pumpeinrichtung im Gehäuse aus dem Fluidreservoir mit Hydraulikfluid unter Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) aus Aluminiumguß besteht und eine den Hubkolben (114) aufnehmende Büchse (112) aus Gußeisen enthält.

2. Hydraulischer Heber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (112) einen integralen Bestandteil des Gehäuses (t2) bildet.

3» Hydraulischer Heber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (112) in daß Gehäuse (12) eingebettet ist.

k. Hydraulischer Heber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (112) in das Gehäuse (12) eingebunden ist.

5. Hydraulischer Heber nach einem der Ansprüche 1 bis *f, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (112) in das Gehäuse (12) eingegossen ist. -

6. Hydraulischer Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) auf die Büchse (112) aufgegossen ist.

7. Hydraulischer Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (112) am inneren Ende ihres Außenumfangs eine ihre axiale Verschiebung im Gehäuse (12) verhindernde Schulter (128) aufweist.

8. Hydraulischer Heber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (128) der Büchse (.112) eine radial nach außen gerichtete und in das Gehäuse (12) eingebettete Eingechulter ist.

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9· Hydraulischer Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (112) auf ihrer Außenseite mindestens eine ihre Verdrehung im Gehäuse (12) verhindernde, axial verlaufende Sippe (132) aufweist.

10. Hydraulischer Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, diß die Büchse (112) mit dem Fluidreservoir (16) außer über die Pumpeinrichtung (18) auch über ein Entlastungsventil (20) verbindbar ist.

11. Hydraulischer Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkolben (11^f) aus Stahl besteht.

12. Hydraulischer Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (18) zwei Bückschlagventile (22 und 2k) enthält, von denen jedes einen Ventilsitz (62) aus Stahl aufweist.

13. Hydraulischer Heber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Rückschlagventilen (22 und 2k) der Pumpeinrichtung (18) das eine (22) zwischen dem Fluidreservoir (16) und einer Bohrung (32) im Gehäuse (12) und das ander· (2k) zwischen dieser Bohrung (32) und der Büchse (112) liegt.

Ik. Hydraulischer Heber naäh «inem der Anspruch· 1 bis 13, dadurch

gekennzeichnet, daß als Verbindung zwischen der Büchse (112) und

dem Fluidreservoir (16) ein Entlastungsventil (20) mit einen Ventilsitz (26) aus Stahl vorgesehen ist.

13. Hydraulischer Heber nach einem der Ansprüche 1 bis Ik, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (112) an ihrem inneren Und· im Gehäuse (12) durch eine Dichtung (I30) abgedichtet ist.

16. Hydraulischer Heber nach einem der Ansprüche 1 bis 14-, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unteren inneren Ende der Btchee (112)

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und dem Gehäuse (12) ein Zwischenraum (125) besteht, der mittels einer Dichtung (I30) gegen ein Eindringen von Hydraulikfluid abgedichtet ist.

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