DE2641216C2

DE2641216C2 - Multi-stage hydraulic telescopic cylinder

Info

Publication number: DE2641216C2
Application number: DE19762641216
Authority: DE
Inventors: Günter 4755 Holzwickede Bartmann; Gerd 4750 Unna Bräckelmann; Heinrich 4755 Holzwickede Kupiek
Original assignee: Montan - Hydraulik & Co Kg 4755 Holzwickede De GmbH
Current assignee: Montan - Hydraulik & Co Kg 4755 Holzwickede De GmbH
Priority date: 1976-09-14
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1982-09-02
Also published as: DE2641216A1

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen hydraulischen Teleskopzylinder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung. Ein solcher Teleskopzylinder ist aus der DE-PS 22 53 646 bekannt.The invention relates to a multi-stage hydraulic telescopic cylinder of the type specified in the preamble of claim 1. Such a telescopic cylinder is known from DE-PS 22 53 646.

Solche Teleskopzylinder, zumal solche mit großem Hub bzw. langen Zylindern, lassen sich praktisch nicht vollständig entlüften. Daraus resultiert, daß bei Belastung des ganz oder teilweise ausgefahrenen Teleskopzylinders in Einfahrrichtung solange Kriechöl über die Dichtungen zwischen dem Zylinderdruckraum bzw. den Kolbenräumen und den Ringräumen strömt, bis Druckausgleich unter Komprimierung der insbesondere in den Ringräumen eingespannten Luft erzielt ist. Entsprechend der Verringerung des Luftvolumens durch Komprimierung der Luft fährt der Teleskopzylinder dabei ein. Gleichermaßen baut sich der im Anschluß ίο an einen Einfahrhub in den Ringräumen anstehende Überdruck über die Kolben zu den Kolbenräumen hin ab und der Teleskopzylinder fährt dementsprechend wieder aus. Zu berücksichtigen ist insbesondere bei größeren Zylinderlängen auch die Kompressibilität des Druckmittels, in der Regel öl. Das genaue Ansteuern einer bestimmten Aus- bzw. Einfahrposition sowie die Beibehaltung dieser Position ist bei solchen Teleskopzylindern deshalb schwierig. Eine unkontrollierte Lageveränderung im Anschluß an einen Hub ist insbesondere bei Montagearbeiten auch risikobehaftetSuch telescopic cylinders, especially those with a large stroke or long cylinders, are practically impossible vent completely. The result is that when the fully or partially extended telescopic cylinder is loaded in the retraction direction, oil penetrates over the Seals between the cylinder pressure chamber or the piston chambers and the annular chambers flows until Pressure equalization is achieved with compression of the air clamped in particular in the annular spaces. The telescopic cylinder retracts in accordance with the reduction in the volume of air by compressing the air. In the same way it builds up afterwards ίο on a retraction stroke in the annular spaces overpressure via the pistons to the piston spaces and the telescopic cylinder extends again accordingly. To be taken into account in particular at larger cylinder lengths also the compressibility of the pressure medium, usually oil. The exact approach A certain extension or retraction position and maintaining this position is therefore difficult with such telescopic cylinders. An uncontrolled change in position following a stroke is particularly also risky during assembly work

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, denThe invention is based on the object

bekannten Teleskopzylinder so auszugestalten, daß eindesign known telescopic cylinder so that a schnelles und genaues Ansteuern bestimmter Aus- bzw.fast and precise control of certain off or

Einfahrpositionen möglich sowie die Einhaltung derEntry positions possible as well as compliance with the

angesteuerten Position sichergestellt wird.controlled position is ensured.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Mit der neuen Schaltung wird erreicht, daß beim Arbeiten mit dem Teleskopzylinder kolbenseitig und ringraumseitig stets und unmittelbar der gleiche Druck ansteht und der Teleskopzylinder somit ohne Verzögerung in die gewünschte Aus- bzw. Einfahrposition überführt werden kann, die er dann auch beibehält.The object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1. With the new circuit it is achieved that when working with the telescopic cylinder on the piston side and The same pressure is always and immediately applied on the annular space side and the telescopic cylinder therefore moves into the desired extended or retracted position without delay can be convicted, which he then maintains.

Beispielsweise auch beim Absetzen der Last durchFor example, even when setting down the load

den Seilzug eines Teleskopkran erfolgt unmittelbarthe rope pull of a telescopic crane takes place immediately

Druckausgleich zwischen den Zylinderräumen, und derPressure equalization between the cylinder chambers and the Teleskopkran fährt unmittelbar um ein dem RückgangTelescopic crane drives immediately around the decline

der Kompression entsprechendes Stück aus. Das istcorresponding to the compression. That is insbesondere bei Montagearbeiten von Vorteil.especially advantageous for assembly work.

Die neue Schaltung wirkt darüber hinaus alsThe new circuit also acts as a Ausfahrsperre, das heißt ein ungewolltes Ausfahren desExtension lock, i.e. an unintentional extension of the Teleskopzylinders, insbesondere beim Transport desTelescopic cylinder, especially when transporting the Zylinders, ist nicht möglich.Cylinder is not possible.

Aus der FR-PS 20 68 323 ist ein Hubzylinder mit einer den Zylinderdruckraum beaufschlagenden Druckmittelleitung und mit einer den Ringraum beaufschlagenden Druckmitelleitung bekannt, wobei in der Druckmittelleitung zum Zylinderdruckraum ein aufsteuerbares Rückschlagventil eingefügt ist und in eine Verbindungsleitung zwischen den Zylinderräumen ein von außen zu betätigendes 3/2-Wege-Kugelsteuerventil, mit dem die Richtung des Zylinderhubs vorgegeben wird. Auch hierbei stehen beim Ausfahren des Zylinders die Zylinderräume bereits miteinander in Verbindung. Die Verbindung ist jedoch im Haltezustand unterbrochen, weshalb ein nach der Erfindung angestrebter ständiger Druckausgleich zwischen den Zylinderräumen mit dieser Schaltung nicht erfolgen kann. Diese Schaltung wirkt auch nicht als Ausfahrsperre. Nach der US-PS 23 67 682 ist ein Hubzylinder für Flugzeugfahrwerke mit einer den Zylinderdruckraum beaufschlagenden Druckmittelleitung und mit einer den Ringraum beaufschlagenden Druckmittelleitung bekannt, wobei in eine Verbindungsleitung zwischen den Zylinderräumen ein zum Zylinderdruckraum öffnendes Rückschlagventil eingefügt ist und in die Ringraumdruckmittelleitung vor dem Rückschlagventil eine Rückschlagventile verwendende Ventilkombination, die das Auftreten vonFrom FR-PS 20 68 323 is a lifting cylinder with a the pressure medium line acting on the cylinder pressure chamber and with a pressure medium line acting on the annular chamber Pressure medium line known, wherein a non-return valve that can be opened is inserted in the pressure medium line to the cylinder pressure chamber and a connecting line between the cylinder chambers is connected from the outside Actuating 3/2-way ball control valve with which the direction of the cylinder stroke is specified. Even the cylinder spaces are already in communication with one another when the cylinder is extended. the However, the connection is interrupted in the hold state, which is why a permanent one sought after according to the invention Pressure equalization between the cylinder chambers cannot take place with this circuit. This circuit Also does not act as an exit lock. According to US-PS 23 67 682 is a lifting cylinder for aircraft landing gear with a pressure medium line acting on the cylinder pressure chamber and with a pressure medium line acting on the annular space known, wherein in a Connecting line between the cylinder chambers, a check valve that opens to the cylinder pressure chamber is inserted and in the annulus pressure medium line upstream of the check valve a valve combination using check valves, which the occurrence of

Unterdruck im Zylinderdruckraum beim Ausfahren des Zylinders unterbinden soll. Halteprobleme sind nicht angesprochen und mit dieser Schaltung auch nicht lösbar. Die DE-AS 11 64 624 beinhaltet eine Greifersteuerung mit einer den Zylinderdruckraum beaufschlagenden Druckmittelleitung, wobei in eine Yerbindungsleitung zwischen Zylinderdruckraum und Ringraum ein Steuerschieber eingefügt sowie in die Ringraumdruckmittelleitung vor dem Steuerschieber ein von der Kolbenseite her aufsteuerbares Rückschlagventil und davor ein Drosselrückschlagventil. Hiermit wird die Aufrechterhaitung eines ringraumseitigen Überdrucks angestrebt. Diesen vorbeschriebenen Schaltungen bzw. Steuerungen liegt weder eine Aufgabe zugrunde, wie sie für die Erfindung maßgebend war, noch ist ihnen die erfindungsgemäße Lösung zu entnehmen.Should suppress the negative pressure in the cylinder pressure chamber when the cylinder is extended. Holding problems are not addressed and not solvable with this circuit. DE-AS 11 64 624 includes a gripper control with a pressure medium line acting on the cylinder pressure chamber, with a connecting line A control slide is inserted between the cylinder pressure chamber and the annulus and in the annulus pressure medium line in front of the control slide a check valve that can be opened from the piston side and in front of it a one-way flow control valve. This is used to maintain an overpressure on the annular space side aimed at. These circuits and controls described above are not based on a task like them was decisive for the invention, nor can the solution according to the invention be inferred from them.

Einer bevorzugten Ausführungsform gemäß ist das nach der Erfindung vorgesehene Sperrventil ein federbelastetes zum Zylinderdruckraum schließendes Rückschlagventil, welches durch den Stößel eines auf der einen Seite vom Zylinderdruckraum beaufschlagbaren Steuerkolben aufsteuerbar ist, wobei die zweite Druckmittelleitung vor dem noch vorgesehenen Rückschlagventil mit der anderen Seite des Steuerkolbens verbunden ist.According to a preferred embodiment, the check valve provided according to the invention is a Spring-loaded non-return valve closing towards the cylinder pressure chamber, which opens a the one side of which the cylinder pressure chamber can act on the control piston can be opened, the second Pressure medium line in front of the non-return valve still provided with the other side of the control piston connected is.

Zu beachten ist, daß das Verhältnis Sperrkolbenfläche zu Ventildichtfläche größer ist als die Verhältnisse der Teleskopkolbenflächen zu den jeweiligen Ringraumflächen. It should be noted that the ratio of the locking piston area to valve sealing surface is greater than the ratio of the telescopic piston surfaces to the respective annular space surfaces.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung weiter erläutert Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is further explained in the drawing

F i g. 1 den erfindungsgemäß ausgestalteten Teleskopzylinder im eingefahrenen Zustand,F i g. 1 the telescopic cylinder designed according to the invention in the retracted state,

F i g. 2 den Teleskopzylinder in der ersten Ausfahrstufe, F i g. 2 the telescopic cylinder in the first extension stage,

Fig.3 den vollständig ausgefahrenen Teleskopzylinder. Fig. 3 the fully extended telescopic cylinder.

Die konstruktive Ausgestaltung dieses Teleskopzylinders stellt eine bekannte vorteilhafte Möglichkeit dar, einen Ausfahr- bzw. Einfahrrhythmus sicherzustellen, wonach beim Ausfahren zunächst der Zwischenkolben 12 ausfährt und erst dann der die folgende Stufe bildende Hubkolben 13 und beim Einfahren zunächst der Hubkolben 13 einfährt und erst dann der Zwischenkolben 12.The structural design of this telescopic cylinder represents a known advantageous possibility to ensure an extension or retraction rhythm, after which the intermediate piston when extending 12 extends and only then does the reciprocating piston 13, which forms the following stage, and initially when retracting the reciprocating piston 13 moves in and only then does the intermediate piston 12.

Die Beaufschlagung der Kolben 12 und 13 beim Ausfahren des Teleskopzylinders erfolgt durch eine zunächst den Druckraum 112 des Zylinders U und damit den Boden 121 des Zwischenkolbens 12 sowie anschließend den Boden 131 des Hubkolbens 13 beaufschlagende durch ein aufsteuerbares Rückschlagventil 114 abgesicherte erste Druckmittelleitung 113.The actuation of the pistons 12 and 13 when the telescopic cylinder is extended is carried out by a first the pressure chamber 112 of the cylinder U and thus the bottom 121 of the intermediate piston 12 as well then the bottom 131 of the reciprocating piston 13 acting through an openable check valve 114 secured first pressure medium line 113.

Die Beaufschlagung der Ringräume 112' und 122' beim Einfahren des Teleskopzylinders erfolgt durch eine zweite Druckmittelleitung 116, die nacheinander den Ringraum 122' des Zwischenkolbens 12 und den Ringraum 112' des Zylinders 11 beaufschlagt. Eine von der zweiten Druckmittelleitung 116 ausgehende Steuerleitung 117 steuert dabei das aufsteuerbare Rückschlagventil 114 in der ersten Druckmittelieitung 113 auf.The annular spaces 112 'and 122' are acted upon when the telescopic cylinder is retracted a second pressure medium line 116 which successively the annular space 122 'of the intermediate piston 12 and the Annular space 112 'of the cylinder 11 is acted upon. A control line emanating from the second pressure medium line 116 117 opens the openable check valve 114 in the first pressure medium line 113.

Zur Herbeiführung des stets unmittelbaren Druckausgleichs zwischen den Kolbenräumen bzw. Druckräumen 112 und 122 einerseits und den Ringräumen 112' und 122' andererseits ist der Zylinderdruckxaum 112 mit der die PJngräume 112', 122' beaufschlagenden zweiten Druckmittelleitung 116 über die ständig offene Druckmittelverbindung 31 kurzgeschlossen, wobei in dieseTo bring about the constant pressure equalization between the piston chambers or pressure chambers 112 and 122 on the one hand and the annular spaces 112 'and 122' on the other hand is the cylinder pressure space 112 with the the second pressure medium line 116 acting on the pressure chambers 112 ', 122' via the constantly open pressure medium connection 31 shorted, being in this

ίο ständig offene Druckmittelverbindung 31 ein unter Ausfahrdruck öffnendes und unter Einfahrdruck schließendes Sperrventil 32 eingefügt ist sowie ein in Richtung zum Zylinder 11 öffnendes Rückschlagventil 33 in die zweite Druckmittelleitung 116 vor dem Sperrventil 32.ίο constantly open pressure medium connection 31 a below Extension pressure opening and closing under retraction pressure shut-off valve 32 is inserted and an in Direction to the cylinder 11 opening check valve 33 in the second pressure medium line 116 before Check valve 32.

Das Sperrventil 32 besteht aus einem unter Fedsrdruck (323) gegen den Ventilsitz 322 anliegenden Ventilkörper 321, der mittels des Stößels 326 eines einerseits vom Zylinderdruckraum Ü2 über die Verbindung 327 her beaufschlagten und andererseits von der zweiten Druckmittelleitung 116 her über die Leitung 328 beaufschlagten Steuerkolbens 324 bei Überdruck im Zylinderdruckraum 112 vom Ventilsitz 322 abgehoben wird.The shut-off valve 32 consists of a valve seat 322 resting against the valve seat 322 under spring pressure (323) Valve body 321, which by means of the plunger 326 one on the one hand from the cylinder pressure chamber Ü2 via the Connection 327 acted upon and on the other hand from the second pressure medium line 116 over the Line 328 acted upon the control piston 324 when there is overpressure in the cylinder pressure chamber 112 from the valve seat 322 is lifted.

Beim Ausfahren strömt Druckmittel, in der Regel Öl, durch die erste Druckmittelleitung 113 unter öffnung des steuerbaren Rückschlagventils 114 in den Zylinderdruckraum 112. Der sich dabei im Zylinderdruckraum 112 aufbauende Druck wird auch vor dem Steuerkoiben 324 des Sperrventils 32 wirksam und der Stößel 326 hebt den Ventilkörper 321 vom Ventilsitz 322 ab. Damit ist der Zylinderdruckraum 112 mit den Ringräumen 112', 122' kurzgeschlossen und das beim Ausfahren des Teleskopzylinders aus den Ringräumen 112', 122'When extending, pressure medium, usually oil, flows through the first pressure medium line 113 while opening of the controllable check valve 114 in the cylinder pressure chamber 112. Which is located in the cylinder pressure chamber Pressure building up 112 also takes effect in front of the control piston 324 of the shut-off valve 32 and the plunger 326 lifts remove the valve body 321 from the valve seat 322. The cylinder pressure chamber 112 with the annular chambers 112 ', 122 'short-circuited and that when the telescopic cylinder is extended out of the annular spaces 112', 122 '

verdrängte öl wird, da der Rückfluß in den Tank durch das Rückschlagventil 33 blockiert ist, durch die ständig offene Druckmittelverbindung 31 in den Zylinderdruckraum 112 gegen den dort anstehenden Druck verdrängt. Dabei kommt es dann auch zum Druckausgleich zwischen den Druckräumen 112 und 122 einerseits und den Ringräumen 112', 122' andererseits, womit eine unmitelbare Komprimierung der in den Ringräumen 112', 122' eingespannten Luft einhergeht und von Anfang an stabile Verhältnisse geschaffen werden.displaced oil is due to the reflux in the tank the check valve 33 is blocked by the constantly open pressure medium connection 31 in the cylinder pressure chamber 112 was displaced against the pressure there. This also results in pressure equalization between the pressure spaces 112 and 122 on the one hand and the annular spaces 112 ', 122' on the other hand, whereby a immediate compression of the air clamped in the annular spaces 112 ', 122' and of Stable conditions are created at the beginning.

Beim Einfahren werden die Ringräume 112' und 122' über die zweite Druckmittelleitung 116 beaufschlagt, wobei die Rückschlagventile 33 und 114 geöffnet werden sowie das Sperrventil 32 geschlossen wird. Das dabei aus den Druckräumen 112, 122 verdrängte Öl fließt durch die erste Druckmittelleitung 113 in den Tank zurück.When moving in, the annular spaces 112 'and 122' are acted upon via the second pressure medium line 116, the check valves 33 and 114 are opened and the shut-off valve 32 is closed. That The oil displaced from the pressure chambers 112, 122 flows through the first pressure medium line 113 into the Tank back.

Beispielsweise beim Absetzen einer Last durch den Seilzug eines Teleskopkranes erfolgt dann ebenfalls Druckausgleich zwischen der Kolbenseite und der Ringraumseite über das dann bei geschlossenen Rückschlagventilen 114 und 33 durch den dann kolbenseitig anstehenden Überdruck aufgesteuerte Sperrventil 32.For example, when a load is set down by the cable pull of a telescopic crane, this also takes place Pressure equalization between the piston side and the annulus side via the then closed Check valves 114 and 33 are opened by the excess pressure then applied on the piston side Check valve 32.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Mehrstufiger hydraulischer Teleskopzylinder mit mindestens zwei ineinander verschiebbaren hohlen Kolben und Ringräumen zwischen den einzelnen Teleskopgliedern, einer an den Zylinderdruckraum angeschlossenen ersten Druckmittelleitung und einer an den Ringraum des Zylinders angeschlossenen zweiten Druckmittelleitung, einer ersten Verbindungsleitung zwischen Zylinderdruckraum und Druckraum des Zwischenkolbens und einer zweiten Verbindungsleitung zwischen Innenraum des Hubkolbens und der zweiten Druckmittelleitung im Boden des Zwischenkolbens sowie Verbindungen zwischen Ringraum des Zylinders und Innenraum des Zwischenkolbens einerseits und Ringraum des Zwischenkolbens und Innenraum des Hubkolbens andererseits, bei dem das zylinderseitige Ende der ersten Verbindungsleitung am Umfang des Zwischenkolbenbodens liegt und im Abstand oberhalb davon das entsprechende Ende der zweiten Verbindungsleitung mündet, wobei in der Zylinderwand im Abstand von dem Anschluß der zweiten Druckmittelleitung eine Umgehung vorgesehen ist, die im ausgefahrenen Zustand des Zwischenkolbens um den Boden des Zwischenkolbens herumführend mit dem zylinderseitigen Ende der ersten Verbindungsleitung korrespondiert und deren Verbindung zu dem Zylinderdruckraum herstellt, während der Anschluß der zweiten Druckmittelleitung mit dem entsprechenden Ende der zweiten Verbindungsleitung korrespondiert und deren Verbindung zu der zweiten Druckmittelleitung herstellt, mit einem vom Druck der zweiten Druckmittelleitung aufsteuerbaren Rückschlagventil in der ersten Druckmittelleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Druckmittelleitung (116) ein in Richtung zum Zylinder (11) öffnendes Rückschlagventil (33) vor einem Sperrventil (32) angeordnet ist, wobei das in beiden Richtungen durchströmbare Sperrventil1. Multi-stage hydraulic telescopic cylinder with at least two telescopic cylinders hollow pistons and annular spaces between the individual telescopic members, a first pressure medium line connected to the cylinder pressure space and one to the annular space of the cylinder connected second pressure medium line, a first connecting line between the cylinder pressure chamber and the pressure chamber of the intermediate piston and a second connecting line between the interior of the reciprocating piston and the second pressure medium line in the bottom of the intermediate piston and Connections between the annular space of the cylinder and the interior of the intermediate piston on the one hand and Annular space of the intermediate piston and interior of the reciprocating piston on the other hand, in which the cylinder-side end of the first connecting line on the circumference of the intermediate piston head and at a distance above it the corresponding end of the second Connecting line opens, in the cylinder wall at a distance from the connection of the second Pressure medium line a bypass is provided, which in the extended state of the intermediate piston Leading around the bottom of the intermediate piston corresponds to the cylinder-side end of the first connecting line and its connection to the cylinder pressure chamber, while the connection of the second pressure medium line with the corresponding end of the second connecting line and its connection to the second pressure medium line produces, with a check valve in the first pressure medium line which can be opened by the pressure of the second pressure medium line, characterized in that in the second pressure medium line (116) a check valve (33) opening in the direction of the cylinder (11) is arranged in front of a shut-off valve (32), the shut-off valve through which flow can flow in both directions

(32) vom Druckmittel im Zyiinderdruckraum (112) so beaufschlagt wird, daß bei geschlossenem Rückschlagventil (33) im Sperrventil (32) eine ständig offene Druckmittelverbindung (31) zwischen dem Zylinderdruckraum (112) und den Ringräumen (112', 122') hergestellt wird, wenn der Zylinderdruckraum (112) unter Druckmitteldruck steht.(32) from the pressure medium in the cylinder pressure chamber (112) as above it is acted upon that when the check valve (33) is closed in the check valve (32) a constantly open pressure medium connection (31) between the cylinder pressure space (112) and the annular spaces (112 ', 122 ') is produced when the cylinder pressure chamber (112) is under pressure from the pressure medium.

2. Teleskopzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (32) ein federbelastetes (323) zum Zylinderdruckraum (112) schließendes Rückschlagventil (321,322) ist, welches durch den Stößel (326) eines auf der einen Seite vom Zylinderdruckraum (112) her beaufschlagbaren Steuerkolben (324) aufsteuerbar ist, wobei die zweite Druckmittelleitung (116) vor dem Rückschlagventil2. Telescopic cylinder according to claim 1, characterized in that the check valve (32) is a spring-loaded (323) to the cylinder pressure chamber (112) closing check valve (321,322) is, which through the plunger (326) one can be acted upon on one side from the cylinder pressure chamber (112) The control piston (324) can be opened, the second pressure medium line (116) upstream of the check valve

(33) mit der anderen Seite des Steuerkolbens (324) verbunden ist.(33) is connected to the other side of the control piston (324).