DE2805455A1

DE2805455A1 - Hydraulische hubeinrichtung

Info

Publication number: DE2805455A1
Application number: DE19782805455
Authority: DE
Inventors: Karl Rohner
Original assignee: Kempf & Co AG
Current assignee: Kempf & Co AG
Priority date: 1977-02-10
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1978-08-17
Also published as: ATA97578A; IT1091993B; FR2380218A1; AT356328B; IT7819722A0

Description

BR. ING. P. BEHRENS DIPJL, ING. R-, GOETZ

DR. ING. F. "VVUESTHOFF 8C0O MÜNCHEN 00

DR.E. ν. PEClIMANN SC11WI!IGEMSTKASSE2

ΤΪ1ΕΡΟ»(OSB)6020Sl

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TEI.EGHAMME !

1Α-50 475

Anmelder; Kempf & Co. Aktiengesellschaft,

9100 Herisau/Schweiz

Titel: . Hydraulische Hubeinrichtung

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DIt. ING. F. WUIiSTITOFF

I)R. E. ν. PECH MANN I)R. INC I). IiKITKICNS I)IPi-. inc;, k. goktz

PATENTANWÄLTE

8C00 MUNCIIKN J)O SCJl^VEIOEHSTKASSE 2 ΤΚΙΕΡΟΚ C 08 9) GG20 5X TELEl 5 24:07O

TKLKGllAMME :
PHOTEOTPATHKT MÜNCHEJi

1A-5O 475

Bes chreibung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hubeinrichtung mit mehreren, in Serie geschalteten, doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten, von denen die Sekundärseite einer jeden Einheit mit Ausnahme der letzten mit der Primärseite der nachfolgenden Einheit verbunden ist, während die Primärseite der ersten Einheit an eine Druckquelle anschaltbar ist.

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Dabei soll unter "Primärseite" für jede Kolben-Zylinder-Einheit jener Teil des Zylinderraumes verstanden werden, der beim Arbeitshub mit Druck beaufschlagt wird, während umgekehrt unter "Sekundärseite" jener Teil des Zylinderraumes zu verstehen ist, aus dem beim Arbeitshub die Hydraulikflüssigkeit verdrängt wird.

Die Serieschaltung der Kolben-Zylinder-Einheiten ergibt wenigstens theoretisch eine vergleichsweise genaue Synchronisierung der Bewegung der Kolbenstangen. Falls auch die Länge des Hubes jeder der Einheiten dieselbe sein soll, sind die Kolben-Zylinder-Einheiten mit gleicher Bohrung und durchgehender Kolbenstange auszubilden (Druckaddition), oder aber muss die Kolbenfläche auf der Sekundärseite der einen Kolben-Zylinder-Einheit gleich der Kolbenfläche auf der Primärseite der nächstfolgenden Koiben-Zylinder-Einheit sein (Flächenaddition).

In beiden Fällen befindet sich das Volumen von Druckflüssigkeit zwischen benachbarten Einheiten in einem geschlossenen Raum und wird bei den Hüben nur hin und her verdrängt bzw. verschoben.

Dennoch wurde bisher in der Praxis dort, wo eine Synchronisation, d.h. ein Gleichlauf mehrerer Einheiten erwünscht war, eine Parallelschaltung der Einheiten der Serieschaltung vorgezogen, was allerdings eine aufwendige Steuerung und Bemessung bzw. eine hubabhängige Regelung der den einzelnen Einheiten zugeführten Mengen von Druckflüssigkeit erforderte. Ein Grund für die Bevorzugung der Parallelschaltung trotz des erheblichen steuer-

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technischen Aufwandes mag darin liegen, dass die in der Praxis unvermeidlichen Leckverluste (seien es solche von der einen auf die andere Seite des Kolbens oder solche von den Zylindern nach aussen) gerade bei der Serieschaltung verhaltnxsmassig schnell zum Verlust der synchronen Eigenschaften führen. Eine genaue Kompensation der durch Lecke abgewanderten Flüssigkeit zur Wiederherstellung der synchronen Eigenschaften ist aber eine heikle und mit nicht vernachlässigbarem Aufwand verbundene Massnahme.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Hubeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch einfachste Massnahmen diese Kompensation der abgewanderten Flüssigkeiten erzielt werden kann.

Zu diesem Zweck ist die vorgeschlagene Hubeinrichtung erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite und Sekundärseite jeder der Kolben-Zylinder-Einheiten über ein am Ende des Arbeitshubes selbsttätig öffnendes Ventil miteinander verbunden sind.

Dabei kann dieses selbsttätig öffnende Ventil ein Ueberdruckventil sein, das entweder im Kolben der zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit selbst, oder aber in einer die Primär- und die Sekundärseite der betreffenden Kolben-Zylinder-Einheit verbindenden Nebenschlussleitung eingebaut sein kann.

Andererseits kann das selbsttätig öffnende Ventil auch ein in Richtung der Sekundärseite schliessendes, im Kolben der

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Einheit eingebautes Rückschlagventil sein, dessen Schliessteil mittels eines Anschlages von dem zugeordneten Sitz abhebbar ist. Dieses Rückschlagventil kann ^ in Schliessrichtung federbelastet sein.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt :

-.""".".- Fig. 1 : ein Schema einer Hubeinrichtung, Pig. 2 : eine Ausführüngsvariante, und

Fig. 3 : einen Teil einer Ausführungsvariante "',-■_ des in Fig. 1 gezeigten Beispieles .

In";den Figuren der Zeichnung sind funtkionell sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Bei den dargestellten Hubeinrichtungen 10 sind je drei Kolben-Zylinder-Einheiten 11, 12, 13 zu erkennen. Die zugehörigen Kolben sind mit 14, 15 bzw. 16 und die zugehörigen Zylinder mit 17, 18 bzw. 19 bezeichnet. Die Primärseiten in den Zylindern sind mit 20, 21 bzw. 22 bezeichnet und die Sekundärselten mit 23, 24 bzw. 25. Jeder der Kolben 14 bis 16 besitzt eine nicht durchgehende Kolbenstange 26, 27 bzw. 28. Jede der Kolbenstangen 26, 27, (bzw. bei ortsfest verankerten Kolbenstangen jeder der zugehörigen Zylinder) ist an eine zu hebende Last gekoppelt. Diese kann beispielsweise, wie in Fig. 1 mit der gestrichelten Linie 29 angegeben, eine gemeinsame Last

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für alle Einheiten, z.B. eine Plattform oder eine Hebebühne sein, oder aber es- können auch drei Einzellasten - durch Pfeile 30, 31 und 32 angedeutet - sein, die synchron und im Gleichlauf hin und her zu bewegen sind. In der Praxis können solche Einzellasten rein beispielsweise gleichartige Bearbeitungseinheiten, wie Pflugscharen einer mehrere solche Bearbeitungseinheiten aufweisenden Bodenbearbeitungsmaschine sein.

Die Primärseite 20 des Zylinders 17 ist über eine Speiseleitung 33 an die Druckseite einer Hydraulikpumpe 34 angeschlossen, die Hydraulikflüssigkeit aus einem Sumpf schöpft. Die Sekundärseite 23 des Zylinders 17 ist über eine Verbindungsleitung 36 mit der Primärseite 21 des Zylinders 18 verbunden, während dessen Sekundärseite 24 über eine Verbindungsleitung 37 mit der Primärseite 22 des Zylinders 19 verbunden ist. Von dessen Sekundärseite 25 führt eine Rücklaufleitung 38 zurück in den Sumpf 35.

Bei der dargestellten Serieschaltung der Einheiten 11 bis 13 sind diese so bemessen, dass die aus der Sekundärseite eines Zylinders bei einem bestimmten Hub in die Primärseite des nachfolgenden Zylinders verdrängte Flüssigkeit den Kolben dieser Einheit zur Ausführung mindestens näherungsweise desselben Hubes veranlasst. Wenn also die Bohrung eines Zylinders mit B, der Durchmesser der diesem Zylinder zugehörigen Kolbenstange mit d und die Bohrung des unmittelbar nachgeschalteten Zylinders mit B¹ bezeichnet wird, soll folgende Bedingung wenigstens näherungsweise erfüllt sein :

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B² = B'² ' + d²

Im vorliegenden Beispiel lässt sich mit den im Handel leicht erhältlichen Massen der Komponenten diese Bedingung mit folgenden Abmessungen nahezu ideal erfüllen. Für die Einheit 11 : Bohrung 60 mm, Kolbenstangen-Durchmesser 33 mm; Einheit 12 : Bohrung 50 mm, Kolbenstangen-Durchmesser 30 mm; und Einheit 13 : Bohrung 40 mm. Es versteht sich, dass der Gleichlauf der Einheiten um so besser - von der Bemessung her - gewährleistet ist, je genauer die vorstehend erwähnte Bedingung erfüllt ist, so dass Abweichungen vom Gleichlauf im wesentlichen nur noch von der Summe der unvermeidlichen Leckverluste abhängig sind.

In Fig. 1 ist nun in jedem der Kolben 14, 15, 16 ein Ueberdruckventil 42, 43, 44 eingebaut, dessen zugeordnete Feder 39, 40 bzw. 41 derart bemessen ist, dass das Ueberdruckventil auf alle Fälle beim Höchstdruck der Hydraulikpumpe öffnet, jedoch geschlossen bleibt, auch wenn die Nennlast der Hubeinrichtung unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors erreicht ist.

Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 1 ist folgende : Sobald der Gleichlauf der Kolben-Zylinder-Einheiten 11, 12, 13 nicht mehr gegeben ist, wird einer der Kolben als erster am Ende seines Arbeitshubes an seinem zugeordneten Zylinder anstehen und somit auf seiner Sekundärseite keine Hydraulikflüssigkeit mehr verdrängen können. Damit geht ein Druckanstieg auf seiner

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Primärseite einher, der das betreffende UeberdruckventiL öffnet, so dass von der Primärseite der betreffenden Einheit Flüssigkeit durch den Kolben hindurch der Primärseite der nächstfolgenden Einheit zu~ fliesst, so dass auch deren Kolben seine Endlage erreichen kann, womit der gestörte Gleichlauf wieder hergestellt ist.

Bei der Ausführungsvariante der Fig. 3 (nur eine Kolben-Zylinder-Einheit ist dargestellt) ist bei jeder der Einheiten 11, 12, 13 die Primärseite 20, 21 bzw. 22 über eine Nebenschlussleitung 45 mit der Sekundärseite 23, 24 bzw. 25 verbunden, wobei das Ueberdruckventil 42, 43 bzw. 44 in diese Nebenschlussleitung 45 eingebaut ist. Die Wirkungsweise ist praktisch dieselbe wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1, mit dem Unterschied allerdings, dass sich hier der Ansprechdruck der Ueberdruckventile 42, 43, 44 leicht einstellen lässt, was mit dem Pfeil 46 angedeutet ist.

Bei der Variante der Fig. 2 sind die Primärseiten 20, 21, 22 jeder der Einheiten 11, 12, 13 mit den zugehörigen Sekundärseiten 23, 24, 25 mittels eines im betreffenden Kolben 14, 15 bzw. 16 eingebauten, in Richtung auf die Primärseite hin öffnenden Rückschlagventiles 47, 48 bzw. 49 verbunden. Die Schliessteile dieser Rückschlagventile sind mittels einer Feder in Schliessstellung vorbelastet. Jedem dieser Schliessteile ist ein Anschlagelement 50, 51 bzw. 52 zugeordnet, das dazu bestimmt ist, beim Erreichen des Endes des Arbeithubes das Schliessteil jedes der Rückschlagventile 47, 48, 49 gegen die Wirkung der zugehörigen Feder von seinem Sitz zu heben. Auch bei dieser

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Ausführungsform erfolgt am Ende jedes Arbeitshubes selbsttätig und individuell für jede der Einheiten ein Ausgleich des allfällig gestörten Gleichlaufes.

Die Einrichtung gemäss Fig. 2 eignet sich dementsprechend vor allem für solche Fälle, wo der Höchstdruck der Hydraulikpumpe 34 mit vergleichsweise geringer Reserve ausreicht, die für die Hubeinrichtung vorgesehene, höchstzuglässige Last zu heben.

Allen Einrichtungen ist jedoch gemeinsam, dass am Ende ,jedes Arbeitshubes ein allenfalls, gestörter Gleichlauf der Einheiten 11, 12, 13 zwangsläufig wiederhergestellt wird, so dass Leckverluste nach aussen und/oder ein Lecken an den Kolben vorbei stets wieder kompensiert werden.

Während die in Serie geschalteten Einheiten der dargestellten Einrichtungen ungleiche Zylinder aufweisen, d.h. mit gleichbleibendem Arbeitsdruck und mit "Flächenaddition" arbeiten, versteht es sich von selbst, dass die Erfindung auch auf in Serie geschaltete Einheiten mit gleichen Zylindern und durchgehenden Kolbenstangen, also auf solche Einrichtungen anwendbar ist, die mit "Druckaddition" arbeiten.

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Le e rs e it

Claims

280545S

PATENT Α Ν" S P RUECHE

^1.) Hydraulische Hubeinrichtung mit mehreren, in Serie geschalteten, doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheiten, von denen die Sekundärseite einer jeder Einheit mit Ausnahme der letzten mit der Primärseite der nachfolgenden Einheit verbunden ist, während die Primärseite der ersten Einheit an eine Druckquelle anschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite und die Sekundärseite jeder der Kolben-Zylinder-Einheiten über ein am Ende des Arbeitshubes selbsttätig öffnendes Ventil miteinander verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das selbsttätig öffnende Ventil ein Ueberdruckventil ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das selbsttätig öffnende Ventil ein in Richtung der Sekundärseite schliessendes, im Kolben der Einheit eingebautes Rückschlagventil ist, dessen Schliessteil mittels eines Anschlages von seinem Sitz abhebbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil in Schliessrichtung federbelastet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Uebrdruckventil im Kolben der zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit eingebaut ist.

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ORIGINAL
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ueberdruckventil in einer die Primär- und die Sekundärseite der Kolben-Zylinder-Einheit verbindenden Nebenschlussleitung eingebaut ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansprechdruck des Ueberdruckventiles einstellbar ist.