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Längenveränderbarer Hubzylinder
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Die Erfindung betrifft einen längenveränderbaren Hubzylinder mit einem
mit einer Kolbenstange verbundenen, in einem Zylinder verschiebbaren, zwei Druckräume
voneinander trennenden Kolben, bei dem die beiden Druckräume durch hydraulisch entsperrbare
Rückschlagventile mit Anschlüssen A, B verbindbar sind, wobei
zur
Entsperrung durch die Druckbeaufschlagung der nicht druckbeaufschlagte Ventilkörper
eines der Rückschlagventile über einen Steuerkolben gegen die Wirkung einer Feder
von einem Ventilsitz abhebbar ist.
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Bei einem bekannten solchen längenveränderbaren Hubzylinder sind die
entsperrbaren Rückschlagventile in einem besonderen Ventilblock angeordnet, der
dann seinerseits am Hubzylinder befestigt und über entsprechende Leitungen mit ihm
verbunden ist. Dies bedingt einmal einen großen Platzbedarf und Anbauten am Hubzylinder
werden als störend und hinderlich empfunden und sind einer erhöhten Beschädigungsgefahr
ausgesetzt. Durch die Verbindungsleitungen der Rückschlagventile mit dem Hubzylinder
entsteht ein unerwAnscht großes Volumen des Druckmediums, durch das ein unerwünschtes
Nach federn des belasteten Kolbens durch die Kompressibilität des Druckmediums hervorgerufen
wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen längenveränderbaren
Hubzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der platzsparend und gegen Beschädigungen
weitgehend geschützt ist und der wenig
nachfedert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die beiden
Rückschlagventile im Boden des Hubzylinders vorgesehen sind und daß der Federraum
eines Rückschlagventils über einen Kanal im Boden direkt mit dem bodenseitigen Druckraum
verbunden ist.
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Durch die Anordnung der Rückschlagventile im Boden sind diese besonders
raumsparend und geschützt angeordnet und durch den direkten Verhindungskanal im
Boden kann das Volumen des Druckmediums optimal klein gehalten und so die Nachfederung
gering gehalten werden.
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Bei hohen Belastungen verformt sich normalerweise der Boden des Hubzylinders.
Damit diese Verformungen keinen Einfluß auf die Funktion der Rückschlagventile haben,
bestehen die Rückschlagventile jeweils aus dem federbelasteten vorzugsweise als
Kugel ausgebildeten Ventilkörper und einem den Ventilsitz aufweisenden Trägerkörper,
wobei die Trägerkörper in einer abgestuften Bohrung im Boden dicht eingesetzt sind.
Durch die Verwendung der Trägerkörper vereinfacht sich die Bearbeitung der abgestuften
Bohrung im Boden wesentlich, insbesondere müssen im Boden keine gehärteten
Ventilsitze
mit der aufwendigen Bearbeitung vorgesehen sein. Durch die Betätigung der Ventilkörper
über Stößel, die ihrerseits völlig getrennt vom Steuerkolben geführt sind, bleiben
Bodenverformungen und Fluchtungsfehler ohne Einfluß auf die Betätigbarkeit und Funktionssicherheit.
Dazu kann vorteilhaft im Trägerkörper ein mit dem Ventilkörper und dem Steuerkolben
zusammenwirkender Stößel verschiebbar geführt sein, wobei der Trägerkörper zugleich
als Anschlag für den Steuerkolben dienen kann, so daß der Stößel keine hohen Kräfte
aufnehmen muß und die durch die Ventilfeder abzubremsende Masse gering ist.
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Zum dichten Einsetzen der Trägerkörper im Boden wirkt eine vorzugsweise
abgeschrägte Fläche des Trägerkörpers, die mindestens oberflächengehärtet ist mit
einer Absatzkante der abgestuften Bohrung des Bodens als Dichtkante zusammen, wobei
diese Dichtkante ohne Oberflächenbehandlung weich ausgebildet ist.
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Weiter ist der Steuerkolben direkt in der abgestuften Bohrung verschiebbar
geführt. Eine geringfügige den Steuerkolben umströmende Leckölmenge bleibt ohne
schädliche Wirkung auf die Funktion des Hubzylinders, die billigste Oberflächenbearbeitung
ist daher ausreichend.
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Der Ventilkörper ist vorteilhaft als Kugel. ausgebildet, wobei diese
Kugel durch Führungsflächen des Trägerkörpers axial verschiebbar geführt ist.
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Hierdurch wird ein exaktes Aufsitzen der Kugel auf den Ventilsitz
beim Schließen des Rückschlagventils erreicht. Durch das exakte Aufsetzen wird durch
das Druckmedium ein hartes Auftreffen verhindert, da der dünner werdende Film des
Druckmediums die Aufsetzbewegung abdämpft. Besonders billig kann der Ventilsitz
durch Prägen mit einer Kugel geformt und später ohne weitere Bearbeitung mindestens
oberflächengehärtet sein.
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Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu
entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung näher
erläutert.
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In den beigefügten Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
einen Hubzylinder, Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Zylinder
in Richtung des Pfeils II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt durch den Boden des
Hubzylinders gemäß den Pfeilen III-ITL in Fig 1
Der in den Fig.
1 und 2 dargestellte längenveränderbare Hubzylinder weist eine Kolbenstange 1 mit
einem Kolben 2 auf, der in einem Zylinder 3 verschiebbar geführt ist und dessen
Innenraum in zwei Druckräume 4 und 5 unterteilt. Das außenliegende Ende der Kolbenstange
1 ist mit zwei achsparallelen Flächen 6 versehen, auf denen jeweils ein abgekröpftes
Flachmaterialstück 7 aufgesetzt und verschweißt ist, um als Gabel 8 eine Anlenkungsmöglichkeit
der Kolbenstange 1 zu bilden. Die Kolbenstange 1 ist durch ein Führungsstück 9 dicht
verschiebbar hindurchgeführt, das seinerseits über eine Überwurfmutter 10 im Zylinder
3 gehalten ist. Der Gabel 8 gegenüberliegend ist am Boden 11 eine Lasche 12 vorgesehen,
an der ein Gelenkstück 13 gehalten ist.
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In einer abgestuften Bohrung 14 im Boden 11 sind zwei hydraulisch
entsperrbare Rückschlagventile 15 vorgesehen, wobei die Bohrung 14 einmal durch
eine Schraube 16 dicht verschlossen und gegenüberliegend durch eine Schraube 16'
mit einer Schwenkverschraubung 17 verschraubt ist. Der druckfederseitige Raum 18'
ist über die Schwenkverschraubung 17 und eine Leitung 19 mit dem kolbenstangenseitigen
Druckraum 4 des Zylinders 3 verbunden, während der druckfederseitige
Raum
18 des Ventils über einen Kanal 20 im Boden 11 direkt mit dem bodenseitigen Druckraum
5 in Verbindung steht.
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Von außen her ist beiderseits in der abgestuften Bohrung 14 ein Gewinde
21 vorgesehen, in das ein Trägerkörper 22 des Rückschlagventils 15 eingeschraubt
ist.
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Dieser Trägerkörper 22 weist zwei im Durchmesser unterschiedliche
zylindrische Teile auf, die über eine Kegelfläche 23 miteinander verbunden sind.
Diese Kegelfläche 23 liegt an einer durch die Abstufung der Bohrung 14 gebildeten
Dichtkante 24 an. Zur Erzielung der Dichtwirkung ist der aus Metall bestehende Boden
11 weich, aber der Trägerkörper 22 ist zumindest oberflächengehärtet, so daß durch
kräftiges Einschrauben des Trägerkörpers 22 in das Gewinde 21 ein dichter Sitz ohne
sonstige nichtlnittel erzielbar ist.
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Der Trägerkörper 22 dient einmal als axiale Führung 25 für einen Stößel
26 und zum anderen als axiale Führung für eine als Ventilkörper dienende Kugel 27
des Rückschlagventils 15. Zur Bildung der Führung 25 und der im Durchmesser größeren
seitlichen Führungsfläche 28 für die Kugel 27 ist der Trägerkörper 22
mit
einer doppelt abgestuften Durchgangsbohrung versehen. Der Ubergang zwischen dem
durchmessergroßen, die Führungsfläche 28 abgebenden abgestuften Bohrung und dem
mittleren Teil dieser Bohrung gibt einen Ventilsitz 29 für die Kugel 27 ab. Zur
exakten Herstellung des Ventilsitzes 29 wird eine entsprechende Kugel in weichem
Zustand des Trägerkörpers 22 eingeprägt und es wird dann der Trägerkörper 22 ohne
jegliche weitere Bearbeitung oberflächengehärtet oder wenn er aus härtbarem Material
hergestellt ist, gehärtet.
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Außer Bohren, Drehen und Einfräsen zweier radialer Schlitze 30, die
als Durchgangskanäle für die Hydraulikflüssigkeit und gleichzeitig zum Ansatz von
Einschraubwerkzeugen dienen, erfolgt keine weitere mechanische Bearbeitung des Trägerkörpers
22. Zum Durchgang der Hydraulikflüssigkeit sind von der Kegelfläche 23 ausgehend
vier schräge Durchgangskanäle 31 vorgesehen.
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Die beiden Stößel 26 der Rückschlagventile 15 wirken einmal mit den
Kugeln 27 und zum anderen mit einer im engsten Teil der Bohrung 14 geführten Steuerkolben
32 zusammen. Dieser Steuerkolben 32 ist eine handelsübliche Zylinderrolle, wie sie
für Wälzlagerungen dient. Beim Ansteigen des Drucks auf einer Seite, beispielsweise
im Anschluß A, verschiebt
der rechte Stößel 26 die Kugel 27 gegen
die Wirkung der Feder 33 und öffnet so die slerbindung des druckfederseitigen Raums
18' mit dem Anschluß B, während durch den Druck des Druckmediums selbst die Kugel
27 des linken Rückschlagventils 15 gegen die Wirkung der Feder 33 abgehoben und
so vom Anschluß A Druckmedium durch das linke Rückschlagventil 15 über den Kanal
20 in den bodenseitigen Druckraum 5 einströmen kann. Das durch die Verschiebung
des Kolbens 2 verdrängte Druckmedium kann über die Leitung 19 und das rechte Rückschlagventil
15 zum Anschluß B abfließen. Zum Durchfluß durch die Schraube 16' sind gegenüber
einer Aufnahmebohrung 34 für die Feder 33 radial versetzt vier Bohrungen 35 vorgesehen.
Die Schrauben 16,16' dienen als Anschlag für die Kugeln 27, während die Enden der
Trägerkörper 22 als Anschläge 36 für den Steuerkolben 32 dienen, um bei Druckstößen
die Masse des Steuerkolbens 32 abzufangen und nicht auf die Feder 33 einwirken zu
lassen.