DE4108274A1 - Teleskopzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft druckmittelbetätigte Zylin­ der/Kolben-Baueinheiten und insbesondere hydraulische oder pneumatische Teleskopzylinder, die für die Verwendung in Laderäumen für mobile Krane, Hebeplattformen oder dgl. ge­ eignet sind.

Bekannte hydraulische Zylinder haben üblicherweise einen einzigen Kolben.

Eine hydraulische Zylinder/Kolben-Einheit gemäß der vorlie­ genden Erfindung hat zwei Kolben, die von den einander ent­ gegengesetzten Enden des Zylinders her vorschiebbar bzw. zu ihnen hin zurückziehbar sind, wobei jeder Kolben unabhängig vom anderen ausschiebbar ist.

Der Vorteil einer Zylinderbaueinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß, wenn eine Extra-Verlängerung erforder­ lich ist, einer der Kolben ausgezogen und dann in der aus­ gezogenen Position versperrt werden kann, während der an­ dere Kolben, falls gewünscht, in herkömmlicher Weise ver­ wendet werden kann.

Diese Erfindung wird im folgenden von Ausführungsbeispielen und der Figuren beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Zylinder gemäß der vorliegenden Erfindung in einer vollständig eingezogenen Position, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 einen Zylinder gemäß Fig. 1 mit einer ersten Kol­ benstange in ausgezogener Position;

Fig. 3 einen Zylinder gemäß Fig. 1 mit beiden Kolben in voll ausgezogener Position;

Fig. 4 einen Zylinder gemäß Fig. 1, bei dem der zweite Kolben zurückgezogen und der erste Kolben ausgezo­ gen ist;

Fig. 5 einen Ladebaum mit einem Zylinder gemäß Fig. 1;

Fig. 6 den Ladebaum gemäß Fig. 5 in voll eingezogener Po­ sition;

Fig. 7 den Ladebaum gemäß Fig. 5 mit voll ausgezogenem zweiten Kolben des Zylinders;

Fig. 8 den Ladebaum gemäß Fig. 5 in voll ausgezogener Po­ sition; und

Fig. 9 den Ladebaum gemäß Fig. 8 in eingezogener Posi­ tion.

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, hat der hydraulische Zy­ linder 2 einen Hauptkörper 4, der teleskopartig eine Kol­ ben-"Stange" 6 einer ersten Stufe in Form eines ersten Zy­ linders und eine Kolbenstange 8 einer zweien Stufe um­ schließt. An jedem Ende des Außenumfangs des Zylinders 6 sind Dichtungselemente 10, 10′ vorgesehen, und wirken mit der Innenseite eines Hauptzylinders 4 zusammen, um zwischen dem Hauptkörper 4 und dem ersten Zylinder 6 einen abgedich­ teten Hohlraum 12 zu erzeugen.

Für das Eintreten oder Austreten von hydraulischem oder pneumatischem Fluid in den Hohlraum 12 ist eine Öffnung 14 vorgesehen. Eine andere Öffnung 16 ermöglicht das Ein­ treten oder Austreten von Fluid in das Innere 18 der Kol­ benstange 6.

Durch Dichtungselemente 20, 22 an jedem Ende eines Kopfes 23, der am Ende des Körpers 4, an welchem der zweite Kolben 8 vorsteht, befestigt ist, wird ein ringförmiger Hohlraum 24 an der Innenseite des Kopfes 23 abgedichtet. Eine Öff­ nung 26 steht mit dem ringförmigen Hohlraum 24 über einen röhrenförmigen Durchgang 27 in Verbindung und erlaubt das Fließen von hydraulischem oder pneumatischem Fluid in oder aus dem Hohlraum.

Das Dichtungselement 22 hat die Form eines schwimmenden Kolbens, der an einer Anschlaghülse 28 am Innenende der Kolbenstange 8 anschlägt, wenn die Kolbenstange 8 in der aus den Zylindern 4 und 6 vollständig ausgefahrenen Posi­ tion ist (Fig. 3) oder während die Kolbenstange 8 sich zu­ rückzieht (Fig. 4). Die Anschlaghülse 28 stellt einerseits einen Reaktionspunkt für den schwimmenden Kolben 22 dar und wirkt andererseits als als ein Führungslager, wenn die Stange 8 sich in der Kolbenstange 6 bewegt. Die Anschlag­ hülse 28 hat axiale Schlitze, um einen freien Durchlaß des Fluids zwischen der Bohrung 18 der Kolbenstange 6 und der Hauptzylinderbohrung 18′, wie in der Fig. 2 gezeigt, zu schaffen.

Der Zylinder 2 kann auf viele Arten betätigt werden: Bei­ spielsweise können beide Kolben 6 und 8 unter dem Einfluß von Hydraulikfluid, welches in den inneren Hohlraum 18 ge­ langt oder aus diesem austritt, aus dem Zylinderkörper 4 zusammen herausgezogen oder in diesen eingezogen sein; oder eine Kolbenstange kann an ihrer Position festgehalten wer­ den, während die andere Kolbenstange ausgezogen oder zusam­ mengezogen wird.

Beispielsweise kann die Kolbenstange 8 der zweiten Stufe verwendet werden, um die Gesamtlänge des hydraulischen Zy­ linderkörpers 4 zu verlängern, während die Kolbenstange 6 der ersten Stufe es ermöglicht, daß der Zylinder als her­ kömmlicher Zylinder verwendet wird. In diesem Fall erfolgt ein Betrieb des Zylinders, wie im folgenden beschrieben.

Die Kolbenstange 8 der zweiten Stufe wird an ihrer Position relativ zum Körper 4 mittels mechanischer Mittel (nicht dargestellt) wie beispielsweise eines äußeren Stiftes oder dgl. festgehalten. Dann wird Hydraulikfluid über die Öff­ nung 16 in den Innenraum 18 der Kolbenstange 6 eingelassen. Der ringförmige Hohlraum 12 zwischen dem Hauptkörper 4 und der Kolbenstange 6 wird dann durch die Öffnung 14 geleert, so daß die Kolbenstange 6 infolge der Kraft des Fluids im Hohlraum 18, 18′, die gegen das fixierte innere Ende 30 des fixierten Kolbens 8 und des schwimmenden Kolbens 22 drückt, sich nach außen ausziehen kann (siehe Fig. 2).

Die Kolbenstange 6 wird darauffolgend durch Zuführen von Hydraulikfluid unter Druck in den ringförmigen Hohlraum 12 über die Öffnung 14 zurückgezogen. Dies wirkt gegen die Dichtung 10′, um den Kolben 6 zu bewegen, wobei das Hydrau­ likfluid innerhalb des Innenraums 18, 18′ des Kolbens durch die Öffnung 16 abgezogen wird.

Wenn gewünscht wird, die Extralänge der Kolbenstange 8 der zweiten Stufe zu verwenden, werden die mechanischen Ele­ mente, die die Stange 8 in der eingezogenen Position hal­ ten, außer Eingriff gebracht. Um den Kolben 6 in seiner ausgezogenen Position zu halten, wird die Öffnung 14 ge­ schlossen. Hydraulikfluid wird dann über die Öffnung 16 zu­ geführt, um auf den Kolbenkopf 30 zu wirken und der Kolben 8 fährt nach außen in die in der Fig. 3 gezeigte Position aus. Wenn der Kolben 8 der zweiten Stufe in der voll ausge­ fahrenen Position ist, kann er in dieser Position durch me­ chanische Elemente (nicht dargetellt) fixiert werden, die Öffnung 14 geöffnet werden und der Kolben 6 der ersten Stufe auf herkömmliche Art und Weise wie beschrieben, je­ doch mit der zusätzlichen Ausdehnung des Kolbens 8, aus dem Körper 4, ausgefahren und in ihn zurückgezogen werden.

Wenn der Kolben 8 eingezogen werden soll, wird zuerst der Kolben 6, wie vorstehend beschrieben, vollständig zurückge­ zogen und der ringförmige Raum 12, der durch den Zylinder­ körper 4 und die Kolbenstange 6 gebildet wird, wird über die Öffnung 14 gelüftet. Dann wird über die Öffnung 26 Hydraulikfluid in den ringförmigen Raum 24 im Kopf 23 und in einen weiteren Hohlraum 32, der zwischen Zylinderkörper 4, Kolben 8 und dem schwimmenden Kolben 22 gebildet ist, eingelassen. Dies bewirkt, daß der schwimmende Kolben 22 gegen den Anschlag 28 am inneren Ende des Kolbens 8 an­ schlägt, was bewirkt, daß der Kolben innerhalb des Körpers 4 sich bewegt (siehe Fig. 4). Gleichzeitig wird der Kolben 6 ausgefahren, da der schwimmende Kolben 22 an der Dichtung 10′, am inneren Ende des Kolbens 6 anliegt, die Öffnung 14 gelüftet ist.

Wenn die Kolbenstange 8 vollständig eingezogen ist (Kolben­ stange 6 voll ausgezogen), wird die Kolbenstange 8 mecha­ nisch in der eingezogenen Position fixiert. Um den Betrieb zu vervollständigen, wird Hydraulikfluid über die Öffnung 14 in den ringförmigen Raum 12 eingelassen und gleichzeitig werden die Öffnungen 16 und 26 ausgelassen, um zu ermögli­ chen, daß die Kolbenstange 6 der ersten Stufe sich zurück­ zieht, wobei gleichzeitig der schwimmende Kolben 22 zurück in seine Ausgangsposition gedrückt wird. Die erste Stufe ist dann für die Verwendung wie bei einem herkömmlichen Zylinder bereit.

Ein derartiger Zylinder kann auf viele Arten verwendet wer­ den, wird im folgenden anhand eines Beispieles als Teil eines Ladebaums für eine Hebeeinrichtung, wie beispiels­ weise einen Kran, beschrieben.

Fig. 5 zeigt einen Ladebaum mit vier Teleskopabschnitten 32, 34, 36, 38. Zwischen den ersten und zweiten Abschnitten 32, 34 des Ladebaums sind herkömmliche hydraulische Kol­ ben/Zylinder-Einheiten 40, 40′ vorgesehen, um den zweiten Abschnitt 34 in den ersten Abschnitt 32 einzuziehen oder aus diesem herauszuziehen.

Ein zweiter Hydraulikzylinder 42 ist ebenfalls vorgesehen. Dieser Zylinder ist jedoch ein Zweistufen-Teleskopzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend anhand eines Beispieles beschrieben. Der Kolben 44 der ersten Stufe dieses Zylinders ist mit dem zweiten Abschnitt 34 des Ladebaums verbunden, der Hauptkörper 46 ist mit dem dritten Abschnitt 36 des Ladebaums verbunden und die Kolbenstange 48 der zweiten Stufe ist mittels einer Federkupplung 50 mit dem vierten "fliegenden" Abschnitt 38 des Ladebaums verbun­ den.

Der Ladebaum kann auf zwei Arten verwendet werden. Bei der ersten Betriebsart werden nur drei Abschnitte 32, 34, 36 des Ladebaums 30 verwendet, wie dies in der Fig. 5 darge­ stellt ist. Der fliegende Abschnitt 38 ist an dem dritten Abschnitt 36 mittels eines Stiftes 52 befestigt, der in eine Aussparung im fliegenden Abschnitt eingreift. Bei die­ ser Betriebsart wirkt ein Zylinder 42 wie ein herkömmlicher einstufiger Zylinder, wobei die Kolbenstange 44 der ersten Stufe im Körper 46 zurückziehbar ist, um die Bewegung des dritten Abschnittes 36 des Ladebaums in den zweiten Ab­ schnitt 34 und aus diesem heraus zu steuern.

Der Ladebaum kann auch in einer zweiten Betriebsart verwen­ det werden, bei der der fliegende Abschnitt 38 ausgezogen ist, um einen vierabschnittigen Ladebaum zu erzeugen (wie in der Fig. 8 dargestellt). Um dies zu erreichen, ist der Ladebaum voll in die in der Fig. 6 dargestellte Position ausgezogen und der Stift 52 ist aus dem Eingriff mit der Aussparung gebracht, die am äußersten Ende des fliegenden Abschnittes 38 vorgesehen ist. Der fliegende Abschnitt 38 wird dann ausgefahren unter dem Einfluß der Kolbenstange 48 der zweiten Stufe, die aus dem Zylinder 46 ausgezogen wird, auf die vorstehend anhand der Fig. 3 beschriebene Art und Weise, bis der Stift 52 mit einer Aussparung in Eingriff gelangt, die in der Nähe des inneren Endes des fliegenden Abschnittes 38 vorgesehen ist (siehe Fig. 7). Der zweite und dritte Abschnitt des Ladebaums wird dann in üblicher Art und Weise ausgezogen, um einen vierabschnittigen Lade­ baum (wie in der Fig. 8 dargestellt) zu erzeugen.

Während des Anhebens von Lasten im Vier-Abschnitt-Betrieb wird die über den fliegenden Abschnitt 38 übertragene Last vom Stift 52 getragen. Dies wird mittels der Federkupplung 50 erreicht. Die Federkupplung 50 hat eine Vorspannkraft, die ausreichend hoch ist, um das Gewicht des fliegenden Ab­ schnittes 38 ohne irgendeine Biegung zu tragen. Wenn eine Last angelegt ist, biegt sich die Federkupplung 50 so lange, bis der fliegende Abschnitt sich zum Abschnittsstift 52 hin zurückzieht. Das heißt, daß die Last an der schlan­ ken Stange 48 der zweiten Stufe des zweistufigen Zylinders 42 nur die ist, welche der Vorspannung der Feder plus der zusätzlichen Kompression entspricht. Die zusätzliche Kom­ pression ist klein, da sie nur dem Abstand entspricht, der für das Ineingriffgelangen und Außereingriffgelangen des Abschnittstiftes 52 erforderlich ist. Das heißt, daß die Stange der zweiten Stufe einen sehr viel kleineren Quer­ schnitt haben kann, was dazu führt, daß Gewicht eingespart wird, welches sonst erforderlich wäre.

Um zu dem Drei-Abschnitt-Betrieb zurückzukehren, werden die zweiten und dritten Stufen des Ladebaums voll zurückgezo­ gen, wie dies vorstehend anhand der Fig. 7 beschrieben wor­ den ist und der Stift 52 außer Eingriff gebracht. Der flie­ gende Abschnitt 38 wird dann unter Verwendung der Kolben­ stange 48 der zweiten Stufe zurückgezogen. Wie vorstehend beschrieben, ist in Bezug zu dem zweistufigen Zylinder 42, wenn die Kolbenstange der zweiten Stufe zurückgezogen ist, die Kolbenstange 44 der ersten Stufe ausgezogen und bewirkt so, daß der dritte Abschnitt 36 des Ladebaums sich über den fliegenden Abschnitt 38 erstreckt, wie dies in der Fig. 9 dargestellt ist. Wenn der fliegende Abschnitt 38 voll zu­ rückgezogen ist (und damit der dritte Abschnitt 36 voll ausgezogen ist), wird der Abschnittstift 52 wieder in Ein­ griff gebracht, wodurch der fliegende Abschnitt in seiner voll ausgezogenen Position fixiert wird. Der Ladebaum ist dann voll zurückgezogen und kann danach in dem Drei-Ab­ schnitt-Betrieb verwendet werden.

Obwohl die zweistufige hydraulische Zylinderbaueinheit ge­ mäß der vorliegenden Erfindung vollständig anhand des tele­ skopischen Ladebaums beschrieben worden ist, kann sie auch bei vielen anderen Ausführungsformen, typischerweise dann, wenn eine Extraverlängerung erforderlich ist, verwendet werden.

Claims (6)

1. Hydraulische Zylinder/Kolben-Baueinheit, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kolben vorgesehen sind, die aus den einander entgegengesetzte Enden des Zylinders ausfahrbar bzw. in diese zurückziehbar sind, wo­ bei jeder Kolben unabhängig vom anderen ausfahrbar ist.

2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um einen oder beide Kolben in ihrer ausgezogenen oder zurück­ gezogenen Position zu fixieren.

3. Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um einen oder beide Kolben sowohl in ihrer ausgezogenen als auch zurückgezogenen Position zu fixieren.

4. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Dichtungselement in Form eines schwimmenden Kolbens vorgesehen ist, der zwischen der In­ nenfläche des Zylinders und der Außenfläche eines der Kol­ ben angeordnet ist.

5. Baueinheit nach jedem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben hydraulisch oder pneumatisch ausgezogen bzw. zurückgezogen werden.

6. Ausziehbarer und zurückziehbarer Ladebaum, bestehend aus drei teleskopisch zusammenwirkenden Abschnitten mit einer Baueinheit nach jedem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kol­ ben mit einem zweiten oder äußeren Abschnitt und einem vierten oder inneren Abschnitt verbunden sind, so daß der Ladebaum wahlweise ausgezogen oder zurückgezogen werden kann.