DE4444841A1 - Hydraulische Betätigungseinrichtung mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungseinrichtung mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder aus je einer Kolben/Zylinder-Einheit, deren Kolben mit je einer aus dem Zylinder herausgeführten Kolbenstange versehen ist und deren Kolbenräume durch eine Leitung miteinander verbunden sind. Der Geberzylinder und der Nehmerzylinder sind hydraulisch miteinan­ der verbunden. Die Kolbenstange des Geberzylinders ist bei­ spielsweise von Hand oder von Fuß betätigbar, so daß dann die Kolbenstange des Nehmerzylinders eine entsprechende Bewegung ausführt, beispielsweise eine Last anhebt. Die Kopplung des Geberzylinders mit dem Nehmerzylinder ist derart, daß die Kolbenstange des einen Zylinders ausgefahren ist, wenn die Kolbenstange des anderen Zylinders eingefahren ist und umge­ kehrt. Die Funktion des Geberzylinders und des Nehmerzylinders sind vertauschbar, d. h. der Nehmerzylinder kann auch als manu­ ell zu betätigender Zylinder genutzt werden. Der Geberzylinder ist dann mit dem zu betätigenden Organ verbunden.

Eine hydraulische Betätigungseinrichtung der eingangs beschrie­ benen Art ist in Form einer hydraulischen Bremse oder auch als Betätigungseinrichtung für eine Kupplung an Kraftfahrzeugen bekannt. Als Geberzylinder fungiert dabei ein Hauptbremszylin­ der, während die Funktion des Nehmerzylinders von dem Radbrems­ zylinder erfüllt wird. Beide Kolbenräume sind durch eine Leitung miteinander verbunden. Die Betätigung der Kolbenstange des Hauptbremszylinders wird auf die Kolbenstange des Nehmerzylin­ ders hydraulisch übertragen. Bei dieser bekannten hydraulischen Betätigungseinrichtung ist nur die eine Leitung zwischen den Kolbenräumen vorgesehen. Weiterhin handelt es sich um ein offenes System. In bekannter Weise ist ein Nachfüllbehälter für hydraulische Flüssigkeit vorgesehen, der in der Ausgangslage des Hauptbremszylinders Verbindung zu den Kolbenräumen hat. Leckver­ luste der hydraulischen Flüssigkeit können insoweit ausgeglichen werden. Der Nachfüllbehälter steht unter Atmosphärendruck. Diese hydraulische Betätigungseinrichtung ist nur in einer Richtung betätigbar, nämlich nur durch Niedertreten des Fußpedals des Hauptbremszylinders, wodurch die Kolbenstange des Nehmerzylin­ ders entsprechend ausgefahren wird. Ein Ziehvorgang an dem Fußbremspedal bzw. an der Kolbenstange des Hauptbremszylinders ist nicht vorgesehen. Für diese Rückbewegung sind in der Betäti­ gungseinrichtung Federn angeordnet, die beim Loslassen der Kolbenstange des Geberzylinders beide Kolben in ihre Ausgangs­ stellungen zurückführen.

Weiterhin sind mechanische Seilzüge bekannt, wie sie in der einfachsten Form beispielsweise an einer Fahrradbremse Ver­ wendung finden. Dabei wird ein Zugorgan in einem Rohr geführt.

Durch Ziehen am einen Ende des Zugorganes wird die Bewegung am anderen Ende des Zugorganes übertragen. Eine solche Betätigungs­ einrichtung erlaubt jedoch nur die Übertragung von Zugkräften. Die Betätigung kann also nur in einer Richtung erfolgen. Auch hier sind für Rückstellbewegungen Federn vorgesehen.

Es gibt aber weiterhin noch sogenannte Kugel-Druckzüge, bei denen in einem Rohr einerseits ein Zugorgan und andererseits eine Reihe von Kugeln vorgesehen sind. Über das Zugorgan können Zugkräfte übertragen werden. Über die Kugeln können Druckkräfte übertragen werden. Insoweit ist diese Betätigungseinrichtung bereits in beiden Richtungen für eine Betätigung nutzbar. Solche Betätigungseinrichtungen können zum Bewegen von Klappen, Riegeln u. dgl. eingesetzt werden. Nachteilig hieran ist, daß solche Betätigungseinrichtungen einen relativ schlechten Wirkungsgrad besitzen, in der Länge beschränkt und in der möglichen Verlegung eingeschränkt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Betätigungseinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der Arbeit, also Kraft × Weg, in beiden Richtungen übertragbar ist. Eine an der Kolbenstange des Geberzylinders eingeleitete Bewegung soll eine Bewegung der Kolbenstange des Nehmerzylinders gleichsinnig oder gegensinnig - je nach Einbau­ lage der Zylinder zueinander - nach sich ziehen, und zwar dies in beiden Betätigungsrichtungen.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer hydraulischen Betätigungs­ einrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß auch die beiden jeweils die Kolbenstangen umgebenden Stangen­ räume durch eine weitere Leitung miteinander verbunden sind, und daß die Kolbenräume mit ihrer Leitung einerseits und die Stangenräume mit ihrer weiteren Leitung andererseits je ein nach außen geschlossenes System bilden.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, den Geberzylinder und den Nehmerzylinder doppelt wirkend auszubilden, also auch die Stangenräume gegenüber der Atmosphäre abzudichten und durch eine weitere Leitung miteinander zu verbinden. Dabei bilden die Kolbenräume mit ihrer Leitung ein nach außen abgeschlossenes System. Auch die Stangenräume mit ihrer weiteren Leitung bilden ein zweites, nach außen abgeschlossenes System. Beim Verschieben der Kolbenstange und des Kolbens des Geberzylinders wird bei­ spielsweise beim Einschieben der Kolbenstange das im Kolbenraum des Geberzylinders befindliche hydraulische Medium in den Kolbenraum des Nehmerzylinders überführt, während gleichzeitig das hydraulische Medium aus dem Stangenraum des Nehmerzylinders in den Stangenraum des Geberzylinders geleitet wird. Es versteht sich, daß die Volumina und die zur Aufnahme der Hydraulik­ flüssigkeit vorgesehenen Räume gleich groß gestaltet sein müssen. Sind auch noch die Flächen an den Kolben gleich groß gestaltet, dann erfolgt eine Übertragung des Weges 1 : 1, d. h. einer Wegeinheit an der Kolbenstange des Geberzylinders entspricht einen gleich große Wegeinheit an der Kolbenstange des Nehmerzylinders. Durch die Wahl unterschiedlicher Flächen können die Wege und die übertragenen Kräfte entsprechend übersetzt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Geberzylinder und/oder im Nehmerzylinder ein Speicher vorgesehen ist, der über eine erste Verbindungsleitung mit den Kolbenräumen und über eine zweite Verbindungsleitung mit den Stangenräumen verbunden ist, und wenn in jeder Verbindungsleitung in Parallelanordnung ein Rückschlag­ ventil und ein Druckbegrenzungsventil so angeordnet sind, daß das Rückschlagventil in Richtung auf den Speicher schließt und das Druckbegrenzungsventil in Richtung auf den Speicher bei Überschreiten des begrenzten Druckes öffnet.

Wichtig ist, daß der Speicher mit beiden Systemen, also sowohl mit den Kolbenräumen und der ersten Verbindungsleitung, wie auch mit den Stangenräumen und der zweiten Verbindungsleitung verbun­ den ist. Die jeweiligen dazu dienenden Verbindungsleitungen dürfen jedoch nicht eine offene Verbindung zu dem Speicher herstellen, weil sonst das beispielsweise im Kolbenraum des Geberzylinders verdrängte Volumen der Hydraulikflüssigkeit in den Speicher überströmen könnte und sich insoweit am Nehmer­ zylinder keine Wirkung zeigt. Um dies zu verhindern, ist in jeder Verbindungsleitung einerseits ein Rückschlagventil und andererseits ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen. Die beiden Ventile sind parallel zueinander angeordnet. Das Rückschlag­ ventil hat dabei die Funktion, in Richtung auf den Speicher zu schließen und in Richtung auf den Kolbenraum bzw. den Stangen­ raum zu öffnen, um ein Nachströmen von Hydraulikflüssigkeit in den Kolbenraum oder den Stangenraum bei Bedarf zu ermöglichen. Das Druckbegrenzungsventil ist auf einen gewählten oder auch einstellbaren Sicherheitsdruck eingestellt und erlaubt nur das Überströmen von Hydraulikflüssigkeit, wenn dieser Sicherheits­ druck überschritten wird. Die so ausgestattete Betätigungsein­ richtung kann vorteilhaft über einen weiten Temperaturbereich eingesetzt werden. Eine entsprechende Ausdehnung des hydrau­ lischen Mediums infolge Temperatureinflusses ist ohne weiteres möglich. Insoweit wird hydraulisches Medium über das jeweilige Druckbegrenzungsventil in den Speicher abgegeben. Bei Abkühlung wird hydraulisches Medium in den Kolbenräumen und in den Stangenräumen über die jeweiligen Rückschlagventile aus dem Speicher nachgesaugt. Das Druckbegrenzungsventil kann auch als druckgesteuertes Überströmventil bezeichnet werden. An sich ist es gleichgültig, wo der Speicher angeordnet wird. Er muß nur an beide geschlossene Systeme in der beschriebenen Weise ange­ schlossen sein. Vorteilhaft und konstruktiv am wenigsten aufwendig ist es, wenn der Speicher im Geberzylinder oder im Nehmerzylinder angeordnet wird. Dabei kann der Speicher in Form eines Ringraumes um den Kolbenraum herum angeordnet werden, was jedoch den Nachteil erbringt, daß der Durchmesser des Geber­ zylinders entsprechend größer wird.

Der Speicher kann zweckmäßig eine bewegliche Wand aufweisen, die zur Festlegung eines minimalen Druckniveaus über eine Feder vorgespannt ist. Damit wird über die Feder ein minimales Druck­ niveau festgelegt, beispielsweise 5 bar, so daß die beiden geschlossenen Systeme immer auf diesem minimalen Druckniveau gehalten werden. Hierdurch wird sichergestellt, daß keine Ausgasung des hydraulischen Mediums stattfindet und so Luftein­ schlüsse im hydraulischen Medium vermieden werden. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß auch bei einem Nachsaugevorgang effektiv Hydraulikmedium aus dem Speicher in die Kolbenräume und/oder Stangenräume überströmt. Schließlich ist durch die Vorspannung mit der Feder oder auch über ein pneumatisches Kissen sicherge­ stellt, daß sowohl der Geberzylinder wie auch der Nehmerzylinder in jeder Relativlage zur Horizontalebene eingebaut und genutzt werden können. Bei offenen Systemen muß z. B. der Nachfüll­ behälter immer in Schwerkraftrichtung wirkend angeordnet werden.

Die beiden Druckbegrenzungsventile können auf den gleichen Sicherheitsdruck eingestellt werden. Dies hat jedoch den Nach­ teil, daß infolge des Kräftegleichgewichts am Kolben das dem Stangenraum zugekehrte Druckbegrenzungsventil vor dem dem Kolbenraum zugekehrten Druckbegrenzungsventil öffnen wird. Wenn dagegen die beiden Druckbegrenzungsventile entsprechend der Summe der Flächenverhältnisse der Kolben des Geberzylinders und des Nehmerzylinders unterschiedlich eingestellt sind, werden die beiden Druckbegrenzungsventile bei einem Druckanstieg mehr oder weniger gleichzeitig öffnen. Der sich hieraus ergebende Vorteil ist darin zu sehen, daß sich die zum Einschieben oder Heraus­ ziehen der Kolbenstange des Geberzylinders erforderliche Betäti­ gungskraft sowie die Lage der Kolbenstangen über die Temperatur nicht ändern. Die Betätigungskraft ist in kaltem und in warmem Zustand des Hydraulikmediums gleich groß.

Wenn die Flächenverhältnisse am Kolben des Geberzylinders und am Kolben des Nehmerzylinders gleich sind, bedeutet dies, daß die Kolbenstangen der beiden Zylinder abhängig voneinander gleiche Wege zurücklegen. Dabei müssen aber auch die Flächen an den Kolben gleich groß bemessen sein. Sind dagegen die Flächen an dem Kolben des Geberzylinders und an dem Kolben des Nehmerzylin­ ders bei gleichem Flächenverhältnis unterschiedlich groß bemes­ sen, dann sind unterschiedliche Wege der beiden Kolbenstangen einander zugeordnet, und es ergibt sich andererseits eine Kraftüber- bzw. -untersetzung. Dies kann durchaus dazu genutzt werden, um beispielsweise der Kolbenstange des Nehmerzylinders den halben Weg der Kolbenstange des Geberzylinders zuzuordnen und eine Übersetzung der Betätigungskraft auf das Doppelte zu erreichen.

Es kann vorkommen, daß sich die Ausgangslagen der Kolbenstangen des Geberzylinders und des Nehmerzylinders - und in der Folge jede Arbeitslage - verändert. Beispielsweise kann ein Zustand eintreten, daß bei einer vollständig aus dem Geberzylinder in die Endstellung herausgezogenen Kolbenstange der Kolben des Nehmerzylinders sich bereits von seinem Anschlag am Boden des Zylinders gelöst hat, weil beispielsweise auf die Kolbenstange des Nehmerzylinders eine Kraft eingewirkt hat, die zum kurzzei­ tigen Öffnen des Druckbegrenzungsventils der Stangenräume geführt hat. Damit ist dann auch in den Kolbenräumen durch Öffnen des Rückschlagventils der Kolbenräume Hydraulikflüssig­ keit nachgeströmt, und die beiden Ausgangslagen der Kolben stimmen nicht mehr überein. Die Kolbenstangen am Geberzylinder und am Nehmerzylinder können jedoch in ihre übereinstimmende ursprüngliche Ausgangslage, nämlich beide Kolben in Anschlag, zurückgeführt werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die bereits auf Anschlag befindliche Kolbenstange festzuhalten und die andere Kolbenstange mit einer erhöhten Betätigungskraft entsprechend zu verschieben, wobei das zugehörige Druckbegren­ zungsventil und das andere Rückschlagventil geöffnet werden. Wenn eine andere Betätigung der Kolbenstange des Nehmerzylinders nicht möglich ist, beispielsweise aufgrund einer besonderen Einbausituation in einem Kraftfahrzeug, dann ist die Möglichkeit gegeben, die gewünschte Ausgangslage der Kolbenstangen dadurch herzustellen, daß ein vollständiger Doppelhub der Kolbenstange des Geberzylinders, also eine Vorwärts- und eine Rückwärtsbewe­ gung dieser Kolbenstange durchgeführt wird. In nachteiliger Weise müssen dabei auf einem Teil des Betätigungsweges erhöhte Betätigungskräfte aufgewendet werden, nämlich solche, die zu einem Öffnen des betreffenden Druckbegrenzungsventils führen.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es möglich, eine Kurz­ schlußvorrichtung für die willkürliche Verbindung der beiden Leitungen des Speichers vorzusehen. Die beiden geschlossenen Systeme können also durch Öffnen der Kurzschlußvorrichtung miteinander verbunden werden. Wird die Kurzschlußvorrichtung geöffnet, also die Verbindung zwischen den beiden Leitungen und dem Speicher hergestellt, dann ist es möglich, praktisch ohne nennenswerte Kraftanwendung die zugehörigen Ausgangs lagen zwischen der Kolbenstange des Geberzylinders und der Kolben­ stange des Nehmerzylinders herzustellen. Anschließend wird die Kurzschlußvorrichtung wieder ausgeschaltet, d. h. die Verbindung zwischen den beiden Systemen aufgehoben, um die ordnungsgemäße gewünschte Funktion der Übertragung von Arbeit von dem Geber­ zylinder auf den Nehmerzylinder wieder zu ermöglichen.

Die Kurzschlußvorrichtung kann von Hand betätigbar sein, bei­ spielsweise über ein Ventil, welches zwischen den beiden Systemen eingeschaltet ist und eine Offenstellung und eine Schließstellung aufweist. Noch einfacher ist es freilich, wenn ein mechanischer Trieb zum Aufstoßen der beiden Rückschlag­ ventile vorgesehen ist. Zu diesem Zweck sollten die beiden Rückschlagventile nahe benachbart nebeneinander vorgesehen sein, beispielsweise im Boden des Zylinders des Geberzylinders. Der mechanische Trieb kann dann einfach aus einer Verdrehwelle bestehen.

Es ist aber auch möglich, daß die Kurzschlußvorrichtung durch den Kolben der Kolben/Zylinder-Einheit betätigbar ist, in der sich auch der Speicher befindet. Auch dabei werden beispiels­ weise die beiden Rückschlagventile im Boden des Zylinders des Geberzylinders untergebracht und mit Fortsätzen versehen, die durch das Anlegen des Kolbens des Geberzylinders im Aufstoßsinne betätigt werden. Wenn die beiden Rückschlagventile geöffnet sind, sind die beiden ansonsten immer gegeneinander abgeschlos­ senen Systeme miteinander frei verbunden, so daß sich dann die Ausgangslage der beiden Kolbenstangen zueinander bei einwirken­ den äußeren Kräften gleichsam automatisch wieder einstellt.

Die Kurzschlußvorrichtung kann auch dazu benutzt werden, um die Hublage der Kolben an eine besondere gewünschte Arbeitsweise anzupassen und einzustellen. Dies geschieht unter Verwendung der Kurzschlußvorrichtung mit vergleichsweise geringen Kräften. Ohne eine solche Kurzschlußvorrichtung müssen die durch die Druckbe­ grenzungsventile eingestellten Drücke überwunden werden. Bei blockiertem Kolben und Kolbenstange des Nehmerzylinders kann der Kolben des Geberzylinders in die jeweils gewünschte Stellung gebracht werden. Der Volumenabgleich erfolgt selbsttätig.

Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Geberzylinders und des Nehmerzylinders der Betätigungseinrichtung,

Fig. 2 ein Schaltbild mit symbolhafter Darstellung der wesentlichen Elemente der Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Kolben/Zylinder-Einheit des Geberzylinders,

Fig. 4 einen Geberzylinder in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Geberzylinder gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 ein Schaltbild mit symbolhafter Darstellung der wesentlichen Elemente der Betätigungseinrichtung mit dem Geberzylinder der Fig. 4 und 5.

In Fig. 1 ist ein Geberzylinder 1 und ein. Nehmerzylinder 2 dargestellt. Beide Zylinder sind als Kolben/Zylinder-Einheiten ausgebildet. Der Geberzylinder 1 weist einen Zylinder 3 auf, in welchem ein Kolben 4 gleitend und dichtend geführt ist. Der Kolben 4 ist mit einer Kolbenstange 5 verbunden, die dichtend aus dem Gehäuse 6 des Geberzylinders 1 herausgeführt ist. Es ist erkennbar, daß die Kolbenstange 5 aus dem Zylinder 3 des Geber­ zylinders in der herausgezogenen Endstellung dargestellt ist. Der Kolben 4 teilt im Zylinder 3 einen Kolbenraum 7, also einen Raum mit kreisförmigem Querschnitt ab. Auf der anderen Seite des Kolbens 4 wird von dem Kolben ein Stangenraum 8 abgeteilt, der eine kreisringförmige Querschnittsfläche aufweist und in der dargestellten Stellung seine minimale Ausdehnung besitzt. Die Wirkfläche des Kolbens 4 im Kolbenraum 7 ist um die Quer­ schnittsfläche der Kolbenstange 5 größer als die Wirkfläche des Kolbens 4 im Stangenraum 8.

Im Gehäuse 6 des Geberzylinders 1 ist ein Speicher 9 unterge­ bracht. Der Speicher 9 besitzt eine bewegliche Wand 10, die mit einer Dichtung 11 versehen ist. Die bewegliche Wand 10 ist auf einer Feder 12 abgestützt.

Auch der Nehmerzylinder 2 weist einen Zylinder 13 auf, in welchem gleitend und dichtend ein Kolben 14 geführt ist. Der Kolben 14 ist mit einer Kolbenstange 15 verbunden, die aus einem Gehäuse 16 des Nehmerzylinders 2 nach außen dichtend herausge­ führt ist. Wie ersichtlich ist der Kolben 14 mit der Kolben­ stange 15 in der maximal eingefahrenen Stellung dargestellt. Der ausgefahrenen Stellung der Kolbenstange 5 des Geberzylinders 1 ist damit als Ausgangslage die eingefahrene Stellung der Kolben­ stange 15 des Nehmerzylinders 2 zugeordnet. Der Kolben 14 teilt im Zylinder 13 einerseits einen Kolbenraum 17 und andererseits einen Stangenraum 18 ab. Die Durchmesser der Zylinder 3 und 13 sowie der Kolben 4 und 14 und der Kolbenstangen 5 und 15 sind gleich groß, so daß beide Kolben 4 und 14 auch ein übereinstim­ mendes Flächenverhältnis aufweisen. Durch eine manuelle Betäti­ gung der Kolbenstange 5 des Geberzylinders 1 wird eine entspre­ chende 1 : 1 übersetzte Bewegung der Kolbenstange 15 im Nehmer­ zylinder 2 erzeugt, wobei also weder eine Übersetzung der Kraft, noch eine Übersetzung des Weges stattfindet.

Der Kolbenraum 7 des Geberzylinders 1 ist über eine Leitung 19 mit dem Kolbenraum 17 des Nehmerzylinders 2 verbunden. Damit besteht Verbindung von dem Kolbenraum 7 über eine im Boden 20 des Gehäuses 6 vorgesehene Axialbohrung 21 und über eine Anschlußschraube 22 zu der Leitung 19. Auch auf der Seite des Nehmerzylinders ist in dessen Boden 23 eine Axialbohrung 24 vorgesehen, die die Verbindung über eine Anschlußschraube 25 zu der Leitung 19 herstellt.

Auch der Stangenraum 8 des Kolbens 4 des Geberzylinders 1 ist über eine weitere Leitung 26 mit dem Stangenraum 18 des Kolbens 14 des Nehmerzylinders 2 verbunden. Im Einzelnen führt von dem Stangenraum 8 des Geberzylinders ein die Kolbenstange 5 umschließender Ringkanal 27 zu einem Raum 28 und zu einer Anschlußschraube 29, an der die Leitung 26 beginnt. Auf der Seite des Nehmerzylinders 2 ist ebenfalls eine Anschlußschraube 30 vorgesehen, die die Verbindung zu einem Ringkanal 60 her­ stellt, der in dauernder Verbindung zu dem Stangenraum 18 steht.

Wie Fig. 1 und insbesondere auch Fig. 3 in vergrößerter Darstellung erkennen lassen, führt von dem Kolbenraum 7 des Geberzylinders 1 eine Verbindungsleitung 31 zu dem Speicher 9. Damit ist gleichzeitig die Leitung 19 und der Kolbenraum 17 an den Speicher 9 angeschlossen. In dieser Verbindungsleitung 31 ist ein kombiniertes Ventil 32 angeordnet, welches funktions­ mäßig aus einem Rückschlagventil 33 und einem Druckbegrenzungs­ ventil 34 besteht, die in Parallelanordnung in der Verbindungs­ leitung 31 angeordnet sind. Im Einzelnen weist das Ventil 32 einen Ventilkörper 35 auf, der eine Dichtung 36 trägt, die mit einer konischen Fläche 37 im Boden 20 des Geberzylinders 1 zusammenwirkt. Der Ventilkörper 35 ist in axialer Richtung bewegbar. Er kann über eine nicht dargestellte Feder am unteren Ende der Anschlußschraube 22 abgestützt sein. Das Rückschlag­ ventil 33 wird insoweit von der Dichtung 36 in Verbindung mit der Fläche 37 gebildet. Das Rückschlagventil 32 ist so einge­ baut, daß es in Richtung auf den Speicher schließt, in Richtung auf die Kolbenräume 7 und 17 öffnet.

Der Ventilkörper 35 ist hohl gestaltet, so daß die Parallelan­ ordnung des Druckbegrenzungsventils 34 möglich ist. Das Druck­ begrenzungsventil 34 wird im wesentlichen von einem Ventilsitz 38 am Ventilkörper 35 und einer auf einer Feder 39 abgestützten Kugel 40 gebildet. Die Kraft der Feder 39 bestimmt in Verbindung mit den wirksamen Flächen den am Druckbegrenzungsventil 34 eingestellten Sicherheitsdruck. Die Feder 39 kann auswechselbar und/oder auch einstellbar ausgebildet sein, um die Sicherheits­ drücke mehrerer solcher Ventile aufeinander einzustellen, wie später noch erläutert wird.

Es ist bereits erkennbar, daß im Falle einer Temperaturerhöhung des hydraulischen Mediums in den Kolbenräumen 7, 17 und in der damit verbundenen Leitung 19 der Druck ansteigen wird. Wird dabei der am Druckbegrenzungsventil 34 eingestellte Sicherheits­ druck überschritten, so öffnet das Druckbegrenzungsventil 34 und spritzt eine relativ kleine Volumenmenge in den Speicher 9 ab. Der eingestellte Sicherheitsdruck kann in der Größenordnung von 60 bar liegen. Im Speicher 9 herrscht lediglich ein minimaler Systemdruck von beispielsweise 5 bar, hervorgerufen durch die Feder 12.

Bei einer Temperaturerniedrigung wird zunächst der eingeschlos­ sene Druck in den Kolbenräumen 7, 17 und der Leitung 19 abfal­ len. Wird dabei der minimal aufrechtzuerhaltende Systemdruck von beispielsweise 5 bar unterschritten, dann öffnet das Rückschlag­ ventil 33 und eine entsprechende Menge der hydraulischen Flüssigkeit aus dem Speicher 9 wird in die Kolbenräume 7 und 17 überführt. Damit wird im System ein minimaler Druck von z. B. 5 bar aufrechterhalten.

Ebenso wie die Kolbenräume 7, 17 und die Leitung 19 mit dem Speicher 9 verbunden sind, besteht andererseits auch Verbindung der Stangenräume 8, 18 und der weiteren Leitung 26 zu dem gemeinsamen Speicher 9. Zu diesem Zweck ist eine Verbindungs­ leitung 41 vorgesehen, in der ebenfalls ein kombiniertes Ventil 42 angeordnet ist. Das Ventil 42 ist identisch zu dem Ventil 32 ausgebildet, d. h. es besteht ebenfalls aus einem Rückschlag­ ventil 43 und einem parallel dazu angeordneten Druckbegrenzungs­ ventil 44. Der Ventilkörper 45 trägt auch hier eine Dichtung 46, die mit einer konischen Fläche 47 im Gehäuse 6 des Geberzylin­ ders 1 zusammenarbeitet. Das Druckbegrenzungsventil 44 besitzt einen Ventilsitz 48 und eine auf einer Feder 49 abgestützte Kugel 50. Die Verbindungsleitung 41 führt von dem Raum 28, der mit den Stangenräumen 8 und 18 verbunden ist, über das kombi­ nierte Ventil 42 in einen Ringraum 51, der zwischen dem Zylinder 3 und einer Trennwand 52 gebildet ist, wobei die Trennwand 52 andererseits den Speicher 9 abteilt. Die Trennwand 52 besitzt an ihrem dem Boden 20 des Geberzylinders zugekehrten Ende eine Ausnehmung 53 (Fig. 3), über die letztendlich die Verbindung zu dem gemeinsamen Speicher 9 hergestellt ist.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß sich die Kolbenstangen 5 und 15 gegenläufig bewegen. Wird die Kolbenstange 5 in den Zylinder 3 des Geberzylinders 1 manuell eingedrückt, dann fährt die Kolben­ stange 15 des Nehmerzylinders 2 aus ihrem Zylinder 13 aus und umgekehrt. Es wird also eine gegenläufige Bewegung realisiert. Es ist leicht vorstellbar, daß eine gleichsinnige Bewegung dadurch erzielbar ist, daß der Nehmerzylinder 2 eine durchgehen­ de Kolbenstange besitzt und die Flächenverhältnisse entsprechend ausgelegt sind.

Es ist vorstellbar, daß sich mit dieser hydraulischen Betäti­ gungseinrichtung eine beispielsweise von Hand erfolgende Betäti­ gung am Geberzylinder in eine Fernbetätigung eines Stellorganes oder einer Last übertragen läßt, die beispielsweise mit der Kolbenstange 15 des Nehmerzylinders 2 verbunden ist. Dabei werden die entsprechenden Volumina an Hydraulikflüssigkeit über die Leitungen 19 und 26 wechselweise aus dem Geberzylinder 1 in den Nehmerzylinder 2 und umgekehrt verschoben. Die Betätigung der Kolbenstange 5 ist in beiden Richtungen möglich, da die Kolben/Zylinder-Einheiten des Geberzylinders 1 und des Nehmer­ zylinders 2 doppelt wirkend ausgebildet sind. Wenn auf die Betätigungseinrichtung keine nennenswerten Temperaturunter­ schiede und auch keine die eingestellten Sicherheitsdrücke an den Druckbegrenzungsventilen 34 und 44 übersteigenden Kräfte einwirken, bleibt der Speicher 9 funktionslos, so daß auch bei einer Betätigung die eingestellten Ausgangslagen, z. B. maximal ausgefahrene Kolbenstange 5 des Geberzylinders entspricht der Stellung des maximal eingefahrenen Kolbens 14 im Nehmerzylinder, beibehalten bleiben. Wirken dagegen Temperaturunterschiede ein und/oder ergeben sich Kräfte, die zu einem Ansprechen der Druckbegrenzungsventile 34 oder 44 führen, dann kann sich die Zuordnung der Ausgangslage zwischen den Kolben 4 und 14 zueinander verschieben oder verstellen, beispielsweise derart, daß sich der Kolben 4 in seiner in Fig. 1 dargestellten Ausgangslage befindet, während der Kolben 14 bereits etwas von seinem Anschlag am Boden 23 weggefahren ist. Um die ordnungs­ gemäße Ausgangslage und damit die Relativstellung der Kolben 4 und 14 zueinander wieder einzustellen, ist es lediglich erfor­ derlich, beispielsweise die Kolbenstange 5 in einem vollständi­ gen Doppelhub zu bewegen. Beim Einfahren der Kolbenstange 5 und des Kolbens 4 im Geberzylinder 1 wird zunächst die Hydraulik­ flüssigkeit in dem Kolbenraum 7 über die Leitung 19 in den Kolbenraum 17 überführt, so daß die Kolbenstange 15 ausfährt. Der Kolben 14 wird jedoch dabei seine Endlage entsprechend der maximal ausgefahrenen Kolbenstange 15 früher erreichen, noch bevor der Kolben 4 am Boden 20 des Geberzylinders 1 anschlägt.

Dieser restliche Hub muß dann unter einer erhöhten Kraftauf­ wendung durch weiteres Hineindrücken der Kolbenstange 5 am Geberzylinder 1 überwunden werden, wobei es erforderlich ist, den am Druckbegrenzungsventil 34 eingestellten Sicherheitsdruck zu überwinden. Insoweit wird dieses Restvolumen dann in den Speicher 9 überführt und fehlendes Volumen über das Rückschlag­ ventil 43 in den Stangenraum 8 nachgesaugt, während die Kolben­ stange 15 des Nehmerzylinders keine weitere Bewegung ausführt. Nachdem dies geschehen ist, kann die Kolbenstange 5 wiederum aus dem Geberzylinder 1 herausgezogen werden, wozu die normale Betä­ tigungskraft erforderlich ist. Damit ist dann die Ausgangsstel­ lung der Kolben 4 und 14 zwischen Geberzylinder und Nehmerzylin­ der wieder eingestellt.

Um diese beschriebenen Wiederherstellung der zueinander zugeord­ neten Ausgangslagen nicht unter einem erhöhten Kraftaufwand, sondern unter einem minimalen Kraftaufwand zu ermöglichen, ist gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bis 6 eine Kurz­ schlußvorrichtung 54 vorgesehen, die in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 6 als ein Absperrventil 55 wiedergegeben ist. Das Absperrventil 55 weist zwei Stellungen auf, nämlich eine erste Stellung, in welcher die Leitungsanschlüsse gesperrt sind, und eine zweite Stellung, in welcher die Leitungsan­ schlüsse miteinander in Verbindung stehen. In dieser zweiten Stellung wird die Verbindung nach Art eines Kurzschlusses zwischen den Leitungen 19 und 26, den Verbindungsleitungen 31 und 41 über Leitungen 56 und 57 hergestellt. Auf Fig. 6 wird verwiesen.

In der konstruktiven Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 fällt zunächst auf, daß die beiden kombinierten Ventile 32 und 42 nicht mehr an den beiden Enden des Geberzylinders 1, sondern im Bereich des Bodens 20 des Geberzylinders auf der einen Seite angeordnet sind. Auch die beiden Leitungen 19 und 26 sind mit ihren Anschlußschrauben 22 bzw. 29 nebeneinander angeordnet. Die Kurzschlußvorrichtung 54 in Form des Ventiles 55 kann von Hand betätigbar sein, wobei hier ein mechanischer Trieb 58 in Form eines Knebels bzw. einer Drehwelle im Boden 20 am Gehäuse 6 gelagert sein kann. Dieser Trieb 58 kann das Ventil 55 be­ tätigen, so daß eine willkürliche manuelle Betätigung jederzeit möglich ist. Eine etwas einfachere Ausbildung der Kurzschluß­ vorrichtung 54 besteht darin, daß auf die Anordnung eines geson­ derten Ventiles 55 verzichtet wird und statt dessen lediglich über den mechanischen Trieb 58 die beiden Rückschlagventile 33 und 43 aufgestoßen werden, wodurch dann ebenfalls die beiden an sich geschlossenen Systeme der Leitungen 19 und 26 miteinander in Verbindung stehen. Schließlich ist es noch möglich, anstelle oder zusätzlich zu dem mechanischen Trieb 58 die Rückschlag­ ventile 33 und 43 über eine Stange (59), die aus dem Boden 20 des Geberzylinders in den Kolbenraum 7 etwas vorsteht, in ihre Offenstellung zu überführen, wenn der Kolben 7 sich seinem Anschlag am Boden 20 nähert.

Bezugszeichenliste

1 Geberzylinder
2 Nehmerzylinder
3 Zylinder
4 Kolben
5 Kolbenstange
6 Gehäuse
7 Kolbenraum
8 Stangenraum
9 Speicher
10 Wand
21 Axialbohrung
22 Anschlußschraube
23 Boden
24 Axialbohrung
25 Anschlußschraube
26 weitere Leitung
27 Ringkanal
28 Raum
29 Anschlußschraube
30 Anschlußschraube
41 Verbindungsleitung
42 Ventil
43 Rückschlagventil
44 Druckbegrenzungsventil
45 Ventilkörper
46 Dichtung
47 Fläche
48 Ventilsitz
49 Feder
50 Kugel
11 Dichtung
12 Feder
13 Zylinder
14 Kolben
15 Kolbenstange
16 Gehäuse
17 Kolbenraum
18 Stangenraum
19 Leitung
20 Boden
31 Verbindungsleitung
32 Ventil
33 Rückschlagventil
34 Druckbegrenzungsventil
35 Ventilkörper
36 Dichtung
37 Fläche
38 Ventilsitz
39 Feder
40 Kugel
51 Ringraum
52 Trennwand
53 Ausnehmung
54 Kurzschlußvorrichtung
55 Absperrventil
56 Leitung
57 Leitung
58 Trieb
59 Stange
60 Ringkanal

Claims (10)

1. Hydraulische Betätigungseinrichtung mit einem Geberzylinder (1) und einem Nehmerzylinder (2) aus je einer Kolben/Zylinder- Einheit, deren Kolben (4, 14) mit je einer aus dem Zylinder (3, 13) herausgeführten Kolbenstange (5, 15) versehen ist und deren Kolbenräume (7, 17) durch eine Leitung (19) miteinander ver­ bunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch die beiden jeweils die Kolbenstangen (5, 15) umgebenden Stangenräume (8, 18) durch eine weitere Leitung (26) miteinander verbunden sind, und daß die Kolbenräume (4, 14) mit ihrer Leitung (19) einerseits und die Stangenräume (8, 18) mit ihrer weiteren Leitung (26) andererseits je ein nach außen geschlossenes System bilden.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Geberzylinder (1) und/oder im Nehmerzylinder (2) ein Speicher (9) vorgesehen ist, der über eine erste Verbindungs­ leitung (31) mit den Kolbenräumen (7, 17) und über eine zweite Verbindungsleitung (41) mit den Stangenräumen (8, 18) verbunden ist, und daß in jeder Verbindungsleitung (31, 41) in Parallelan­ ordnung ein Rückschlagventil (33, 43) und ein Druckbegrenzungs­ ventil (34, 44) so angeordnet sind, daß das Rückschlagventil (33, 43) in Richtung auf den Speicher (9) schließt und das Druckbegrenzungsventil (34, 44) in Richtung auf den Speicher (9) bei Überschreiten des begrenzten Druckes öffnet.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Speicher (9) eine bewegliche Wand (10) aufweist, die zur Festlegung eines minimalen Druckniveaus über eine Feder (12) vorgespannt ist.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Druckbegrenzungsventile (34, 44) entspre­ chend der Summe der Flächenverhältnisse der Kolben (4, 14) des Geberzylinders (1) und des Nehmerzylinders (2) unterschiedlich eingestellt sind.

5. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) des Geberzylinders (1) das gleiche Flächenverhältnis wie der Kolben (14) des Nehmerzylinders (2) aufweist, und daß die Flächen an dem Kolben (4) des Geberzylinders (1) und an dem Kolben (14) des Nehmer­ zylinders (2) unterschiedlich bemessen sind.

6. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurzschlußvorrichtung (54) für die willkürliche Verbindung der beiden Leitungen (19, 26) und des Speichers (9) vorgesehen ist.

7. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kurzschlußvorrichtung (54) von Hand betätigbar ist.

8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß ein mechanischer Trieb (58) zur Aufstoßen der beiden Rückschlagventile (33, 43) vorgesehen ist.

9. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kurzschlußvorrichtung (54) durch den Kolben (4) der Kolben/Zylinder-Einheit betätigbar ist, in der sich auch der Speicher (9) befindet.

10. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rückschlagventile (33, 43) im Bereich des Bodens (20) der Kolben/Zylinder-Einheit benachbart zueinander angeordnet sind.