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Hydraulischer Arbeitszylinder, insbesondere für Kippvorrichtungen
an Kraftfahrzeugen Bei der Verwendung der bekannten, an Lastkraftwagen gebräuchlichen
Kippvorrichtungen verursacht das Kippen von Müll und ähnlichen Massengütern erhebliche
Schwierigkeiten, weil die Entladung derartiger Stoffe einen Kippwinkel von etwa
6o° erfordert. Dazu muß dann der Wagenkasten in eine Steilkippstellung ausgeschwenkt
werden, bei der der Schwerpunkt der Last außerhalb des Drehpunktes, um den gerade
gekippt wird, zu liegen kommt. Die Last wirkt infolgedessen gegen Ende der Kippbewegung
schlagartig als treibende Kraft auf die beispielsweise teleskopartig ineinander
verschieblichen Kolben des Arbeitszylinders und versucht, diese bis zum Anschlag
aus dem Zylinderkörper herauszureißen. Da die Kolben dieser Bewegung nur geringen
mechanischen Reibungswiderstand entgegensetzen, erfolgt das Aufziehen des Kolbenpaktes
mit großer Wucht. Beschädigungen des Zylinders bzw. des Fahrzeugs sind die Folge.
Ähnlich liegen die Verhältnisse beim Einfahren des Wagenkastens aus der Kippstellung
in die Horizontallage. Hierbei wird der größere Kolben des Arbeitszylinders als
Zugkolben ausgebildet, der das Einschwenken der Pritsche zunächst unter Kraftaufwand
einleitet. Wandert dann im weiteren Verlauf der Rückzugbewegung der Schwerpunkt
des Wagenkastens vor dessen Drehpunkt, dann wirkt die Last plötzlich treibend und
schiebt dabei den kleinen inneren Kolben des Zylinders, der ja die geringste Ölverdrängung
aufweist, mit Wucht bis zum Anschlag ein. Auch hierbei können leicht Beschädigungen
der Kolben usw. eintreten. .
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Es wurde bereits vorgeschlagen, zwischen beide Kolben des Arbeitszylinders
eine Druckfeder einzuschalten und dadurch die harten Stöße aufzufangen bzw. zu mildern.
Eine solche Druckfeder erfüllt ihren Zweck aber nur unvollkommen, weil
sie
nur nach einer Richtung hin dämpfend wirkt. Abgesehen davon sind die mechanischen
Beanspruchungen derartiger Druckfedern infolge der schlagartigen Belastungen sehr
hoch, so (laß sie leicht zu Bruch gehen und dann mit den scharfen Bruchkanten die
benachbarten Kolbenwinde beschädigen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Arbeitszylinder, insbesondere für
Kippvorrichtungen an Kraftwagen mit teleskopartig ausziehbaren Kolben, der die Nachteile
der bekannten Zylinder beseitigt und der daher in ganz besonderem bfaße zum .lutriel)
von Kippern für steile Kippwinkel, z. B. Nfüllwagen u. dgl., geeignet ist.
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Der grundsätzliche Lösungsgedanke für ' diese der Erfindung zugrunde
liegende Aufgabe besteht darin, den .Arbeitszylinder mit Mitteln auszu-.statten,
durch die die Druckflüssigkeit derart gesteuert wird, daß sie nach beiden Arbeitsrichtungen
der Kolben hin als Flüssigkeitspuffer für die verschieblichen Elemente des Zylinders
wirkt.
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Zu diesem Zweck wird der Arbeitszylinder erfindungsgemäß mit zwei
fernrohrartig ineinander verschieblichen Kolben ausgerüstet, von denen der kleinere
und innenliegende in einer Längsbohrung den Schaft eines im Bodenteil des außenliegenden
Kolbens angeordneten Steuerventils führt, das sowohl über einen Flansch des Ventilschaftes
als auch über den Körper eines unmittelbar darunter vorgesehenen Bodenventils zu
öffnen ist. Die Ventilkammer des letzteren steht Tiber eine, durch ein federbelastetes
Überdruckventil zu schaltende Umgehungsleitung mit der Unterseite des größeren Kolbens
in Verbindung. Erfindungsgemäß wird das Bodenventil mit einem Stößel od. dgl. ausgestattet,
der sich in der Offenstellung des Ventils gegen den Zylinderloden hin abstutzt.
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Ein besonders einfacher und betriebssicherer Aufbau des Steuerventils
ergibt sich dann, wenn der Schaft des letzteren durch eine die Längsbohrung des
inneren Kolbens abdeckende Verschraubung und ferner durch einen Flansch geführt
wird, der dergestalt mit dem Ventilschaft verbunden ist, daß er gegen die Verschraubung
anliegt, kurz bevor der Innenkolben seine obere Endlage erreicht hat.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Arbeitszylinders
nach der Erfindung mit vollständig eingefahrenen Kolben im Längsschnitt dargestellt.
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Im Zylinder i. der unten durch die Deckelverschraubung 2 flüssigkeitsdicht
abgeschlossen ist, sind die Kolben 3 und ¢ längs verschieblich geführt. Der innere,
kleinere Kolben .4 trägt oben einen Kugelkopf 5, der von einer am Wagenkasten befestigten
Kugelschale umfaßt wird. In der Längsbohrung 6 des Kolbens .4 führt sich nun erfindungsgemäß
über einen Flansch 7 und eine Verschraubung 8 der Schaft 9 eines Tiber die Kupplungsmuffe
io daran angeschlossenen Steuerventils i i. Letzteres hat seinen Sitz bei 12 in
der abgestuften, durchgehenden Bohrung 13 der Bodenverschraubung 14 des äußeren
Kolbens 3. Der Kegel des Steuerventils i i legt sich bei eingefahrenen Kolben 3
und 4 gegen den in der Ventilkaininer i .s geführten Kopf 16 eines Bodenventils
17, (las sich Tiber den Stößel 18 gegen den Zylinderboden 2 hin abstützt.
Von. der Ventilkamirier 15 führt ein Kanal ig zu einem Kugelventil 20 und von da
aus ein Kanal 21 nach der Unterseite des Kolbens 3. Die Federbelastung 22 der Kugel
20 ist so abgestimmt, daß das Ventil erst bei höheren Drücken, beispielsweise bei
etwa 5o atü öffnet. Die Zuführung des Druckmittels zum Zylinder i erfolgt über den
1lolirfniSChlU9 23. während die Verschraubtnlg 24 zur :1bleitung der Druckflüssigkeit
nach dem Druckniittelbehälter hin dient. Bohrungen 25 und 26 verbinden den Kolbenhöhlraum
27 mit den Ringspalten 2!; tirld 29. In die Ableitung 24 ist schließlich noch ein
nicht dargestelltes Absperrventil eingeschaltet, durch dessen Betätigung das Aus-
und Einfahren der Kolben 3 und .4 wie folgt be-,virkt wird: Das Absperrventil in
der vorn :\nschlußstutzen 24 abzweigenden Rücklaufleitting wird geschlossen. Das
Drucköl fließt dann von (fei- Pumpe aus Tiber den Anschluß 23 in den Ringspalt 29
und von da aus über die Bohrungen 26 und 25 nach dem Kolbenhohlraum 27. Da beide
Ventile i i und 17
geöffnet sind, tritt (las Drucköl über diese unter den
Boden 14 des Kolbens 3 und liebt dabei beide Kolben so weit an, bis der Stößel i
b des Bodenventils 17
sich vom Zylinderbo(Ierl 2 abhebt. Dann sperrt nämlich
das Ventil 17 den Flüssigkeitszustrom nach der unteren Kolbenseite ab und
auch (las Ventil i i kommt in die Schließstellung. Das Drucköl schiebt den inneren
Kolben nach außen hin vor, und zwar so lange, bis der Flansch 7 des `'entilscliaftes
9 gegen die, Verschraubung 8 anstüllt und dadurch das Steuerventil i i öffnet. Da
(las Bodenventil 17
unter (lern Flüssigkeitsdruck weiter geschlossen bleibt,
öffnet sich das Überdruckventil 20 gegen den Druck der Feder 22 und gibt der Druckflüssigkeit
den Weg Tiber die Kanäle i 9 und 21 nach der Unterseite des Kolbens 3 frei. Dieser
Kolben wird also ebenfalls ausgefahren. Der kleine Kolben kann bei dieser Stellung
der Zylinderteile nicht einfahren, da das Steuerventil i i bei der geringsten Relativbewegung
der Kolben 3 tnld 4 sofort schließt und dabei das Druckmittel auf den kleinen Kolben
3 umsteuert. Wandert der Schwerpunkt der Last vor den Drehpunkt des Wagenkastens,
so kann das Kolbenpaket 3, 4 nicht aus (lein "Zylinder herausgerissen werden, weil
der Kolben 3 seine obere Torlage noch keineswegs erreicht hat und sich demzufolge
noch Drucköl im Ringspalt 29 über dem Kolben 3 befindet. Dieses Drucköl kann nur
ganz allmfi]2,lich über das fe(ierlielastete Überdruckventil 2ö-nach.de- Unterseite
des Kolbenbodens 14 hin aßen. Es wirkt dabei als Stoßdämpfer bzw. Flüssigkeitspuffer
und verhindert jegliche schlagartige Beanspruchung und damit auch jede Beschädigung
des Zylinders bzw. des Fahrzeugaufbaues. Dieser geht vielmehr ruhig und stoßfrei
unter der Last in die Steilkipplage.
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Zum Einfahren des @N'agenkastens wird das Absperrventil in der vom
Anschlußstutzen 24 abzweigenden Riicklaufleitung geöffuct. Das Drucköl
fließt
vom Anschluß 23 kommend in den Ringspalt 29 und von diesem aus über die Bohrung
26 nach der Oberseite des größeren Kolbens 3., Da zum Zurückholen des leeren Wagenkastens
nur ein vergleichsweise geringer Druck von beispielsweise etwa 8 atü erforderlich
ist, bleibt das erst bei höheren Drücken öffnende Überdruckventil 20 geschlossen
und der größere Kolben 3 wird eingefahren. Wandert der Schwerpunkt des Wagenkastens
vor dessen Drehpunkt, so wirkt die Wagenlast treibend auf den Zylinder ein. Keiner
der Kolben kann jedoch schlagartig nach unten ausweichen, da gegen diese ein Flüssigkeitspolster
anliegt, das den Steiß auffängt und unschädlich macht. Der Kopien 3 geht daher nunmehr
unter der Last des Wagenkastens nach unten, bis der Stößel 18 das Bodenventil 17
und dieses wiederum das Steuerventil i i öffnet.
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Daran anschließend kann nunmehr auch der innere Kolben .I ruhig und
stoßfrei unter der Last bis in die in der Zeichnung dargestellte Endstellung einfahren.