EP1936208A2 - Druckmittelbetriebene Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel - Google Patents

Druckmittelbetriebene Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel Download PDF

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EP1936208A2
EP1936208A2 EP07021865A EP07021865A EP1936208A2 EP 1936208 A2 EP1936208 A2 EP 1936208A2 EP 07021865 A EP07021865 A EP 07021865A EP 07021865 A EP07021865 A EP 07021865A EP 1936208 A2 EP1936208 A2 EP 1936208A2
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EP
European Patent Office
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pressure
piston rod
threaded spindle
self
consumer
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EP07021865A
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EP1936208A3 (de
Inventor
Josef Büter
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Buemach Engineering International BV
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Buemach Engineering International BV
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms
    • F15B15/262—Locking mechanisms using friction, e.g. brake pads
    • F15B15/264—Screw mechanisms attached to the piston

Definitions

  • the invention relates to a pressure-medium-operated lifting device which can be used in hydraulically operated lifting devices, in which in the case of failure of the pressure energy, a mechanical blocking of the movement of a piston rod is required.
  • the barrier systems known from the prior art for blocking the movement of a piston rod can be divided into two main groups.
  • the first group can be associated with such locking systems, in which a locking device interacts directly with the piston rod of a linear pressure electricity consumer.
  • a locking device for a continuously variable cylinder with a mechanical locking device which is able to keep its position under load in any intermediate position reliable.
  • This effect is achieved by means of a hollow piston rod with an inner profiling, in which a displaceable, axially spring-loaded rod with a recirculating ball channel with balls, which engage in the profiling of the piston rod, is arranged.
  • the rod is connected to an actuating piston in an actuating cylinder, which ververschiebt the rod when pressurized with the pressure medium of the working cylinder so that the balls can rotate freely and are brought in the event of pressure drop in the locked position, thus the piston rod is prevented from further movement.
  • clamping heads which act on the piston rod and prevent their movement
  • Clamping heads are coupled as external units with a working cylinder, the clamping element, a spring-biased and displaceable by a servo piston for unlocking clamping body, acts in case of failure of the pressure of a medium from the outside to the piston rod and this fixed.
  • the device for clamping an axially moving rod is based DE 37 07 046 A1 ,
  • the clamping takes place by means of a clamping sleeve with outer cone, on which the inner cone of a spring-biased, axially displaceable piston acts.
  • the pressure of a fluid is applied to the piston, whereby the clamping sleeve displaced against the spring bias, the clamping is released and the rod is thereby axially displaceable.
  • a working cylinder with a hollow piston rod, the blocking surface is arranged inside, is in the document DE 33 07 644 A1 described.
  • a device for frictional clamping is installed, wherein clamping segments with friction linings on a support tube by a cone on an actuating rod which is connected to a control piston in a control cylinder and biased by a spring in the clamping position, for blocking against the inner wall of the Piston rod to be pressed.
  • a further clamping device for locking a piston rod of a piston-cylinder assembly is in the document DE 38 10 183 A1 described.
  • the clamping device is in the piston arranged, wherein pressure-dependent radially movable inner disk segments unlock the piston. With applied pressure of the working fluid, the free movement of the piston is given. In case of pressure failure, the disk segments are moved by means of springs radially in the direction of the inner circumferential surface of the cylinder tube, act clamped and have a blocking of the movement of the piston rod to the sequence.
  • EP 1 170 512 B1 is a fluid-operated cylinder with mechanical path blocking in the unpressurized state, in which the blocking takes place by means of the interaction of the teeth of two spur gears as blocking elements.
  • One of the spur gears is stationary with the housing of the working cylinder and the other with a rotatingly arranged threaded spindle of large pitch or the spindle of a ball screw.
  • the arranged on the threaded spindle spur gear is mounted with this form-fitting, displaceable and axially resilient. In case of pressure failure shifts by the action of a spring this spur gear so that its teeth with that of the fixed spur gear is engaged, whereby it comes to blocking, blocking the movement of the piston rod.
  • Belonging to the second group are locking systems that act indirectly via a positive coupling of the piston rod with a threaded spindle drive with self-locking as a locking device.
  • the coupling of the piston rod with a threaded spindle is usually carried out by means of a threaded spindle suitable nut, which may be fixedly mounted, wherein the threaded spindle causes the axial movement of the piston rod, or the nut is designed as a running nut and the axial movement of the piston rod is effected by this.
  • a to be moved by means of the piston rod load is thus always coupled to the axial movement of the piston rod causing the gear member of the spindle drive.
  • the self-locking spindle is set in rotating motion via an intermediate gear unit and by means of a suitable drive unit, whereby the load is moved to the piston rod via a guided nut or axially displaced spindle. Due to the positive coupling of the movable part of the lifting device with self-locking spindle, the movement of the piston rod is blocked in case of failure of the pressure energy and then held a load in the current position.
  • roller screw drives which act kinematically similar to spindle drives and can be designed as a planetary roller drive or roller screw drive.
  • the difference between the two types consists only in the execution of the roles and their storage in a running nut.
  • the roles of planetary roller drives have a thread, the rollers as locking elements of roller screws are provided with grooves on the circumference.
  • the object of the invention is to develop a pressure-medium-operated lifting device with self-locking threaded spindle, whose efficiency is considerably greater than in previously known systems with mechanical path blocking.
  • a pressure-medium-operated lifting device with self-locking threaded spindle essentially consists of a linear pressure flow consumer in the form of a working cylinder whose partially hollow piston rod cooperates positively with a threaded spindle drive with self-locking as a locking device and is coupled with a rotating Druckstrom redesigner with an output shaft.
  • the piston rod of the linear pressure power consumer is coupled via the self-locking threaded spindle, which is positively and non-positively connected to the output shaft of the rotating pressure power consumer, with the rotating pressure flow consumer.
  • the movement of the load on the piston rod takes place exclusively by means of the linear pressure flow consumer by controlling the flow of fluid to the respective pressure consumer is controlled so that the rotating Druckstromromeer only the self-locking screw speed controlled, according to the speed of the axial movement of the piston rod with the least friction.
  • the speed of the self-locking threaded spindle is thus adapted to the speed of the axial movement of the piston rod and depends on the pitch of the thread of the self-locking threaded spindle.
  • the amount of fluid to be supplied to the rotating pressure current consumer is thereby determined, whereby the balance between the axial movement of the piston rod and the tracking of the self-locking threaded spindle is ensured and the load on the piston rod only or almost only, by means of the linear Druckstromsomeers is moved to the piston rod.
  • the advantages of the invention are in particular that the overall efficiency of the fluid-operated lifting device is substantially greater than that of a rotating Druckstromsomeers of about 35 percent, if the load would be moved to the piston rod alone on the self-locking screw. It may be achieved an overall efficiency in the vicinity of the lying for a linear pressure flow consumer size, which is usually at least 90 percent.
  • FIG.1 An example executed pressure-medium-operated lifting device is after Fig.1 essentially of a linear pressure current consumer 1 and a rotating pressure current consumer 2, which are designed as a structural unit and coupled directly to one another.
  • the linear Druckstromceter 1 has a conventional, partially hollow piston rod 3, in which a self-locking threaded spindle 4 is arranged, which cooperates with a threaded partner 5 in a working piston 6.
  • the threaded spindle 4 is connected by means of a non-positive and positive connection 7 with an output shaft 8 of the rotating Druckstromsomemers 2.
  • the supply and discharge of a pressure medium for operating the pressure-medium-operated lifting device takes place in a known manner via a first connection 9 and a second connection 10, which in Fig.2 is shown.
  • the speed of the extending piston rod 3 and the rotational speed at the output shaft 8 of the rotating Druckstromsomeers 2 synchronized by the piston chamber 14 to be supplied amount of the pressure medium is adjusted by means of a first flow control valve 15 in the flow.
  • the existing in a piston rod chamber 16 pressure medium is passed upon extension of the piston rod 3 via a bore 17 and a gap 18 of a double-walled cylinder tube 19 in a circulation channel 20 and after Fig.2 further via a drain hole 21 and a check valve 22 in a drain passage 23, in which also via the bores 24 from the rotating Druckstromsomeer 2 effluent pressure medium to the drain-oriented second port 9 is performed.
  • the efficiency of the pressure-medium-operated lifting device with self-locking threaded spindle 4 is optimal when the load is carried on the piston rod 3 exclusively from the linear Druckstromsomeer 1 and the threaded spindle 4 is followed by the rotating Druckstromceter 2 only the extension movement of the piston rod 3.
  • the supply of the pressure medium via the second port 10 and the outflow of the pressure medium via the first port 9 takes place.
  • the pressure medium is here after Fig.2 Via a further channel 25, the circulation channel 20, the intermediate space 18 and the bore 17, the pressure medium passes into the piston rod chamber 16.
  • a second flow control valve 26 is via the drain passage 23 to the linear Druckstromsomeer 1 and fed via the bores 24 the rotating Druckstrom redesigner the amount of pressure medium to be supplied to the piston rod chamber 16 adapted to again synchronize the rotational speed of the output shaft 8 of the rotating Druckstromsomeers 2 with the speed of the retracting piston rod 3 of the linear Druckstromceters 1.
  • the power control valves 15; 26 are also when draining the pressure medium from the rooms 14; 16 effective.
  • the threaded spindle 4 is mounted, for example via tapered roller bearings 27 of the output shaft 8 of the rotating Druckstromsomeers 2, wherein the tapered roller bearings 27 are mounted in a left outer housing 28.
  • the left outer housing 28 is positively and positively connected via a center housing 29 and the cam 13 with a right outer housing 30.
  • the present in the left outer housing 28, the middle housing 29 and the right outer housing 30 existing inlet and outlet channels in the form of the drain hole 21 and the further channel 25 are coupled to each other via connecting pipes 31.

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Abstract

Es wird eine druckmittelbetriebene Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel beschrieben, deren Wirkungsgrad erheblich größer ist als der bisher bekannter Systeme mit mechanischer Wegsperrung. Erfindungsgemäß ist ein linearer Druckstromverbraucher (1) mit einem rotierenden Druckstromverbraucher (2) mit einer Abtriebswelle (7) gekoppelt, die Abtriebswelle (8) ist mit der Gewindespindel (4) des linearen Druckstromverbrauchers (1) form- und kraftschlüssig verbunden, ein erstes Stromstellventil (15) und ein zweites Stromstellventil (26) sind in den Zuführungsleitungen (11; 25) zum linearen Druckstromverbraucher (1) zur Drosselung eines Teilfluidstroms angeordnet und auf Grund der Funktionalität der Stromstellventile (15; 26) liegt eine Synchronität zwischen der Geschwindigkeit der axialen Bewegung der Kolbenstange (3) des linearen Druckstromverbrauchers (1) mit der Drehzahl der, vom rotierenden Druckstromverbraucher (2) angetriebenen, Gewindespindel (4) vor.

Description

  • Die Erfindung bezeichnet eine druckmittelbetriebene Hubvorrichtung, die in hydraulisch betriebenen Hebezeugen eingesetzt werden kann, bei denen im Falle des Ausfalls der Druckenergie eine mechanische Sperrung der Bewegung einer Kolbenstange erforderlich ist.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Sperrsysteme zum Blokkieren der Bewegung einer Kolbenstange, können in zwei wesentliche Gruppen eingeteilt werden.
  • Der ersten Gruppe können solche Sperrsysteme zugeordnet werden, bei denen eine Sperreinrichtung direkt mit der Kolbenstange eines linearen Druckstromverbrauchers zusammenwirkt.
  • Hierfür bekannte mechanisch wirkende Sperrsysteme beruhen auf einer form- oder kraftschlüssige Blockierung der Bewegung der Kolbenstange, wobei kraftschlüssige Systeme überwiegen.
  • Aus der Druckschrift DE 38 07 669 C2 ist eine Sperreinrichtung für einen stufenlos verstellbaren Arbeitszylinder mit einer mechanischen Sperreinrichtung bekannt, der in der Lage ist, seine Position unter Last in beliebiger Zwischenstellung zuverlässig zu halten. Erzielt wird diese Wirkung mittels einer hohlen Kolbenstange mit einer Innenprofilierung, in der eine verschiebbare, axial federbelastete Stange mit einem Kugelumlaufkanal mit Kugeln, die in die Profilierung der Kolbenstange eingreifen, angeordnet ist. Die Stange ist mit einem Betätigungskolben in einem Betätigungszylinder verbunden, der die Stange bei Druckbeaufschlagung mit dem Druckmedium des Arbeitszylinders so ververschiebt, dass die Kugeln ungehindert umlaufen können und im Falle des Druckabfalls in Sperrstellung gebracht werden, somit die Kolbenstange an der weiteren Bewegung gehindert ist.
  • Beispiele für die Nutzung von Klemmköpfen, die auf die Kolbenstange einwirken und deren Bewegung verhindern, finden sich unter anderem in den Druckschriften DE 35 10 643 A1 und DE 38 11 225 C2 . Klemmköpfe werden als externe Baueinheiten mit einem Arbeitszylinder gekoppelt, deren Klemmelement, ein unter Federvorspannung stehender und von einem Servokolben zur Entriegelung verschiebbarer Klemmkörper, bei Ausfall des Drucks eines Mediums von Aussen auf die Kolbenstange einwirkt und diese fixiert.
  • Auf dem gleichen Prinzip beruht die Vorrichtung zur Klemmung einer axial bewegten Stange nach der Druckschrift DE 37 07 046 A1 . Die Klemmung erfolgt mittels einer Klemmhülse mit Aussenkonus, auf den der Innenkonus eines unter Federvorspannung stehenden, axial verschiebbaren Kolbens wirkt. Zum Freigeben der Bewegung der Stange wird der Druck eines Fluids auf den Kolben gegeben, wodurch die Klemmhülse gegen die Federvorspannung verschoben, die Klemmung aufgehoben wird und die Stange dadurch axial verschiebbar ist.
  • Einen Arbeitszylinder mit hohler Kolbenstange, deren Sperrfläche im Inneren angeordnet ist, wird in der Druckschrift DE 33 07 644 A1 beschrieben. In die hohle Kolbenstange ist eine Vorrichtung zur kraftschlüssigen Klemmung eingebaut, wobei Klemmsegmente mit Reibbelägen an einem Stützrohr durch einen Konus an einer Betätigungsstange, die mit einem Steuerkolben in einem Steuerzylinder verbunden und über eine Feder in die Klemmstellung vorgespannt ist, zur Blockierung gegen die Innenwand der Kolbenstange gepresst werden.
  • Bei Ausfall des Betriebsdrucks des Fluids wirkt die Feder über den Konus und infolge dessen ist die freie Bewegung der Kolbenstange blockiert.
  • Eine weiter Klemmvorrichtung zur Verriegelung einer Kolbenstange einer Kolben-Zylinderanordnung wird in der Druckschrift DE 38 10 183 A1 beschrieben. Die Klemmvorrichtung ist im Kolben angeordnet, wobei druckabhängig radial bewegliche innere Scheibensegmente den Kolben entsperren. Bei anliegendem Druck des Arbeitsmediums ist die freie Bewegung des Kolbens gegeben. Bei Druckausfall werden die Scheibensegmente mittels Federn radial in Richtung der Innenmantelfläche des Zylinderrohrs verschoben, wirken klemmend und haben eine Sperrung der Bewegung der Kolbenstange zur Folge.
  • Aus der Druckschrift EP 1 170 512 B1 ist ein druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand bekannt, bei dem die Sperrung mittels des Zusammenwirkens der Verzahnung zweier Stirnräder als Sperrelemente erfolgt. Eines der Stirnräder ist feststehend mit dem Gehäuse des Arbeitszylinders und das Andere mit einer rotierend angeordneten Gewindespindel großer Steigung oder der Spindel eines Kugelgewindetriebs. Bei Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders setzt sich die Gewindespindel in rotierende Bewegung nachdem die Verzahnungen der Stirnräder außer Eingriff gebracht wurden, somit die Entsperrung erfolgt ist. Das an der Gewindespindel angeordnete Stirnrad ist mit dieser formschlüssig, verschiebbar und axial federnd gelagert. Bei Druckausfall verschiebt sich durch die Wirkung einer Feder dieses Stirnrad so, dass dessen Verzahnung mit der des feststehenden Stirnrads in Eingriff kommt, wodurch es zur Sperrung, dem Blockieren der Bewegung der Kolbenstange kommt.
  • Nachteilig sind an dieser Lösung insbesondere der relativ hohe Fertigungsaufwand sowie ein verringerter Wirkungsgrad des Arbeitszylinders.
  • Der zweiten Gruppe angehörig sind Sperrsysteme, die indirekt über eine formschlüssige Kopplung der Kolbenstange mit einem Gewindespindeltrieb mit Selbsthemmung als Sperreinrichtung wirken. Die Kopplung der Kolbenstange mit einer Gewindespindel erfolgt zumeist mittels einer zur Gewindespindel passenden Mutter, die fest gelagert sein kann, wobei die Gewindespindel die axiale Bewegung der Kolbenstange bewirkt, oder die Mutter ist als Laufmutter ausgebildet und die axiale Bewegung der Kolbenstange wird durch diese bewirkt.
    Eine vermittels der Kolbenstange zu bewegende Last ist somit stets an das die axiale Bewegung der Kolbenstange bewirkende Getriebeglied des Spindeltriebs gekoppelt.
  • Bei derartigen Spindelhubelementen wird über eine zwischengeschaltete Getriebeeinheit und mittels einer geeigneten Antriebseinheit die selbsthemmende Spindel in rotierende Bewegung versetzt, wodurch über eine geführte Laufmutter oder axial verschobene Spindel die Last an der Kolbenstange bewegt wird. Auf Grund der formschlüssigen Kopplung des beweglichen Teils der Hubvorrichtung mit selbsthemmenden Spindel, wird bei Ausfall der Druckenergie die Bewegung der Kolbenstange blockiert und eine Last dann in der aktuellen Position gehalten.
  • Eine andere Ausführungsform selbsthemmender Getriebe stellen sogenannte Rollengewindetriebe dar, die kinematisch ähnlich wie Spindeltriebe wirken und als Planetenrollentrieb oder Rollengewindetrieb ausgeführt sein können. Der Unterschied zwischen beiden Arten besteht lediglich in der Ausführung der Rollen und deren Lagerung in einer Laufmutter. Die Rollen von Planetenrollentrieben weisen ein Gewinde auf, die Rollen als Sperrelemente von Rollengewindetrieben sind mit Rillen am Umfang versehen.
  • Bekannte Spindelhubelemente mit selbsthemmender Gewindespindel als Sperrvorrichtung lassen keine vorgegebene exakte axiale Positionierung zu und sind in der Herstellung aufwendig.
    Ebenso aufwändig sind Planetenrollentriebe oder Rollengewindetriebe, die zudem noch einen geringen Wirkungsgrad aufweisen.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine druckmittelbetriebene Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel zu entwikkeln, deren Wirkungsgrad erheblich größer ist als bei bisher bekannten Systemen mit mechanischer Wegsperrung.
  • Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Eine erfindungsgemäße druckmittelbetriebene Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel besteht im Wesentlichen aus einem linearen Druckstromverbraucher in Form eines Arbeitszylinders, dessen partiell hohle Kolbenstange formschlüssig mit einem Gewindespindeltrieb mit Selbsthemmung als Sperreinrichtung zusammenwirkt und mit einem rotierenden Druckstromverbraucher mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist. Die Kolbenstange des linearen Druckstromverbrauchers ist über die selbsthemmende Gewindespindel, die mit der Abtriebswelle des rotierenden Druckstromverbrauchers form- und kraftschlüssig verbunden ist, mit dem rotierenden Druckstromverbraucher gekoppelt. Bei gleichzeitiger Zuführung von Druckenergie an beide Druckstromverbraucher erfolgt die axiale Bewegung einer Last an der Kolbenstange in der Hauptachse der Hubvorrichtung.
    Die Bewegung der Last an der Kolbenstange erfolgt ausschließlich mittels des linearen Druckstromverbrauchers, indem der zu dem jeweiligen Druckstromverbraucher geleitete Fluidstrom so gesteuert wird, dass der rotierende Druckstromverbraucher lediglich die selbsthemmende Gewindespindel drehzahlgesteuert, entsprechend der Geschwindigkeit der axialen Bewegung der Kolbenstange, mit geringster Reibung nachführt.
    Die Drehzahl der selbsthemmenden Gewindespindel ist somit der Geschwindigkeit der axialen Bewegung der Kolbenstange angepasst und von der Steigung des Gewindes der selbsthemmenden Gewindespindel abhängig. Die dem rotierenden Druckstromverbraucher zuzuführende Fluidmenge ist hierdurch bestimmt, womit der Abgleich zwischen der axialen Bewegung der Kolbenstange und der Nachführung der selbsthemmenden Gewindespindel gewährleistet ist und die Last an der Kolbenstange nur bzw. nahezu nur, mittels des linearen Druckstromverbrauchers an der Kolbenstange bewegt wird.
  • Da der Wirkungsgrad des linearen Druckstromverbrauchers beim axialen Bewegen der Kolbenstange wesentlich größer als dieser beim Bewegen der Kolbenstange mittels der selbsthemmenden Gewindespindel ist, erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad der Hubvorrichtung in dem Maße, in dem der Abgleich der Zuführung des Fluidstroms zu den beiden Druckstromverbrauchern vorliegt, so dass die selbsthemmende Gewindespindel nur in dem Maße mit Überwindung der inneren Reibung nachgeführt werden muss, ohne dass diese an der eigentlichen Bewegung der Last an der Kolbenstange beteiligt ist.
  • Der optimale Abgleich der jeweiligen Menge der Zuführung des Fluidstroms zum linearen Druckstromverbraucher und dem rotierenden Druckstromverbraucher erfolgt durch Teilung des zugeführten Fluidstroms des Druckmediums, wobei in den Zuführungsleitungen zu den Druckstromverbrauchern, vorzugsweise in der Zuführungsleitung zum linearen Druckstromverbraucher ein Stromstellventil angeordnet ist, mit dem der Teilfluidstrom gedrosselt wird und die Geschwindigkeit der axialen Bewegung der Kolbenstange des linearen Druckstromverbrauchers mit der Drehzahl der, vom rotierenden Druckstromverbraucher angetriebenen, selbsthemmenden Gewindespindel synchronisiert wird.
  • Eine optimale Abgleichung des Fluidstroms zum rotierenden Druckstromverbraucher und dem linearen Druckstromverbraucher liegt vor, wenn folgende mathematische Beziehungen erfüllt sind: Q AZ × η v A AZ = Q R × η v × p V = v Hub
    Figure imgb0001
  • Es bedeuten hierin:
    • QAZ =
    Zustrommenge zum linearen Druckstromverbraucher
    QR =
    Zustrommenge zum rotierenden Druckstromverbraucher
    AAZ =
    Kolbenfläche des linearen Druckstromverbrauchers
    V =
    Schluckvolumen des rotierenden Druckstromverbrauchers
    η v =
    volumetrischer Wirkungsgrad
    p =
    Steigung der Gewindespindel
    VHub =
    Hubgeschwindigkeit
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass der Gesamtwirkungsgrad der druckmittelbetriebenen Hubvorrichtung wesentlich größer als der eines rotierenden Druckstromverbrauchers von etwa 35 Prozent ist, wenn die Last an der Kolbenstange allein über die selbsthemmende Gewindespindel bewegt werden würde. Es kann ein Gesamtwirkungsgrad in der Nähe der für einen linearen Druckstromverbraucher liegenden Größe, der üblicherweise mindestens 90 Prozent beträgt, erreicht werden.
  • Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von
    • Fig. 1
    als Halbschnittdarstellung der druckmittelbetriebenen Hubvorrichtung mit selbsthemmender Spindel
    und
    Fig. 2
    als Schnitt im Bereich des rotierenden Druckstromver-brauchers mit Darstellung der Fluidkanäle und Bohrungen für den Zu- und Ablauf des Druckmediums
    näher erläutert.
  • Eine beispielhaft ausgeführte druckmittelbetriebene Hubvorrichtung besteht nach Fig.1 im Wesentlichen aus einem linearen Druckstromverbraucher 1 und einem rotierenden Druckstromverbraucher 2, die als eine Baueinheit ausgeführt und direkt miteinander gekoppelt sind. Der lineare Druckstromverbraucher 1 weist eine übliche, partiell hohle Kolbenstange 3 auf, in der eine selbsthemmende Gewindespindel 4 angeordnet ist, die mit einem Gewindepartner 5 in einem Arbeitskolben 6 zusammenwirkt. Die Gewindespindel 4 ist mittels einer kraft- und formschlüssigen Verbindung 7 mit einer Abtriebswelle 8 des rotierenden Druckstromverbrauchers 2 verbunden. Die Zu- und Abführung eines Druckmediums zum Betreiben der druckmittelbetriebenen Hubvorrichtung erfolgt in bekannter Weise über einen ersten Anschluss 9 und einen zweiten Anschluss 10, der in Fig.2 dargestellt ist. Wird bei eingefahrener Kolbenstange 3 über den ersten Anschluss 9 ein Druckmedium zugeführt, so wird dieses über Kanäle 11 Arbeitsräumen mit Rotorenflügeln 12 in einer Kurvenscheibe 13 des rotierenden Druckstromverbrauchers 2 zugeführt, wodurch dieser in rotierende Bewegung versetzt wird. Gleichzeitig erfolgt die Zuführung des Druckmediums einem Kolbenraum 14, sodass der Arbeitskolben 6 des linearen Druckstromverbrauchers 1 die axiale Ausfahrbewegung der Kolbenstange 3 bewirkt. Die dem rotierenden Druckstromverbraucher 2 zugeführte Menge des Druckmediumls bestimmt bekanntermaßen dessen Drehzahl und somit in Abhängigkeit vom Steigungswert der selbsthemmenden Gewindespindel 4 die Geschwindigkeit der axialen Bewegung einer Last an der Kolbenstange 3.
    Zur Optimierung des Wirkungsgrads der druckmittelbetriebenen Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel 4 werden die Geschwindigkeit der ausfahrenden Kolbenstange 3 und die Drehzahl an der Abtriebswelle 8 des rotierenden Druckstromverbrauchers 2 synchronisiert, indem die dem Kolbenraum 14 zuzuführende Menge des Druckmediums mittels eines ersten Stromstellventils 15 im Vorlauf angepasst wird.
  • Das in einem Kolbenstangenraum 16 vorhandene Druckmedium wird beim Ausfahren der Kolbenstange 3 über eine Bohrung 17 und einen Zwischenraum 18 eines doppelwandigen Zylinderrohrs 19 in einen Umlaufkanal 20 geleitet und nach Fig.2 weiter über eine Ablaufbohrung 21 und ein Rückschlagventil 22 in einen Ablaufkanal 23, in den auch das über Bohrungen 24 aus dem rotierenden Druckstromverbraucher 2 abfließende Druckmedium zum ablauforientierten zweiten Anschluss 9 geführt wird.
  • Der Wirkungsgrad der druckmittelbetriebenen Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel 4 ist dann optimal, wenn die Last an der Kolbenstange 3 ausschließlich vom linearen Druckstromverbraucher 1 getragen wird und die Gewindespindel 4 vom rotierenden Druckstromverbraucher 2 lediglich der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 3 nachgeführt wird.
  • Zum Einfahren der Kolbenstange 3 erfolgt die Zuführung des Druckmediums über den zweiten Anschluss 10 und der Abstrom des Druckmediums über den ersten Anschluss 9. Das Druckmedium wird hierbei nach Fig.2 über den Ablaufkanal 23 dem linearen Druckstromverbraucher 1 zugeführt und über die Bohrungen 24 dem rotierenden Druckstromverbraucher 2. Über einen weiteren Kanal 25, den Umlaufkanal 20, den Zwischenraum 18 und die Bohrung 17 gelangt das Druckmedium in den Kolbenstangenraum 16. Mittels eines zweiten Stromstellventils 26 wird die Menge des dem Kolbenstangenraum 16 zuzuführenden Druckmediums angepasst, um wieder die Drehzahl an der Abtriebswelle 8 des rotierenden Druckstromverbrauchers 2 mit der Geschwindigkeit der einfahrenden Kolbenstange 3 des linearen Druckstromverbrauchers 1 zu synchronisieren.
  • Die Stromstellventile 15; 26 sind auch beim Ablaufen des Druckmediums aus den Räumen 14; 16 wirksam.
  • Bei Ausfall des Drucks des Druckmediums wird die an der Kolbenstange 3 aufgenommene Last durch die selbsthemmende Gewindespindel 4 im Zusammenwirken mit dem Gewindepartner 5 im Arbeitskolben 6 gehalten, da sich die Gewindespindel 3 infolge der Selbsthemmung nicht mehr drehen kann und somit keine axiale Bewegung der Kolbenstange 3 mehr möglich ist.
  • Aus den Figuren 1 und 2 gehen weitere Einzelheiten der druckmittelbetriebenen Hubvorrichtung mit selbsthemmender Spindel hervor. So ist die Gewindespindel 4 beispielsweise über Kegelrollenlager 27 der Abtriebswelle 8 des rotierenden Druckstromverbrauchers 2 gelagert, wobei die Kegelrollenlager 27 in einem linken Außengehäuse 28 gelagert sind. Das linke Außengehäuse 28 ist über ein Mittelgehäuse 29 und die Kurvenscheibe 13 mit einem rechten Außengehäuse 30 kraft und formschlüssig verbunden. Die im linken Außengehäuse 28, Mittelgehäuse 29 und rechtem Außengehäuse 30 vorhandenen vorhandenen Zu- und Ablaufkanäle in Form der Ablaufbohrung 21 und des weiteren Kanals 25, werden über Verbindungsrohre 31 miteinander gekoppelt.
    • Verwendete Bezugszeichen
    • 1
    linearer Druckstromverbraucher
    2
    rotierender Druckstromverbraucher
    3
    Kolbenstange
    4
    Gewindespindel
    5
    Gewindepartner
    6
    Arbeitskolben
    7
    kraft- und formschlüssige Verbindung
    8
    Abtriebswelle
    9
    erster Anschluss
    10
    zweiter Anschluss
    11
    Kanäle
    12
    Rotorenflügel
    13
    Kurvenscheibe
    14
    Kolbenraum
    15
    erstes Stromstellventil
    16
    Kolbenstangenraum
    17
    Bohrung
    18
    Zwischenraum
    19
    doppelwandiges Zylinderrohr
    20
    Umlaufkanal
    21
    Ablaufbohrung
    22
    Rückschlagventil
    23
    Ablaufkanal
    24
    Bohrungen
    25
    weiterer Kanal
    26
    zweites Stromstellventil
    27
    Kegelrollenlager
    28
    linkes Außengehäuse
    29
    Mittelgehäuse
    30
    rechtes Außengehäuse
    31
    Verbindungsrohre

Claims (3)

  1. Druckmittelbetriebene Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel, die mit einem Gewindepartner an einer partiell hohlen Kolbenstange eines Arbeitszylinders, als linearer Druckstromverbraucher, zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet,
    dass der lineare Druckstromverbraucher (1) mit einem rotierenden Druckstromverbraucher (2) mit einer Abtriebswelle (7) gekoppelt ist, wobei die Abtriebswelle (8) mit der Gewindespindel (4) des linearen Druckstromverbrauchers (1) form- und kraftschlüssig verbunden ist,
    dass ein erstes Stromstellventil (15) und ein zweites Stromstellventil (26) in den Zuführungsleitungen (11; 25) zum linearen Druckstromverbraucher (1) zur Drosselung eines Teilfluidstroms angeordnet sind und
    dass auf Grund der Funktionalität der Stromstellventile (15; 26) eine Synchronität zwischen der Geschwindigkeit der axialen Bewegung der Kolbenstange (3) des linearen Druckstromverbrauchers (1) mit der Drehzahl der, vom rotierenden Druckstromverbraucher (2) angetriebenen, Gewindespindel (4) vorliegt.
  2. Druckmittelbetriebene Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass eine gleichzeitige Beaufschlagung des linearen Druckstromverbrauchers (1) und des rotierenden Druckstromverbrauchers (2) mit dem Druckmedium vorliegt.
  3. Druckmittelbetriebene Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel nach den Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Synchronisation der Geschwindigkeit der axialen Bewegung der Kolbenstange (3) mit der Drehzahl der selbsthemmenden Gewindespindel (4) so vorliegt, dass die Bewegung einer Last an der Kolbenstange (3) nur das Resultat der Zuführung eines Druckmediums zum jeweiligen Arbeitsraum des linearen Druckstromverbrauchers (1) ist und wobei die Gewindespindel (4) entsprechend der Geschwindigkeit der axialen Bewegung der Kolbenstange (3) in einem Gewindepartner (5) im Arbeitskolben (6) über eine Abtriebswelle (8) des rotierenden Druckstromverbrauchers (2) mit geringster Reibung nachgeführt ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2516427A (en) * 2013-07-18 2015-01-28 Lb Bentley Ltd Actuator

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008011467U1 (de) 2008-08-28 2008-11-06 Bümach Engineering International B.V. Hubvorrichtung mit selbsthemmender Gewindespindel
DE102015108829A1 (de) * 2015-06-03 2016-12-08 Neumeister Hydraulik Gmbh Doppeltwirkender Verriegelungszylinder und Verfahren zum Betreiben eines doppeltwirkenden Verriegelungszylinders

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2150595A1 (de) 1971-08-27 1973-04-13 Langet Maurice
DE3629677A1 (de) 1986-09-01 1988-03-10 Kontec Gmbh Vorrichung zur verriegelung des kolbens einer kolben-zylinderanordnung

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19633412A1 (de) * 1996-08-19 1998-03-05 Wolfram Sielemann Druckmittelbetriebener Antrieb

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2150595A1 (de) 1971-08-27 1973-04-13 Langet Maurice
DE3629677A1 (de) 1986-09-01 1988-03-10 Kontec Gmbh Vorrichung zur verriegelung des kolbens einer kolben-zylinderanordnung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2516427A (en) * 2013-07-18 2015-01-28 Lb Bentley Ltd Actuator
US10006475B2 (en) 2013-07-18 2018-06-26 Lb Bentley Limited Actuator

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