EP1947351A1 - Hydraulikzylinderanordnung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a hydraulic cylinder assembly having at least one cylinder and at least one piston slidably disposed in the cylinder.
- Hydraulic cylinder assemblies are used in conveyor technology to lift loads. For example, in a forklift, loads are lifted by means of a lifting carriage, which in turn is actuated by a hydraulic cylinder arrangement. This hydraulic cylinder assembly performs telescopic movements by which the lifting carriage is raised or lowered. The actuation of the Hydraulikzylirtderan Aunt is effected by a hydraulic drive. In particular, during an interruption in operation, the pressure generated by the hydraulic drive can be reduced, whereby the lifting can inadvertently lower. Often, the hydraulic cylinder assemblies also consist of several nested cylinders. Here it is necessary that the cylinders extend in sequence, with the smallest cylinder to extend first.
- the invention has for its object to prevent accidental displacement of the piston arranged in the hydraulic cylinder.
- a brake body is arranged between the piston and cylinder such that the brake body exerts a normal force on the cylinder and the piston which is greatest when the relative movement of the piston relative to the cylinder reverses.
- the brake body is applied to the piston and is supported on the cylinder.
- the brake body generates a normal force which in turn generates a frictional force. This prevents the piston from unintentionally moving independently in the cylinder.
- the brake body is configured such that the normal force exerted on the piston changes as the direction of movement of the piston with respect to the cylinder reverses.
- a groove may be arranged, in which the brake body is arranged.
- the groove walls may be formed perpendicular or inclined.
- the width of the groove may be selected so that the brake body can move in the groove.
- the brake body can be arranged tiltably in the groove.
- the brake body rests against a wall of the groove when the piston moves in one direction. If the piston changes the direction of movement, the brake body tilts in the groove and the brake body subsequently abuts against the other wall of the groove.
- the force exerted by the brake body normal force is equal in the two end positions when the brake body is applied to the walls of the groove, and the normal force is greatest when the brake body has the same distance from both walls. Here is therefore also the Friction force and thus the braking effect largest. In the two end positions, the frictional force is the lowest.
- the brake body may be annular. Here, the brake body surrounds the piston completely and it results over the circumference of the piston a uniform braking action.
- the brake body may be resilient. As a result, the brake body can deform reversibly and produce a dependent on the deformation of the material normal force.
- a material for example, a resilient metal and / or a spring-like design into consideration.
- the brake body can be oval or mushroom-shaped as viewed in cross-section.
- the brake body is compressed at each tip over, the upsetting in the center position of the brake body, when it is equidistant from both walls, is greatest. This results in a larger normal force than in the two end positions.
- recesses extending over the circumference are provided on both flanks.
- the brake body in the flanks softer and thus more flexible.
- the normal force is directed through the flank area of the brake body. Since the brake body is softer here, the normal force and thus the friction force is smaller and the efficiency of Hydraulikzyklinder arrangement increases.
- the brake body may consist of an elastomeric material.
- Elastomeric materials are resilient and easy and inexpensive to produce. Suitable elastomeric materials are, for example, polyurethanes which are particularly resistant to wear in this application.
- the brake body can also be constructed of different elastomers with different hardnesses. A production of such brake body can be done in two-component injection molding. It is possible to do this section the brake body slidably abutting the piston, made of a harder, more wear-resistant material and the other portion, which is not subjected to friction, made of a flexible material. Elastomeric materials often have a high coefficient of friction, so that elastomeric brake bodies are particularly effective.
- each cylinder may be slidably inserted into each other, each cylinder having a brake body. With this arrangement, the stroke of the hydraulic cylinder assembly increases. By definition, the respective smaller cylinder forms the piston described above.
- the brake body assigned to the cylinder with the smallest diameter can be designed such that it exerts the smallest normal force and that the normal force of the brake body assigned to the larger cylinders increases.
- the design of the brake body can be made such that the smaller cylinder associated brake body is softer than each next larger. As a result, it can be ensured that, when the cylinders are extended, the cylinder with the smallest diameter and finally the cylinder with the second largest diameter extends first. This controlled extension sequence is particularly advantageous in terms of the stability of the arrangement.
- FIG. 1 shows a hydraulic cylinder assembly 1 with three cylinders 2, 2 ', 2 "and a slidably disposed in the cylinder 2 piston 3, wherein the cylinders 2 and 2' act simultaneously as a piston in the cylinders 2, 2 ', 2" are respectively in the region of the cylinder head 6 a groove 5 with inclined groove walls 7.
- a groove 5 with inclined groove walls 7.
- the brake body consists of a resilient elastomeric material.
- the diameter of the brake body 4 is chosen so that the voltage applied to the piston 3 and the width of the groove is selected so that the brake body 4 is tiltable. Due to the bias of the brake body 4 exerts a normal force on the piston from which a friction force results.
- the brake body 4 tilts from a groove wall 7 in the direction of the other groove wall 7 '. In this case, the brake body 4 is compressed and the normal force increases, whereby the friction force increases. The normal force is greatest when the brake body 4 is between the groove walls 7, 7 '; in this position, the brake body 4 is the most compressed.
- the brake bodies 4, 4 ', 4 " are designed such that the brake body 4 assigned to the cylinder 2 with the smallest diameter exerts the lowest normal force and the largest normal force exerts the brake body 4" assigned to the cylinder 2 "with the largest diameter
- FIG. 2 shows an arrangement 1 according to FIG. 1 , Wherein the brake body 4 is mushroom-shaped in this embodiment.
- the brake body 4 has his two flanks 10 recesses 11.
- the brake body 4 is made of an elastomeric material, in this embodiment of a polyurethane. In this case, the brake body 4 is formed in two parts and both parts have polyurethanes with different properties.
- the piston 3 facing portion 12 consists of a resilient polyurethane with a high coefficient of friction and a hardness which is between 90 and 94 Shore.
- the cylinder 2 facing portion 13 is made of a polyurethane with high rigidity; The hardness is greater than 94 Shore. In principle, the material of the section 13 is harder than that of the section 12.
- the brake body 4 is formed in one piece and was produced by means of 2-component injection molding.
- the contact surface assigned to the piston 3 is rounded in cross-section, so that a large contact surface results.
- the groove 5 has in this embodiment, a V-shaped groove bottom and vertical groove walls 7, 7 '.
- the brake body 4 is tiltably arranged in this groove 5.
- FIG. 2 shows the brake body 4 according to FIG. 2 during the change of direction of the piston 2.
- the brake body 4 is located in the middle position between the two groove walls 7,7 '. In this position, the brake body 4 is the most compressed and the frictional force resulting from the normal force is greatest.
- the contact surface of the brake body assigned to the piston 3 is deformed, so that the contact surface increases. In this position, the resistance of the brake body 4 is greatest. If the brake body 4 tilts over this position, the frictional force drops rapidly.
- FIG. 4 shows the brake body 4 according to the Figures 2 and 3 in the other end position. In this position, the brake body 4 remains until the next change of direction.
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Abstract
Hydraulikzylinderanordnung (1) mit zumindest einem Zylinder (2) und zumindest einem in dem Zylinder (2) gleitbeweglich angeordneten Kolben (3), wobei ein Bremskörper (4) so zwischen Kolben (2) und Zylinder (3) angeordnet ist, dass der Bremskörper (4) eine Normalkraft auf den Zylinder (2) und den Kolben (3) ausübt die dann am größten ist, wenn sich die relative Bewegung des Kolbens (3) gegenüber dem Zylinder (2) umkehrt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Hydraulikzylinderanordnung mit zumindest einem Zylinder und zumindest einem in dem Zylinder gleitbeweglich angeordneten Kolben.
- Hydraulikzylinderanordnungen werden in der Fördertechnik eingesetzt, um Lasten anzuheben. Beispielsweise werden bei einem Gabelstapler Lasten mittels eines Hubschlittens angehoben, der wiederum durch eine Hydraulikzylinderanordnung betätigt wird. Diese Hydraulikzylinderanordnung führt teleskopartige Bewegungen aus durch die der Hubschlitten angehoben oder abgesenkt wird. Die Betätigung der Hydraulikzylirtderanordnung erfolgt durch einen Hydraulikantrieb. Insbesondere während einer Betriebsunterbrechung kann der durch den Hydraulikantrieb erzeugte Druck nachlassen, wodurch sich der Hubschlitten ungewollt senken kann. Häufig bestehen die Hydraulikzylinderanordnungen auch aus mehreren ineinander gesteckten Zylindern. Hier ist es erforderlich, dass die Zylinder der Reihe nach Ausfahren, wobei der kleinste Zylinder zuerst ausfahren soll.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ungewolltes verschieben des in dem Hydraulikzylinder angeordneten Kolbens zu verhindern.
- Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
- Zur Lösung der Aufgabe ist ein Bremskörper so zwischen Kolben und Zylinder angeordnet, dass der Bremskörper eine Normalkraft auf den Zylinder und den Kolben ausübt die dann am größten ist, wenn sich die relative Bewegung des Kolbens gegenüber dem Zylinder umkehrt. Dabei liegt der Bremskörper an dem Kolben an und stützt sich an dem Zylinder ab. Dabei erzeugt der Bremskörper eine Normalkraft die wiederum eine Reibungskraft erzeugt. Diese verhindert, dass sich der Kolben ungewollt selbständig in dem Zylinder bewegt. Der Bremskörper ist so ausgestaltet, dass sich die auf den Kolben ausgeübte Normalkraft verändert, wenn sich die Bewegungsrichtung des Kolbens gegenüber dem Zylinder umkehrt.
- In dem Zylinder kann eine Nut angeordnet sein, in der der Bremskörper angeordnet ist. Die Nutwände können senkrecht oder geneigt ausgebildet sein. Die Breite der Nut kann so gewählt sein, dass sich der Bremskörper in der Nut bewegen kann.
- Der Bremskörper kann kippbeweglich in der Nut angeordnet sein. Der Bremskörper liegt dabei an einer Wand der Nut an, wenn sich der Kolben in eine Richtung bewegt. Wechselt der Kolben die Bewegungsrichtung kippt der Bremskörper in der Nut und der Bremskörper liegt anschließend an der anderen Wand der Nut an. Die durch den Bremskörper ausgeübte Normalkraft ist in den beiden Endlagen, wenn der Bremskörper an den Wänden der Nut anliegt, gleich groß und die Normalkraft ist am größten, wenn der Bremskörper den gleichen Abstand von beiden Wänden aufweist. Hier ist demnach auch die Reibungskraft und damit die Bremswirkung am größten. In den beiden Endlagen ist die Reibungskraft am geringsten.
- Der Bremskörper kann ringförmig ausgebildet sein. Hierbei umgibt der Bremskörper den Kolben vollständig und es ergibt sich über den Umfang des Kolbens eine gleichmäßige Bremswirkung.
- Der Bremskörper kann federelastisch ausgebildet sein. Dadurch kann sich der Bremskörper reversibel verformen und eine von der Verformung des Materials abhängige Normalkraft erzeugen. Als Material kommen beispielsweise ein federelastisches Metall und/oder eine federartige Ausgestaltung in Betracht.
- Der Bremskörper kann im Querschnitt betrachtet oval oder pilzförmig ausgebildet sein. Dabei wird der Bremskörper bei jedem Umkippen gestaucht, wobei das Stauchen in der Mittelposition des Bremskörpers, wenn er von beiden Wänden gleich weit entfernt ist, am größten ist. Dadurch ergibt sich eine größere Normalkraft als in den beiden Endlagen. Bei der pilzförmigen Ausgestaltung sind an den beiden Flanken über den Umfang verlaufende Ausnehmungen vorhanden. Dadurch ist der Bremskörper im Bereich der Flanken weicher und damit flexibler. Wenn sich der Bremskörper in den Endlagen befindet wird die Normalkraft durch den Flankenbereich des Bremskörpers geleitet. Da der Bremskörper hier weicher ist, ist die Normalkraft und damit die Reibungskraft kleiner und der Wirkungsgrad der Hydraulikzyklinder-Anordnung steigt.
- Der Bremskörper kann aus einem elastomeren Material bestehen. Elastomere Materialien sind federelastisch sowie einfach und kostengünstig herstellbar. Als elastomere Materialien kommen beispielsweise Polyurethane in Betracht welche in dieser Anwendung besonders verschleißfest sind. Der Bremskörper kann auch aus verschiedenen Elastomeren mit unterschiedlichen Härten aufgebaut sein. Eine Fertigung derartiger Bremskörper kann im Zweikomponenten-Spritzguss erfolgen. Hierbei ist es möglich, den Abschnitt des Bremskörpers der gleitend an dem Kolben anliegt, aus einem härteren, verschleißfesteren Material und den anderen Abschnitt, der keiner Reibung unterworfen ist, aus einem flexiblen Material zu fertigen. Elastomere Materialien weisen häufig einen hohen Reibwert auf, so dass elastomere Bremskörper besonders effektiv sind.
- Mehrere Zylinder können gleitbeweglich ineinander gesteckt sein, wobei jeder Zylinder einen Bremskörper aufweist. Bei dieser Anordnung vergrößert der Hub der Hydraulikzylinderanordnung. Der jeweils kleinere Zylinder bildet dabei definitionsgemäß den oben beschriebenen Kolben.
- Der dem Zylinder mit dem kleinsten Durchmesser zugeordnete Bremskörper kann so ausgelegt sein, dass er die kleinste Normalkraft ausübt und dass die Normalkraft der den größeren Zylindern zugeordneten Bremskörper ansteigt. Die Auslegung der Bremskörper kann derart erfolgen, dass der dem kleineren Zylinder zugeordnete Bremskörper weicher ist als der jeweils nächst größere. Dadurch kann sichergestellt werden, dass beim Ausfahren der Zylinder zuerst der Zylinder mit dem kleinsten Durchmesser und zuletzt der Zylinder mit dem zweitgrößten Durchmesser ausfährt. Diese geregelte Ausfahrfolge ist in Bezug auf die Stabilität der Anordnung besonders vorteilhaft.
- Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Hydraulikzylinderanordnung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch:
- Fig. 1
- eine Hydraulikzylinderanordnung mit mehreren Zylindern die jeweils mit Bremskörpers ausgerüstet sind;
- Fig. 2
- einen pilzförmigen Bremskörper in einer Endlage;
- Fig. 3
- einen pilzförmigen Bremskörper in der Mittellage;
- Fig. 4
- einen pilzförmigen Bremskörper in der anderen Endlage.
-
Figur 1 zeigt eine Hydraulikzylinderanordnung 1 mit drei Zylindern 2, 2', 2" und einem in dem Zylinder 2 gleitbeweglich angeordneten Kolben 3, wobei die Zylinder 2 und 2' gleichzeitig als Kolben fungieren. In den Zylindern 2, 2', 2" befindet sich jeweils im Bereich des Zylinderkopfes 6 eine Nut 5 mit geneigten Nutwänden 7. In der Nut 5 befindet sich ein ringförmig und rotationssymmetrisch ausgebildeter Bremskörper 4 mit ovalem Querschnitt. Der Bremskörper besteht aus einem federelastischen elastomeren Material. Der Durchmesser des Bremskörpers 4 ist so gewählt, dass der mit Vorspannung an dem Kolben 3 anliegt und die Breite der Nut ist so gewählt, dass der Bremskörper 4 kippbeweglich ist. Durch die Vorspannung übt der Bremskörper 4 eine Normalkraft auf den Kolben aus der eine Reibungskraft resultiert. Kehrt sich die Bewegungsrichtung des Kolbens 3 gegenüber dem Zylinder 2 um, kippt der Bremskörper 4 von einer Nutwand 7 in Richtung auf die andere Nutwand 7'. Dabei wird der Bremskörper 4 gestaucht und die Normalkraft steigt an, wodurch auch die Reibungskraft ansteigt. Die Normalkraft ist am größten, wenn sich der Bremskörper 4 zwischen den Nutwänden 7, 7' befindet; in dieser Position wird der Bremskörper 4 am meisten gestaucht. Die Bremskörper 4, 4', 4" sind so ausgelegt, dass der dem Zylinder 2 mit dem kleinsten Durchmesser zugeordnete Bremskörper 4 die geringste Normalkraft ausübt und der dem Zylinder 2" mit dem größten Durchmesser zugeordnete Bremskörper 4" die größte Normalkraft ausübt. Dies kann durch die Werkstoffwahl erreicht werden oder durch konstruktive Maßnahmen. Durch diese Ausgestaltung ist die Ausfahrfolge der Hydraulikzylinderanordnung 1 sicher gestellt, so dass zunächst der Kolben 3, anschließend die Zylinder 2, 2', und 2" ausfahren. Die Nut 5 und der in der Nut 5 angeordnete Bremskörper befinden sich zwischen der Primär- und Sekundärdichtung 8, 9, so dass der Bremskörper 4 gegen Verschmutzung und zu hohe Drücke geschützt ist. -
Figur 2 zeigt eine Anordnung 1 gemäßFigur 1 , wobei der Bremskörper 4 in dieser Ausgestaltung pilzförmig ausgebildet ist. Der Bremskörper 4 weist an seinen beiden Flanken 10 Ausnehmungen 11 auf. Der Bremskörper 4 besteht aus einem elastomeren Material, in dieser Ausgestaltung aus einem Polyurethan. Dabei ist der Bremskörper 4 zweiteilig ausgebildet und beide Teile weisen Polyurethane mit voneinander abweichenden Eigenschaften auf. Der dem Kolben 3 zugewandte Abschnitt 12 besteht aus einem federelastischen Polyurethan mit einem hohen Reibwert und einer Härte die zwischen 90 und 94 Shore liegt. Der dem Zylinder 2 zugewandte Abschnitt 13 besteht aus einem Polyurethan mit hoher Steifigkeit; die Härte ist größer als 94 Shore. Grundsätzlich ist der Werkstoff des Abschnitts 13 härter als der des Abschnitts 12. Der Bremskörper 4 ist einstückig ausgebildet und wurde mittels 2-Komponenten-Spritzguss hergestellt. Die dem Kolben 3 zugeordnete Berührfläche ist im Querschnitt betrachtet abgerundet, so dass sich eine große Kontaktfläche ergibt. Die Nut 5 weist in dieser Ausgestaltung einen V-förmigen Nutgrund sowie senkrechte Nutwände 7, 7' auf. Der Bremskörper 4 ist kippbeweglich in dieser Nut 5 angeordnet. -
Figur 2 zeigt den Bremskörper 4 gemäßFigur 2 während des Richtungswechsels des Kolbens 2. Der Bremskörper 4 befindet sich in der Mittellage zwischen den beiden Nutwänden 7,7'. In dieser Position wird der Bremskörper 4 am meisten gestaucht und die aus der Normalkraft resultierenden Reibkraft ist am größten. Die dem Kolben 3 zugeordnete Berührfläche des Bremskörpers wird verformt, so dass sich die Berührungsfläche vergrößert. In dieser Stellung ist der Widerstand des Bremskörpers 4 am größten. Kippt der Bremskörper 4 über diese Position hinweg, sinkt die Reibkraft schnell ab. -
Figur 4 zeigt den Bremskörper 4 gemäß derFiguren 2 und3 in der anderen Endlage. In dieser Position bleibt der Bremskörper 4 bis zum nächsten Richtungswechsel.
Claims (9)
- Hydraulikzylinderanordnung (1) mit zumindest einem Zylinder (2) und zumindest einem in dem Zylinder (2) gleitbeweglich angeordneten Kolben (3), dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremskörper (4) so zwischen Kolben (2) und Zylinder (3) angeordnet ist, dass der Bremskörper (4) eine Normalkraft auf den Zylinder (2) und den Kolben (3) ausübt die dann am größten ist, wenn sich die relative Bewegung des Kolbens (3) gegenüber dem Zylinder (2) umkehrt.
- Hydraulikzylindernordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinder (2) eine Nut (5) angeordnet ist in der der Bremskörper (4) angeordnet ist.
- Hydraulikzylinderanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskörper (4) kippbeweglich in der Nut (5) angeordnet ist.
- Hydraulikzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskörper (4) ringförmig ausgebildet ist.
- Hydraulikzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskörper (4) federelastisch ausgebildet ist.
- Hydraulikzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskörper (4) im Querschnitt betrachtet oval oder pilzförmig ausgebildet ist.
- Hydraulikzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskörper (4) aus einem elastomeren Material besteht.
- Hydraulikzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zylinder (2) gleitbeweglich ineinander gesteckt sind, wobei jeder Zylinder (2) einen Bremskörper (4) aufweist.
- Hydraulikzylinderanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Zylinder (2) mit dem kleinsten Durchmesser zugeordnete Bremskörper (4) so ausgelegt ist, dass er die kleinste Normalkraft ausübt und dass die Normalkraft der den größeren Zylindern (2) zugeordneten Bremskörpern (4) ansteigt.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP07000870A EP1947351A1 (de) | 2007-01-17 | 2007-01-17 | Hydraulikzylinderanordnung |
| EP08000711A EP1950427A1 (de) | 2007-01-17 | 2008-01-16 | Hydraulikzylinderanordnung |
| DE200820014461 DE202008014461U1 (de) | 2007-01-17 | 2008-01-16 | Hydraulikzylinderanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| EP07000870A EP1947351A1 (de) | 2007-01-17 | 2007-01-17 | Hydraulikzylinderanordnung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1947351A1 true EP1947351A1 (de) | 2008-07-23 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP07000870A Withdrawn EP1947351A1 (de) | 2007-01-17 | 2007-01-17 | Hydraulikzylinderanordnung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1947351A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025242271A1 (de) * | 2024-05-24 | 2025-11-27 | Destaco Europe Gmbh | Positioniervorrichtung |
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| WO1981003528A1 (fr) * | 1980-06-05 | 1981-12-10 | J Leray | Verin telescopique |
| EP0450501A1 (de) * | 1990-04-06 | 1991-10-09 | Walter Neumeister | Kolben-Zylinder-Aggregat |
| DE102005017887A1 (de) * | 2005-04-19 | 2006-10-26 | Linde Ag | Einrichtung zur Sicherung der Bewegungsreihenfolge einer Mehrzahl von hydraulischen Zylindern |
-
2007
- 2007-01-17 EP EP07000870A patent/EP1947351A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
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