EP3344881B1 - Hydromechanischer arretierungszylinder und hydraulisches steuersystem zu dessen betätigung - Google Patents

Hydromechanischer arretierungszylinder und hydraulisches steuersystem zu dessen betätigung Download PDF

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EP3344881B1
EP3344881B1 EP17791292.0A EP17791292A EP3344881B1 EP 3344881 B1 EP3344881 B1 EP 3344881B1 EP 17791292 A EP17791292 A EP 17791292A EP 3344881 B1 EP3344881 B1 EP 3344881B1
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EP
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locking
pressure chamber
valve
piston
cylinder according
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Norbert Beinl
Hubert Reiser
Rainer Schenk
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Fbr Facondrehteile GmbH
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Fbr Facondrehteile GmbH
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    • F15B2211/428—Flow control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure

Definitions

  • the invention relates to a hydromechanical locking cylinder - which is also referred to as a locking cylinder - according to the preamble of claim 1 and a hydraulic control system for its actuation according to claim 12.
  • a hydromechanical locking cylinder is from the EP 1 864 024 B1 known.
  • a rotary sleeve connected to a spindle for locking the spindle is secured by radially engaging locking pin.
  • the locking pins are biased by compression springs into their engaged position and disengaged by acting on the locking pin pressure medium.
  • EP 2 039 944 A2 is a generic hydromechanical locking cylinder known.
  • the locking bolt is actuated by means of a locking slide, which is movable by means of an additional hydraulically actuated control.
  • the actuating mechanism for the locking slide is an additional overhead on components.
  • the object of the invention is to provide a hydromechanical locking cylinder with a simplified structure.
  • the locking cylinder according to the invention is characterized in that in a one-piece design or firmly connected two-part design of the spindle with a locking part of the locking engagement by means of at least one frontally arranged on the locking part, radially and axially open Arret michsnut the front side with fixed locking bolt.
  • no moving parts are required between the spindle and locking part.
  • the frontal engagement allows a sliding, low-wear locking or unlocking by means of only a very slight axial lifting movement of the locking part.
  • the detent grooves provided for this purpose on the locking part are preferably provided with at least one chamfer and directly adjoin one another in such a way that locking pins provided in the region of a cylinder bottom engage in each rotational position of the spindle even with very little rotation. This ensures a quick and low-wear inlet and outlet of the locking bolt in the locking grooves.
  • a one-sided load of a single locking bolt and the associated Danger of breakage and jamming, as in an engagement of several radially movable locking bolt (see EP 1 864 024 B1 ) occur again and again by a minimal offset in the movement is excluded in the locking cylinder according to the invention. As a result, its reliability is significantly increased.
  • the locking grooves are chamfered on both sides, so that the engagement and disengagement of the locking bolt takes place equally easily in both directions of rotation.
  • three locking bolts are arranged at 120 ° offset on the cylinder bottom.
  • the number of locking grooves on the locking part is preferably a natural multiple of the number of locking bolts, that is, for example, preferably six or better even nine locking grooves in the case of three locking bolts.
  • the locking cylinder according to the invention has a separate from a working space for actuating the piston unlocking pressure chamber in the region of the front end of the locking part.
  • the hydromechanical locking cylinder is preferably provided with a hydraulic control system, which acts on a valve for acting on the working space only with the required working pressure for lifting the piston when the locking member is lifted by the pressure in the unlocking pressure chamber from the locking bolt.
  • a valve for acting on the working pressure chamber is preferably counter-motionically coupled with a valve for acting on or relieving the unlocking pressure chamber.
  • all valves used for actuating the piston and the locking part are in a hydraulic control block integrated, which is preferably flanged on the outer casing or housing of the locking cylinder.
  • the locking cylinder according to the invention can be designed as a single-acting plunger cylinder but also as a double-acting cylinder. Described is in the embodiments, only a single-acting locking cylinder. For a conversion into a double-acting cylinder, the working pressure chamber in the upper area only needs to be connected to another hydraulic line.
  • An in Fig. 1 illustrated locking cylinder 10 is formed by a cylinder tube 12 that is closed at the top of a termination part 11 and bottom of a bottom 14.
  • the end part 11 is screwed by means of a thread 1110 with the cylinder tube 12 and additionally sealed by means of a seal 1112.
  • a housing 14 including the bottom 14 wherein the connection also preferably via a unspecified screw thread and an additional seal by means of at least one unspecified seal is done.
  • a needle bearing 33 covered upwardly by a support disk 330 is inserted when screwing in.
  • a fastening eye 15 is designed for connection, for example, to a machine frame, to a vehicle frame or to a foundation.
  • a tubular piston rod 20 is arranged, which is provided at its lower end with a piston 22.
  • the upper end of the piston rod 20 is provided with a mounting eye 21.
  • the piston 22 has an internal thread 23 that is in engagement with an external thread 31 of a spindle 30 arranged centrally in the cylinder tube 12.
  • the thread 23 or 31 is preferably designed as a trapezoidal thread. Below the piston 22, this limits a working pressure space 24 in conjunction with the inner wall of the cylinder tube 12.
  • the spindle 30 is fixedly connected to a locking part 32 that connects down to this.
  • the locking member 32 has on its downwardly directed end side a plurality of radially outwardly open and also in the axial direction downwardly open locking grooves 34.
  • the locking grooves 34 are in FIG. 1 with locking bolt 18 in engagement, which are fixedly arranged above the bottom 14 substantially horizontally laterally in the housing 19.
  • the locking grooves 34 are in detail in the FIGS. 2 to 4 shown.
  • the locking member 32 is as far axially movable in a separate from the working pressure chamber 24 unlocking pressure chamber 16 when acted upon by means of a Entriegelungs Kunststoffs that the Arret michsnuten 34 can get out of engagement with the locking pin 18.
  • the underside of the needle bearing 33 forms a rotatable stop for the locking part 32.
  • the locking part 32 allows a rotation of the spindle 30 to, which causes an axial displacement of the piston 22 and the piston rod 20 upward due to the hydraulic pressure in the working pressure chamber 24 and the engagement of the external thread 31 in the internal thread 23.
  • a locking member 32 is shown in detail.
  • Several on the circumference uniformly distributed locking grooves 34 have in this embodiment on one side a chamfer 36, on which the locking member 32 lifts when subjected to an unlocking of the locking bolt 18 and again slidably engaged in a reverse locking.
  • the locking member 32 has a plurality of recesses 38 in the middle region.
  • a magnetic switch 13 is arranged on the housing 19, which measures the number of revolutions of the locking part 32 and thereby determines the exact stroke position of the piston 20.
  • Fig. 3 an alternative embodiment of a locking member 32 is shown, in which the locking grooves 34 are provided on both sides with chamfer 36. This embodiment is preferred because the engagement of the locking pin 18 or disengaged with the locking pin 18 in both directions is sliding.
  • nine locking grooves 34 are arranged uniformly distributed in the embodiment shown on the circumference. In this case, three offset by 120 ° to each other arranged locking pin 18 for engagement in these locking grooves 34 are provided.
  • the piston 22 thus performs at a locking of the locking member 32 only a maximum of 1/9 of a pitch of its thread as expiring axial movement. These are in practice only a few millimeters.
  • FIG. 4 is one also in the embodiment according to Fig. 2 existing bypass bore 35 indicated schematically.
  • This provided in the locking part 32 at least one bypass hole communicates with an arranged in the region of the locking grooves 34 inlet opening 35X with the below the first seal 161 arranged unlocking pressure chamber 16.
  • the side of the locking part 32 provided outlet opening 35S is locked in the locking position by resting against the wall. After lifting off the locking part 32 of the locking pin 18, the outlet opening 35 S communicates with the hydraulic line S, so that the pressure applied in the unlocking pressure chamber 16 pressure on the acting as a control pressure line hydraulic line S also for driving the valves 110 and 120 is effective.
  • a first hydraulic line A opens with a line branch A112.
  • this junction is indicated only schematically by the arrow A.
  • a hydraulic line X opens in the lower part of the locking cylinder 10 of the unlocking pressure chamber 16 in the below the first seal 161, a hydraulic line X and between the first seal 161 and the second seal 162, a further hydraulic line S opens.
  • these confluence points are indicated only schematically by the arrow X and S.
  • the hydraulic lines A, X and S are represented by a in the right part of the FIG. 5 controlled hydraulic control block 102, which forms a hydraulic control system 100 in conjunction with a multi-way valve 105 and controlled by this controlled hydraulic lines A and B.
  • the hydraulic control block 102 is in FIG. 1 flanged to the right side of the housing 19.
  • valves 110, 120 and 130 are arranged in the hydraulic control block 102.
  • the first valve 110 is connected on the right side via a branch line A110 with the first hydraulic line A.
  • the first valve 110 is connected on the left side via the branch line A112 with the working pressure chamber 24.
  • the first valve 110 is connected to the hydraulic line S and on its upper side, the first valve 110 is connected via a control line 118 to the second valve 120, wherein the control line 118 causes a mutually opposite circuit of the valves 110 and 120.
  • the second valve 120 is connected on its left side via a branch line B120 with the second hydraulic line B.
  • the second valve 120 is connected via a line branch B130 to the third valve 130, which on the input side has a shuttle valve 134 in this area, which inhibits or releases flow to the line branch B130.
  • the line branch B120 and the line branch B130 are additionally connected to one another by a bypass line 124 which bypasses the second valve 120 and into which a check valve 122 blocking the flow to the line branch B130 is inserted.
  • the third valve 130 is connected at its bottom via a check valve 132 with the first hydraulic line A, wherein the check valve 132 allows only a flow from the first hydraulic line A to the third valve 130.
  • the third valve 130 On its left side, the third valve 130 is connected to the hydraulic line X leading to the unlocking pressure chamber 16.
  • the first hydraulic line A is pressurized.
  • the third valve 130 controls this pressure in the hydraulic line X, whereby the check valve 132 opens and the shuttle valve 134 blocks the path to the branch line 132.
  • the hydraulic line S is in this case still depressurized, so that the first valve 110 still prevents the connection from the line branch A110 to the line branch A112. Therefore, starting from the hydraulic line A, initially only one unlocking pressure is built up in the unlocking pressure chamber 16, but still no pressure in the working pressure chamber 24. The unlocking is thus unequivocally uncoupled from the working stroke.
  • the unlocking pressure fed in via the hydraulic line X into the unlocking pressure chamber 16 causes the locking part 32 to be lifted off the locking bolt 18.
  • the hydraulic line S acting as the control pressure line becomes the unlocking pressure via the bypass bore 35 and its free outlet opening 35S applied.
  • This controls the first valve 110 in the through position, in which the line branch A110 is connected to the line branch A112.
  • the required working pressure is now also fed into the working pressure chamber 24 from the first hydraulic line A.
  • the piston 22 is thereby moved by rotation of the spindle 30 upwards.
  • the second hydraulic line B is pressurized by the multi-way valve 105 and the first hydraulic line A is simultaneously relieved.
  • the pressure is fed via the third valve 130 into the hydraulic line X.
  • the hydraulic line S is also subjected to pressure simultaneously via the unlocking pressure chamber 16.
  • This pressure causes a reversal of the first valve 110 and at the same time via the control line 118, a reversal of the second valve 120.
  • the instantaneous mechanical lock provides the locking grooves 34 engaged with the locking pins 18 for safe interception of the load in any intermediate position.
  • the bypass line 122 with the opening check valve 122 provides for a controlled pressure reduction after completion of a lifting or lowering operation.
  • the pending in the unlocking pressure chamber 16 pressure is reduced via the hydraulic line X, via the third valve 130 with its now upwardly opening shuttle valve 134 and via the bypass line 122 to the then pressureless hydraulic line B120 and B out.
  • the inventive innovative hydraulic control system 100 thus provides in a simple manner for a very advantageous, minimizing wear decoupling of the unlocking of the working stroke of a hydromechanical locking cylinder.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen hydromechanischen Arretierungszylinder - der auch als Verriegelungszylinder bezeichnet wird - gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein hydraulisches Steuersystem zu dessen Betätigung gemäß Anspruch 12.
  • Ein hydromechanischer Arretierungszylinder ist aus der EP 1 864 024 B1 bekannt. Hierbei wird eine mit einer Spindel verbundene Drehhülse zur Arretierung der Spindel durch radial eingreifende Sperrbolzen gesichert. Die Sperrbolzen werden durch Druckfedern in ihre Eingriffsstellung vorgespannt und durch ein auf den Sperrbolzen einwirkendes Druckmedium außer Eingriff gebracht.
  • Aus der EP 2 039 944 A2 ist ein gattungsgemäßer hydromechanischer Arretierungszylinder bekannt. Bei diesem wird der Verriegelungsbolzen mittels eines Sperrschiebers betätigt, der mittels eines zusätzlichen hydraulisch betätigbaren Steuerelements bewegbar ist. Die Betätigungsmechanik für den Sperrschieber stellt einen zusätzlichen Mehraufwand an Bauteilen dar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydromechanischen Arretierungszylinder mit einem vereinfachten Aufbau zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird ein äußerst einfacher Aufbau eines äußerst zuverlässig arbeitenden Arretierungszylinders mit nur sehr wenigen Teilen möglich. Als bevorzugtes Einsatzgebiet der Erfindung können beispielsweise hydraulisch betätigbare Hub-Plattformen oder Arbeitsbühnen oder andere statische Lastfälle in Betracht kommen. Durch die zusätzliche mechanische Verriegelung wird die Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Arretierungszylinders gegenüber Systemen, die ausschließlich mit einer hydraulischen Blockierung eines erreichten Bewegungszustandes arbeiten, insbesondere bei solchen statischen Anwendungen, bei denen eine Last sehr lange stabil gehalten werden muss, wesentlich verbessert.
  • Der erfindungsgemäße Arretierungszylinder zeichnet sich dadurch aus, dass bei einer einteiligen Ausbildung oder fest verbundenen zweiteiligen Ausbildung der Spindel mit einem Verriegelungsteil der Verriegelungseingriff mittels wenigstens einer stirnseitig am Verriegelungsteil angeordneten, radial und axial offenen Arretierungsnut stirnseitig mit feststehenden Verriegelungsbolzen erfolgt. Somit sind zwischen Spindel und Verriegelungsteil keine bewegten Teile erforderlich. Es sind auch keine bewegbaren Verriegelungsbolzen erforderlich. Der stirnseitige Eingriff ermöglicht eine gleitende, verschleißarme Verriegelung bzw. Entriegelung mittels einer nur sehr geringfügigen axialen Hubbewegung des Verriegelungsteils.
  • Die dazu am Verriegelungsteil vorgesehenen Arretierungsnuten sind bevorzugt mit wenigstens einer Anfasung versehen und schließen derart unmittelbar aneinander an, dass im Bereich eines Zylinderbodens vorgesehene Verriegelungsbolzen in jeder Drehposition der Spindel auch bei einer nur sehr geringen Drehung in Eingriff geraten. Dadurch wird ein schneller und verschleißarmer Einlauf und Auslauf der Verriegelungsbolzen in die Arretierungsnuten gewährleistet. Eine einseitige Belastung eines einzigen Verriegelungsbolzens und die damit einhergehende Gefahr eines Brechens und Verklemmens, wie sie bei einem Eingriff mehrerer radial bewegbarer Verriegelungsbolzens (siehe EP 1 864 024 B1 ) durch einen minimalen Versatz bei deren Bewegung immer wieder vorkommen, ist beim erfindungsgemäßen Arretierungszylinder ausgeschlossen. Dadurch wird dessen Betriebssicherheit wesentlich erhöht.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Arretierungsnuten beidseitig mit Anfasung versehen, so dass das in Eingriff und außer Eingriff bringen der Verriegelungsbolzen in beiden Drehrichtungen gleichermaßen einfach stattfindet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind drei Verriegelungsbolzen unter 120 ° versetzt am Zylinderboden angeordnet. Die Zahl der Arretierungsnuten am Verriegelungsteil beträgt bevorzugt ein natürliches Vielfaches der Zahl der Verriegelungsbolzen, bei drei Verriegelungsbolzen also beispielsweise bevorzugt sechs oder besser sogar neun Arretierungsnuten.
  • Der erfindungsgemäße Arretierungszylinder weist einen von einem Arbeitsraum zum Betätigen des Kolbens getrennten Entriegelungs-Druckraum im Bereich des stirnseitigen Endes des Verriegelungsteils auf.
  • Der hydromechanische Arretierungszylinder ist bevorzugt mit einem hydraulischen Steuersystem versehen, das ein Ventil zur Beaufschlagung des Arbeitsraumes erst dann mit dem erforderlichen Arbeitsdruck zum Anheben des Kolbens beaufschlagt, wenn das Verriegelungsteil durch den Druck im Entriegelungs-Druckraum von den Verriegelungsbolzen abgehoben ist.
  • Bevorzugt ist hierfür ein Ventil zur Beaufschlagung des Arbeitsdruckraums gegenläufig bewegungsgekoppelt mit einem Ventil zur Beaufschlagung oder Entlastung des Entriegelungs-Druckraumes.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind alle zur Betätigung des Kolbens und des Verriegelungsteils dienenden Ventile in einem hydraulischen Steuerblock integriert, der bevorzugt am Außenmantel oder Gehäuse des Arretierungszylinders anflanschbar ist.
  • Der erfindungsgemäße Arretierungszylinder kann als einfach wirkender Plungerzylinder aber auch als doppeltwirkender Arbeitszylinder ausgestaltet sein. Beschrieben ist in den Ausführungsbeispielen nur ein einfach wirkender Arretierungszylinder. Für eine Umgestaltung in einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder muss der Arbeitsdruckraum im oberen Bereich lediglich mit einer weiteren Hydraulikleitung verbunden werden.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Arretierungszylinders näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch einen einfach wirkenden Arretierungszylinder bei eingefahrenem Kolben und im Eingriff befindlichen Verriegelungsteil,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht eines Verriegelungsteils mit einseitig angefasten Arretierungsnuten,
    Fig. 3
    eine Seitenansicht eines alternativen Verriegelungsteils mit beidseitig angefasten Arretierungsnuten,
    Fig. 4
    eine perspektivische Ansicht des Verriegelungsteils gemäß Figur 3, und
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung eines Arretierungszylinders mit einem dazugehörigen hydraulischen Steuersystem.
  • Ein in Fig. 1 dargestellter Arretierungszylinder 10 wird gebildet von einem Zylinderrohr 12, dass oben von einem Abschlussteil 11 und unten von einem Boden 14 verschlossen wird. Das Abschlussteil 11 ist mittels eines Gewindes 1110 mit dem Zylinderrohr 12 verschraubt und zusätzlich mittels einer Dichtung 1112 abgedichtet.
  • Im unteren Teil ist das Zylinderrohr 12 mit einem auch den Boden 14 umfassenden Gehäuse 19 verbunden, wobei die Verbindung ebenfalls bevorzugt über ein nicht näher bezeichnetes Schraubgewinde und eine zusätzliche Abdichtung mittels wenigstens einer nicht näher bezeichneten Dichtung erfolgt.
  • Zwischen Zylinderrohr 12 und Gehäuse 19 wird beim Einschrauben ein nach oben von einer Stützscheibe 330 abgedecktes Nadellager 33 eingesetzt.
  • Am unteren Teil des Gehäuses 19 ist ein Befestigungsauge 15 zur Anbindung beispielsweise an ein Maschinengestell, an einen Fahrzeugrahmen oder an ein Fundament ausgebildet.
  • Im Inneren des Zylinderrohres 12 ist eine rohrförmige Kolbenstange 20 angeordnet, die an ihrem unteren Ende mit einem Kolben 22 versehen ist. Das obere Ende der Kolbenstange 20 ist mit einem Befestigung-Auge 21 versehen. Der Kolben 22 weist ein Innengewinde 23 auf, dass mit einem Außengewinde 31 einer zentral im Zylinderrohr 12 angeordneten Spindel 30 im Eingriff steht. Das Gewinde 23 bzw. 31 ist bevorzugt als Bewegungs-Trapezgewinde ausgebildet. Unterhalb des Kolbens 22 begrenzt dieser in Verbindung mit der Innenwand des Zylinderrohres 12 einen Arbeitsdruckraum 24.
  • Die Spindel 30 ist fest mit einem Verriegelungsteil 32 verbunden, dass sich nach unten an diese anschließt. Das Verriegelungsteil 32 weist an seiner nach unten gerichteten Stirnseite mehrere radial nach außen offene und auch in axialer Richtung nach unten offene Arretierungsnuten 34 auf. Die Arretierungsnuten 34 stehen in Figur 1 mit Verriegelungsbolzen 18 im Eingriff, die oberhalb des Bodens 14 im Wesentlichen horizontal seitlich im Gehäuse 19 fest angeordnet sind. Die Arretierungsnuten 34 sind im Detail in den Figuren 2 bis 4 dargestellt.
  • Das Verriegelungsteil 32 ist in einem vom Arbeitsdruckraum 24 getrennten Entriegelungs-Druckraum 16 bei Beaufschlagung desselben mittels eines Entriegelungsdrucks soweit axial bewegbar, dass die Arretierungsnuten 34 außer Eingriff mit den Verriegelungsbolzen 18 geraten können. Die Unterseite des Nadellagers 33 bildet dabei einen drehbaren Anschlag für das Verriegelungsteil 32. In der Entriegelungsstellung lässt das Verriegelungsteil 32 eine Rotation der Spindel 30 zu, die eine Axialverschiebung des Kolbens 22 und der Kolbenstange 20 nach oben infolge des Hydraulikdrucks im Arbeitsdruckraum 24 und des Eingriffs des Außengewindes 31 in das Innengewinde 23 bewirkt.
  • In Fig. 2 ist ein Verriegelungsteil 32 im Detail dargestellt. Mehrere am Umfang gleichmäßig verteilte Arretierungsnuten 34 weisen in diesem Ausführungsbeispiel einseitig eine Anfasung 36 auf, über die sich das Arretierungsteil 32 bei einer Beaufschlagung mit einem Entriegelungsdruck von den Verriegelungsbolzen 18 abhebt und bei einem umgekehrten Verriegeln wieder gleitend in Eingriff gerät. Das Verriegelungsteil 32 weist im mittleren Bereich mehrere Aussparungen 38 auf. In diesem Bereich ist am Gehäuse 19 ein Magnetschalter 13 angeordnet, der die Anzahl der Umdrehungen des Verriegelungsteils 32 misst und dadurch die exakte Hub-Position des Kolbens 20 bestimmt.
  • Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Verriegelungsteils 32 dargestellt, bei der die Arretierungsnuten 34 beidseitig mit Anfasung 36 versehen sind. Diese Ausführungsform ist bevorzugt, da der Eingriff der Verriegelungsbolzen 18 oder das außer Eingriff geraten mit den Verriegelungsbolzen 18 in beiden Drehrichtungen gleitend erfolgt. Wie der perspektivischen Darstellung gemäß Figur 4 zu entnehmen ist, sind im gezeigten Ausführungsbeispiel am Umfang gleichmäßig verteilt neun Arretierungsnuten 34 angeordnet. In diesem Fall sind drei um 120° versetzt zueinander angeordnete Verriegelungsbolzen 18 für den Eingriff in diese Arretierungsnuten 34 vorgesehen. Der Kolben 22 führt somit bei einer Arretierung des Verriegelungsteils 32 nur noch maximal 1/9 einer Ganghöhe seines Gewindes als auslaufende Axialbewegung durch. Dies sind in der Praxis nur wenige Millimeter.
  • In Figur 4 ist eine auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 vorhandene Bypassbohrung 35 schematisch angedeutet. Diese im Verriegelungsteil 32 vorgesehene wenigstens eine Bypassbohrung kommuniziert mit einer im Bereich der Arretierungsnuten 34 angeordneten Eintrittsöffnung 35X mit dem unterhalb der ersten Dichtung 161 angeordneten Entriegelungs-Druckraum 16. Die seitlich am Verriegelungsteil 32 vorgesehene Austrittsöffnung 35S ist in der Verriegelungsposition durch Anlage an der Wand gesperrt. Nach dem Abheben des Verriegelungsteils 32 von den Verriegelungsbolzen 18 kommuniziert die Austrittsöffnung 35S mit der Hydraulikleitung S, so dass der im Entriegelungs-Druckraum 16 anstehende Druck über die als Steuerdruckleitung wirkende Hydraulikleitung S auch zur Ansteuerung der Ventile 110 und 120 wirksam wird.
  • In der Fig. 5 ist der Arretierungszylinder 10 im linken Teil nur noch schematisch dargestellt. Unterhalb des Kolbens 22 ist der Arbeitsdruckraum 24 erkennbar, in den eine erste Hydraulikleitung A mit einem Leitungszweig A112 einmündet. In Figur 1 ist diese Einmündungsstelle nur schematisch durch den Pfeil A angedeutet. Im unteren Teil des Arretierungszylinders 10 ist der Entriegelungs-Druckraum 16 dargestellt, in den unterhalb der ersten Dichtung 161 eine Hydraulikleitung X und zwischen der ersten Dichtung 161 und der zweiten Dichtung 162 eine weitere Hydraulikleitung S einmündet. In Figur 1 sind diese Einmündungsstellen nur schematisch durch die Pfeil X und S angedeutet.
  • Die Hydraulikleitungen A, X und S werden durch einen im rechten Teil der Figur 5 schematisch dargestellten hydraulischen Steuerblock 102 gesteuert, der in Verbindung mit einem Mehrwegeventil 105 und den von diesem gesteuert beaufschlagten Hydraulikleitungen A und B ein hydraulisches Steuersystem 100 bildet. Der hydraulische Steuerblock 102 ist in Figur 1 an der rechten Seite des Gehäuses 19 angeflanscht.
  • Im hydraulischen Steuerblock 102 sind drei Ventile 110,120 und 130 angeordnet. Das erste Ventil 110 ist auf der rechten Seite über einen Leitungszweig A110 mit der ersten Hydraulikleitung A verbunden. Das erste Ventil 110 ist auf der linken Seite über den Leitungszweig A112 mit dem Arbeitsdruckraum 24 verbunden. Auf seiner Unterseite ist das erste Ventil 110 mit der Hydraulikleitung S verbunden und auf seiner Oberseite ist das erste Ventil 110 über eine Steuerleitung 118 mit dem zweiten Ventil 120 verbunden, wobei die Steuerleitung 118 eine wechselseitig gegenläufige Schaltung der Ventile 110 und 120 bewirkt.
  • Das zweite Ventil 120 ist auf seiner linken Seite über einen Leitungszweig B120 mit der zweiten Hydraulikleitung B verbunden. Auf der rechten Seite ist das zweite Ventil 120 über einen Leitungszweig B130 mit dem dritten Ventil 130 verbunden, das in diesem Bereich eingangsseitig ein Wechselventil 134 aufweist, welches eine Strömung zum Leitungszweig B130 hin unterbindet oder freigibt. Der Leitungszweig B120 und der Leitungszweig B130 sind zusätzlich durch eine das zweite Ventil 120 umgehende Bypassleitung 124 miteinander verbunden, in welche ein den Durchfluss zum Leitungszweig B130 hin sperrendes Rückschlagventil 122 eingesetzt ist.
  • Das dritte Ventil 130 steht an seiner Unterseite über ein Rückschlagventil 132 mit der ersten Hydraulikleitung A in Verbindung, wobei das Rückschlagventil 132 nur eine Strömung von der ersten Hydraulikleitung A zum dritten Ventil 130 zulässt. An seiner linken Seite ist das dritte Ventil 130 mit der zum Entriegelungs-Druckraum 16 führenden Hydraulikleitung X verbunden.
  • Nachfolgend ist ausgehend von einem Eingriff der Verriegelungsbolzen 18 in die Arretierungsnuten 34 eine Entriegelung und ein anschließendes Anheben des Kolbens 22 beschrieben.
  • Über das Mehrwegeventil 105 wird die erste Hydraulikleitung A mit Druck beaufschlagt. Über den Leitungszweig A130 steuert das dritte Ventil 130 diesen Druck in die Hydraulikleitung X durch, wobei das Rückschlagventil 132 öffnet und das Wechselventil 134 den Weg zur Zweigleitung 132 sperrt.
  • Die Hydraulikleitung S ist hierbei noch drucklos, so dass das erste Ventil 110 noch die Verbindung vom Leitungszweig A110 zum Leitungszweig A112 unterbindet. Es wird daher ausgehend von der Hydraulikleitung A zunächst nur ein Entriegelungsdruck im Entriegelungs-Druckraum 16 aufgebaut, aber noch kein Druck im Arbeitsdruckraum 24. Die Entriegelung wird somit zeitlich eindeutig vom Arbeitshub abgekoppelt.
  • Der über die Hydraulikleitung X in den Entriegelungs-Druckraum 16 eingespeiste Entriegelungsdruck bewirkt das Abheben des Verriegelungsteils 32 von den Verriegelungsbolzen 18. Beim Abheben des Verriegelungsteils 32 wird über die Bypassbohrung 35 und deren frei werdende Austrittsöffnung 35S auch die als Steuerdruckleitung wirksame Hydraulikleitung S mit dem Entriegelungsdruck beaufschlagt. Diese steuert das erste Ventil 110 in die Durchgangsposition, in der der Leitungszweig A110 mit dem Leitungszweig A112 verbunden ist. Hierdurch wird von der ersten Hydraulikleitung A nun auch der erforderliche Arbeitsdruck in den Arbeitsdruckraum 24 eingespeist. Der Kolben 22 wird dabei durch Drehung der Spindel 30 nach oben bewegt.
  • Zum Absenken des Kolbens 22 wird durch das Mehrwegeventil 105 die zweite Hydraulikleitung B mit Druck beaufschlagt und die erste Hydraulikleitung A gleichzeitig entlastet. Über den Leitungszweig B120, das zweite Ventil 120 und den Leitungszweig B130 wird der Druck über das dritte Ventil 130 in die Hydraulikleitung X eingespeist. Dadurch wird auch gleichzeitig über den Entriegelungs-Druckraum 16 die Hydraulikleitung S mit Druck beaufschlagt. Dieser Druck bewirkt ein Umsteuern des ersten Ventils 110 und gleichzeitig über die Steuerleitung 118 auch ein Umsteuern des zweiten Ventils 120. Somit wird immer nur so viel Druck aufgebaut, wie er zum Heben der Last benötigt wird. Beim Absenken der Last wird auch umgekehrt jeweils nur so viel Gegendruck aufgebaut, dass ein langsames Absenken der Last erfolgt. Im Falle eines plötzlichen Hydraulikdruckabfalls sorgt die sofort wirksam werdende mechanische Verriegelung über die mit den Verriegelungsbolzen18 in Eingriff geratenden Arretierungsnuten 34 für ein sicheres Abfangen der Last in jeder beliebigen Zwischenposition.
  • Die Bypassleitung 122 mit dem sich öffnenden Rückschlagventil 122 sorgt nach Beendigung eines Hub- oder Absenkvorgangs für einen gesteuerten Druckabbau. Der im Entriegelungs-Druckraum 16 anstehende Druck wird dabei über die Hydraulikleitung X, über das dritte Ventil 130 mit seinem sich jetzt nach oben öffnenden Wechselventil 134 und über die Bypassleitung 122 zur dann drucklosen Hydraulikleitung B120 und B hin abgebaut.
  • Das auch für sich gesehen erfinderische hydraulische Steuersystem 100 sorgt somit in einfacher Weise für eine sehr vorteilhafte, den Verschleiß minimierende Entkopplung des Entriegelungsvorgangs vom Arbeitshub eines hydromechanischen Arretierungszylinders.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Arretierungszylinder
    11
    Abschlussteil
    1110
    Gewinde
    1120
    Dichtung
    12
    Zylinderrohr
    13
    Sensor (Magnetschalter)
    14
    Boden
    15
    Befestigungs-Auge
    16
    Entriegelungs-Druckraum
    161
    erste Dichtung
    162
    zweite Dichtung
    18
    Verriegelungsbolzen
    19
    Gehäuse
    20
    Kolbenstange (Kolbenrohr)
    21
    Befestigungs-Auge
    22
    Kolben
    23
    Innengewinde
    24
    Arbeitsdruckraum
    30
    Spindel
    31
    Außengewinde
    32
    Verriegelungsteil (Arretierungsnabe)
    33
    Nadellager
    332
    Stützscheibe
    34
    Arretierungsnut
    35
    Bypassbohrung (in 32)
    35X
    Eintrittsöffnung (von 35, verbunden mit X)
    35S
    Austrittsöffnung (von 35, verbunden mit S)
    36
    Anfasung
    38
    Aussparung
    100
    hydraulisches Steuersystem
    102
    hydraulischer Steuerblock
    105
    Mehrwegeventil
    110
    erstes Ventil
    116
    Feder
    118
    Steuerleitung
    120
    zweites Ventil
    122
    Rückschlagventil
    124
    Bypassleitung
    130
    drittes Ventil
    132
    Rückschlagventil
    134
    Wechselventil
    A
    erste Hydraulikleitung
    A110
    Leitungszweig (von A zum ersten Ventil 110)
    A112
    Leitungszweig (vom ersten Ventil 110 zum Arbeitsdruckraum)
    A130
    Leitungszweig (vom Mehrwegeventil 105 zum ersten Ventil 110)
    B
    zweite Hydraulikleitung
    B120
    Leitungszweig (von B zum zweiten Ventil 120)
    B130
    Leitungszweig (vom zweiten Ventil 120 zum dritten Ventil 130)
    X
    Hydraulikleitung (zum Entriegelungs-Druckraum)
    S
    Hydraulikleitung (Steuerleitung vom Entriegelungs- Druckraum zu den Ventilen 110 und 120)

Claims (13)

  1. Hydromechanischer Arretierungszylinder (10) mit einem in einem Zylinderrohr (12) hydraulisch betätigbaren Kolben (22), der mittels eines Gewindes (23) mit einem an einer Spindel (30) angeordneten Gewinde (31) im Eingriff steht, wobei die Spindel (30) für eine Unterbrechung einer Bewegung des Kolbens (22) mittels eines Verriegelungsteils (32) arretierbar ist, die Spindel (30) und das Verriegelungsteil (32) einstückig ausgebildet oder fest miteinander verbunden sind und das Verriegelungsteil (32) mittels wenigstens einer stirnseitig angeordneten, radial und axial offenen Arretierungsnut (34) mit wenigstens einem zum Arretierungszylinder gehörenden Verriegelungsbolzen (18) in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsbolzen (18) feststehend ist.
  2. Arretierungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang der Stirnseite des Verriegelungsteils (32) gleichmäßig voneinander beabstandet mehrere Arretierungsnuten (34) angeordnet sind.
  3. Arretierungszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das gleichmäßig voneinander beabstandet mehrere Verriegelungsbolzen (18) vorgesehen sind.
  4. Arretierungszylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Arretierungsnuten (34) einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Verriegelungsbolzen (18) entspricht.
  5. Arretierungszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierungsnuten (34) in Umfangsrichtung an wenigstens einer Seite mit einer Anfasung (36) versehen sind.
  6. Arretierungszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierungsnuten (34) in Umfangsrichtung zu beiden Seiten mit jeweils einer Anfasung (36) versehen sind.
  7. Arretierungszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand des Zylinderrohres (12) im Bereich des Verriegelungsteils (32) wenigstens eine Dichtung (161, 162) angeordnet ist, die einen die Bewegung des Kolbens (22) begrenzenden Arbeitsdruckraum (24) von einem die Bewegung des Verriegelungsteils (32) begrenzenden Entriegelungs-Druckraum (16) trennt.
  8. Arretierungszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Entriegelungs-Druckraum (16) mit zwei Hydraulikleitungen (S, X) verbunden ist.
  9. Arretierungszylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der mit dem Entriegelungs-Druckraum (16) verbundenen Hydraulikleitungen (S, X) mit wenigstens einem Ventil (110; 120; 130) verbindbar ist, das die Druckbeaufschlagung des Arbeitsdruckraums (24) steuert.
  10. Arretierungszylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Hydraulikleitungen (S, X) mittels wenigstens einer im Verriegelungsteil (32) angeordneter Bypassbohrung (35) in der Entriegelungsposition verbindbar sind.
  11. Arretierungszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Zylinderrohr (12) ein Nadellager (33) angeordnet ist, das einen Anschlag für das Verriegelungsteil (32) in der Entriegelungsposition bildet.
  12. Anordnung mit einem Arretierungszylinder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen und einem hydraulischen Steuersystem (100), wobei das Steuersystem (100) wenigstens ein Ventil (110) zur Beaufschlagung eines zur Betätigung des Kolbens (22) dienenden Arbeitsdruckraums (24) umfasst, das gegenläufig bewegungsgekoppelt mit einem Ventil (120) zur Beaufschlagung oder Entlastung eines Entriegelungs-Druckraumes (16) ist, der zur Betätigung des die Hubbewegung des Kolbens (22) hemmenden oder freigebenden Verriegelungsteils (32) dient.
  13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass alle zur Betätigung des Kolbens (22) und des Verriegelungsteils (32) dienenden Ventile (110; 120; 130) in einem am Außenmantel oder Gehäuse (19) des Arretierungszylinders (10) anflanschbaren hydraulischen Steuerblock (112) integriert sind.
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