JP5268243B2 - 流体により操作される少なくとも２つのディスプレーサユニットの運動順序を保証するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体により操作される少なくとも２つのディスプレーサユニット（Ｖｅｒｄｒａｅｎｇｅｒｅｉｎｈｅｉｔ）の運動順序を保証するための装置であって、時間的にセカンダリディスプレーサユニットの前に運動可能なプライマリディスプレーサユニットが設けられており、プライマリディスプレーサユニットが、走入および走出可能なピストンロッドを備えたシリンダとして形成されている形式のものに関する。

上位概念を成す装置は、独国特許出願公開第１０１２５３５１号明細書に開示されており、そこでは構内運搬車（例えばフォークリフト）のリフトマスト内での使用を企図している。

この種のリフトマスト内で、最初に走出する、プランジャシリンダとして形成された１つのプライマリリフトシリンダが負荷受容手段、例えばフォークキャリアに結合されている一方、その後に走出可能な、やはりプランジャシリンダとして形成された１つのセカンダリリフトシリンダ（または２つのセカンダリリフトシリンダ）は、高さ方向で可動な、固定マスト内に案内されているマストに作用する。リフトシリンダのピストンロッドの走出順序はピストン面積により規定される。その際、プライマリリフトシリンダはその比較的大きなピストン面積に基づいて最初に走出する。プライマリリフトシリンダのピストンロッドが完全に走出して初めてもしくは制限部に当接して初めて、セカンダリリフトシリンダのピストンロッドは、システム圧が上昇するために走出を開始する。

リフトシリンダのそれぞれ異なるピストン面積に基づいて、それぞれ異なるリフト速度が生じる。このことは面積の同じリフトシリンダの使用により回避される。この場合、走出順序は専ら、リフトシリンダにより持ち上げねばならないコンポーネントの自重により規定される。

ピストン面積の比とは無関係に、特にオイル温度が低いときに、セカンダリリフトシリンダのピストンロッドが最初に走出してしまうという不具合が起こり得る。運動順序のこの逆転はリフトフレームの走入時にも発生し得るが、それほど問題視されない。

上記明細書に記載された実施例によれば、２つのセカンダリリフトシリンダが並列に圧力媒体源に接続されており、１つのプライマリリフトシリンダが一方のセカンダリリフトシリンダの下流に直列に接続されている。他方のセカンダリシリンダの上流には、圧力に依存して開弁する遮断弁が接続されている。それにより、プライマリリフトシリンダと第２のセカンダリリフトシリンダとの間の差圧は高まり、運動順序の入れ違いは回避される。
独国特許出願公開第１０１２５３５１号明細書

本発明の課題は、上位概念を成す装置を改良して、その構造を簡単化することである。

この課題を解決した本発明の構成によれば、シリンダ内に、ピストンロッドにより制御可能な方向制御弁が統合されており、方向制御弁が閉弁位置と開弁位置とを有しており、ピストンロッドが完全にまたはほぼ完全に走出していないときには閉弁位置に切り換えられ、ピストンロッドが完全にまたはほぼ完全に走出しているときには開弁位置に切り換えられ、その際にシリンダの圧力室がセカンダリディスプレーサユニット（セカンダリシリンダ）の圧力室に接続されているようにした。

したがって本発明の基本的なアイデアは、シリンダのピストンロッドの位置を介して後続のコンポーネントを制御することにあって、その際、付加的な（電気的、電子的または機械的な）センサまたはアクチュエータは不要であり、機械的に制御される方向制御弁だけが設けられ、かつシリンダ内に統合されている。

セカンダリディスプレーサユニットはそれにより、シリンダとして形成されたプライマリディスプレーサユニットのピストンロッドが所定の走出位置に到達して初めて、圧力媒体供給部に接続される。その結果、運動順序は保証されている。

本発明の別の有利な構成では、シリンダが、ピストンロッドを案内するシリンダヘッドを有しており、方向制御弁がシリンダヘッドの領域に、ピストンロッドを同心的に包囲するスリーブ状の制御スライダを有しており、制御スライダが側方の制御開口と協働するようになっており、制御スライダが、ピストンロッドの走出時に、ピストンロッドのシリンダ内の端部に配置された連行装置によりばね力に抗して、制御開口を遮断する閉弁位置から、制御開口を開放する開弁位置へと軸方向で摺動可能である。つまり、シリンダ内に統合された方向制御弁は実質的に、スリーブ状の、ピストンロッドにより操作される制御スライダと、これと協働するシリンダ側の制御開口とから成っている。

本発明の別の有利な構成では、制御スライダが横方向孔を有しており、横方向孔が半径方向内側でシリンダの圧力室に連通しており、半径方向外側で制御スライダの軸方向の摺動により制御開口に連通可能である。

本発明の別の少なからず有利な構成では、シリンダが、ピストンロッドを案内するシリンダヘッドを有しており、方向制御弁が、ピストンロッド内に加工された少なくとも１つの制御通路（半径方向孔）を有しており、制御通路が、ピストンロッドの走出時に、シリンダヘッドの領域に配置された側方の制御開口（リング通路）に連通可能である。制御スリーブを備えた構成に対して、本発明による装置の構造は簡単化されている。つまり、シリンダ内に統合された方向制御弁は、ピストンロッドの、制御通路を含む区分と、これと協働するシリンダ側の制御開口とから成っている。ピストンロッドはそれゆえ方向制御弁の一部である。

制御開口が、シリンダヘッドの、ピストンロッドを案内する領域に配置されていれば、そこに嵌合部をシリンダヘッドとピストンロッドとの間に設ける可能性に基づいて、ピストンロッドの、制御通路が側方の制御開口と一致しない運転位置で、制御開口の良好なシールが達成されることができる。

シリンダへのハイドロリックフルードの供給に関して、本発明の別の有利な構成では、シリンダがシリンダボトムを有しており、シリンダボトムがインレット開口を有しており、インレット開口がシリンダの圧力室に直接連通していることができる。

ただし、ピストンロッドがシリンダ遠位の端面にインレット開口を有しており、インレット開口が軸方向孔を介してシリンダの圧力室に連通しているようになっていてもよい。

さらに、シリンダヘッド内にインレット開口が統合されているような構造形式が使用されてもよい。

前記すべての構成で、シリンダの圧力室とセカンダリディスプレーサユニット（セカンダリシリンダ）の圧力室との間にバイパス弁が接続されており、バイパス弁が、方向制御弁に対して並列な、セカンダリディスプレーサユニット（セカンダリシリンダ）の圧力室に向かって閉弁する逆止弁として形成されていると有利であることが判っている。それにより、ディスプレーサユニットからのハイドロリックオイルの排出時、シリンダとして形成されたプライマリディスプレーサユニットのピストンロッドの位置とは無関係に、ハイドロリックオイルは最初にセカンダリディスプレーサユニットから方向制御弁の迂回下で流れ戻ることができる。

本発明の別の有利な構成では、バイパス弁がシリンダヘッド内に統合されている。

本発明の別の有利な構成では、制御開口がリング通路として形成されており、リング通路が半径方向孔（アウトレット開口）に接続されていることができる。この構造形式は方向制御弁の精緻な機能を可能にする。

運動順序を保証するための本発明による装置は原則的に、プライマリシリンダの走出位置の到達時に初めて後続のセカンダリシリンダに影響が及ぼされるべき、すべてのハイドロリック式およびニューマチック式の作動シリンダシステムで使用されることができる。ただし、特に有利なのは、構内運搬車の多段式のリフトマストの少なくとも１つのハイドロリック式のリフトシリンダ内での使用である。

本発明の別の利点および詳細は、概略図に示した実施例を参照しながらより詳細に説明する。

運動順序を保証もしくは確定するための本発明による装置は、本実施例では、構内運搬車のリフトマスト内での使用を企図している。ここでは、プライマリディスプレーサユニットとしての、例えばフォークキャリアに連結されている１つのプライマリシリンダ１は、時間的にセカンダリディスプレーサユニットとしての２つのセカンダリシリンダ２ａ，２ｂの前に走出もしくは走入されるべきである。セカンダリシリンダ２ａ，２ｂは、フレーム定置の固定マスト（アウタマスト）から走出可能な可動マスト（インナマスト）を操作する。可動マストにはプライマリシリンダ１がフォークキャリアと共に固定されている。プライマリシリンダ１は本実施例では直列に両セカンダリシリンダ２ａ，２ｂの間に接続されている。

つまり、１つの共通の圧力媒体源から圧送されるハイドロリックオイルはまずセカンダリシリンダ２ａ内に流入し、セカンダリシリンダ２ａを通流してプライマリシリンダ１へ、引き続いてセカンダリシリンダ２ｂへと流動する。逆止弁Ｒは、ハイドロリックオイルの排出時、プライマリシリンダ１が再び走入する前に、まず両セカンダリシリンダ２ａ，２ｂが走入するように働く。

図２〜図４には、プライマリシリンダ１として設けられ、プランジャシリンダ（Ｔａｕｃｈｋｏｌｂｅｎｚｙｌｉｎｄｅｒ）として形成されたシリンダＺが示されている。シリンダＺは圧力室１ａを有している。圧力室１ａからシリンダヘッド３を通してピストンロッド４はシールされた状態で走出可能である。走出は圧力媒体により実施され、圧力媒体はシリンダボトム１ｂに設けられたインレット開口５を通して流入することができる。

シリンダヘッド３には側方のアウトレット開口６が設けられている。アウトレット開口６を通してシリンダＺの圧力室１ａはセカンダリシリンダ２ｂの圧力室に接続されることができる。シリンダヘッド３の構成次第では、アウトレット開口６を直接シリンダヘッド３内に配置せず、その直下に配置することも考えられる。アウトレット開口６は半径方向孔として形成されており、シリンダヘッド３内に設けられ、制御開口７として働くリング通路に接続されている。この領域にはスリーブ状の制御スライダ８が配置されている。制御スライダ８はピストンロッド４を同心的に包囲し、シリンダボトム１ｂの方向でばね力により負荷されている（圧縮ばね９）。制御スライダ８は制御開口７と相俟って、シリンダＺ内に統合されている方向制御弁を形成する。

制御スライダ８には横方向孔１０が設けられている。横方向孔１０は半径方向内側でシリンダ１の圧力室１ａに連通している。半径方向外側で横方向孔１０はシリンダヘッド３の内周面に当て付けられている。制御スライダ８はこの位置で制御開口７を遮断する。

シリンダボトム１ｂに設けられたインレット開口５を通して圧力室１ａ内に流入する、圧力下にあるハイドロリックオイルにより、ピストンロッド４はシリンダＺから走出させられる（図３）。このとき制御開口７は当初遮断されたままである。その結果、圧力媒体は制御開口７、ひいてはアウトレット開口８およびセカンダリシリンダ２ｂ内に流入することはできない。

ピストンロッド３がさらに走出すると、制御スライダ８のための連行装置１１として働き、ピストンロッド３のシリンダ内の端部に配置されたピストンロッドベースは、ピストンロッド４の最大ストロークの到達直前に、制御スライダ８と係合（図４参照：「接触」）し、制御スライダ８をばね力に抗して摺動させる。その結果、制御開口７は開放される（図５参照）。圧力媒体はそれゆえアウトレット開口６を通してセカンダリシリンダ２ｂへと流動することができる。その結果、セカンダリシリンダ２ｂのピストンロッドは運動させられることができる。

ピストンロッド４の、図５に示した位置で、ピストンロッド４は可能な限り遠くにシリンダＺから走出させられている。その際、制御スライダ８はその終端位置にあり、制御開口７を完全に開放している。

図６には、ハイドロリックオイルの供給がシリンダＺのシリンダボトム１ｂを通して実施されるのではなく、ヘッド側で実施される別の実施態様が示されている。この場合、半径方向孔として形成されたインレット開口５はシリンダヘッド８内に統合されており、アウトレット開口６の上に存在している。

やはりハイドロリックオイルの供給部をヘッド側に有する図７に示した実施態様では、構造形式の簡単化のために、スリーブ状の制御スライダ８と圧縮ばね９とが省略されている。その代わりに下側の半径方向孔１２と上側の半径方向孔１３とがピストンロッド４内に設けられている。両半径方向孔１２，１３は軸方向孔１４により互いに接続されている。下側の半径方向孔１２はピストンロッド４の位置とは無関係に常に圧力室１ａに接続されている。上側の半径方向孔１３はその機能の点で、図２〜図５に示した実施態様における制御スライダ８の横方向孔１０もしくは図６に示した実施態様における制御通路１２に相当する。

ハイドロリックオイルの供給は、シリンダヘッド３内に統合されたインレット開口５により実施される。インレット開口５はただし、図６に示した配置とは異なり、アウトレット開口６の下に存在する。アウトレット開口６はそれにより、シリンダヘッドの、ピストンロッド４を案内する領域に存在する。ピストンロッド４が走入している間もしくは完全に走出していない間、アウトレット開口６は、ピストンロッド４とシリンダヘッド３との間に加工された嵌合部１５によりシール、つまり閉鎖される。

インレット開口５およびリング通路７ａを通して圧力室１ａ内に流入する、圧力下にあるハイドロリックオイルにより、ピストンロッド４は、シリンダＺから走出させられる（図８参照）。上側の半径方向孔１３は当初、制御開口として働き、アウトレット開口６に接続されたリング通路７ｂの下に存在する（図８および図９）。

ピストンロッド４がさらに走出すると（図１０参照）、上側の半径方向孔１３は上側のリング通路７ｂ内に到達する。それにより、ハイドロリックオイルはアウトレット開口６内に流入することができる。ハイドロリックオイルはこの運転状態でインレット開口５から下側の半径方向孔１２内に流入し、その後軸方向孔１４を通流して上側の半径方向孔１３へと流動し、上側の半径方向孔１３から上側のリング通路７ｂを介してアウトレット開口６内に到達する。それにより、セカンダリシリンダ２ｂにはハイドロリックオイルが供給され、そのピストンロッドを走出させることができる。この場合、上側の半径方向孔１３は、ピストンロッド内に加工された制御通路として働き、上側のリング通路７ｂは、制御通路と協働する制御開口として働く。

本発明による装置の、図１１に示した実施態様では、インレット開口５がシリンダボトム１ｂ内に配置されている。ピストンロッド４内に設けられる下側の半径方向孔１２と、シリンダヘッド３内にインレット開口５を統合した場合に存在するリング通路７ａとは省略される。ハイドロリックオイルはインレット開口５から圧力室１ａならびにピストンロッド４の軸方向孔１４内に流入する。ピストンロッド４の走出時、完全な走出位置への到達の直前に、制御通路として働く半径方向孔１３により、圧力室１ａと、制御開口として働くリング通路７ｂとの間の接続が形成され、それによりセカンダリシリンダ２ｂへの流路が開放される。

図１２に示した対象は本発明による装置のさらに別の実施態様である。ここでは幾つかの付加機能がシリンダＺ内に統合されている。さらに、シリンダＺはピストンロッドで満たされたシリンダとして形成されている。インレット開口５はその際、ピストンロッド４のシリンダ遠位の端面内に存在し、軸方向孔１４および制御通路を介して圧力室１ａに接続されている。

制御開口７ｂの迂回のためのバイパス弁１６が設けられている。それにより、ピストンロッド４のあらゆる位置で、セカンダリシリンダ２ｂからのハイドロリックオイルの障害のない戻り流が保証されている。バイパス弁１６は逆止弁として形成されており、方向制御弁に対して並列に接続されているが、シリンダＺの圧力室１ａからセカンダリシリンダ２ｂへの流動方向で遮断し、逆向きの流動方向でのみ開弁する。

さらに、ピストンロッドの再走入時に働く終端位置減衰器１７が設けられている。

運動順序を保証するための本発明による装置は、上記のすべての実施態様で、ピストンロッド４がシリンダＺから完全にまたはほぼ完全に走出して初めて、プライマリシリンダ１として役立つシリンダＺの圧力室１ａから、セカンダリシリンダ２ｂへの接続（図１参照）が形成されることを保証する。それ以外の場合、セカンダリシリンダ２ｂはロックされたままである。

１つのプライマリシリンダと２つのセカンダリシリンダとを備えたリフトフレームの回路図である。 本発明による装置のシリンダの断面図である。 図２に示したシリンダの、ピストンロッドの走出時の図である。 図２に示したシリンダの、制御スライダのアクティブ化時の図である。 図２に示したシリンダの、ピストンロッドが完全に走出した状態を示す図である。 本発明による装置の別の実施態様のシリンダの断面図である。 本発明による装置のさらに別の実施態様のシリンダの断面図である。 図７に示したシリンダの、ピストンロッドの走出時の図である。 図７に示したシリンダの、ピストンロッドが走出し、方向制御弁の開弁位置に到達する直前の状態を示す図である。 図７に示したシリンダの、ピストンロッドが完全に走出した状態を示す図である。 本発明による装置のさらに別の実施態様のシリンダの断面図である。 本発明による装置のさらに別の実施態様のシリンダの断面図である。

符号の説明

１ プライマリシリンダ
１ａ 圧力室
１ｂ シリンダボトム
２ａ，２ｂ セカンダリシリンダ
３ シリンダヘッド
４ ピストンロッド
５ インレット開口
６ アウトレット開口
７ 制御開口
８ 制御スライダ
９ 圧縮ばね
１０ 横方向孔
１１ 連行装置
１２ 下側の半径方向孔
１３ 上側の半径方向孔
１４ 軸方向孔
１５ 嵌合部
１６ バイパス弁
１７ 終端位置減衰器
Ｒ 逆止弁
Ｚ シリンダ

Claims (4)

1. ハイドロリック式の少なくとも２つのディスプレーサユニットの運動順序を保証するための装置であって、時間的にセカンダリディスプレーサユニットの前に出走可能なプライマリディスプレーサユニットが設けられており、プライマリディスプレーサユニットが、走入および走出可能なピストンロッドを備えたシリンダとして形成されている形式のものにおいて、シリンダ（Ｚ）内に、ピストンロッド（４）により制御可能な方向制御弁が統合されており、方向制御弁が閉弁位置と開弁位置とを有しており、ピストンロッド（４）が完全にまたはほぼ完全に走出していないときには閉弁位置に切り換えられ、ピストンロッド（４）が完全にまたはほぼ完全に走出しているときには開弁位置に切り換えられ、その際にシリンダ（Ｚ）の圧力室（１ａ）がセカンダリディスプレーサユニットの圧力室に接続されている形式のものにおいて、
   当該装置が、構内運搬車の多段式のリフトマストの少なくとも１つのハイドロリック式のリフトシリンダ内で使用され、
   シリンダ（Ｚ）が、ピストンロッド（４）を案内するシリンダヘッド（３）を有しており、方向制御弁が、ピストンロッド（４）内に加工された少なくとも１つの制御通路（半径方向孔１３）を有しており、制御通路が、ピストンロッド（４）の走出時に、シリンダヘッド（３）の、ピストンロッド（４）を案内する領域に配置された側方の制御開口（７もしくは７ｂ）に連通可能であり、
   制御開口（７もしくは７ｂ）がリング通路として形成されており、リング通路が半径方向孔（６）に接続されていて、
   シリンダの圧力室（１ａ）とセカンダリディスプレーサユニット（セカンダリシリンダ２ｂ）の圧力室との間にバイパス弁（１６）が接続されており、バイパス弁（１６）が、方向制御弁に対して並列な、セカンダリディスプレーサユニット（セカンダリシリンダ２ｂ）の圧力室に向かって閉弁する逆止弁として形成されており、
   バイパス弁（１６）がシリンダヘッド（３ａ）内に統合されている、
   ことを特徴とする、ハイドロリック式の少なくとも２つのディスプレーサユニットの運動順序を保証するための装置。
2. シリンダ（Ｚ）がシリンダボトム（１ｂ）を有しており、シリンダボトム（１ｂ）がインレット開口（５）を有しており、インレット開口（５）がシリンダ（Ｚ）の圧力室に直接連通している、請求項１記載の装置。
3. ピストンロッド（４）がシリンダ遠位の端面にインレット開口（５）を有しており、インレット開口（５）が軸方向孔を介してシリンダ（Ｚ）の圧力室（１ａ）に連通している、請求項１記載の装置。
4. シリンダヘッド（３）内にインレット開口（５）が統合されている、請求項１または２記載の装置。

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