WO2022117753A1 - Hydraulisches arbeitswerkzeug mit einrichtung zur stossdämpfung - Google Patents

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WO2022117753A1
WO2022117753A1 PCT/EP2021/084030 EP2021084030W WO2022117753A1 WO 2022117753 A1 WO2022117753 A1 WO 2022117753A1 EP 2021084030 W EP2021084030 W EP 2021084030W WO 2022117753 A1 WO2022117753 A1 WO 2022117753A1
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piston
hydraulic cylinder
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intermediate piston
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Egbert Frenken
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Gustav Klauke Gmbh
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    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/005—Hydraulic driving means

Definitions

  • the disclosure relates first of all to a hydraulic cylinder with a working piston that can be moved and hydraulically acted upon therein, for transmitting a working force to an object to be machined outside of the hydraulic cylinder, with the build-up of a counterforce, the working piston having an acting surface, the acting surface having a surface between the working piston and
  • the loading space given to the hydraulic cylinder is limited in a working direction in which the working force is transmitted, and hydraulic fluid for moving the working piston in the working direction can act on the loading surface while enlarging the loading space in order to carry out a working process.
  • the disclosure also relates to a hydraulic working tool with a working head and a working piston that can be moved in a hydraulic cylinder and hydraulically acted upon.
  • the disclosure also relates to a method for shock absorption of a hydraulically actuable working piston that can be moved in a hydraulic cylinder, for the transmission of a working force to an object to be machined outside of the hydraulic cylinder, with the build-up of a counterforce, the working piston having an impinging surface, the impinging surface a between the working piston and the hydraulic cylinder given loading space limited in a working direction in which the working force is transmitted, and hydraulic fluid for movement of the working piston in the working direction onto the impingement surface while enlarging the impingement space in the impingement space.
  • Hydraulic cylinders with a working piston that can be moved and acted upon hydraulically therein have already become known in various respects.
  • US Pat. No. 2,863,346 A discloses a hydraulic cylinder in which two hydraulic pistons are arranged one behind the other. Both hydraulic pistons are working pistons that transmit a working force to an object outside the hydraulic cylinder.
  • the second working piston in the working direction is initially, at the beginning of a working process, moved by the first working piston through direct contact.
  • a pressure-dependent valve opens in the first working piston. Hydraulic medium flowing through the first working piston then moves the second working piston, filling a chamber between the first and the second working piston, so that the second working piston can also act on the object outside the hydraulic cylinder.
  • the second working piston can transmit impact energy to the hydraulic cylinder via a return spring which is then compressed in a force-transmitting manner.
  • WO 2018/065513 A1 discloses a hydraulic cylinder with an arm that can be moved and acted upon hydraulically.
  • Beitskolben and a hydraulic working tool with a working head and a hydraulic cylinder and also a method for shock absorption of a movable in a hydraulic cylinder hydraulically actuable working piston is known.
  • WO 2017/080877 A1 discloses a hydraulic cylinder or a working tool and a method for shock absorption, in which a hydraulic chamber filled with hydraulic fluid is formed downstream of the working piston in the working direction and expands during a movement of the working piston in the working direction decreases with the displacement of hydraulic fluid from this hydraulic chamber into the loading chamber. In the event of a sudden loss of the counterforce, a sudden movement of the drive piston initiated in this way in the working direction is damped by the filled hydraulic chamber.
  • the disclosure deals with the task of specifying another hydraulic cylinder that is advantageous in terms of shock absorption or a working tool that is advantageous in terms of shock absorption with such a hydraulic cylinder or a method for shock absorption.
  • this object is initially and essentially achieved in the subject matter of claim 1, whereby it is taken into account that the working piston can be mechanically retained when the counteracting force drops in order to prevent a further movement of the working piston, which is possible without the counteracting force dropping off the working direction when the opposing force is removed.
  • the hydraulic working tool it is essential that it has a hydraulic cylinder, as described above.
  • the mechanical restraint becomes effective with the sudden drop in the opposing force.
  • the working piston has not yet reached a stop position, so further movement of the working piston in the working direction is still possible.
  • the mechanical restraint does not permit this possible further movement, which is then very often jerky and leads to a force impact on the hydraulic cylinder and possibly a working device as a whole in which the hydraulic cylinder is located.
  • Different configurations are possible for this mechanical retention, as will be explained further below.
  • the process of the working piston in the working direction is practically unimpeded until the counterforce drops.
  • the work process preferably a separation or cutting off, can be carried out as is known in the case of known hydraulic cylinders of this type or hydraulic working tools with a hydraulic cylinder of this type. the.
  • the disadvantageous effect of a sudden movement of the working piston as a result of the omission of the counterforce, which can result in heavy loads on the hydraulic cylinder and the working tool as a whole, is significantly reduced to the point that it is no longer relevant.
  • the service life of such a hydraulic cylinder or a working tool with such a hydraulic cylinder is also significantly extended if such work processes leading to stress are carried out repeatedly or often with the hydraulic cylinder or the working tool.
  • the mechanical coupling which can be given in further specification between the working piston and a counter-holder in general, such as the hydraulic cylinder or between the working piston and a cylinder bottom still arranged intermediate piston, allows a preferably only short-term effective restraint.
  • the retention leads to an encapsulation of hydraulic fluid in the working space between the working piston and the intermediate piston or the loading space in general, which is also preferably only effective for a short time.
  • This hydraulic fluid is under very high pressure shortly before the end of a work process.
  • the pressures can be 200 bar or more, up to about 600, 700 or 800 bar or even more.
  • the stored energy in the event of a sudden termination of the work process means that the working piston and the intermediate piston are acted upon in opposite directions or of the working piston and the counter-holder, which cancel each other out due to the mechanical coupling.
  • the mechanical retention can be achieved by a mechanical coupling between the working piston and a counter-holder.
  • the counter-holder can be provided in various configurations.
  • the counter-holder is an intermediate piston.
  • the intermediate piston is arranged between the working piston and the hydraulic cylinder, in the working direction between the working piston and a cylinder base of the hydraulic cylinder.
  • the counter-holder can also be provided by the hydraulic cylinder itself, as explained in more detail below.
  • the intermediate piston prefferably be arranged in front of the working piston in the working direction, for the pressure chamber to be divided by the intermediate piston into an antechamber and a working chamber, with the antechamber being located between the cylinder base and the intermediate piston and the working space is formed between the working piston and the intermediate piston, so that hydraulic fluid can flow from the antechamber into the working space while enlarging the working space, and that a mechanical coupling between the working piston and the intermediate piston causes one of the hydraulic fluid in the working space to flow out the counterforce outgoing impact can be compensated.
  • the intermediate piston is arranged in the working direction in front of the working piston in the manner already described, that the loading space is divided by the intermediate piston into an antechamber and a working space , wherein the vestibule is located between the cylinder base and the intermediate piston and the working space between the working piston and the intermediate piston and that further hydraulic fluid is passed from the vestibule into the working space, increasing the working space when carrying out a work process.
  • a mechanical coupling between the working piston and the intermediate piston prevents these pistons from moving away from one another.
  • the intermediate piston is, as it were, only freely suspended in the hydraulic cylinder, with the exception of the mechanical coupling, which is provided at least at the end of the work process, with regard to a relative movement to the working piston in the direction of the cylinder base.
  • the intermediate piston can have a coupling extension for interaction with a coupling stop of the working piston.
  • This coupling extension can be designed in different ways. It can initially be a shoulder-like extension, which can meet a step-like enlargement of the working piston behind it. But it can also be a threaded part, for example with a very large thread pitch, for example as in a drill, act, which is received in a corresponding threaded opening of the working piston. At the start of a work process, when the work space is enlarged by pumping hydraulic fluid into the work space, this can lead to a rotary movement of the intermediate piston in this embodiment.
  • the sudden relaxation at the end of the working process then leads to the tendency of a sudden movement in the sense of a distance from each other with respect to the intermediate piston and the working piston.
  • This tendency to an abrupt movement causes a preferably short-term, momentary blockage between the threaded extension of the intermediate piston and the threaded receptacle of the working piston, not least because of the inertia of the intermediate piston, which is then to be displaced in an opposite direction of rotation.
  • This also makes it possible to achieve a desired, as it were, rigid coupling between the intermediate pistons at the time when the working process is suddenly ended. This can advantageously be achieved independently of a relative distance between the working piston and the intermediate piston in the course of a working process.
  • the coupling extension in the sense of a shoulder and the counter stop in the sense of a stage it is necessary in order to achieve the desired effect that the system is in place before the work process is completed.
  • the minimum traversing path is selected in such a way that it is significantly shorter than the traversing path typically achieved when the work process is completed.
  • the travel distance that is typically reached at the end of a travel distance can correspond to 80 to 90 percent of a maximum travel distance.
  • the minimum travel can be, for example, between 40 and 70 percent of the maximum travel.
  • the working piston can preferably still move further in the working direction. In this case, it then moves together with the intermediate piston. In this case, the working piston and the intermediate piston move synchronously with one another in the working direction once the minimum displacement path has been reached.
  • the coupling extension can pass through the acting surface of the working piston.
  • the stop means can be designed accordingly inside the working piston.
  • the working piston can have an opening, preferably in the manner of a blind bore, into which an extension of the intermediate piston extends.
  • the extension can have the stop shoulder.
  • the extension can have the mentioned spindle embodiment.
  • the spindle nut can also be arranged in the working direction behind the impingement surface of the working piston.
  • the spindle nut is preferably firmly connected, optionally also in one piece, to the working piston.
  • it can also be rotatably accommodated in the working piston.
  • it is not necessary for the spindle itself or possibly the intermediate piston to which it is connected to be rotatable or at least rotate during the course of a work process.
  • such a design is advantageous when the coupling extension, ie possibly the spindle, is fastened directly in the hydraulic cylinder and there is no intermediate piston.
  • the coupling stop is formed behind the loading surface in the loading direction.
  • the intermediate piston can already be biased into a position at a distance from the working piston. This can ensure that the working chamber is also filled with hydraulic fluid in the course of a working process and the associated desired distancing of the working piston from the intermediate piston until, for example, the stop position mentioned is reached. However, it is preferred that no prestressing is required.
  • the intermediate piston can have a passage opening provided with a valve, preferably with a valve that can be controlled between an open position and a closed position, in order to enable hydraulic fluid to flow from the working chamber into the antechamber.
  • the valve can preferably be opened easily in the direction of the working space, but cannot be opened in the direction of the antechamber, or can only be opened under special conditions.
  • the valve in the closed position enables a reduced throughput of hydraulic fluid compared to the open position.
  • the valve does not close completely. If a work process comes to an end as mentioned, for example if the object being acted on suddenly breaks through, the effect of the hydraulic fluid in the working chamber, which is under high tension, is nevertheless stopped, since this hydraulic fluid cannot suddenly relax.
  • the reduced passage allows a time-delayed and stretched relaxation over time, so that the described stored energy in the working space is reduced without a significant damaging effect on the working tool being associated with this.
  • the sudden loss of load has no effect the measures mentioned within a very short period of time, typically within a few milliseconds, while the design described here allows a time extension to a few tens of milliseconds, for example 20 to 40 ms, to be achieved with a significantly lower maximum load on the hydraulic cylinder or of the work tool, up to a maximum load that is no longer noticeable.
  • valve can be controlled by a stop on the cylinder base in an open position. If necessary, this can be a second, larger open position. If, after the described end of a work process, hydraulic fluid flows back into a hydraulic tank, for example of the working tool, which can be brought about by controlling a return valve in the open position, with automatic opening of a return valve depending on a certain pressure reached being possible ( compare, for example, WO 99/019947 A1 or US Pat. No. 6,276,186 B1), the working piston and the intermediate piston move back in the direction of the cylinder base. This is usually due to a restoring spring, which, supported on the hydraulic cylinder, acts on the working piston.
  • the intermediate piston reaches the bottom of the cylinder after a certain, relatively short distance.
  • the resulting control of the valve in the intermediate piston into the (larger) open position can then result in hydraulic fluid flowing back out of the working chamber more quickly.
  • the working space is reduced because the working piston moves closer to the intermediate piston.
  • Said valve is preferably biased into its closed position, for example by a spring.
  • the intermediate piston leaves a gap opening to an inner cylinder surface of the hydraulic cylinder in order to allow hydraulic fluid to flow from the antechamber into the working chamber.
  • said valve which is preferably also formed in the intermediate piston in this embodiment, does not allow hydraulic fluid to flow out of the working chamber into the antechamber in its closed position. If the work process ends abruptly, hydraulic fluid can only flow through the gap opening into the antechamber. As a result of the splitting effect, this process is also dampened in the sense mentioned and extended over time, so that the desired gentle reduction of the stored energy can also be advantageously achieved in this way.
  • the intermediate piston can also preferably be acted upon independently by a worker with a restraining force that supports hydraulic fluid being able to flow through the intermediate piston into the working space in order to enlarge the working space.
  • This retaining force can be achieved, for example, by the already mentioned spring support of the intermediate piston on the working piston. This spring support tends to cause the working piston to increasingly move away from the intermediate piston when a work process is being carried out.
  • the retaining force can also, at least in an embodiment in which a gap opening between an inner surface of the hydraulic cylinder and the intermediate piston is not important, consist of a frictional force between the intermediate piston and an inner surface of the hydraulic cylinder, for example caused by a circumferential seal of the intermediate piston, which interacts with said inner surface of the hydraulic piston.
  • the retaining force in any case allows a movement of the intermediate piston in the working direction.
  • This movement also preferably occurs before there is a rigid coupling between the working piston and the intermediate piston in an embodiment with a shoulder-like extension and a step-like enlargement.
  • At least a slight removal of the intermediate piston from the cylinder base in the course of a work process can occur.
  • the intermediate piston does not move before the rigid coupling between the working piston and the intermediate piston is established.
  • the intermediate piston can be in contact with the cylinder base up to that point and also previously been in contact with the working piston.
  • a projection for example rib-like or nub-like, can be formed on the working piston, which ensures that the hydraulic fluid reaches an entire pressure surface of the intermediate piston.
  • the working piston is already at a certain distance from the intermediate piston at the start of a working process.
  • the working piston is preferably not in direct contact with the intermediate piston, but only by means of the hydraulic fluid already present in the working chamber at the beginning of the working process.
  • the hydraulic working tool is accordingly provided with a hydraulic cylinder in one of the above-described embodiments.
  • Such a hydraulic working tool can be designed in particular as a cutting tool.
  • such a hydraulic working tool has a storage space for hydraulic fluid from which the hydraulic fluid by means of a pump, which is preferably driven by an electric motor, can be pumped into the hydraulic cylinder in order to carry out a work process.
  • a controller can also be provided which, for example when there is a drop in pressure that can be interpreted as the end of a cutting process in the case of a cutting tool, moves the aforementioned return valve to an open position so that the hydraulic fluid from the hydraulic cylinder can flow back into the reservoir.
  • such a working tool is provided with an accumulator for operating the electric motor.
  • the intermediate piston is prevented from moving relative to the working piston in the direction of the cylinder base by a mechanical coupling with the working piston is prevented. This also corresponds to preventing a relative movement of the working piston and the intermediate piston to one another in opposite directions.
  • the working piston can also be mechanically coupled to the counter-holder via a spindle part.
  • the spindle part can be fastened to the intermediate piston.
  • it can also be attached to the hydraulic cylinder itself, preferably to the cylinder base.
  • the spindle part can be rotatable.
  • a spindle nut is then further preferably provided in the working piston, relative to which the spindle part can be moved axially, in the working direction.
  • the spindle part can be fixed and the spin delmutter rotatable, but also the spindle part rotatable and the spindle nut may be provided fixed.
  • the rotation of the spindle part can be achieved by rotating the intermediate piston or a corresponding part of the hydraulic cylinder.
  • the spindle part can also be rotatably fastened in the intermediate piston or in a corresponding part of the hydraulic cylinder.
  • the spindle part can be provided in a stationary manner in the intermediate piston or the hydraulic cylinder.
  • the spindle nut is rotatably accommodated in the working piston.
  • the spindle nut can initially be held away from its stop surface, which is ultimately effective when the opposing force is removed, by a spring element.
  • the stop surface can also be designed to run obliquely in a section obliquely to a longitudinal axis in which the working direction is given.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a hydraulic cylinder with a working head in a first embodiment, before the start of a working process
  • FIG. 2 shows a representation according to FIG. 1, at the end of a work process; 3 shows an enlarged illustration of a valve located in an intermediate piston forming a counter-holder, in the position according to FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a representation according to FIG. 3, in the position according to FIG. 1;
  • FIG. 5 shows a representation according to FIG. 1, a second embodiment
  • FIG. 7 shows the valve in the intermediate piston of the second embodiment in the position according to FIG. 6;
  • FIG. 8 shows the valve in the intermediate piston of the second embodiment in the position according to FIG. 5;
  • FIG. 9 shows a representation according to FIG. 1 of a further embodiment, in which the intermediate piston is caught in a spindle nut of the working piston by means of a spindle;
  • FIG. 10 shows a representation according to FIG. 9, but with a counter-holder being formed by the hydraulic cylinder;
  • FIG. 10a shows a magnified view of the region Xa in FIG. 10.
  • Fig. 11 is a schematic representation of a complete hydraulic work tool; 12 is a schematic representation of a return valve.
  • a hydraulic working tool 1 is shown and described first with reference to FIG. 11.
  • the hydraulic working tool 1 is designed as a hand tool. It preferably has an accumulator 2 , an electric motor 3 , advantageously a gear 4 and a pump 5 . Hydraulic fluid can be pumped from a storage space 7 into a hydraulic cylinder 6 with the pump 5 .
  • hydraulic fluid can flow back from the hydraulic cylinder 6 into the reservoir 7 after the end of a work process.
  • the return valve 8 is arranged in a hydraulic medium return line, outside and in the working direction R of a working piston 10 in front of the reservoir 7 .
  • the hydraulic medium return line can partially coincide with a hydraulic line 22 .
  • a grip area surrounding the motor 3 and/or the transmission 4 and/or the pump 5 can be provided.
  • an actuating switch 9 can be provided in association with the handle area.
  • a first embodiment is shown with reference to FIGS.
  • the working piston 10 has an impingement surface 12 . Between the loading surface 12 and an inner surface 13 of the hydraulic cylinder 6 there is a loading space which is divided by the intermediate piston 11 into an antechamber 14 and a working space 15 .
  • a working force for carrying out a work process can be transmitted by transmission with a piston rod 16.
  • a working head 17, which is connected to the hydraulic cylinder 6, is designed as a cutting tool.
  • a first movable cutting edge 18 is connected to the piston rod 16 and is moved against a second fixed cutting edge 19 in the working head 17 in the course of a movement of the working piston 10 .
  • An object 20, for example a steel bolt in the exemplary embodiment, can be accommodated between the first and the second cutting edge 18, 19 for cutting.
  • the antechamber 14 which is very small in an initial state, as shown in FIG. Via a hydraulic line 22, hydraulic fluid can be drawn from the reservoir by means of the already scribed pump 5, into the vestibule 14 and from there via a valve 23 arranged in the intermediate piston 11 into the working chamber 15. This also results in the working chamber 15 when a work process is carried out, an increasing hydraulic pressure, which leads to a progressive enlargement of the working chamber 15 with movement of the working piston 10 in a working direction R.
  • the intermediate piston 11 has a coupling extension 24 which is designed to interact with a coupling stop 25 of the working piston 10 .
  • the coupling extension 24 is preferably a radially outwardly directed projection running in a direction transverse to a central axis x of the hydraulic cylinder 6 .
  • the radial projection can come to a stop in the working piston 10 with a step-like taper, as which the coupling stop 25 is preferably designed.
  • the coupling extension 24 is formed by an area, preferably an end area, of an intermediate piston rod 26 connected to the intermediate piston 11.
  • the intermediate piston rod 26 and thus also the coupling extension 24 pass through a through-opening 50 through the impingement surface 12 of the working piston 10.
  • the coupling stop 25 is in the embodiment and preferably in a loading direction, which is here with the working direction R, in which the movable cutting edge 18 can move in the direction of the fixed cutting edge 19, is formed behind the loading surface 12.
  • the working chamber 15 is filled with hydraulic fluid under very high pressure, at least a pressure of several 100 bar, for example 600 to 800 bar.
  • a corresponding back pressure is exerted by the first cutting edge 18 and transmitted through the piston rod 16 by the working piston 10 . If the object 20 suddenly breaks through as a result of the advanced cutting process, for example, the counter-pressure is suddenly eliminated and the energy stored in the hydraulic fluid enclosed in the working chamber 15 between the working piston 10 and the intermediate piston 11, and possibly the working chamber 15 delimiting cylinder wall of the hydraulic cylinder 6 can also, without the precautions taken here, suddenly become free and, in principle, lead to damage.
  • the released stored energy leads to an application of force to the surface of the intermediate piston 11 facing the working piston 10 - in the graphic representation of the exemplary embodiment upper - and the loading surface 12 of the working piston 10.
  • the coupling extension 24 is in contact with the coupling stop 25 in this position means that the intermediate piston 11 and the working piston 10 cannot move away from one another.
  • the valve 23 is preferably and as shown in the drawing, for example by a valve spring 34, biased in its closed position. Even without such a preload, however, the valve 23 is pressed into the closed position when the back pressure suddenly ceases.
  • valve 23 is further preferably designed in such a way, compare FIG.
  • This passage 27 is very small, so that the effect on the working space 15 at the time hydraulic fluid trapped at the point of severing object 20 equates to a convenient closure. A sudden relaxation is hereby prevented. Nevertheless, this energy stored in the hydraulic fluid can be gently dissipated with a time delay and dampened by the slightly possible backflow of hydraulic fluid through the closed valve 23 .
  • valve 23 hits the cylinder base 21 and is thereby moved into the open position according to FIG.
  • valve 23 can have an extension 28 projecting in the direction of the cylinder base 21 over a lower surface of the intermediate piston 11 .
  • the valve 23 then abuts the cylinder base 21 with the extension 28 and can thereby be moved into the open position according to FIG.
  • the valve 23 includes a passage section 29, which is preferably formed like a tube, as in the exemplary embodiment.
  • the lead-through section 29 is closed at the top by a closure formation 30 , that is to say towards the working space 15 .
  • the passage section 29 has one or more, in the exemplary embodiment preferably two, radial passages 31, through which in the offset state of the Through-line section 29 in the position according to FIG.
  • a radial opening 41 of the passage section 29 assigned to the cylinder base 21 acts in the same way in order to enable the hydraulic fluid to flow back into a return line 42 penetrating the cylinder base 21 .
  • the closure shoulder 32 is part of a through-opening 33 in the intermediate piston 11, in which the passage section 29 with the closure formation 30 is movably caught.
  • the closure formation 30 and/or the closure shoulder 32 leaves the passage 27 already mentioned, which allows a slight flow of hydraulic fluid from the working chamber 15 into the antechamber 14 even when the valve 23 is closed according to FIG.
  • the closed state of the valve 23 is preferably achieved by the valve spring 34 acting on the passage section 29 .
  • the lead-through section 29 can have a stop shoulder 44 which, as in the exemplary embodiment, can be formed by a snap ring connected to the lead-through section 29 .
  • the valve spring 34 can be supported on a stop shoulder 51 formed in the through opening 43 .
  • the valve spring 34 is preferably provided to act with such a low force that even when carrying out a work process, when hydraulic fluid is pumped into the antechamber 14 and from there into the working chamber 15, the valve 23 can be moved into its open position and thus The hydraulic fluid can also flow relatively freely through the intermediate piston 11 into the working chamber 15 .
  • the intermediate piston 11 is further preferably provided with a circumferential sealing element 35 which acts between the intermediate piston 11 and the inner surface 13 of the hydraulic cylinder 6 .
  • this sealing element 35 generates a certain frictional force, which also ensures a retaining force when hydraulic fluid is pumped into the antechamber 14 and from there into the working chamber 15, so that the desired removal of the working piston 10 from the intermediate piston 11 occurs as the pumping continues .
  • the sealing element 35 can be an O-ring, for example.
  • the intermediate piston 11 is formed without the sealing element 35 in this second embodiment. Rather, a gap opening 36 , which cannot be seen any further in the drawing, is left between the intermediate piston 11 and the inner surface of the hydraulic cylinder 6 .
  • the gap opening 36 is preferably set in such a way that, while a work process is being carried out, hydraulic fluid from the reservoir 14 flows around the intermediate piston 11, so to speak, in the work space 15 can flow, but that essentially, as in the first described embodiment, the hydraulic fluid flows through the valve 23 into the work space 15 . After completion of a work process, hydraulic fluid can flow from the work chamber 15 through the gap opening 36 into the antechamber 14 in a greatly restricted manner.
  • the setting of the gap opening 36 is also such that when a work process is being carried out, the hydraulic fluid flowing through the gap opening 36 is practically negligible in comparison to the hydraulic fluid flowing through the valve 23 .
  • the intermediate piston 11 is loaded with a compression spring 37 which acts between the working piston 10 and the intermediate piston 11 .
  • the compression spring 37 is accommodated in a receiving space 38 , which is preferably designed as a blind bore, in the piston rod 16 .
  • the compression spring 37 acts here and in the exemplary embodiment on a facing face of the intermediate piston rod 26, preferably in the exemplary embodiment on the coupling extension 24 of the intermediate piston 11.
  • valve 23 can also be designed in accordance with the first embodiment in this embodiment.
  • FIG. 9 A further embodiment is shown with reference to FIG. 9, in which, however, only the initial state according to FIG. 1 or FIG. 5 is shown. Also with respect to the embodiment of FIG. 9, only the differences are described. Otherwise, the comments on the first two embodiments apply.
  • the intermediate piston 11 is formed with a spindle part 39 which interacts with a spindle nut 40 which is formed in the working piston 10 .
  • the spindle formation 39 can initially move through the spindle nut 40, if necessary with the intermediate piston 11 also rotating, whereby, as described, at the beginning of a work process, the intermediate piston 11 is also initially removed from the working piston 10 , So an increase in the working space 15 results.
  • a configuration according to the second embodiment ie without a sealing element 35, is further preferably provided with regard to the intermediate piston 11.
  • This enables and facilitates the rotation of the intermediate piston 11 within the hydraulic cylinder 6, which is possible in a specific embodiment in this regard.
  • the valve 23 can nevertheless be designed as described in relation to the first embodiment.
  • the valve 23 can also be designed according to the second embodiment here if the gap opening 36 is left between the intermediate piston 11 and the inner surface 13 of the hydraulic cylinder 6, as described in relation to the second embodiment.
  • the spindle part 39 accordingly has a spindle thread with a very large pitch, for example in the range of 30 to 60 degrees or more.
  • the spindle nut 40 is designed with a corresponding mating thread.
  • the spindle nut 40 can be seated in the working piston 10 in a torque-proof manner. It is preferably also designed in one piece with this.
  • the spindle part 39 can also sit directly in the cylinder base 21 .
  • the intermediate piston 11 can also be omitted entirely.
  • the spindle part 39 can be rotatably accommodated in the cylinder base 21 or can also be firmly connected to the cylinder base 21, that is to say non-rotatably connected.
  • the spindle part 39 can also be rotatably accommodated in the intermediate piston 11.
  • the spindle nut 40 can be movably accommodated in the working piston 10 when the spindle part 39 is held in place, namely rotatably about a Axis of the spindle part during a movement of the spindle part relative to the spindle nut.
  • FIG. 1 Another embodiment is shown with reference to FIG. 1
  • a spindle part 39 is also provided in this embodiment, which is anchored directly in the cylinder base 21 in this case. As illustrated, it may be bolted into the cylinder base 21.
  • the spindle part 39 is operationally non-rotatably anchored in the cylinder base 21.
  • the spindle nut 40 is movably, namely rotatably, accommodated in the working piston 10 .
  • the spindle nut 40 is held between a front stop 45 in the working direction and a rear stop 46 in the working direction.
  • the rear stop 46 is preferably formed by a screw-in part.
  • a stop surface 47 of the rear stop 46 and also more preferably a corresponding mating surface 48 of the spindle nut 40 is formed so as to run obliquely in relation to a longitudinal axis of the hydraulic cylinder 6 or in relation to the working direction R in the cross-sectional position of Figure 10. This allows for a favorable self-locking pairing of the surfaces in the event that the surfaces are subjected to force when the counterforce suddenly ceases. The rotation of the spindle nut 40 can thereby be effectively prevented for this moment when the opposing force is no longer present.
  • the non-return valve 8 is essentially arranged in an area between the antechamber 14 and the storage chamber 7 and also consists essentially of a valve piston 52 with a pointed conical needle tip 53 arranged centrally on the front side, for the formation of a piston surface 54 which is essential compared to an entire piston surface smaller and defined by the diameter of a bore 55 connected to the vestibule 14 partial piston area (seat valve effective area). The latter is closed by the needle tip 53 in an initial closed position, as shown in FIG.
  • valve piston 52 is acted upon at the rear by a pressure spring 56, as a result of which the needle tip 53 is pressed against the bore 55 with a force that also determines a maximum release pressure.
  • the aim is for the return valve 8 to be triggered automatically or deliberately.
  • the return valve 8 opens at a pressure of, for example, 500 or 600 bar. This maximum pressure is defined by the very small partial piston area of the needle tip 53 projected onto the bore 55 or by the transverse sectional area of the bore 55 and by the contact pressure of the pressure spring 56 on the valve piston 52.
  • valve piston 52 If the oil pressure now exceeds the predefined maximum value, the valve piston 52 is moved from its seat sealing the bore 55 against the force of the pressure spring 56, after which a significantly larger piston area, namely the total piston area 54 of the valve piston 52, in effect occurs. Due to the backward displacement of the valve piston 52, an outlet opening 58 arranged in the cylinder 57 accommodating the valve piston 52 is at least partially uncovered for the return flow of the hydraulic medium into the reservoir 7.
  • the user of the working tool 1 can open the return valve 8 voluntarily, for example by arranging a hand-operated lever which is accessible from the outside, for example when arranged in the grip area, can act directly or indirectly on the valve piston 52 in such a way that when the lever is actuated accordingly, the valve piston 52 is lifted from its valve seat against the restoring force of the pressure spring 56, so that both the bore 55 and the drain opening 58 are released for the return flow of the hydraulic medium into the storage space 7.
  • valve 23 allows hydraulic fluid to flow from the antechamber 14 into the working chamber 15.
  • valve 23 in the closed position allows a reduced throughput of hydraulic fluid compared to the open position.
  • valve 23 is biased to its closed position.
  • An arrangement which is characterized in that the intermediate piston 11 can be acted upon independently by a worker with a restraining force which supports that hydraulic fluid can flow through the intermediate piston 11 into the working space 15 to enlarge the working space 15 .

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Abstract

Die Offenbarung betrifft zunächst einen Hydraulikzylinder (6) mit einem darin bewegbaren, hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolben (10), zur Übertragung einer Arbeitskraft auf einen zu bearbeitenden Gegenstand außerhalb des Hydraulikzylinders (6), unter Aufbau einer Gegenkraft, wobei der Arbeitskolben (10) eine Beaufschlagungsfläche (12) aufweist, die Beaufschlagungsfläche (12) einen zwischen dem Arbeitskolben (10) und dem Hydraulikzylinder (6) gegebenen Beaufschlagungsraum in einer Arbeitsrichtung (R), in der die Arbeitskraft übertragen wird, begrenzt, und zur Durchführung eines Arbeitsvorganges Hydraulikflüssigkeit zur Bewegung des Arbeitskolbens (10) in der Arbeitsrichtung (R) auf die Beaufschlagungsfläche (12) unter Vergrößerung des Beaufschlagungsraumes einwirken kann. Auch betrifft die Offenbarung ein hydraulisches Arbeitswerkzeug (1) mit einem Arbeitskopf (17) und einem in einem Hydraulikzylinder (6) bewegbaren, hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolben (10). Zudem betrifft die Offenbarung auch ein Verfahren zur Stoßdämpfung eines in einem Hydraulikzylinder (6) bewegbaren, hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolbens (10). Um eine wirksame Stoßdämpfung zu erreichen, schlägt die Offenbarung vor, dass der Arbeitskolben (10) bei Abfall der Gegenkraft mechanisch rückhaltbar ist zur Hinderung einer weiteren, ohne den Abfall der Gegenkraft möglichen Bewegung des Arbeitskolbens (10) in der Arbeitsrichtung (R) bei Wegfall der Gegenkraft. Hinsichtlich des hydraulischen Arbeitswerkzeuges (1) ist wesentlich, dass dieses einen Hydraulikzylinder (6) aufweist. Hinsichtlich des Verfahrens zur Stoßdämpfung ist zunächst und im Wesentlichen darauf abgestellt, dass bei einem plötzlichen Abfall der Gegenkraft eine ohne den Abfall der Gegenkraft mögliche weitere Bewegung des Arbeitskolbens (10) in die Arbeitsrichtung (R) durch eine mechanische Rückhaltung des Arbeitskolbens (10) gehindert wird.

Description

HYDRAULISCHES ARBEITSWERKZEUG MIT EINRICHTUNG ZUR STOSSDÄMPFUNG
Gebiet der Technik
[0001] Die Offenbarung betrifft zunächst einen Hydraulikzylinder mit einem darin bewegbaren, hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolben, zur Übertragung einer Arbeitskraft auf einen zu bearbeitenden Gegenstand außerhalb des Hydraulikzylinders, unter Aufbau einer Gegenkraft, wobei der Arbeitskolben eine Beaufschlagungsfläche aufweist, die Beaufschlagungsfläche einen zwischen dem Arbeitskolben und dem Hydraulikzylinder gegebenen Beaufschlagungsraum in einer Arbeitsrichtung, in der die Arbeitskraft übertragen wird, begrenzt, und zur Durchführung eines Arbeitsvorganges Hydraulikflüssigkeit zur Bewegung des Arbeitskolbens in der Arbeitsrichtung auf die Beaufschlagungsfläche unter Vergrößerung des Beaufschlagungsraumes einwirken kann.
[0002] Auch betrifft die Offenbarung ein hydraulisches Arbeitswerkzeug mit einem Arbeitskopf und einem in einem Hydraulikzylinder bewegbaren, hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolben.
[0003] Schließlich betrifft die Offenbarung auch ein Verfahren zur Stoßdämpfung eines in einem Hydraulikzylinder bewegbaren, hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolbens, zur Übertragung einer Arbeitskraft auf einen zu bearbeitenden Gegenstand außerhalb des Hydraulikzylinders, unter Aufbau einer Gegenkraft, wobei der Arbeitskolben eine Beaufschlagungsfläche aufweist, die Beaufschlagungsfläche einen zwischen dem Arbeitskolben und dem Hydraulikzylinder gegebenen Beaufschlagungsraum in einer Arbeitsrichtung, in der die Arbeitskraft übertragen wird, begrenzt, und Hydraulikflüssigkeit zur Be- wegung des Arbeitskolbens in der Arbeitsrichtung auf die Beaufschlagungsfläche unter Vergrößerung des Beaufschlagungsraumes in den Beaufschlagungsraum eingebracht wird.
Stand der Technik
[0004] Hydraulikzylinder mit einem darin bewegbaren, hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolben sind bereits in verschiedener Hinsicht bekannt geworden. Beispielsweise ist auf die WO 2003/ 084719 A2 (US 7412868 B2) zu verweisen.
[0005] Aus der US 2863346 A ist ein Hydraulikzylinder bekannt, bei welchem zwei Hydraulikkolben hintereinander angeordnet sind. Beide Hydraulikkolben sind Arbeitskolben, die eine Arbeitskraft auf einen Gegenstand außerhalb des Hydraulikzylinders übertragen. Der in der Arbeitsrichtung zweite Arbeitskolben wird zunächst, zu Beginn eines Arbeitsvorganges, von dem ersten Arbeitskolben durch unmittelbare Anlage mitbewegt. Wenn der erste Arbeitskolben die Grenze seiner Bewegbarkeit erreicht hat, etwa weil die Einwirkung auf den Gegenstand zu Ende gekommen ist und sich hierdurch eine weitere Druckerhöhung in dem Hydraulikmittel ergibt, öffnet in dem ersten Arbeitskolben ein druckabhängiges Ventil. Durch den ersten Arbeitskolben hindurchströmendes Hydraulikmittel bewegt dann den zweiten Arbeitskolben unter Füllung einer Kammer zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitskolben, sodass auch der zweite Arbeitskolben auf den Gegenstand außerhalb des Hydraulikzylinders einwirken kann. Bei einem plötzlichen Abfall einer Gegenkraft kann der zweite Arbeitskolben über eine dann kraftübertragend zusammengedrückte Rückstellfeder Stoßenergie auf den Hydraulikzylinder übertragen.
[0006] Aus der WO 2018 / 065513 Al (US 2019 / 0240826 Al) ist ein Hydraulikzylinder mit einem darin bewegbaren, hydraulisch beaufschlagbaren Ar- beitskolben sowie ein hydraulisches Arbeitswerkzeug mit einem Arbeitskopf und einem Hydraulikzylinder und darüber hinaus auch ein Verfahren zur Stoßdämpfung eines in einem Hydraulikzylinder bewegbaren hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolbens bekannt. Um die gewünschte Stoßdämpfung zu erreichen, ist hierbei vorgeschlagen, das Getriebe von dem Elektromotor, mit dem letztlich die Pumpe zur Förderung des Hydraulikmittels angetrieben wird, zu entkoppeln, nämlich eine anschlagbegrenzte Beweglichkeit zwischen dem Getriebe und dem Elektromotor auszubilden.
[0007] Aus der WO 2017/080877 Al (US 10821 593 B2) ist ein Hydraulikzylinder beziehungsweise ein Arbeitswerkzeug und ein Verfahren zur Stoßdämpfung bekannt, bei dem in der Arbeitsrichtung nach dem Arbeitskolben eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Hydraulikkammer ausgebildet ist, die sich bei einer Bewegung des Arbeitskolbens in der Arbeitsrichtung verkleinert unter Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit aus dieser Hydraulikkammer in den Beaufschlagungsraum. Im Falle eines plötzlichen Wegfalls der Gegenkraft wird eine Dämpfung einer hierdurch initiierten schlagartigen Bewegung des Antriebskolbens in der Arbeitsrichtung durch die gefüllte Hydraulikkammer erreicht.
Zusammenfassung der Erfindung
[0008] Ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik beschäftigt sich die Offenbarung mit der Aufgabenstellung, einen weiteren im Hinblick auf eine Stoßdämpfung vorteilhaften Hydraulikzylinder beziehungsweise ein im Hinblick auf eine Stoßdämpfung vorteilhaftes Arbeitswerkzeug mit einem solchen Hydraulikzylinder beziehungsweise ein Verfahren zur Stoßdämpfung anzugeben. [0009] Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Hydraulikzylinders zunächst und im Wesentlichen beim Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass der Arbeitskolben bei Abfall der Gegenkraft mechanisch rückhaltbar ist zur Hinderung einer weiteren, ohne den Abfall der Gegenkraft möglichen Bewegung des Arbeitskolbens in der Arbeitsrichtung bei Wegfall der Gegenkraft.
[0010] Hinsichtlich des hydraulischen Arbeitswerkzeuges ist wesentlich, dass dieses einen Hydraulikzylinder, wie vorbeschrieben, aufweist.
[0011] Hinsichtlich des Verfahrens zur Stoßdämpfung ist zunächst und im Wesentlichen darauf abgestellt, dass bei einem plötzlichen Abfall der Gegenkraft eine ohne den Abfall der Gegenkraft mögliche weitere Bewegung des Arbeitskolbens in die Arbeitsrichtung durch eine mechanische Rückhaltung des Arbeitskolbens gehindert wird.
[0012] Die mechanische Rückhaltung wird mit dem plötzlichen Abfall der Gegenkraft wirksam. Typischerweise hat etwa bei einem Schneidvorgang bei Abfall der Gegenkraft der Arbeitskolben in der Arbeitsrichtung noch keine Anschlagstellung erreicht, ist also noch eine weitere Bewegung des Arbeitskolbens in der Arbeitsrichtung möglich. Die mechanische Rückhaltung lässt diese mögliche, dann sehr oft ruckartige und zu einem Kraftstoß auf den Hydraulikzylinder und gegebenenfalls ein Arbeitsgerät insgesamt, in dem sich der Hydraulikzylinder befindet, führende weitere Bewegung nicht zu. Für diese mechanische Rückhaltung sind im Einzelnen unterschiedliche Ausgestaltungen möglich, wie weiter unten noch erläutert. Bis zu dem Abfall der Gegenkraft ist das Verfahren des Arbeitskolbens in der Arbeitsrichtung praktisch ungehindert.
Der Arbeitsvorgang, bevorzugt ein Abtrennen oder Abschneiden, kann, wie bei bekannten derartigen Hydraulikzylindern oder hydraulischen Ar beits Werkzeugen mit einem derartigen Hydraulikzylinder bekannt, vorgenommen wer- den. Die nachteilige Wirkung einer plötzlichen Bewegung des Arbeitskolbens zufolge des Wegfalls der Gegenkraft, die sich in starken Belastungen des Hydraulikzylinders und des Arbeitswerkzeuges insgesamt auswirken können, ist wesentlich reduziert bis hin zu nicht mehr relevant gegeben. Insbesondere ist dadurch auch die Lebensdauer eines solchen Hydraulikzylinders oder eines Arbeitswerkzeuges mit einem solchen Hydraulikzylinder wesentlich verlängert, wenn mit dem Hydraulikzylinder beziehungsweise dem Arbeitswerkzeug wiederholt oder oft derartige zu Belastungen führende Arbeitsvorgänge durchgeführt werden.
[0013] Die mechanische Kopplung, die in weiterer Konkretisierung zwischen dem Arbeitskolben und einer Gegenhalterung allgemein, etwa dem Hydraulikzylinder oder einem zwischen dem Arbeitskolben und einem Zylinderboden noch angeordneten Zwischenkolben, gegeben sein kann, ermöglicht eine bevorzugt nur kurzzeitig wirksame Rückhaltung. Die Rückhaltung führt zu einer bevorzugt ebenfalls nur kurzzeitig wirksamen Einkapselung von Hydraulikflüssigkeit in dem Arbeitsraum zwischen dem Arbeitskolben und dem Zwischenkolben oder dem Beaufschlagungsraum allgemein. Diese Hydraulikflüssigkeit steht kurz vor dem Ende eines Arbeitsvorganges unter sehr hohem Druck. Es kann sich um Drücke von 200 bar oder mehr, etwa bis hin zu 600, 700 oder 800 bar oder auch noch mehr, handeln. Insbesondere dann, wenn der Arbeitsvorgang plötzlich beendet wird, etwa im Sinne eines Schneidvorganges durch Abtrennen eines Gegenstandes mittels von dem Arbeitskolben bewegter Schneiden, fällt der auf den Arbeitskolben wirkende Gegendruck nahezu schlagartig ab. Die Hydraulikflüssigkeit, die zwar in der Regel nur sehr wenig komprimierbar ist, enthält aufgrund des hohen Druckes gleichwohl eine erhebliche gespeicherte Energie, die zu einem plötzlichen Bewegen des Arbeitskolbens in der Arbeitsrichtung und einem Anschlägen an dem Hydraulikzylinder führen könnte. Die gespeicherte Energie kann auch noch dadurch bewirkt oder verstärkt sein, dass der Hydraulikzylinder selbst durch den genannten hohen Druck eine gewisse elastische Aufweitung erfährt, die bei Abfall der Gegenkraft auch eine gespeicherte Energie darstellt, die abzubauen ist.
[0014] Zufolge der mechanischen Kopplung, sei es zwischen dem Arbeitskolben und dem Zwischenkolben oder zwischen dem Arbeitskolben und einem Gegenhalter allgemein, wie ausgeführt, ist indes durch die gespeicherte Energie im Falle des plötzlichen Beendens des Arbeitsvorganges eine gegensinnige Beaufschlagung des Arbeitskolbens und des Zwischenkolbens oder des Arbeitskolbens und des Gegenhalters allgemein gegeben, die sich aufgrund der mechanischen Kopplung gleichsam gegeneinander aufhebt. Es kommt nicht zu einer schlagartigen Bewegung weder des Arbeitskolbens noch des Zwischenkolbens noch im gegebenen Fall des Gegenhalters allgemein.
[0015] Bei einem als Schneidwerkzeug ausgebildeten hydraulischen Arbeitswerkzeug mit einer Ausgestaltung des Hydraulikzylinders wie vorbeschrieben, hat sich überraschend heraus gestellt, dass bei einem Schneidvorgang eines Gegenstandes aus einem spröden Werkstoff, wie beispielsweise eines legierten Stahlstabes oder eines Gussstahlstückes oder dergleichen, nicht nur erreichbar ist, dass bei einem plötzlichen, zum Ende des Arbeitsvorganges eintretenden, Durchbrechen des Gegenstandes praktisch keine oder nur eine sehr reduzierte Stoßbelastung in dem Arbeitswerkzeug aufzunehmen ist, sondern dass auch der Schneidvorgang als solcher deutlich günstiger abläuft. Es kommt am Ende des Schneidvorganges nicht zu einem Wegfliegen von geschnittenen Teilstücken, sondern die gewünschte Trennung lässt sich ohne unkontrollierbares Verhalten der Bruchstücke erreichen.
[0016] Weitere Merkmale der Offenbarung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung und der Zeichnung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zu den bereits vorstehend erläuterten Konzepten beschrieben bezie- hungsweise dargestellt; sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einem oder mehreren einzelnen Merkmalen, die beschrieben oder zeichnerisch dargestellt sind, oder in einem anderen Gesamtkonzept von Bedeutung sein.
[0017] So ist es zunächst bevorzugt, dass die mechanische Rückhaltung durch eine mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben und einem Gegenhalter erreichbar ist. Der Gegenhalter kann in verschiedener Ausgestaltung vorgesehen sein.
[0018] Zunächst ist weiter bevorzugt, dass der Gegenhalter ein Zwischenkolben ist. Der Zwischenkolben ist zwischen dem Arbeitskolben und dem Hydraulikzylinder, in der Arbeitsrichtung zwischen dem Arbeitskolben und einem Zylinderboden des Hydraulikzylinders, angeordnet.
[0019] Der Gegenhalter kann auch durch den Hydraulikzylinder selbst gegeben sein, wie weiter unten noch in weiterer Einzelheit erläutert.
[0020] Im Hinblick auf eine Ausgestaltung mit einem Zwischenkolben ist bevorzugt, dass in der Arbeitsrichtung vor dem Arbeitskolben der Zwischenkolben angeordnet ist, dass der Beaufschlagungsraum durch den Zwischenkolben in einen Vorraum und einen Arbeitsraum unterteilt ist, wobei der Vorraum sich zwischen dem Zylinderboden und dem Zwischenkolben und der Arbeitsraum zwischen dem Arbeitskolben und dem Zwischenkolben gebildet ist, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorraum in den Arbeitsraum unter Vergrößerung des Arbeitsraumes strömen kann, und dass durch eine mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben und dem Zwischenkolben eine von der in dem Arbeitsraum befindlichen Hydraulikflüssigkeit bei Wegfall der Gegenkraft ausgehende Beaufschlagung ausgleichbar ist. [0021] Hinsichtlich des Verfahrens zur Stoßdämpfung ist bei einer Ausgestaltung des Hydraulikzylinders mit dem Zwischenkolben bevorzugt, dass der Zwischenkolben in der schon beschriebenen Weise in der Arbeitsrichtung vor dem Arbeitskolben angeordnet ist, dass der Beaufschlagungsraum durch den Zwischenkolben in einen Vorraum und einen Arbeitsraum unterteilt ist, wobei der Vorraum sich zwischen dem Zylinderboden und dem Zwischenkolben und der Arbeitsraum zwischen dem Arbeitskolben und dem Zwischenkolben befindet und dass weiter Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorraum in den Arbeitsraum unter Vergrößerung des Ar beits raumes bei der Durchführung eines Arbeitsvorganges geleitet wird. Weiter ist dann bei einem plötzlichen Abfall der Gegenkraft durch eine mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben und dem Zwischenkolben eine voneinander weg gerichtete Bewegung dieser Kolben gehindert.
[0022] Weiter ist bei der Ausgestaltung mit dem Zwischenkolben bevorzugt, dass allein der genannte Arbeitskolben auf den Gegenstand einwirkt. Der Zwischenkolben ist gleichsam nur freifliegend in dem Hydraulikzylinder aufgenommen, mit der Ausnahme der jedenfalls am Ende des Arbeitsvorganges gegebenen mechanischen Kopplung bezüglich einer Relativbewegung zu dem Arbeitskolben in Richtung auf den Zylinderboden.
[0023] Im Hinblick auf die mechanische Kopplung kann der Zwischenkolben einen Koppelfortsatz aufweisen, zur Zusammenwirkung mit einem Koppelanschlag des Arbeitskolbens. Dieser Koppelfortsatz kann unterschiedlich ausgebildet sein. Es kann sich zunächst um einen schulterartigen Fortsatz handeln, der auf eine hintergriffene, stufenartige Vergrößerung des Arbeitskolbens treffen kann. [0024] Es kann sich aber auch um ein Gewindeteil, etwa mit einer sehr großen Gewindesteigung, beispielsweise wie bei einem Drillbohrer, handeln, das in einer entsprechenden Gewindeöffnung des Arbeitskolbens aufgenommen ist. Bei Beginn eines Arbeitsvorganges, wenn durch Einpumpen von Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum der Arbeitsraum vergrößert wird, kann dies in dieser Ausführungsform zu einer Drehbewegung des Zwischenkolbens führen. Die plötzliche Entspannung am Ende des Arbeitsvorganges führt dann zu der Tendenz einer schlagartigen Bewegung im Sinne einer Entfernung voneinander bezüglich des Zwischenkolbens und des Arbeitskolbens. Diese Tendenz zu einer schlagartigen Bewegung ruft hierbei, nicht zuletzt aufgrund der Trägheit des dann in eine entgegengesetzte Drehrichtung zu versetzenden Zwischenkolbens, eine bevorzugt kurzzeitige, momentane Blockierung zwischen dem Gewindefortsatz des Zwischenkolbens und der Gewindeaufnahme des Arbeitskolbens hervor. Auch hierdurch ist eine gewünschte gleichsam starre Kopplung zum Zeitpunkt des plötzlichen Beendens des Arbeitsvorganges zwischen dem Zwischenkolben erreichbar. Vorteilhaft ist dies hierbei unabhängig von einer relativen Entfernung des Arbeitskolbens von dem Zwischenkolben im Zuge eines Arbeitsvorganges erreichbar.
[0025] Im Hinblick auf den Koppelfortsatz im Sinne einer Schulter und des Gegenanschlages im Sinne einer Stufe ist dagegen erforderlich, um die angestrebte Wirkung zu erreichen, dass die Anlage gegeben ist bevor der Arbeitsvorgang beendet ist. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Anlage nach einem gewissen Mindest-Verfahrweg des Arbeitskolbens erreicht ist. Der Mindest- Verfahrweg ist so gewählt, dass er deutlich kürzer ist als der bei einer Beendigung des Arbeitsvorganges typischerweise erreichte Verfahrweg. Beispielsweise kann der bei Beendigung eines Verfahrweges typischerweise erreichte Verfahrweg 80 bis 90 Prozent eines maximalen Verfahrweges entsprechen. Der Mindest-Verfahrweg kann beispielsweise zwischen 40 und 70 Prozent des maximalen Verfahrweges betragen. [0026] Wenn der Mindest-Verfahrweg erreicht ist, kann sich der Arbeitskolben bevorzugt gleichwohl noch weiter in der Arbeitsrichtung bewegen. Er bewegt sich in diesem Fall dann zusammen mit dem Zwischenkolben. Der Arbeitskolben und der Zwischenkolben bewegen sich in diesem Fall von dem Erreichen des Mindest-Verfahrweges ab synchron miteinander in der Arbeitsrichtung.
[0027] In weiterer Einzelheit kann der Koppelfortsatz die Beaufschlagungsfläche des Arbeitskolbens durchsetzen. Die Anschlagmittel können entsprechend im Inneren des Arbeitskolbens ausgebildet sein. Der Arbeitskolben kann eine Öffnung, bevorzugt nach Art einer Sackbohrung, aufweisen, in welche sich ein Fortsatz des Zwischenkolbens erstreckt. Der Fortsatz kann die Anschlagschulter aufweisen.
[0028] Der Fortsatz kann in der weiter möglichen Ausbildung die genannte Spindelausbildung aufweisen. Die Spindelmutter kann hierbei auch in der Arbeitsrichtung hinter der Beaufschlagungsfläche des Arbeitskolbens angeordnet sein. Die Spindelmutter ist bevorzugt fest verbunden, gegebenenfalls auch einteilig, mit dem Arbeitskolben ausgebildet. Sie kann aber auch drehbar in dem Arbeitskolben aufgenommen sein. In einem solchen Fall ist es nicht erforderlich, dass die Spindel selbst beziehungsweise gegebenenfalls der Zwischenkolben, mit dem sie verbunden ist, drehbar ist oder jedenfalls sich im Zuge eines Arbeitsvorganges dreht. Insbesondere ist eine solche Ausgestaltung vorteilhaft, wenn der Koppelfortsatz, also gegebenenfalls die Spindel, unmittelbar im Hydraulikzylinder befestigt ist und ein Zwischenkolben nicht vorhanden ist.
[0029] Bevorzugt ist jedenfalls, dass der Koppelanschlag in der Beaufschlagungsrichtung hinter der Beaufschlagungsfläche ausgebildet ist. [0030] Außerhalb eines Arbeitsvorganges beziehungsweise vor Beginn eines Arbeitsvorganges kann der Zwischenkolben bereits in eine von dem Arbeitskolben distanzierte Stellung vorgespannt sein. Hierdurch kann sicher erreicht werden, dass es auch zur Füllung des Arbeitsraumes im Zuge eines Arbeitsvorganges mit Hydraulikflüssigkeit kommt und der damit einhergehenden gewünschten Distanzierung des Arbeitskolbens von dem Zwischenkolben, bis beispielsweise die genannte Anschlagstellung erreicht ist. Bevorzugt ist indes, dass keine Vorspannung erforderlich ist.
[0031] Der Zwischenkolben kann in weiterer Einzelheit eine mit einem Ventil, vorzugsweise mit einem zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung steuerbaren Ventil versehene Durchlassöffnung aufweisen, um zu ermöglichen, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum in den Vorraum strömt. Das Ventil ist hierbei bevorzugt leicht öffenbar in Richtung auf den Arbeitsraum, dagegen nicht oder nur unter besonderer Voraussetzung öffenbar in Richtung auf den Vorraum.
[0032] Hierbei ist weiter bevorzugt, dass das Ventil in der Schließstellung einen gegenüber der Öffnungsstellung reduzierten Durchsatz von Hydraulikflüssigkeit ermöglicht. In diesem Fall schließt das Ventil nicht vollständig. Wenn es zu dem genannten Ende eines Arbeitsvorganges kommt, durch schlagartiges Durchbrechen des Gegenstandes etwa, auf den eingewirkt wird, ist der Wirkung der unter Hochspannung in dem Arbeitsraum stehenden Hydraulikflüssigkeit gleichwohl Einhalt geboten, da diese Hydraulikflüssigkeit sich nicht schlagartig entspannen kann. Der reduzierte Durchlass lässt aber eine zeitversetzte und über die Zeit gestreckte Entspannung zu, sodass es zu einem Abbau der beschriebenen gespeicherten Energie in dem Arbeitsraum kommt, ohne dass eine wesentliche schädigende Wirkung auf das Arbeitswerkzeug hiermit verbunden ist. Hierbei wirkt sich die schlagartig wegfallende Belastung ohne die genannten Maßnahmen innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes, typischerweise innerhalb wenigen Millisekunden, aus, während durch die hier beschriebene Ausgestaltung eine zeitliche Streckung auf einige Zig-Millisekunden, beispielsweise 20 bis 40 ms, erreicht werden kann, bei zugleich einer entscheidend geringeren Maximalbelastung des Hydraulikzylinders beziehungsweise des Arbeitswerkzeuges, bis hin zu einer nicht mehr spürbaren Maximalbelastung.
[0033] Es kann weiter vorgesehen sein, dass das Ventil durch einen Anschlag an dem Zylinderboden in eine Öffnungsstellung steuerbar ist. Gegebenenfalls kann es sich hierbei um eine zweite, größere Öffnungsstellung handeln. Wenn nach dem beschriebenen Ende eines Arbeitsvorganges es zu einem Zurückläufen von Hydraulikflüssigkeit in einen Hydrauliktank etwa des Arbeitswerkzeuges kommt, was durch Steuerung eines Rücklaufventils in die Öffnungsstellung etwa herbeigeführt sein kann, wobei auch eine automatische Öffnung eines Rücklaufventils in Abhängigkeit eines bestimmten erreichten Druckes möglich ist (vergleiche beispielsweise WO 99/ 019947 Al beziehungsweise US 6 276 186 Bl), bewegen sich der Arbeitskolben und der Zwischenkolben in Richtung auf den Zylinderboden zurück. Dies üblicherweise zufolge einer Rückstellfeder, die abgestützt an dem Hydraulikzylinder auf den Arbeitskolben wirkt. Entsprechend erreicht der Zwischenkolben nach einer gewissen, relativ kurzen Wegstrecke den Zy linder boden. Durch die hiermit hervorgerufene Steuerung des Ventils in dem Zwischenkolben in die (größere) Öffnungsstellung kann dann ein rascheres Zurückläufen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum erreicht werden. Hierbei verkleinert sich der Arbeitsraum, da der Arbeitskolben wieder näher an den Zwischenkolben heranfährt.
[0034] Das genannte Ventil ist bevorzugt in seine Schließstellung vorgespannt, etwa durch eine Feder. [0035] Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass der Zwischenkolben eine Spaltöffnung zu einer Zylinder-Innenfläche des Hydraulikzylinders belässt, um zu ermöglichen, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorraum in den Arbeitsraum strömt. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass das genannte Ventil, das bevorzugt gleichwohl auch bei dieser Ausführungsform in dem Zwischenkolben ausgebildet ist, in seiner Schließstellung keinen Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum in den Vorraum ermöglicht. Im Falle der Beendigung des Arbeitsvorganges im Sinne eines schlagartigen Endes kann Hydraulikflüssigkeit daher nur über die Spaltöffnung in den Vorraum strömen. Dieser Vorgang ist zufolge der Spaltwirkung auch in dem genannten Sinne gedämpft und zeitlich gestreckt, sodass auch auf diese Weise sich der erwünschte schonende Abbau der gespeicherten Energie vorteilhaft erreichen lässt.
[0036] Der Zwischenkolben ist weiter bevorzugt unabhängig von einer Arbeitskraft mit einer Rückhaltekraft beaufschlagbar, die unterstützt, dass Hydraulikflüssigkeit über den Zwischenkolben in den Arbeitsraum zur Vergrößerung des Arbeitsraumes strömen kann. Diese Rückhaltekraft kann beispielsweise durch die bereits erwähnte Federabstützung des Zwischenkolbens an dem Arbeitskolben erreicht sein. Diese Federabstützung bewirkt tendenziell, dass bei einer Durchführung eines Arbeitsvorganges der Arbeitskolben sich zunehmend von dem Zwischenkolben entfernt. Die Rückhaltekraft kann aber auch, jedenfalls in einer Ausführungsform, in welcher es nicht auf eine Spaltöffnung zwischen einer Innenfläche des Hydraulikzylinders und dem Zwischenkolben ankommt, in einer Reibkraft zwischen dem Zwischenkolben und einer Innenfläche des Hydraulikzylinders bestehen, etwa hervorgerufen an einer umlaufenden Dichtung des Zwischenkolbens, die mit der genannten Innenfläche des Hydraulikkolbens zusammenwirkt. [0037] Es versteht sich, dass die Rückhaltekraft jedenfalls eine Bewegung des Zwischenkolbens in der Arbeitsrichtung zulässt. Diese Bewegung tritt auch bevorzugt schon ein, bevor eine starre Kopplung zwischen dem Arbeitskolben und dem Zwischenkolben bei einer Ausführungsform mit einem schulterartigen Fortsatz und einer stufenartigen Vergrößerung gegeben ist. Ein zumindest geringfügiges Entfernen des Zwischenkolbens von dem Zylinderboden im Zuge eines Arbeitsvorganges kann eintreten. Bevorzugt ist insoweit, dass eine Bewegung des Zwischenkolbens nicht eintritt, bevor die starre Kopplung zwischen dem Arbeitskolben und dem Zwischenkolben gegeben ist. Der Zwischenkolben kann im Zuge eines Arbeitsvorganges bis dahin am Zylinderboden anliegen und auch zuvor am Arbeitskolben anliegend gewesen sein. Hinsichtlich des Zylinderbodens kann an dem Arbeitskolben ein Vorsprung, etwa rippen- oder noppenartig, ausgebildet sein, der sicherstellt, dass die Hydraulikflüssigkeit eine gesamte Beaufschlagungsfläche des Zwischenkolbens erreicht.
[0038] Es ist auch bevorzugt, dass der Arbeitskolben sich bei Beginn eines Arbeitsvorganges bereits in einem gewissen Abstand zu dem Zwischenkolben befindet. Bevorzugt ist der Arbeitskolben nicht in unmittelbarer Anlage an dem Zwischenkolben, sondern nur vermittels der auch zu Beginn des Arbeitsvorganges bereits in dem Arbeitsraum befindlichen Hydraulikflüssigkeit.
[0039] Das hydraulische Arbeitswerkzeug ist entsprechend mit einem Hydraulikzylinder in einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen versehen.
[0040] Ein solches hydraulisches Arbeitswerkzeug, wie bereits angesprochen, kann insbesondere als Schneidwerkzeug ausgebildet sein.
[0041] Typischerweise weist ein solches hydraulisches Arbeitswerkzeug einen Vorrats raum für Hydraulikflüssigkeit auf, aus dem die Hydraulikflüssigkeit mittels einer Pumpe, die bevorzugt über einen Elektromotor angetrieben ist, zur Durchführung eines Arbeitsvorganges in den Hydraulikzylinder pumpbar ist. Es kann weiter eine Steuerung vorgesehen sein, die etwa bei Eintritt eines Druckabfalls, der bei einem Schneidwerkzeug als Beendigung eines Schneidvorganges gewertet werden kann, das schon genannte Rücklaufventil in eine Öffnungsstellung versetzt, sodass die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder wieder in den Vorrats raum zurückströmen kann. Insbesondere ist auch bevorzugt, dass ein derartiges Arbeitswerkzeug mit einem Akkumulator zum Betrieb des Elektromotors versehen ist.
[0042] Hinsichtlich des Verfahrens zur Stoßdämpfung wird bei Ausgestaltung eines Hydraulikzylinders, wie vorbeschrieben, beziehungsweise eines hydraulischen Arbeitswerkzeuges mit einem entsprechenden Hydraulikzylinder erreicht, dass der Zwischenkolben bei einem plötzlichen Abfall der Arbeitskraft an einer Bewegung relativ zu dem Arbeitskolben in Richtung auf den Zylinderboden durch eine mechanische Kopplung mit dem Arbeitskolben gehindert wird. Dies entspricht auch einer Hinderung einer Relativbewegung des Arbeitskolbens und des Zwischenkolbens zueinander in entgegengesetzte Richtungen.
[0043] Im Hinblick auf den Gegenhalter kann der Arbeitskolben mit dem Gegenhalter auch über ein Spindelteil mechanisch koppelbar sein. Das Spindelteil kann hierzu an dem Zwischenkolben befestigt sein. Es kann aber auch an dem Hydraulikzylinder selbst, bevorzugt an dem Zylinderboden, befestigt sein.
[0044] In weiterer Einzelheit kann das Spindelteil drehbar vorgesehen sein. In einem solchen Fall ist dann weiter bevorzugt eine Spindelmutter in dem Arbeitskolben vorgesehen, relativ zu welcher das Spindelteil axial, in der Arbeitsrichtung bewegbar ist. Hierbei kann das Spindelteil feststehend und die Spin- delmutter drehbar, aber auch das Spindelteil drehbar und die Spindelmutter feststehend vorgesehen sein.
[0045] Die Drehung des Spindelteils kann durch eine Drehung des Zwischenkolbens oder eines entsprechenden Teils des Hydraulikzylinders erreicht sein. Das Spindelteil kann aber auch drehbar in dem Zwischenkolben oder einem entsprechenden Teil des Hydraulikzylinders befestigt sein.
[0046] Weiter kann das Spindelteil in dem Zwischenkolben oder dem Hydraulikzylinder feststehend vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Spindelmutter drehbar in dem Arbeitskolben aufgenommen. Um Reibungskräfte möglichst zu vermindern, kann in weiterer Einzelheit die Spindelmutter durch ein Federelement zunächst von ihrer letztlich bei einem Wegfall der Gegenkraft wirksamen Anschlagfläche entfernt gehalten sein. Die Anschlagfläche kann auch in einem Schnitt schräg zu einer Längsachse, in welcher die Arbeitsrichtung gegeben ist, schräg verlaufend ausgebildet sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0047] Nachstehend ist die Offenbarung desweiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich Ausführungsbeispiele wiedergibt, erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Hydraulikzylinder mit einem Arbeitskopf in einer ersten Ausführungsform, vor Beginn eines Arbeitsvorganges ;
Fig. 2 eine Darstellung gemäß Figur 1, am Ende eines Arbeitsvorganges; Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines in einem einen Gegenhalter bildenden Zwischenkolben befindlichen Ventils in der Stellung gemäß Figur 2;
Fig. 4 eine Darstellung gemäß Figur 3, in der Stellung gemäß Figur 1;
Fig. 5 eine Darstellung gemäß Figur 1, einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 6 die zweite Ausführungsform zum Ende eines Arbeitsvorganges;
Fig. 7 das Ventil in dem Zwischenkolben der zweiten Ausführungsform in der Stellung gemäß Figur 6;
Fig. 8 das Ventil in dem Zwischenkolben der zweiten Ausführungsform in der Stellung gemäß Figur 5;
Fig. 9 eine Darstellung gemäß Figur 1 einer weiteren Ausführungsform, bei welcher der Zwischenkolben mittels einer Spindel in einer Spindelmutter des Arbeitskolbens gefangen ist;
Fig. 10 eine Darstellung gemäß Figur 9, wobei jedoch ein Gegenhalter durch den Hydraulikzylinder gebildet ist;
Fig. 10a eine Lupendarstellung des Bereichs Xa in Figur 10; und
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines vollständigen hydraulischen Ar beits Werkzeuges; Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Rücklaufventils..
Beschreibung der Ausführungsformen
[0048] Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Figur 11 ein hydraulisches Arbeitswerkzeug 1. Das hydraulische Ar beits Werkzeug 1 ist beim Ausführungsbeispiel als Handwerkzeug ausgebildet. Es weist bevorzugt einen Akkumulator 2, einen elektrischen Motor 3, vorteilhaft ein Getriebe 4 und eine Pumpe 5 auf. Mit der Pumpe 5 kann Hydraulikflüssigkeit aus einem Vorratsraum 7 in einen Hydraulikzylinder 6 eingepumpt werden.
[0049] Mittels eines nur schematisch in Figur 11 dargestellten Rücklaufventils 8, das entweder selbsttätig in eine Öffnungsstellung verfährt oder in eine Öff- nungsstellung steuerbar ist, kann nach Beendigung eines Arbeitsvorganges Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder 6 in den Vorratsraum 7 zurückströmen.
[0050] Das Rücklaufventil 8 ist in einer Hydraulikmittel-Rücklaufleitung, außerhalb und in Arbeitsrichtung R eines Arbeitskolbens 10 vor dem Vorratsraum 7 angeordnet. Die Hydraulikmittel-Rücklaufleitung kann jedenfalls teilweise mit einer Hydraulikleitung 22 zusammenfallen.
[0051] Bei einer bevorzugt stabartigen Ausgestaltung des hydraulischen Arbeitswerkzeuges 1 kann ein Griffbereich umgeben zu dem Motor 3 und/ oder dem Getriebe 4 und/ oder der Pumpe 5 gegeben sein.
[0052] Weiter kann zugeordnet dem Griffbereich ein Betätigungs Schalter 9 vorgesehen sein. [0053] Mit Bezug zu den Figuren 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform dargestellt.
[0054] In dem Hydraulikzylinder 6 sind ein Arbeitskolben 10 und ein Zwischenkolben 11 angeordnet.
[0055] Der Arbeitskolben 10 weist eine Beaufschlagungsfläche 12 auf. Zwischen der Beaufschlagungsfläche 12 und einer Innenfläche 13 des Hydraulikzylinders 6 ist ein Beaufschlagungsraum gegeben, der durch den Zwischenkolben 11 in einen Vorraum 14 und einen Arbeitsraum 15 unterteilt ist.
[0056] Mittels des Arbeitskolbens 10 kann durch Übertragung mit einer Kolbenstange 16 eine Arbeitskraft zur Durchführung eines Arbeitsvorganges übertragen werden.
[0057] Beim Ausführungsbeispiel ist ersichtlich ein Arbeitskopf 17, der mit dem Hydraulikzylinder 6 verbunden ist, als Schneidwerkzeug ausgebildet.
[0058] In weiterer Einzelheit und bevorzugt ist eine erste bewegliche Schneide 18 mit der Kolbenstange 16 verbunden und wird im Zuge einer Bewegung des Arbeitskolbens 10 gegen eine zweite feststehende Schneide 19 in dem Arbeitskopf 17 bewegt. Zwischen der ersten und der zweiten Schneide 18, 19 kann ein Gegenstand 20, beim Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Stahlbolzen, zum Durchschneiden aufgenommen sein.
[0059] Der Vorraum 14, der in einem Ausgangszustand, wie in Figur 1 dargestellt, sehr klein ist, ist zwischen einem Zylinderboden 21 und einer zugeordneten Fläche des Zwischenkolbens 11 gegeben. Über eine Hydraulikleitung 22 kann Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum, vermittels der schon be- schriebenen Pumpe 5, in den Vorraum 14 und von dort über ein in dem Zwischenkolben 11 angeordnetes Ventil 23 in den Arbeitsraum 15 geleitet werden. Hierbei ergibt sich auch in dem Arbeitsraum 15 bei Durchführung eines Arbeitsvorganges ein steigender Hydraulikdruck, der zu einer fortschreitenden Vergrößerung des Arbeitsraumes 15 unter Bewegung des Arbeitskolbens 10 in einer Arbeitsrichtung R führt.
[0060] Der Zwischenkolben 11 weist zur Ausbildung des Zwischenkolbens 11 als Gegenhalter G einen Koppelfortsatz 24 auf, der zur Zusammenwirkung mit einem Koppelanschlag 25 des Arbeitskolbens 10 ausgebildet ist.
[0061] Bei dem Koppelfortsatz 24 handelt es sich bei diesem ersten Ausführungsbeispiel und bevorzugt um einen in einer Richtung quer zu einer Mittelachse x des Hydraulikzylinders 6 verlaufenden, radial nach aussen gerichteten Vorsprung. Der radiale Vorsprung kann mit einer stufenartigen Verjüngung, als welche bevorzugt der Koppelanschlag 25 ausgebildet ist, in dem Arbeitskolben 10 zum Anschlag kommen.
[0062] In der Position der Figur 2 befindet sich der Koppelfortsatz 24 im Anschlag an dem Koppelanschlag 25.
[0063] Der Koppelfortsatz 24 ist beim Ausführungsbeispiel und bevorzugt ersichtlich gebildet durch einen Bereich, vorzugsweise ein Endbereich, einer mit dem Zwischenkolben 11 verbundenen Zwischenkolbenstange 26. Die Zwischenkolbenstange 26 und damit auch der Koppelfortsatz 24 durchsetzen eine Durchgangsöffnung 50 die Beaufschlagungsfläche 12 des Arbeitskolbens 10. Der Koppelanschlag 25 ist beim Ausführungsbeispiel und bevorzugt in einer Beaufschlagungsrichtung, die hier mit der Arbeitsrichtung R, in welcher sich die bewegliche Schneide 18 in Richtung auf die feststehende Schneide 19 bewegen kann, übereinstimmt, hinter der Beaufschlagungsfläche 12 ausgebildet.
[0064] Im Zuge des Durchführens eines Arbeitsvorganges fliesst Hydraulikflüssigkeit über den Vorraum 14 und das Ventil 23 in den Arbeitsraum 15; zufolge dessen bewegt sich der Arbeitskolben 10 aus der Stellung gemäß Figur 1 in die Stellung gemäß Figur 2. Zugleich bewegt sich auch der Zwischenkolben 11 aus der Stellung gemäß Figur 1 in die Stellung gemäß Figur 2. Ersichtlich bewegt sich der Zwischenkolben um eine kleinere Verfahr strecke im Zuge eines Arbeitsvorganges als der Arbeitskolben 10. Gleichwohl vergrößert sich auch der Vorraum 14 im Zuge eines Arbeitsvorganges.
[0065] Wenn der Arbeitskolben 10 relativ zu dem Zwischenkolben 11 so weit verfahren ist, dass ein Anfangsabstand a zwischen dem Koppelfortsatz 24 und dem Koppelanschlag 25 verbraucht ist, also der Koppelfortsatz 24 an dem Koppelanschlag 25 zur Anlage kommt, ist ein Mindest-Verfahrweg des Arbeitskolbens 10 erreicht. Danach kommt es üblicherweise noch zu einem weiteren Verfahren des Arbeitskolbens 10 in der Verfahrrichtung R. Hierbei wird dann jedoch der Zwischenkolben 11 in der Arbeitsrichtung R mitbewegt, durch Mitschleppen über den Arbeitskolben 10. Der Arbeitskolben 10 und der Zwischenkolben 11 verfahren also nach Erreichen des Mindest-Verfahrweges synchron miteinander.
[0066] Zum Ende eines Arbeitsvorganges, kurz bevor es zu einem Durchtrennen des Gegenstandes 20 beim Ausführungsbeispiel kommt, ist der Arbeitsraum 15 mit Hydraulikflüssigkeit unter sehr hohem Druck, jedenfalls ein Druck von mehreren 100 bar, beispielsweise 600 bis 800 bar, gefüllt. Ein entsprechender Gegendruck wird von der ersten Schneide 18 und übertragen durch die Kolbenstange 16 durch den Arbeitskolben 10 ausgeübt. [0067] Kommt es nun zu einem plötzlichen Durchbrechen des Gegenstandes 20 zufolge des fortgeschrittenen beispielsweise Schneidvorganges, fällt der Gegendruck schlagartig weg und eine gespeicherte Energie der in dem Arbeitsraum 15 zwischen dem Arbeitskolben 10 und dem Zwischenkolben 11 eingeschlossenen Hydraulikflüssigkeit, sowie gegebenenfalls einer den Arbeitsraum 15 begrenzenden Zylinderwandung des Hydraulikzylinders 6, kann ebenso, ohne die hier getroffenen Vorkehrungen, schlagartig freiwerden und prinzipiell zu einer Schädigung führen. Durch die hierfür vorgesehene mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben und dem Zwischenkolben 11 führt die freiwerdende gespeicherte Energie zu einer Kraftbeaufschlagung auf die dem Arbeitskolben 10 zugewandte - bei der zeichnerischen Darstellung des Ausführungsbeispiels obere - Fläche des Zwischenkolbens 11 und die Beaufschlagungsfläche 12 des Arbeitskolbens 10. Dadurch, dass der Koppelfortsatz 24 in dieser Stellung im Anschlag ist an den Koppelanschlag 25 können sich der Zwischenkolben 11 und der Arbeitskolben 10 aber nicht voneinander entfernen.
Der plötzliche Abbau der Energie der Hydraulikflüssigkeit in dem Arbeitsraum 15 ist gehindert. Die hierbei gegensinnig auf den Arbeitskolben 10 und den Zwischenkolben 11 wirkenden Kräfte heben sich praktisch gegeneinander auf.
[0068] Das Ventil 23 ist bevorzugt und wie auch in der Zeichnung dargestellt, beispielsweise durch eine Ventilfeder 34, in dessen Verschlussstellung vorgespannt. Auch ohne eine solche Vorspannung wird das Ventil 23 aber mit dem schlagartigen Wegfall des Gegendrucks in die Schließstellung gedrückt.
[0069] Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 ist weiter bevorzugt das Ventil 23 so ausgebildet, vergleiche Figur 3, dass es in der Schließstellung des Ventils 23 gleichwohl einen, eine Verbindung zwischen dem Vorraum 14 und dem Arbeitsraum 15 schaffenden Durchlass 27 belässt. Dieser Durchlass 27 ist sehr klein, so dass die Wirkung auf die in dem Arbeitsraum 15 zum Zeit- punkt des Durchtrennens des Gegenstandes 20 eingeschlossene Hydraulikflüssigkeit einem praktischen Verschluss gleichkommt. Eine plötzliche Entspannung ist hierdurch gehindert. Gleichwohl ist erreicht, dass zeitversetzt und gedämpft durch den geringfügig möglichen Rückfluss von Hydraulikflüssigkeit durch das geschlossene Ventil 23 diese in der Hydraulikflüssigkeit gespeicherte Energie sich schonend abbauen kann.
[0070] Da mit dem Ende des Arbeitsvorganges auch das Rücklaufventil 8 öffnet und somit einen Rücklauf an Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorraum 14 zurück in den Vorratsraum 7 freigibt, kann sich danach der Zwischenkolben 11, zunächst zusammen mit dem Arbeitskolben 10, wieder in Richtung auf den Zylinderboden 21 bewegen, bis er die Stellung gemäß Figur 1 wieder einnimmt.
[0071] In dieser Rücklauf Stellung gemäß Figur 1 stößt das Ventil 23 auf den Zylinderboden 21 und wird hierdurch in die Öffnungsstellung gemäß Figur 4 bewegt.
[0072] In Einzelheit kann das Ventil 23 hierzu einen in Richtung auf den Zylinderboden 21 über eine Unterfläche des Zwischenkolbens 11 vorstehenden Fortsatz 28 aufweisen. Mit dem Fortsatz 28 stößt das Ventil 23 dann an den Zylinderboden 21 und kann hierdurch in die Öffnungsstellung gemäß Figur 4 bewegt werden.
[0073] In weiterer Einzelheit beinhaltet das Ventil 23 einen Durchleitungsabschnitt 29, der bevorzugt, wie beim Ausführungsbeispiel, röhrenartig gebildet ist. Der Durchleitungsabschnitt 29 ist oberseitig durch eine Verschlussausformung 30, also zu dem Arbeitsraum 15 hin, verschlossen. Der Durchleitungsabschnitt 29 weist aber einen oder mehrere, beim Ausführungsbeispiel bevorzugt zwei, radiale Durchlässe 31 auf, durch welche in dem versetzten Zustand des Durchleitungsabschnittes 29 in der Stellung gemäß Figur 4 Hydraulikflüssigkeit nahezu ungehindert aus dem Arbeitsraum 15 in den Vorraum 14 und von dort in den Vorrats raum 7 zurückströmen kann. In gleicher Weise wirkt eine dem Zylinderboden 21 zugeordnete radiale Öffnung 41 des Durchleitungsabschnittes 29, um den Rückfluss der Hydraulikflüssigkeit in eine den Zylinderboden 21 durchsetzende Rücklaufleitung 42 zu ermöglichen.
[0074] Die Verschlussausformung 30 liegt im Verschlusszustand des Ventils 23 gemäß Figur 3 über nahezu einen gesamten Umfang an einer Verschlussschulter 32, die in dem Zwischenkolben 11 ausgebildet ist, an. Die Verschlussschulter 32 ist Teil einer Durchgangsöffnung 33 in dem Zwischenkolben 11, in welcher der Durchleitungsabschnitt 29 mit der Verschlussausformung 30 bewegbar gefangen ist.
[0075] Über einen Teil des Umfangs belässt die Verschlussausformung 30 und/ oder die Verschlussschulter 32 jedoch den schon genannten Durchlass 27, der auch im Verschlusszustand des Ventils 23 gemäß Figur 3 eine geringfügige Strömung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 15 in den Vorraum 14 zulässt.
[0076] Der Verschlusszustand des Ventils 23 ist beim Ausführungsbeispiel und bevorzugt durch die auf den Durchleitungsabschnitt 29 wirkende Ventilfeder 34 erreicht. Der Durchleitungsabschnitt 29 kann hierzu eine Anschlagschulter 44 aufweisen, die, wie bei dem Ausführungsbeispiel, durch einen mit dem Durchleitungsabschnitt 29 verbundenen Sprengring gebildet sein kann. In dem Zwischenkolben 11 kann sich die Ventilfeder 34 an einer in der Durchgangsöffnung 43 gebildeten Anschlagschulter 51 abstützen. [0077] Die Ventilfeder 34 ist bevorzugt mit einer so geringen Kraft wirkend vorgesehen, dass auch bei Durchführung eines Arbeitsvorganges, wenn Hydraulikflüssigkeit in den Vorraum 14 und von dort in den Arbeitsraum 15 gepumpt wird, das Ventil 23 hierdurch in seine Öffnungsstellung bewegbar ist und somit relativ frei die Hydraulikflüssigkeit auch durch den Zwischenkolben 11 hindurch in den Arbeitsraum 15 strömen kann.
[0078] Der Zwischenkolben 11 ist bei dieser ersten Ausführungsform weiter bevorzugt mit einem umlaufenden Dichtungselement 35 versehen, das zwischen dem Zwischenkolben 11 und der Innenfläche 13 des Hydraulikzylinders 6 wirkt. Dieses Dichtungselement 35 erbringt zugleich eine gewisse Reibungskraft, die beim Einpumpen von Hydraulikflüssigkeit in den Vorraum 14 und von dort in den Arbeitsraum 15 auch für eine Rückhaltekraft sorgt, sodass es zu dem gewünschten Entfernen im Zuge des weiteren Einpumpens des Arbeitskolbens 10 von dem Zwischenkolben 11 kommt. Das Dichtungselement 35 kann beispielsweise ein O-Ring sein.
[0079] Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5 bis 8 sind grundsätzlich gleiche Verhältnisse gegeben, mit Ausnahme der nachstehend beschriebenen Abweichungen. Soweit keine Abweichungen beschrieben sind, haben daher auch die vorstehenden Ausführungen Gültigkeit.
[0080] Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist der Zwischenkolben 11 bei dieser zweiten Ausführungsform ohne das Dichtungselement 35 ausgebildet. Vielmehr ist eine in der Zeichnung nicht weiter erkennbare Spaltöffnung 36 zwischen dem Zwischenkolben 11 und der Innenfläche des Hydraulikzylinders 6 belassen. Die Spaltöffnung 36 ist bevorzugt derart eingestellt, dass zwar bei einer Durchführung eines Arbeitsvorganges auch Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum 14, gleichsam unter Umströmen des Zwischenkolbens 11, in den Ar beits raum 15 strömen kann, dass jedoch im Wesentlichen, wie auch bei der zunächst beschriebenen Ausführungsform, die Hydraulikflüssigkeit durch das Ventil 23 in den Arbeitsraum 15 strömt. Nach Beendigung eines Arbeitsvorganges kann Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 15 durch die Spaltöffnung 36 stark gedrosselt in den Vorraum 14 strömen. Die Einstellung der Spaltöffnung 36 ist weiter auch derart, dass bei Durchführung eines Arbeitsvorganges die durch die Spaltöffnung 36 strömende Hydraulikflüssigkeit im Vergleich zu der durch das Ventil 23 strömenden Hydraulikflüssigkeit praktisch vernachlässigbar ist.
[0081] Um bei dieser Ausführungsform die gewünschte Rückhaltekraft zu erreichen, die auf den Zwischenkolben 11 wirkt, ist der Zwischenkolben 11 mit einer Druckfeder 37 belastet, die zwischen dem Arbeitskolben 10 und dem Zwischenkolben 11 wirkt. Die Druckfeder 37 ist in weiterer Einzelheit in einem Aufnahmeraum 38, der bevorzugt als Sackbohrung ausgebildet ist, der Kolbenstange 16 aufgenommen. Die Druckfeder 37 wirkt hierbei und beim Ausführungsbeispiel auf eine zugewandte Stirnfläche der Zwischenkolbenstange 26, bevorzugt beim Ausführungsbeispiel auf den Koppelfortsatzes 24 des Zwischenkolbens 11.
[0082] In Figur 6 ist vergleichbar zu Figur 2 die Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform am Ende eines Arbeitsvorganges dargestellt. Praktisch ergeben sich hier gleiche Verhältnisse wie zu Figur 2 beschrieben. Im Unterschied zu der Ausführungsform der Figur 2 wird bei dem plötzlichen Abfall der Gegenkraft aus dem Arbeitsraum 15 austretende Hydraulikflüssigkeit praktisch nur über die Spaltöffnung 36 abfließen.
[0083] Dieses Abfließen über lediglich die Spaltöffnung 36 ist jedenfalls dann gegeben, wie bei dieser zweiten Ausführungsform bevorzugt, wenn das Ventil 23, wie in den Figuren 7 und 8 dargestellt, ohne die Belassung eines Durchlasses 27 ausgebildet. Vielmehr ist in dem Verschlusszustand des Ventils 23 gemäß Figur 3 ein vollständiger Verschluss im Hinblick auf ein Durchströmen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 15 in den Vorraum 14 gegeben. Alternativ kann aber auch bei dieser Ausführungsform das Ventil 23 entsprechend der ersten Ausführungsform ausgebildet sein.
[0084] Mit Bezug zu Figur 9 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei welcher allerdings auch nur der Ausgangszustand gemäß Figur 1 beziehungsweise Figur 5 wiedergegeben ist. Auch bezüglich der Ausführungsform der Figur 9 sind nur die Unterschiede beschrieben. Im Übrigen gelten die Ausführungen zu den beiden ersten Ausführungsformen.
[0085] Wesentlich bei der Ausführungsform der Figur 9 ist, dass der Zwischenkolben 11 mit einem Spindelteil 39 ausgebildet ist, das mit einer Spindelmutter 40, die in dem Arbeitskolben 10 ausgebildet ist, zusammenwirkt.
[0086] Im Zuge eines Arbeitsvorganges kann die Spindelausformung 39 zunächst, gegebenenfalls unter Mitdrehen des Zwischenkolbens 11, sich durch die Spindelmutter 40 hindurch bewegen, wobei, wie beschrieben, bei Beginn eines Arbeitsvorganges sich hierbei auch zunächst eine Entfernung des Zwischenkolbens 11 von dem Arbeitskolben 10, also eine Vergrößerung des Arbeitsraumes 15 ergibt.
[0087] Bei dieser Ausführungsform ist weiter bevorzugt hinsichtlich des Zwischenkolbens 11 eine Ausgestaltung gemäß der zweiten Ausführungsform, also ohne Dichtungselement 35, vorgesehen. Dies ermöglicht und erleichtert die bei einer möglichen konkreten diesbezüglichen Ausführungsform gegebene Drehung des Zwischenkolbens 11 innerhalb des Hydraulikzylinders 6. [0088] Da zugleich durch die Zusammenwirkung zwischen der Spindelmutter 40 und dem Spindelteil 39 die erforderliche Haltekraft eingestellt werden kann, kann gleichwohl das Ventil 23 so ausgebildet sein, wie es in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben ist. Alternativ kann aber hier auch das Ventil 23 gemäß der zweiten Ausführungsform ausgebildet sein, wenn zwischen dem Zwischenkolben 11 und der Innenfläche 13 des Hydraulikzylinders 6 die Spaltöffnung 36, wie in Bezug auf die zweite Ausführungsform beschrieben, belassen ist.
[0089] Das Spindelteil 39 weist entsprechend ein Spindelgewinde mit einer sehr großen Steigung auf, etwa im Bereich von 30 bis 60 Grad oder mehr. Die Spindelmutter 40 ist mit einem entsprechenden Gegengewinde ausgebildet.
[0090] Die Spindelmutter 40 kann drehfest in dem Arbeitskolben 10 einsitzen. Bevorzugt ist sie auch einteilig hiermit ausgebildet.
[0091] Das Spindelteil 39 kann auch unmittelbar in dem Zylinderboden 21 einsitzen. In diesem Falle kann der Zwischenkolben 11 auch vollständig entfallen.
[0092] Das Spindelteil 39 kann drehbar in dem Zylinderboden 21 aufgenommen sein oder auch fest verbunden mit dem Zylinderboden 21, also drehfest verbunden, vorgesehen sein.
[0093] Im Hinblick auf die Ausführungsform mit einem Zwischenkolben 11 kann das Spindelteil 39 auch drehbar in dem Zwischenkolben 11 aufgenommen sein.
[0094] Die Spindelmutter 40 kann bei fest aufgenommenem Spindelteil 39 beweglich in dem Arbeitskolben 10 aufgenommen sein, nämlich drehbar um eine Achse des Spindelteils bei einer Bewegung des Spindelteils relativ zu der Spindelmutter.
[0095] Mit Bezug zu Figur 10 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die insbesondere eine mögliche Ausbildung des Gegenhalters G durch den Hydraulikzylinder verdeutlicht.
[0096] Auch bei dieser Ausführungsform ist ein Spindelteil 39 vorgesehen, das hierbei unmittelbar in dem Zylinderboden 21 verankert ist. Wie dargestellt, kann es in dem Zylinderboden 21 schraubverankert sein.
[0097] Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Spindelteil 39 in dem Zylinderboden 21 betriebsmäßig nicht drehbar verankert.
[0098] In dem Arbeitskolben 10 ist bei dieser Ausführungsform die Spindelmutter 40 beweglich, nämlich drehbeweglich, aufgenommen. Die Spindelmutter 40 ist zwischen einem in der Arbeitsrichtung vorderen Anschlag 45 und einem in der Arbeitsrichtung hinteren Anschlag 46 gehaltert. Der hintere Anschlag 46 ist, wie dargestellt, bevorzugt durch ein Einschraubteil gebildet.
[0099] Eine Anschlagfläche 47 des hinteren Anschlags 46 sowie auch weiter bevorzugt eine entsprechende Gegenfläche 48 der Spindelmutter 40 ist in Bezug auf eine Längsachse des Hydraulikzylinders 6 beziehungsweise in Bezug auf die Arbeitsrichtung R in der Querschnitts dar Stellung der Figur 10 schräg verlaufend gebildet. Hierdurch kann eine günstige selbsthemmende Paarung der Flächen im Falle, dass die Flächen bei dem plötzlichen Wegfall der Gegenkraft kraftbeaufschlagt aufeinanderliegen. Die Drehung der Spindelmutter 40 kann hierdurch für diesen Augenblick des Wegfalls der Gegenkraft wirksam gehindert sein. [00100] Um gleichwohl bei dem Vorfahren des Arbeitskolbens 10 im Zuge eines Arbeitsvorganges keine wesentliche Beeinträchtigung durch die Spindelmutter 40 zu verursachen, ist bevorzugt und beim Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Spindelmutter 40 von dem hinteren Anschlag 46 durch ein Federelement 49, siehe auch Lupendarstellung in Figur 10a, weggespannt ist.
[00101] In Figur 12 ist ein vorerwähntes Rücklaufventil 8 schematisch dargestellt.
[00102] Das Rücklaufventil 8 ist im Wesentlichen in einem Bereich zwischen dem Vorraum 14 und dem Vorratsraum 7 angeordnet und besteht weiter im Wesentlichen aus einem Ventilkolben 52 mit einer stirnseitig zentral angeordneten, spitzkegeligen Nadelspitze 53, zur Bildung einer, gegenüber einer gesamten Kolbenfläche 54 wesentlich kleineren und durch den Durchmesser einer mit dem Vorraum 14 verbundenen Bohrung 55 definierten Teilkolbenfläche (Sitzventil-Wirkfläche). Letztere ist in einer Ausgangsverschlusslage, wie in Fig. 12 dargestellt, durch die Nadelspitze 53 verschlossen.
[00103] Rückwärtig ist der Ventilkolben 52 durch eine Andrückfeder 56 beaufschlagt, wodurch die Nadelspitze 53 mit einer, einen maximalen Auslösedruck mitbestimmenden Kraft gegen die Bohrung 55 gepresst wird.
[00104] Zur Gewährleistung eines ordnungsgemäßen Betriebs des Arbeitswerkzeugs 1 wird eine selbsttätige oder auch willensbetonte Auslösung des Rücklaufventils 8 angestrebt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einem Druck von beispielsweise 500 oder 600 bar das Rücklaufventil 8 öffnet. Dieser Maximaldruck ist definiert durch die auf die Bohrung 55 projizierte, sehr kleine Teilkolbenfläche der Nadelspitze 53 beziehungsweise durch die Quer- schnittsfläche der Bohrung 55 und durch die Anpresskraft der Andrückfeder 56 auf den Ventilkolben 52.
[00105] Übersteigt nun der Öldruck den vordefinierten Maximalwert, so wird der Ventilkolben 52 aus seinem zu der Bohrung 55 dichtenden Sitz entgegen der Kraft der Andrückfeder 56 bewegt, wonach schlagartig eine wesentlich größere Kolbenfläche, nämlich die Gesamt-Kolbenfläche 54 des Ventilkolbens 52, in Wirkung tritt. Durch die Rückverlagerung des Ventilkolbens 52 wird eine in dem den Ventilkolben 52 aufnehmenden Zylinder 57 angeordnete Ablauf Öffnung 58 zumindest teilweise freigelegt, zum Rückfluss des Hydraulikmittels in den Vorratsraum 7.
[00106] Auch kann eine durch den Benutzer des Arbeitswerkzeugs 1 willensbetonte Öffnung des Rücklaufventils 8 ermöglicht sein, beispielsweise durch Anordnung eines handbetätigbaren Hebels, der von außen zugänglich, beispielsweise bei Anordnung im Griffbereich, mittelbar oder unmittelbar auf den Ventilkolben 52 einwirken kann, derart, dass bei einer entsprechenden Hebelbetätigung der Ventilkolben 52 entgegen der Rückstellkraft der Andrückfeder 56 von seinem Ventilsitz angehoben wird, so dass zum Rückfluss des Hydraulikmittels in den Vorrats raum 7 sowohl die Bohrung 55 als auch die Ablauf Öffnung 58 freigegeben werden.
[00107] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Offenbarungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich: [00108] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Arbeitskolben 10 bei Abfall der Gegenkraft mechanisch rückhaltbar ist zur Hinderung einer weiteren, ohne den Abfall der Gegenkraft möglichen Bewegung des Arbeitskolbens 10 in der Arbeitsrichtung R bei Wegfall der Gegenkraft.
[00109] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die mechanische Rückhaltung durch eine mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben 10 und einem Gegenhalter G erreichbar ist.
[00110] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gegenhalter G durch den Hydraulikzylinder 6 gebildet ist.
[00111] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Gegenhalter G ein in der Arbeitsrichtung R vor dem Arbeitskolben 10 angeordneter Zwischenkolben 11 ist.
[00112] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in der Arbeitsrichtung R vor dem Arbeitskolben 10 der Zwischenkolben 11 angeordnet ist, dass der Beaufschlagungsraum durch den Zwischenkolben 11 in einen Vorraum 14 und einen Arbeitsraum 15 unterteilt ist, wobei der Vorraum 14 sich zwischen einem Zylinderboden 21 und dem Zwischenkolben 11 und der Arbeitsraum 15 zwischen dem Arbeitskolben 10 und dem Zwischenkolben 11 gebildet ist, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorraum 14 in den Arbeitsraum 15 unter Vergrößerung des Arbeitsraumes 15 strömen kann, und dass durch die mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben 10 und dem Zwischenkolben 11 eine von der in dem Arbeitsraum 15 befindlichen Hydraulikflüssigkeit bei Wegfall der Gegenkraft ausgehende Beaufschlagung ausgleichbar ist. [00113] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass allein der Arbeitskolben 10 auf den Gegenstand 20 einwirkt.
[00114] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zwischenkolben 11 einen Koppelfortsatz 24 aufweist, zur Zusammenwirkung mit einem Koppelanschlag 25 des Arbeitskolbens 10.
[00115] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Koppelfortsatz 24 die Beaufschlagungsfläche 12 durchsetzt.
[00116] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Koppelanschlag 25 in der Beaufschlagungsrichtung hinter der Beaufschlagungsfläche 12 aus gebildet ist.
[00117] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zwischenkolben 11 in eine von dem Arbeitskolben 10 distanzierte Stellung vorgespannt ist.
[00118] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zwischenkolben 11 eine mit einem zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung steuerbaren Ventil 23 versehene Durchgangsöffnung 33 aufweist.
[00119] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ventil 23 ermöglicht, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorraum 14 in den Arbeitsraum 15 strömt.
[00120] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ventil 23 in der Schließstellung einen gegenüber der Öffnungsstellung reduzierten Durchsatz von Hydraulikflüssigkeit ermöglicht. [00121] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Ventil 23 in seine Schließstellung vorgespannt ist.
[00122] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zwischenkolben 11 eine Spaltöffnung 36 zu einer Innenfläche 13 des Hydraulikzylinders 6 belässt.
[00123] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zwischenkolben 11 unabhängig von einer Arbeitskraft mit einer Rückhaltekraft beaufschlagbar ist, die unterstützt, dass Hydraulikflüssigkeit über den Zwischenkolben 11 in den Arbeitsraum 15 zur Vergrößerung des Arbeitsraumes 15 strömen kann.
[00124] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Rückhaltekraft eine Bewegung des Zwischenkolbens 11 in der Arbeitsrichtung R zulässt.
[00125] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Arbeitskolben 10 mit dem Gegenhalter G über ein Spindelteil 40 mechanisch koppelbar ist.
[00126] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Spindelteil 40 drehbar ist.
[00127] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Spindelteil 40 feststehend ist.
[00128] Eine Anordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Spindelteil 40 in dem Hydraulikzylinder befestigt ist. [00129] Eine Anordnung in Kombination mit einem Hydraulikwerkzeug 1, das einen Arbeitskopf 17 aufweist.
[00130] Eine Kombination, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Arbeitswerkzeug 1 ein Schneidwerkzeug ist.
[00131] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass bei einem plötzlichen Abfall der Gegenkraft eine ohne den Abfall der Gegenkraft mögliche weitere Bewegung des Arbeitskolbens 10 in die Arbeitsrichtung R durch eine mechanische Rückhaltung des Arbeitskolbens 10 gehindert wird.
[00132] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Hinderung durch eine mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben 10 und einem Gegenhalter G erreicht wird.
[00133] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass als Gegenhalter G ein Hydraulikzylinder 6 oder ein Zwischenkolben 11 vorgesehen wird.
[00134] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Zwischenkolben 11 in der Arbeitsrichtung R vor dem Arbeitskolben 10 angeordnet ist, dass der Beaufschlagungsraum durch den Zwischenkolben 11 in einen Vorraum 14 und einen Arbeitsraum 15 unterteilt ist, wobei der Vorraum 14 sich zwischen einem Zylinderboden 21 und dem Zwischenkolben 11 und der Arbeitsraum 15 zwischen dem Arbeitskolben 10 und dem Zwischenkolben 11 befindet, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorraum 14 in den Arbeitsraum 15 unter Vergrößerung des Arbeitsraumes 15 geleitet wird, und dass der bei dem plötzlichen Abfall der Gegenkraft durch eine mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben 10 und dem Zwischenkolben 11 eine voneinander weg gerichtete Bewegung der Kolben 10, 11 gehindert wird. [00135] Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Hydraulikzylinder 6 Teil eines Arbeitswerkzeuges 1 nach einem der Ansprüche 24 oder 25 ist.
[00136] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/ beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Offenbarung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
Liste der Bezugszeichen
1 hydraulisches Arbeitswerk28 Fortsatz zeug 29 Durchleitungsabschnitt
2 Akkumulator 30 V erschlussausf ormung
3 Motor 31 Durchlass
4 Getriebe 32 Verschlussschulter
5 Pumpe 33 Durchgangsöffnung
6 Hydraulikzylinder 34 Ventilfeder
7 Vorratsraum 35 Dichtungselement
8 Rücklaufventil 36 Spaltöffnung
9 Betätigungs Schalter 37 Druckfeder
10 Arbeitskolben 38 Aufnahmeraum
11 Zwischenkolben 39 Spindelteil
12 Beaufschlagungsfläche 40 Spindelmutter
13 Innenfläche 41 Öffnung
14 Vorraum 42 Rücklaufleitung
15 Arbeitsraum 43 Durchgangsöffnung
16 Kolbenstange 44 Anschlagschulter
17 Arbeitskopf 45 Anschlag, vorderer
18 erste, bewegliche Schneide 46 Anschlag, hinterer
19 zweite, feststehende Schneide 47 Anschlagfläche
20 Gegenstand 48 Gegenfläche
21 Zylinderboden 49 Federelement
22 Hydraulikleitung 50 Durchgangsöffnung
23 Ventil 51 Anschlagschulter
24 Koppelfortsatz
25 Koppelanschlag a Anfangsabstand
26 Zwischenkolbenstange x Mittelachse
27 Durchlass G Gegenhalter
R Arbeitsrichtung

Claims

39
Ansprüche
1. Eine Anordnung, aufweisend einen Hydraulikzylinder (6), einen hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolben (10), wobei der Arbeitskolben (10) in dem Hydraulikzylinder (6) bewegbar ist und zur Übertragung einer Arbeitskraft auf einen zu bearbeitenden Gegenstand (20) außerhalb des Hydraulikzylinders (6) ausgebildet ist, unter Aufbau einer Gegenkraft, wobei weiter der Arbeitskolben (10) eine Beaufschlagungsfläche (12) aufweist, die einen zwischen dem Arbeitskolben (10) und dem Hydraulikzylinder (6) gegebenen Beaufschlagungsraum in einer Arbeitsrichtung (R), in welcher die Arbeitskraft übertragen wird, begrenzt, weiter aufweisend Hydraulikflüssigkeit, vorgesehen in dem Hydraulikzylinder (6), wobei ein Eintritt der Hydraulikflüssigkeit in den Beaufschlagungsraum den Beaufschlagungsraum vergrößert und auf den Arbeitskolben (10) einwirkt, um den Arbeitskolben (10) in der Arbeitsrichtung (R) zu der Beaufschlagungsfläche (12) zu bewegen, wobei der Arbeitskolben (10) ausgebildet ist, mechanisch zurückgehalten zu werden, wenn ein Abfall der Gegenkraft eintritt, wodurch eine zusätzliche Bewegung des Arbeitskolbens (10) in der Arbeitsrichtung (R) gehindert wird, die ohne den Abfall der Gegenkraft eintreten kann.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Rückhaltung eine mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben (10) und einem Gegenhalter (G) ist.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (G) durch einen Hydraulikzylinder (6) gebildet ist. 40 Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (G) ein Zwischenkolben (11) ist, der in der Arbeitsrichtung (R) vor dem Arbeitskolben (10) angeordnet ist. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Arbeitsrichtung (R) vor dem Arbeitskolben (10) der Zwischenkolben (11) angeordnet ist, dass der Beaufschlagungsraum durch den Zwischenkolben (11) in einen Vorraum (14) und einen Arbeitsraum (15) unterteilt ist, wobei der Vorraum (14) sich zwischen einem Zylinderboden (21) des Hydraulikzylinders (6) und dem Zwischenkolben (11) und der Arbeitsraum (15) zwischen dem Arbeitskolben (10) und dem Zwischenkolben (11) gebildet ist, wobei die Hydraulikflüssigkeit ausgebildet ist, aus dem Vorraum (14) in den Arbeitsraum (15) zu fließen, um den Arbeitsraum (15) zu vergrößern, und wobei die mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben (10) und dem Zwischenkolben (11) ausgebildet ist, eine Wirkung der in dem Arbeitsraum (15) befindlichen Hydraulikflüssigkeit auszugleichen, wenn ein Abfall der Gegenkraft eintritt. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass allein der Arbeitskolben (10) auf den Gegenstand (20) einwirkt. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkolben (11) einen Koppelfortsatz (24) aufweist, ausgebildet mit dem mit dem Koppelanschlag (25) des Arbeitskolbens (10) zusammenzuwirken. 41 Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelfortsatz (24) ausgebildet ist, die Beaufschlagungsfläche (12) zu durchsetzen. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelanschlag (25) in der Beaufschlagungsrichtung hinter der Beaufschlagungsfläche (12) ausgebildet ist. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkolben (11) vorgespannt ist in eine von dem Arbeitskolben (10) distanzierte Stellung. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkolben (11) eine Durchgangsöffnung (33) aufweist, und weiter ein Ventil (23) aufweist, das in der Durchgangsöffnung (33) angeordnet ist, wobei das Ventil (23) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Verschlussstellung bewegbar ist. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (23) ausgebildet ist, zu ermöglichen, dass die Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorraum (14) in den Arbeitsraum (15) strömt. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (23) ausgebildet ist, einen verminderten Durchsatz von Hydraulikflüssigkeit in der geschlossenen Stellung im Vergleich zu der Öffnungsstellung zu ermöglichen. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (23) in die Öffnungs Stellung durch einen Anschlag an dem Zylinderboden (21) gesteuert werden kann. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (23) in seine Schließstellung vorgespannt ist. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkolben (11) eine Spaltöffnung (36) zu einer Innenfläche (13) des Hydraulikzylinders (6) belässt. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkolben (11) beaufschlagbar ist unabhängig von einer Arbeitskraft, mit einer Rückhaltekraft,, die unterstützend wirkt im Hinblick auf eine Strömung von Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum (15) über den Zwischenkolben (11), um den Arbeitsraum (15) zu vergrößern. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltekraft eine Bewegung des Zwischenkolbens (11) in der Arbeitsrichtung (R) ermöglicht. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (10) mit dem Gegenhalter (G) mechanisch gekoppelt ist über ein Spindelteil (40). Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelteil (40) drehbar ist. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelteil (40) feststehend ist. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelteil (40) in dem Zwischenkolben befestigt ist. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelteil (40) in dem Hydraulikzylinder befestigt ist. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter in Kombination mit einem Hydraulikwerkzeug (1), das einen Arbeitskopf (17) aufweist. Kombination nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitswerkzeug (1) ein Schneidwerkzeug ist. Verfahren zur Stoßdämpfung eines in einem Hydraulikzylinder (6) bewegbaren, hydraulisch beaufschlagbaren Arbeitskolbens (10), zur Übertragung einer Arbeitskraft auf einen zu bearbeitenden Gegenstand (20) außerhalb des Hydraulikzylinders (6), unter Aufbau einer Gegenkraft, wobei der Arbeitskolben (10) eine Beaufschlagungsfläche (12) aufweist, die Beaufschlagungsfläche (12) einen zwischen dem Arbeitskolben (10) und dem Hydraulikzylinder (6) gegebenen Beaufschlagungsraum in einer Arbeitsrichtung (R), in der die Arbeitskraft übertragen wird, begrenzt, und Hydraulikflüssigkeit zur Bewegung des Arbeitskolbens (10) in der Arbeitsrichtung (R) auf die Beaufschlagungsfläche (12) unter Vergrößerung des Beaufschlagungsraumes in den Beaufschlagungsraum einge- 44 bracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem plötzlichen Abfall der Gegenkraft eine ohne den Abfall der Gegenkraft mögliche weitere Bewegung des Arbeitskolbens (10) in die Arbeitsrichtung (R) durch eine mechanische Rückhaltung des Arbeitskolbens (10) gehindert wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinderung durch eine mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben (10) und einem Gegenhalter (G) erreicht wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenhalter (G) der Hydraulikzylinder (6) oder ein Zwischenkolben (11) vorgesehen wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkolben (11) in der Arbeitsrichtung (R) vor dem Arbeitskolben (10) angeordnet ist, dass der Beaufschlagungsraum durch den Zwischenkolben (11) in einen Vorraum (14) und einen Arbeitsraum (15) unterteilt ist, wobei der Vorraum (14) sich zwischen einem Zylinderboden (21) und dem Zwischenkolben (11) und der Arbeitsraum (15) zwischen dem Arbeitskolben (10) und dem Zwischenkolben (11) befindet, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorraum (14) in den Arbeitsraum (15) unter Vergrößerung des Ar beits raumes (15) geleitet wird, und dass bei dem plötzlichen Abfall der Gegenkraft durch eine mechanische Kopplung zwischen dem Arbeitskolben (10) und dem Zwischenkolben (11) eine voneinander weg gerichtete Bewegung der Kolben (10, 11) gehindert wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (6) Teil eines Arbeitswerkzeuges (1) nach einem der Ansprüche 24 oder 25 ist.
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