Hydraulischer oder pneumatischer Gleichlauf-Teleskopstempel Bei druckmittelbetätigten, mehrteiligen Teleskop stempeln bekannter Bauart, wie sie beispielsweise bei hydraulischen Aufzügen, Hebebühnen, Kippern usw.
verwendet werden, fahren die einzelnen Kolben im all gemeinen nacheinander teleskopartig aus dem Zylinder aufs. Setzt man. eim pleichförmüge Förderung des Druck mittels voraus, so treten während des Hubes brüske, sehr unangenehme Geschwindigkeitsänderungen auf, weil der wirksame Verdrängungsquerschnitt sich jedes mal sprunghaft ändert, wenn einer der Kolben seinen Endausschlag erreicht.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, werden isogenannte Gleichlauf-Teleskope gebaut, bei denen zwischen den einzelnen, ineinandergesteckten Rohrkolben jeweils ein Verdrängungsraum vorhanden ist, dessen Querschnitt gleich dem Querschnitt des nächst kleineren Kolbens ist. Vom geförderten Druck mittel ist nur der erste Rohrkolben direkt beaufschlagt, während die weiteren Kolben durch das aus den ge nannten Verdrängungsräumen austretende Druckmittel ausgefahren werden.
Diese bekannte Lösung erfordert allerdings gegenüber dem gewöhnlichen Teleskopstem- pel einen ganz erheblichen Mehraufwand, vor allem eine genaue Innenbearbeitung der Teile, eine Mehrzahl von Ringdichtungen und den Einbau von Rückschlagventi- len.
Bei einem Teleskopstempel mit zwei Kolben ist es ferner bekannt, im Innern des Zylinders ein feststehen des Rohr vorzusehen, welches den Boden des grösseren Kolbens durchdringt, so dass je nach Bemessung des Rohrquerschnittes die Wirkfläche des grösseren Kolbens beeinflusst und auf diejenige des kleineren Kolbens ab gestimmt werden kann. Mit dieser Anordnung lässt sich aber ein Gleichlauf selbst bei gleichen Wirkflächen des grösseren und des kleineren Kolbens praktisch nicht erreichen, weil dann die Geschwindigkeit des grösseren Kolbens unbestimmt und von Zufälligkeiten abhängig ist.
Mit der vorliegenden Erfindung wird bezweckt, aus gehend von einem Teleskopstempel der herkömmlichen, gewöhnlichen Bauweise, den Gleichlauf mit einfachen Mitteln zu erzielen. Die Erfindung betrifft einen hydrau lischen oder pneumatischen Gleichlauf-Teleskopstempel, mit zwei oder mehr vom Druckmittel direkt beauf- schlagten, aus einem Zylinder teleskopartig ausfahr baren Kolben, welche unter sich gleiche Hublängen auf weisen.
Ein solcher Teleskopstempel ist erfindungsge- mäss dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ge nannten Teleskopteilen angreifende, mechanische Ver bindungsmittel vorhanden sind, welche in jeder Hublage gleichmässig aufgeteilte Teilhübe zwischen den aufein anderfolgenden Teleskopteilen erzwingen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Aus führungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeich nung näher erläutert.
Fig.l zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Gleichlauf-Teleskopstempels, Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform mit gleich artigen Verbindungsmitteln, wie bei Fig. 1, jedoch bei umgekehrter Anordnung des Teleskopstempels, und Fig.3 und 4 veranschaulichen Ausführungsbei spiele mit andersartigen Verbindungsmitteln.
Der in Fig. 1 dargestellte Teleskopstempel besteht im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich aus dem Zylin der 2, dem Zwischenkolben 4 (Rohrkolben) und dem Endkolben 6, wobei der Zwischenkolben 4 und der Endkolben 6 aus dem Zylinder 2 teleskopartig um gleiche Hublängen ausfahrbar sind. Der Zylinder ist in geeigneter Weise, z. B. über eine Kugel 8, auf der Unter lage abgestützt. Das Druckmittel zur Betätigung des Teleskopstempels, vorzugsweise Hydrauliköl, wird wie üblich z. B. von einer Pumpe oder aus einem Druck speicher (nicht dargestellt) unter dem Druck P beim Eingangsstutzen 10 in den Zylinder 2 eingeführt.
Die zu hebende Last Q ruht auf der Plattform 16 am Ende des Kolbens 6 auf.
Bei den beiden Kolben 4 und 6 handelt es sich um gewöhnliche sog. Tauchkolben (Plunger), die vom Druckmittel im Zylinder 2 direkt beaufschlagt sind. Aus gehend von der Anfangslage, in welcher beide Kolben 4 und 6 noch vollständig im Zylinder 2 eingetaucht sind, würde ohne weitere Vorkehren bei beginnender ölför- derung der Zwischenkolben 4 (und allfällige weitere Zwischenkolben bei einem mehrteiligen Teleskopstem- pel) vorerst simultan mit gleicher Geschwindigkeit wie der Endkolben 6 ausfahren, unter der praktisch immer erfüllten Voraussetzung,
dass die auf den Ringquer schnitt des Zwischenkolbens wirkende Kraft des Druck mittels grösser ist als das Eigengewicht des Zwischen kolbens. Erst nach Eintreffen des Zwischenkolbens an seinem Endanschlag würde der Endkolben allein und mit entsprechend höherer Geschwindigkeit ausgefahren.
Um nun im Gegensatz zur genannten Wirkungsweise des gewöhnlichen Teleskopstempels einen völligen Gleichlauf, d. h. konstante Ausfahrgeschwindigkeit der Plattform 16 über die gesamte Hubhöhe zu erreichen, sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Teleskop teile 2, 4 und 6 durch ein sog. 2:1-Gehänge untereinan der verbunden, welches aus einem Seil 20 (oder einer Kette oder dgl.) und den Rollen 22, 24 und 26 gebildet ist. Wie ersichtlich, ist das eine Ende des Seils 20 am Endkolben 6 und das andere Ende an der Manschette 12 des Zylinders 2 befestigt.
Es läuft über eine Um lenkrolle 26, welche in geeigneter Höhe über dem Tele- skopstempel aufgehängt ist, weiter über eine auf der Manschette 12 gelagerte Rolle 22 und eine Rolle 24, die auf der Manschette 14 des Zwischenkolbens 4 gelagert ist. Durch dieses 2:1-Gehänge wird beim Ausfahren der Teile 4 und 6 der unter öldruck stehende Zwischenkol ben 4 daran gehindert, dem Endkolben 6 vollständig zu folgen, vielmehr kann infolge der Verbindung über das Seil 20 bei jedem gegebenen Hubweg des Endkolbens 6 der Zwischenkolben 4 nur um die Hälfte dieses Weges ausfahren.
Es sind demnach in jeder Hublage die Teil hübe h (Fig. 1) zwischen den aufeinanderfolgenden Teleskopteilen 2 und 4 bzw. 4 und 6 gleich, und die bei den Kolben 4 und 6 erreichen demnach gleichzeitig ihre Endlage. Auf ididser Wirkungsweise ergibt sieh über die ganze Hubbewegung eine stetige, gleichförmige Zu nahme des Volumens im Innern des Teleskops und da durch auch eine gleichförmige Ausfahrgeschwindigkeit der Plattform 16.
Auch beim Absenken der Last besteht selbstverständlich dieser lineare Zusammenhang, indem beim Einfahren der Plattform 16 um einen bestimmten Weg der Seilzug das Einfahren des Zwischenkolbens 4 über die Rolle 24 um die Hälfte dieses Weges erzwingt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im wesent lichen ein gleiches Teleskop wie in Fig. 1 verwendet, und die einander entsprechenden Teile sind mit gleichen Be zugszahlen bezeichnet. Der Unterschied gegenüber der Fig. 1 besteht darin, dass der Teleskopstempel in umge kehrter Lage angeordnet ist, d. h. der Endkolben 6 auf dem Grund abgestützt ist und die Last Q auf dem Boden des Zylinders 2 ruht. Das Druckmittel wird vor zugsweise beim Stutzen 10 durch das Innere des abge stützten Endkolbens 6 zugeführt.
Das 2:1-Gehänge be steht hier lediglich aus dem zwischen einem Aufhänge punkt über dem Teleskop und der Manschette 12 ge spannten, über die Rolle 24 auf der Manschette 14 ge führten Seil 20. Es ist klar, dass die Wirkungsweise die ser Anordnung die gleiche ist wie beim Beispiel nach Fig. 1, indem das Seilgehänge wiederum den Gleichlauf des Teleskopstempels erzwingt.
Es ist zu erwähnen, dass bei gewöhnlichen Teleskopstempeln die umgekehrte Aufstellung nach Fig. 2 vor allem wegen dem vermehr ten, anzuhebenden Eigengewicht des Zylinders 2 nicht üblich ist; im vorliegenden Fall ergibt sich jedoch gegen- über der Ausführung nach Fig. 1 eine Vereinfachung für das Seilgehänge.
Die weiteren Figuren veranschaulichen weitere Möglichkeiten von mechanischen Verbindungsmitteln zwischen den Teleskopteilen, welche in jeder Hublage gleiche Teilhübe zwischen den aufeinanderfolgenden 'leleskoptei!len erzwingen. Beim Beispiel nach Fig.3 wird diese Verbindung über ein Zahnrad 30 und zwei Zahnstangen 32 hergestellt. Das Zahnrad 30 ist auf dem Zwischenkolben 4 drehbar gelagert, und von den beiden Zahnstangen 32 ist die eine am Zylinder 2 und die andere am Endkolben 6 befestigt; mit Hilfe von auf dem Zwischenkolben 4 montierten Führungen 34 werden beide Zahnstangen 32 dauernd im Eingriff an gegen überliegenden Stellen des Zahnrades 30 gehalten.
Da bei einer Bewegung des Endkolbens 6 relativ zum Zylin der 2 das Zahnrad 30 sich immer um gleiche Strecken auf beiden Zahnstangen 32 abwälzen muss, ist der Teil hub des Zwischenkolbens 4 gegenüber dem Zylinder 2 immer gleich gross wie der Teilhub des Endkolbens 6 gegenüber dem Zwischenkolben 4, also die Hälfte des Gesamthubes. Ähnlich wie durch das Seilgehänge bei den Fig. 1 und 2 wird also auch hier mittels der mecha nischen Verbindungen über Zahnstangen 32 und Zahn rad 30 ein völliger Gleichlauf des Teleskopstempels er zwungen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird die me chanische, den Gleichlauf erzwingende Verbindung zwi schen den Teleskopteilen 2, 4 und 6 durch eine soge nannte Gelenkschere hergestellt: Ein zweiarmiger Hebel 40 ist mit seinem Mittelpunkt auf dem Zwischenkolben 4 schwenkbar gelagert, und die Enden der beiden gleich langen Hebelarme sind über Verbindungsstangen 42 von ebenfalls gleicher Länge einerseits mit dem Endkolben 6 und anderseits mit dem Zylinder 2 gelenkig verbun den. Wie strichpunktiert in Fig. 4 angedeutet, kann die Gelenkschere zweiseitig symmetrisch ausgeführt sein.
Es ist offensichtlich und bedarf keiner weiteren Er läuterung, dass ähnlich wie bei den vorangehenden Bei spielen auch mit dieser Gelenkschere 40, 42 dauernd gleiche Teilhübe zwischen den Teleskopteilen erzwungen werden, womit wiederum eine gleichförmige Hubbewe gung über den gesamten Hubweg gewährleistet ist.
Sämtliche vorstehend beschriebenen Ausführungs formen beziehen sich auf einen Teleskopstempel mit nur zwei aus dem Zylinder ausfahrbaren Kolben 4 und 6. Es ist jedoch selbstverständlich und insbesondere aus dem Beispiel nach Fig. 4 ohne weiteres ersichtlich, dass das erläuterte Prinzip, durch mechanische Verbindungs mittel zwischen den einzelnen Teleskopteilen gleichmäs- sig aufgeteilte Teilhübe und damit den Gleichlauf zu er zwingen, sich auch auf Teleskopstempel mit mehreren ausfahrbaren Teilen anwenden lässt.
Ausserdem trifft das bisher Gesagte natürlich gleiohermas!sgen auf hydrau lische wie auf pneumatische Teleskopstempel zu.
Es. ist hervorzuheben, dass bei allen beschriebenen Ausführungsformen die mechanischen Verbindungsmit tel zwischen den Teleskopteilen, verglichen mit der Hub kraft des Teleskopstempels, nur geringe Kräfte zu über tragen haben. Es greifen an ihnen lediglich Differenz kräfte entsprechend den Querschnittsdifferenzen zwi schen den einzelnen Teleskopteilen an, wobei noch das Eigengewicht des Zwischenkolbens in entlastendem Sinne wirkt. Dabei entspricht die resultierende Gesamt kraft des Teleskops immer der Summe der wirksamen Teilquerschnitte (abgesehen von geringen Reibungsver lusten in den Verbindungsmitteln).
Die Verbindungs- organe sind deshalb auch nicht als tragende Organe im Sinne der Sicherheitsvorschriften anzusehen und zu be messen; beim Bruch eines oder mehrerer dieser Organe kann sich höchstens eine gewisse Relativverschiebung zwischen den ausgefahrenen Teilen einstellen, jedoch unter Beibehaltung des eingeschlossenen Volumens, was höchstens eine geringe Absenkung der Teleskop-Platt- form zulässt.
Die ibe@chriebenien ;Gleichlauf-Teleskopsitempel zeichnen sich durch grosse Einfachheit aus. Es kann von der herkömmlichen Tauchkolben-Bauweise ausgegangen werden, wobei der Gleichlauf mit nur geringem zusätz lichem Aufwand erzielt wird.
Hydraulic or pneumatic synchronous telescopic ram In the case of pressure-operated, multi-part telescopic rams of known design, such as those used in hydraulic elevators, lifting platforms, tippers, etc.
are used, the individual pistons generally move telescopically out of the cylinder one after the other. If you set. When the pressure is pumped in advance, sudden, very unpleasant changes in speed occur during the stroke, because the effective displacement cross-section changes abruptly every time one of the pistons reaches its final deflection.
In order to eliminate this disadvantage, so-called synchronous telescopes are built, in which a displacement space is present between the individual, nested bulrushes, the cross section of which is equal to the cross section of the next smaller piston. Only the first tubular piston is acted upon directly from the conveyed pressure medium, while the other pistons are extended by the pressure medium emerging from the displacement spaces mentioned.
This known solution, however, requires a considerable amount of additional work compared to the conventional telescopic stamp, above all precise internal machining of the parts, a plurality of ring seals and the installation of non-return valves.
In the case of a telescopic ram with two pistons, it is also known to provide a fixed tube inside the cylinder which penetrates the bottom of the larger piston, so that depending on the dimensioning of the tube cross-section, the effective area of the larger piston is influenced and coordinated with that of the smaller piston can be. With this arrangement, however, it is practically impossible to achieve synchronism even with the same effective areas of the larger and the smaller piston, because the speed of the larger piston is then indefinite and dependent on randomness.
The aim of the present invention is to achieve synchronization with simple means, starting from a telescopic ram of the conventional, conventional design. The invention relates to a hydraulic or pneumatic synchronous telescopic ram, with two or more of the pressure medium directly acted upon, telescopically extendable from a cylinder ble pistons, which have the same stroke lengths.
According to the invention, such a telescopic ram is characterized in that mechanical connecting means acting between the mentioned telescopic parts are present which force evenly divided partial strokes between the successive telescopic parts in each stroke position.
The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments in connection with the drawing voltage.
Fig.l shows a first embodiment of a synchronous telescopic ram, Fig. 2 shows a further embodiment with similar connecting means, as in Fig. 1, but with the reverse arrangement of the telescopic ram, and Fig.3 and 4 illustrate Ausführungsbei games with different connecting means.
The telescopic ram shown in Fig. 1 consists essentially of three parts, namely from the cylinder 2, the intermediate piston 4 (cattail) and the end piston 6, the intermediate piston 4 and the end piston 6 from the cylinder 2 telescopically extended by the same stroke lengths . The cylinder is suitably, e.g. B. via a ball 8, supported on the base. The pressure medium for actuating the telescopic ram, preferably hydraulic oil, is, as usual, for. B. from a pump or from a pressure memory (not shown) introduced under the pressure P at the inlet port 10 in the cylinder 2.
The load Q to be lifted rests on the platform 16 at the end of the piston 6.
The two pistons 4 and 6 are conventional so-called plungers, which are directly acted upon by the pressure medium in the cylinder 2. Starting from the initial position, in which both pistons 4 and 6 are still completely immersed in cylinder 2, the intermediate piston 4 (and any additional intermediate pistons in the case of a multi-part telescopic piston) would initially be simultaneously at the same speed without any further precautions when the oil delivery begins how the end piston 6 extends, under the condition that is practically always fulfilled,
that the force of the pressure acting on the ring cross section of the intermediate piston is greater than the weight of the intermediate piston. Only after the intermediate piston has reached its end stop would the end piston be extended alone and at a correspondingly higher speed.
In order now, in contrast to the above-mentioned mode of operation of the ordinary telescopic ram, to achieve complete synchronization, i.e. H. To achieve constant extension speed of the platform 16 over the entire lifting height, the telescopic parts 2, 4 and 6 are connected to each other by a so-called 2: 1 hanger, which consists of a rope 20 (or a chain or Like.) and the rollers 22, 24 and 26 is formed. As can be seen, one end of the cable 20 is attached to the end piston 6 and the other end to the sleeve 12 of the cylinder 2.
It runs over a guide roller 26 which is suspended at a suitable height above the telescopic ram, further over a roller 22 mounted on the sleeve 12 and a roller 24 mounted on the sleeve 14 of the intermediate piston 4. This 2: 1 hanger prevents the under oil pressure Zwischenkol ben 4 from fully following the end piston 6 when the parts 4 and 6 are extended, but rather, due to the connection via the cable 20, the intermediate piston 6 can be used at any given stroke of the end piston 6 4 only go out halfway this way.
Accordingly, in each stroke position, the partial strokes h (FIG. 1) between the successive telescopic parts 2 and 4 or 4 and 6 are the same, and the pistons 4 and 6 therefore reach their end positions at the same time. In the same way, the entire lifting movement results in a steady, uniform increase in the volume inside the telescope and, as a result, a uniform extension speed of the platform 16.
This linear relationship also exists, of course, when lowering the load, in that when the platform 16 is retracted by a certain distance, the cable pulls the intermediate piston 4 into retraction via the roller 24 by half of this distance.
In the embodiment of FIG. 2, the same telescope is used in wesent union as in Fig. 1, and the corresponding parts are referred to with the same reference numbers Be. The difference compared to Fig. 1 is that the telescopic ram is arranged in the reverse position, d. H. the end piston 6 is supported on the ground and the load Q rests on the bottom of the cylinder 2. The pressure medium is preferably fed through the interior of the end piston 6 supported by the nozzle 10 before.
The 2: 1 hanger be here only from the ge between a suspension point above the telescope and the cuff 12 stretched, over the roller 24 on the cuff 14 ge guided rope 20. It is clear that the operation of this water arrangement is the same as in the example of FIG. 1, in that the rope suspension in turn forces the synchronization of the telescopic ram.
It should be mentioned that in the case of ordinary telescopic rams, the reverse installation according to FIG. 2 is not common, mainly because of the increased weight of the cylinder 2 to be lifted; in the present case, however, there is a simplification for the rope suspension compared to the embodiment according to FIG.
The other figures illustrate further possibilities of mechanical connecting means between the telescopic parts, which in each stroke position force the same partial strokes between the successive telescopic parts. In the example according to FIG. 3, this connection is established via a gear wheel 30 and two toothed racks 32. The gear wheel 30 is rotatably mounted on the intermediate piston 4, and of the two toothed racks 32, one is attached to the cylinder 2 and the other to the end piston 6; with the aid of guides 34 mounted on the intermediate piston 4, both toothed racks 32 are kept permanently engaged at opposite points of the gearwheel 30.
Since when the end piston 6 moves relative to the cylinder 2, the gear 30 must always roll the same distances on both racks 32, the partial stroke of the intermediate piston 4 relative to the cylinder 2 is always the same as the partial stroke of the end piston 6 relative to the intermediate piston 4, i.e. half of the total stroke. Similar to the rope hanger in FIGS. 1 and 2, a complete synchronization of the telescopic ram is also here by means of the mechanical connections via racks 32 and toothed wheel 30.
In the embodiment of Fig. 4, the me mechanical, the synchronization enforcing connection between tween the telescopic parts 2, 4 and 6 is made by a so-called joint scissors: A two-armed lever 40 is pivotably mounted with its center on the intermediate piston 4, and the ends of the two equally long lever arms are articulated verbun via connecting rods 42 of the same length on the one hand with the end piston 6 and on the other hand with the cylinder 2. As indicated by dash-dotted lines in FIG. 4, the joint scissors can be designed symmetrically on both sides.
It is obvious and does not require any further explanation that, similar to the previous examples, even with these hinged scissors 40, 42 constant partial strokes are forced between the telescopic parts, which in turn ensures a uniform stroke movement over the entire stroke path.
All of the execution forms described above relate to a telescopic ram with only two extendable pistons 4 and 6 from the cylinder. However, it is of course and in particular from the example of FIG. 4 readily apparent that the principle explained, by mechanical connection means between the Evenly divided partial strokes for individual telescopic parts and thus forcing synchronization can also be used on telescopic rams with several extendable parts.
In addition, what has been said so far applies equally to hydraulic and pneumatic telescopic rams.
It. It should be emphasized that in all of the embodiments described, the mechanical connecting means between the telescopic parts, compared with the stroke force of the telescopic ram, only have to bear small forces. Only difference forces corresponding to the cross-sectional differences between the individual telescopic parts attack them, the weight of the intermediate piston still having a relieving effect. The resulting total force of the telescope always corresponds to the sum of the effective partial cross-sections (apart from low friction losses in the connecting means).
The connecting organs are therefore not to be regarded or measured as supporting organs in the sense of the safety regulations; if one or more of these organs break, at most a certain relative displacement between the extended parts can occur, but while maintaining the enclosed volume, which at most allows a slight lowering of the telescopic platform.
The ibe @ chrittenien; synchronous telescope temples are characterized by their great simplicity. It can be assumed from the conventional plunger design, the synchronization is achieved with only little additional Lichem effort.