DE102004045011B4 - Piston-cylinder unit - Google Patents

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Abstract

Kolbenzylindereinheit mit einem Druckzylinder (2), einem in dem Druckzylinder (2) sitzenden längsverschiebbaren Kolben (3), der mit einer Kolbenstange (4) fest verbunden ist, die an einem Ende des Druckzylinders (2) aus diesem herausgeführt ist, zwei Druckmittelkammern (6, 7) in dem Druckzylinder (2) zur Beaufschlagung des Kolbens (3) und der Kolbenstange (4) zwischen einer eingefahrenen Endstellung und einer ausgefahrenen Endstellung, sowie einer Rückstellvorrichtung zur Rückstellung der Kolbenstange (4) in eine Mittelstellung zwischen den beiden Endstellungen bei Druckmittelausfall, wobei die Rückstellvorrichtung (37) aus einem Vorspannzylinder (8) und einer Feder (13) besteht, wobei die Feder (13) derart zwischen dem Vorspannzylinder (8) und dem Druckzylinder (2) sitzt, daß durch Druckbeaufschlagung des Vorspannzylinders (8) dieser die Feder in der inaktiven Stellung hält und sich bei Druckmittelausfall die Feder (13) in eine aktive Stellung bewegt, wobei dabei der Vorspannzylinder (8) die Kolbenstange (4) in die Mittelstellung bewegt.Piston-cylinder unit with a pressure cylinder (2), one in the pressure cylinder (2) sitting longitudinally movable Piston (3) which is firmly connected to a piston rod (4), the at one end of the printing cylinder (2) is led out of this, two pressure medium chambers (6, 7) in the pressure cylinder (2) for acting of the piston (3) and the piston rod (4) between a retracted End position and an extended end position, as well as a return device for provision the piston rod (4) in a middle position between the two End positions at pressure medium failure, the return device (37) consists of a biasing cylinder (8) and a spring (13), wherein the spring (13) between the biasing cylinder (8) and the pressure cylinder (2) sits that through Pressurization of the biasing cylinder (8) of this spring in the inactive position holds and at pressure medium failure, the spring (13) in an active position moves, wherein the biasing cylinder (8) the piston rod (4) moved to the middle position.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenzylindereinheit vorzugsweise für Land- und Luftfahrzeuge, mit einem Druckzylinder, einem in dem Druckzylinder sitzenden längsverschiebbaren Kolben, der mit einer aus dem Druckzylinder herausgeführten Kolbenstange fest verbunden ist, zwei in dem Druckzylinder vorgesehenen Druckmittelkammern zur Beaufschlagung des Kolbens und der Kolbenstange mit einem Druckmittel zwischen einer eingefahrenen Endstellung und einer ausgefahrenen Endstellung, sowie einer Rückstellvorrichtung zur Rückstellung des Kolbens in eine Neutralstellung bei Druckmittelausfall.The The present invention relates to a piston-cylinder unit preferably for land and aircraft, with a pressure cylinder, one in the impression cylinder sitting longitudinally displaceable Piston with a led out of the pressure cylinder piston rod is firmly connected, two provided in the printing cylinder pressure medium chambers for Actuation of the piston and the piston rod with a pressure medium between a retracted end position and an extended end position End position, as well as a reset device to the provision of the piston in a neutral position at pressure medium failure.

Bei hydraulischen Aktuatoren, die in Aufhängungssystemen von Zügen mit Neigetechnik verwendet werden, muss sichergestellt werden, dass bei Druckausfall wieder eine Ausgangsstellung bzw. Neutralstellung erreicht wird. Neigezüge sollen im Falle eines Strom- und damit Druckmittelausfalis eine aktive Mittenzentrierung des Wagenkastens erreichen. Entsprechende Aufhängungssysteme sind bislang relativ aufwendig. Beispielsweise konnte die Mittenzentrierung durch zwei separate gegensinnig angeordnete hydraulisch wirkende Zentrierzylinder erreicht werden. Im Luftfahrtbereich wurden Servo-Aktuatoren mit aktiver Mittenzentrierung vorgeschla gen, die die Position im Fehlerfall über ein spezielles Wegeventil einstellen, das eine mechanische Rückführung zur Kolbenposition benötigt. Dieses System ist jedoch ebenfalls aufwendig und kostenintensiv.at hydraulic actuators used in suspension systems of trains Tilting technology must be used to ensure that in case of pressure failure, a starting position or neutral position is reached. tilting trains should in the case of a power and thus pressure medium Ausfalis an active Center centering of the car body reach. Appropriate suspension systems are so far relatively expensive. For example, centering could be by two separate oppositely arranged hydraulically acting Centering can be achieved. In aviation were servo actuators with active centering, which positions in the Error case over set a special directional control valve, which provides a mechanical return to the Piston position required. However, this system is also expensive and expensive.

Die Druckschrift US 2,831,464 zeigt eine zweistufig ausfahrbare Kolbenzylindereinheit mit Rückstellfedern, wobei jedoch die Kolbenstange bei Druckausfall nicht in eine Mittelstellung zwischen der vollständig eingefahrenen und der vollständig ausgefahrenen Endstellung rückgestellt wird und in der inaktiven Stellung der Rückstellfeder nicht der gesamte Stellweg der Kolbenstange zwischen der vollständig eingefahrenen und der vollständig ausgefahrenen Endstellung zur Verfügung steht.The publication US 2,831,464 shows a two-stage retractable piston-cylinder unit with return springs, but the piston rod is not reset in pressure failure to a middle position between the fully retracted and the fully extended end position and in the inactive position of the return spring is not the entire travel of the piston rod between the fully retracted and the fully extended End position is available.

Die DE 38 09 461 A1 zeigt ähnlich wie die Schrift US 2,831,464 einen Doppelhubzylinder, bei dem in einem äußeren Kolben, der die erste Verschiebungsstufe bildet, ein innerer Kolben mit der daran befestigten Kolbenstange sitzt, der in dem äußeren Kolben nochmals um eine zweite Stellstufe verschieblich ist. Eine Rückstellung per Rückstellfeder erfolgt nicht. Ebenso fehlt es an einer aktiven Mittelzentrierung bei Druckausfall.The DE 38 09 461 A1 shows similar to the font US 2,831,464 a Doppelhubzylinder, in which in an outer piston, which forms the first shift stage, an inner piston with the piston rod attached thereto, which is displaceable in the outer piston again by a second setting stage. A provision by return spring does not take place. Likewise, there is no active centering in case of pressure failure.

Die DE 20 2004 005 410 U1 zeigt eine Kombination von Pneumatik- und Hydraulikzylindern, der auch als sogenannter Ölbremszylinder bezeichnet wird. Der Kolben kann durch Pneumatikbeaufschlagung hin- oder herbewegt werden, wobei jeweils in einem weiteren Kammersystem Hydraulikfluid durch einen Drosselkanal gezwungen wird, so dass eine gleichmäßige Kolben- bzw. Kolbenstangenbewegung erreicht wird. Dabei fehlt es jedoch an einer aktiven Mittenzentrierung.The DE 20 2004 005 410 U1 shows a combination of pneumatic and hydraulic cylinders, which is also referred to as a so-called oil brake cylinder. The piston can be reciprocated by pneumatic action, wherein in each case a further chamber system hydraulic fluid is forced through a throttle channel, so that a uniform piston or piston rod movement is achieved. However, there is no active centering.

Die DE 102 57 204 A1 schließlich beschreibt die Verriegelung des Schiebers eines Wegeventils, ohne jedoch die Gestaltung einer Kolbenzylindereinheit, insbesondere deren aktiven Mittenzentrierung zu erläutern.The DE 102 57 204 A1 Finally, the locking of the slide of a directional control valve, but without explaining the design of a piston-cylinder unit, in particular their active centering.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kolbenzylindereinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet.Of the The present invention is therefore based on the object, an improved To provide piston-cylinder unit of the type mentioned, the disadvantages of the prior art avoids and the latter in an advantageous manner Way further education.

Vorzugsweise soll eine einfache, robuste Rückstellung in die Neutralstellung bei Druckmittelausfall erreicht werden.Preferably should be a simple, robust default be achieved in the neutral position at pressure medium failure.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kolbenzylindereinheit gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention this Problem solved by a piston-cylinder unit according to claim 1. preferred Embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß besitzt die Kolbenzylindereinheit zur Rückstellung des Kolbens in die Neutralstellung eine Feder sowie einen Vorspannzylinder. Solange die Druckmittelversorgung gegeben ist, wird die Feder mittels des Vorspannzylinders in einer inaktiven Stellung gehalten, in der sie vom Kolben und/oder vom Zylinder außer Eingriff ist und die Bewegung des Kolbens relativ zum Druckzylinder nicht behindert. Fällt jedoch der Druck ab, hält der Vorspannzylinder die Feder nicht mehr zurück, so dass diese wirksam wird und den Kolben in seine Neutralstellung zwingt. Die Kombination der mechanischen Notrückstellung mit dem hydraulischen Normalbetrieb erlaubt eine einfache, robuste Ausbildung des Systems.In accordance with the invention the piston-cylinder unit for recovery the piston in the neutral position, a spring and a biasing cylinder. So long the pressure medium supply is given, the spring by means of Tensioning cylinder held in an inactive position in which they is disengaged from the piston and / or cylinder and the movement the piston is not hindered relative to the printing cylinder. But it falls the pressure stops the biasing cylinder, the spring is not back, so that it is effective and forces the piston to its neutral position. The combination the mechanical emergency reset with the hydraulic normal operation allows a simple, robust Training the system.

Der Vorspannzylinder kann grundsätzlich verschieden ausgebildet sein. In Weiterbildung der Erfindung kann ein doppeltwirkender Vorspannzylinder mit zwei Druckkammern vorgesehen sein, bei dem die sich beim Entspannen der Feder vergrößernde Druckmittelkammer mit dem Reservoir des Druckmittelsystems vorzugsweise über ein Rückschlagventil verbunden ist. Beim Entspannen der Feder zieht sich die sich vergrößernde Druckmittelkammer mit Hilfe der Federkraft Druckmittel aus der Reservoirkammer, so dass die Feder entspannen kann. Dies erlaubt eine einfache Steuerung des Entspannungsvorgangs.Of the Preload cylinder can basically different be educated. In a further development of the invention, a double-acting Vorspannzylinder be provided with two pressure chambers, in which the with increasing pressure of the spring enlarging pressure medium chamber the reservoir of the pressure medium system preferably via a check valve connected is. When relaxing the spring, the enlarging pressure medium chamber pulls with the help of spring force pressure medium from the reservoir chamber, so that the spring can relax. This allows easy control of the relaxation process.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Rückstellbewegung der Feder vorgesehen. Diese kann insbesondere hydraulisch ausgebildet sein. Eine Dämpfung der Rückstellbewegung kann einfach und präzise durch Strömungssteuermittel beeinflusst werden, die den Durchflusswiderstand des aus dem Vorspannzylinder abströmenden und/oder in den Vorspannzylinder einströmenden Druckmittels steuern. Insbesondere kann zumindest eine Drossel und/oder zumindest ein Durchflussregelventil zur Steuerung der Federentspannungsgeschwindigkeit vorgesehen sein. Die Dämpfung der Federrückstellbewegung verhindert insbesondere ein Zurückschießen der Feder bei plötzlich auftretendem Druckausfall und sorgt für eine sanfte Mittenzentrierung.In a further development of the invention, a damping device for damping the return movement of the spring is provided. This can in particular be specially designed hydraulically. An attenuation of the return movement can be influenced in a simple and precise manner by flow control means which control the flow resistance of the pressure medium flowing out of the pretensioning cylinder and / or into the prestressing cylinder. In particular, at least one throttle and / or at least one flow control valve may be provided for controlling the spring release speed. The damping of the spring return movement prevents in particular a springback of the spring in case of sudden pressure loss and ensures a gentle centering.

Vorteilhafterweise kann der Vorspannzylinder beispielsweise über in die Druckmittelanschlüsse geschaltete Ventile in seinen beiden Endstellungen hydraulisch verriegelt werden. Hierdurch kann einerseits die Kolbenzylindereinheit auch ohne Druckmittel starr in der Neutralstellung gehalten werden. Andererseits ist es im normalen Betrieb nicht nötig, den Vorspannzylinder permanent mit Druckfluid zu versorgen, um die Feder in der Außer-Eingriff-Stellung zu halten.advantageously, For example, the biasing cylinder can be switched over into the pressure medium connections Valves are hydraulically locked in its two end positions. As a result, on the one hand, the piston-cylinder unit without pressure medium be kept rigid in the neutral position. On the other hand it is not necessary in normal operation, to supply the biasing cylinder permanently with pressurized fluid to the Spring in disengaged position too hold.

Um auszuschließen, dass die Feder in unerwünschter Weise der Kolbenbetätigung entgegenwirkt und hierbei auch noch die Federkraft überwunden werden muss, ist in Weiterbildung der Erfindung eine automatische Deaktivierung der Feder bei normaler Druckversorgung vorgesehen. Der Vorspannzylinder kann hierzu derart mit der Druckversorgung des Druckzylinders verbunden sein, dass die Feder beim Einfahren der Kolbenzylindereinheit automatisch außer Eingriff vom Kolben und/oder Zylinder der Kolbenzylindereinheit gebracht wird. Der Vorspannzylinder wird beim Einfahren der Kolbenstange der Kolbenzylindereinheit automatisch mitbetätigt bzw. bereits zuvor betätigt.Around ruled out that the spring is in unwanted Way of piston operation counteracts and thereby also overcome the spring force must be, is in the invention an automatic Deactivation of the spring provided with normal pressure supply. The biasing cylinder can for this purpose with the pressure supply of the Pressure cylinder be connected to the spring when retracting the Piston-cylinder unit automatically disengaged from the piston and / or Cylinder of the piston-cylinder unit is brought. The preload cylinder becomes when retracting the piston rod of the piston-cylinder unit automatically mitbetätigt or previously pressed.

Insbesondere kann die das Vorspannen bewirkende Druckmittelkammer des Vorspannzylinders mit der Druckmittelkammer der Kolbenzylindereinheit, die für das Einfahren derselben vorgesehen ist, verbunden sein, und zwar vorzugsweise über ein Rückschlagventil.Especially can the biasing effecting pressure medium chamber of the biasing cylinder with the pressure medium chamber of the piston-cylinder unit, which is suitable for retraction the same is provided, preferably via a check valve.

Der Vorspannzylinder und die zugeordnete Feder können grundsätzlich an verschiedener Stelle der Kolbenzylindereinheit angeordnet sein. Um eine kompakte Anordnung zu erreichen, sind der Vorspannzylinder und die Rückstellfeder in die Kolbenzylindereinheit integriert. Sie können insbesondere jeweils koaxial zu dem Druckzylinder der Kolbenzylindereinheit angeordnet sein. Vorzugsweise sind der Vorspannzylinder und die Feder um die Außenmantelfläche des Druckzylinders herum angeordnet.Of the Preload cylinder and the associated spring can basically at different point of Be arranged piston cylinder unit. To a compact arrangement to reach, are the biasing cylinder and the return spring integrated into the piston-cylinder unit. In particular, they can each be coaxial be arranged to the pressure cylinder of the piston-cylinder unit. Preferably, the biasing cylinder and the spring are around the outer surface of the Arranged pressure cylinder around.

Eine besonders schmalbauende Anordnung wird dadurch erreicht, dass die Außenmantelfläche des Druckzylinders der Kolbenzylindereinheit eine Wandung der zumindest einen Druckkammer des Vorspannzylinders bildet. Der Vorspannzylinder sitzt verschieblich unmittelbar auf der Außenmantelfläche des Druckzylinders und ist gegenüber dieser abgedichtet. Der Druckzylinder der Kolbenzylindereinheit bildet sozusagen den Kolben des Vorspannzylinders, wobei in kinematischer Umkehrung der üblichen Verhältnisse der Vorspannzylinder gegenüber dem Kolben durch die Druckmittelbeaufschlagung verschoben wird.A particularly slim-line arrangement is achieved in that the Outer surface of the Pressure cylinder of the piston-cylinder unit a wall of at least forms a pressure chamber of the biasing cylinder. The preload cylinder sits slidably directly on the outer circumferential surface of the impression cylinder and is opposite this sealed. The impression cylinder of the piston-cylinder unit forms so to speak, the piston of the biasing cylinder, being in kinematic Reversal of the usual conditions the biasing cylinder opposite the piston is displaced by the pressure medium.

Die Feder umgibt vorzugsweise den Vorspannzylinder. Sie kann insbesondere als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet sein und auf dem Vorspannzylinder sitzen. Die Verwendung von Gummifedern, Tellerfedern oder Gasfedern ist jedoch ebenfalls möglich.The Spring preferably surrounds the biasing cylinder. She can in particular be designed as a cylindrical coil spring and on the biasing cylinder to sit. The use of rubber springs, disc springs or gas springs However, it is also possible.

Die Feder kann über Zwischenstücke auf den Druckzylinder und dessen Kolben einwirken. Vorzugsweise jedoch stützt sich die Feder unmittelbar einerseits an dem Arbeitszylinder und andererseits an dem Vorspannzylinder ab. Der Vorspannzylinder gelangt je nach Stellung mit der Kolbenstange des Druckzylinders in Eingriff.The Spring can over spacers acting on the pressure cylinder and its piston. Preferably however, supports the spring directly on the one hand to the working cylinder and on the other hand on the biasing cylinder. The preload cylinder passes depending on the position with the piston rod of the impression cylinder into engagement.

Der Vorspannzylinder bildet einen beweglichen und vorzugsweise in seinen Endstellungen verriegelbaren Anschlag für den Kolben der Kolbenzylindereinheit.Of the Preload cylinder forms a movable and preferably in his End positions lockable stop for the piston of the piston-cylinder unit.

Nach einer Ausführung der Erfindung ist die Kolbenzylindereinheit dazu vorgesehen, von einem zentralen Hydrauliksystem fremdversorgt zu werden. Die Kolbenzylindereinheit weist in diesem Fall lediglich entsprechende Druckmittelanschlüsse auf.To an execution the invention, the piston-cylinder unit is provided from to be externally supplied to a central hydraulic system. The piston-cylinder unit has in this case only corresponding pressure medium connections.

Ebenso kann die Kolbenzylindereinheit in alternativer Ausbildung der Erfindung jedoch als elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet sein, der nach dem hydraulischen Wirkprinzip arbeitet, jedoch nicht zwingend an ein externes Hydrauliksystem angeschlossen ist. Alle wesentlichen Bauteile, die notwendig sind, um elektrische Energie auf hydraulischem Wege in eine mechanische Bewegung umzusetzen, sind direkt im oder am Aktuator eingebaut. Insbesondere kann bei dieser Ausführung der Kolbenzylindereinheit an dieser eine elektromotorisch antreibbare Hydraulikpumpe sowie ein Druckmittelkreis vorgesehen sein, der die Hydraulikpumpe ggf. über notwendige Steuermittel wie Ventile, Drosseln und dergleichen, mit dem Druckzylinder der Kolbenzylindereinheit verbindet.As well can the piston-cylinder unit in an alternative embodiment of the invention However, be designed as an electro-hydraulic actuator, according to the hydraulic working principle works, but not necessarily to a external hydraulic system is connected. All essential components, which are necessary to electrical energy by hydraulic means to translate into a mechanical motion are directly in or on Actuator installed. In particular, in this embodiment of Piston cylinder unit at this an electric motor drivable hydraulic pump and a pressure medium circuit may be provided which the hydraulic pump possibly over necessary control means such as valves, throttles and the like, with the pressure cylinder of the piston-cylinder unit connects.

Die Kolbenzylindereinheit kann erfindungsgemäß für das Aufhängungssystem von Landfahrzeugen, insbesondere von Neigezügen, Verwendung finden. Um eine Mittenzentrierung des Wagenkastens in der zuvor beschriebenen Weise durch die Feder der Kolbenzylindereinheit zu erreichen, können insbesondere zwei Kolbenzylindereinheiten gegensinnig zueinander angeordnet und mit ihren bewegbaren Enden entweder mittelbar oder unmittelbar miteinander verbunden sein.The piston-cylinder unit according to the invention can be used for the suspension system of land vehicles, in particular of tilting trains. To a centering of the car body in the manner described above by the Fe To achieve the piston-cylinder unit, in particular two piston-cylinder units can be arranged in opposite directions to each other and connected with their movable ends either directly or indirectly.

Es versteht sich jedoch, dass auch Anwendungen für Luftfahrzeuge gegeben sind, bei denen eine Rückstellung des Aktuators bei Strom- bzw. Druckmittelausfall in eine Neutralstellung erreicht werden soll.It but it is understood that there are also applications for aircraft, where a provision of the actuator in case of power or pressure medium failure in a neutral position should be achieved.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Kolbenzylindereinheit nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung in einem Längsschnitt sowie das zugehörige Hydraulikschema zum Betreiben der Kolbenzylindereinheit.The The present invention will be described below with reference to a preferred embodiment and an associated one Drawing closer explained. The single drawing shows a schematic representation of a Piston-cylinder unit according to a preferred embodiment of Invention in a longitudinal section as well as the associated Hydraulic diagram for operating the piston-cylinder unit.

Die in der Figur dargestellte Kolbenzylindereinheit 1 umfasst einen Druckzylinder 2, in dem ein Kolben 3 verschiebbar aufgenommen ist, dessen Kolbenstange 4 durch den Boden 5 des Druckzylinders 2 hindurchtritt. Der Kolben 3 begrenzt einerseits eine erste zylindrische Druckmittelkammer 6 und andererseits eine um die Kolbenstange 4 herum ringförmige zweite Druckmittelkammer 7. In an sich bekannter Weise kann der Kolben 3 durch Einleiten von Druckmittel in die erste Druckmittelkammer 6 ausgefahren und durch Einleiten in die zweite Druckmittelkammer 7 eingefahren werden.The piston-cylinder unit shown in the figure 1 includes a printing cylinder 2 in which a piston 3 slidably received, whose piston rod 4 through the ground 5 of the printing cylinder 2 passes. The piston 3 limited on the one hand, a first cylindrical pressure medium chamber 6 and on the other hand, one around the piston rod 4 around annular second pressure medium chamber 7 , In known manner, the piston 3 by introducing pressure medium into the first pressure medium chamber 6 extended and by introduction into the second pressure medium chamber 7 be retracted.

Auf der Mantelaußenfläche des Druckzylinders 2 sitzt ein Vorspannzylinder 8 axial verschieblich, wobei zwischen der Mantelaußenfläche des Druckzylinders 2 und der Mantelinnenfläche des Vorspannzylinders 8 zwei Druckkammern 9 und 10 gebildet sind, die durch einen Radialsteg 11 voneinander getrennt sind, der von dem Vorspannzylinder 8 radial nach innen vorspringt und auf der Außenmantelfläche des Druckzylinders 2 läuft. Die Druckkammern 9 und 10 werden durch eine radiale Einschnürung der Mantelfläche des Druckzylinders 2 gebildet, die von dem Vorspannzylinder 8 abgedeckt wird.On the outer shell surface of the impression cylinder 2 sits a pretensioning cylinder 8th axially displaceable, wherein between the outer shell surface of the impression cylinder 2 and the shell inner surface of the biasing cylinder 8th two pressure chambers 9 and 10 are formed by a radial bridge 11 are separated from each other, that of the biasing cylinder 8th protrudes radially inwardly and on the outer circumferential surface of the impression cylinder 2 running. The pressure chambers 9 and 10 be by a radial constriction of the lateral surface of the printing cylinder 2 formed by the preload cylinder 8th is covered.

Durch Einleiten von Druckmittel in die erste Druckkammer 9 kann der Vorspannzylinder 8 ausgefahren und durch Einleiten von Druckmittel in die zweite Druckkammer 10 kann der Vorspannzylinder 8 eingefahren werden.By introducing pressure medium into the first pressure chamber 9 can the preload cylinder 8th extended and by introducing pressure medium in the second pressure chamber 10 can the preload cylinder 8th be retracted.

Der auf dem Druckzylinder 2 sitzende Vorspannzylinder 8 wird von einer Federeinrichtung 12 in Form einer zylindrischen Schraubenfeder 13 beaufschlagt. Wie die Figur zeigt, umgibt die Feder 13 den Vorspannzylinder 8 bzw. den davon umgebenen Druckzylinder 2. Sie stütz sich einerseits an einem Radialflansch 14 am Ende des Druckzylinders 2 axial ab. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Feder 13 an einem Radialflansch 15 am äußeren Ende des Vorspannzylinders 8 ab. Die Feder 13 drückt dabei den Vorspannzylinder 8 in seine ausgefahrene Stellung. Wie die Figur zeigt, bildet der Vorspannzylinder 8 gleichzeitig einen Mitnehmer für die Kolbenstange 4 der Kolbenzylindereinheit 1. Die Kolbenstange 4 besitzt einen Anschlag 16, mit dem die Kolbenstange 4 gegen den Vorspannzylinder 8 fährt, wenn sie aus der in der Figur gezeigten Stellung nach links fahren würde.The one on the printing cylinder 2 seated pretensioning cylinder 8th is from a spring device 12 in the form of a cylindrical coil spring 13 applied. As the figure shows, the spring surrounds 13 the preload cylinder 8th or the pressure cylinder surrounded by it 2 , It supports on the one hand on a radial flange 14 at the end of the printing cylinder 2 axially. With its other end, the spring is supported 13 on a radial flange 15 at the outer end of the biasing cylinder 8th from. The feather 13 presses the preload cylinder 8th in his extended position. As the figure shows, the preload cylinder forms 8th at the same time a driver for the piston rod 4 the piston-cylinder unit 1 , The piston rod 4 owns a stop 16 with which the piston rod 4 against the preload cylinder 8th drives if it would drive from the position shown in the figure to the left.

Zur Betätigung der Kolbenzylindereinheit 1 ist eine von einem Elektromotor 17 antreibbare Hydraulikpumpe 18 vorgesehen, die über einen Druckmittelschaltkreis 19 mit den Druckmittelkammern 6 und 7 des Druckzylinders 2 sowie den Druckkammem 9 und 10 des Vorspannzylinders 8 sowie einem Reservoir 20 verbindbar ist.For actuating the piston-cylinder unit 1 is one of an electric motor 17 drivable hydraulic pump 18 provided, which via a pressure medium circuit 19 with the pressure medium chambers 6 and 7 of the printing cylinder 2 and the Druckkammem 9 and 10 of the pretensioning cylinder 8th as well as a reservoir 20 is connectable.

Der Elektromotor 17, die Hydraulikpumpe 18 sowie der Druckmittelschaltkreis 19 mit den darin gezeigten Ventilen kann unmittelbar an der Kolbenzylindereinheit 1 vorgesehen bzw. in diese integriert sein, d. h. die Kolbenzylindereinheit 1 kann als elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet sein, der nicht auf eine externe Hydraulikversorgung angewiesen ist, sondern sozusagen autark arbeiten kann. Es versteht sich jedoch, dass die Kolbenzylindereinheit 1 auch an einen entsprechenden externen Hydraulikkreis angeschlossen werden kann.The electric motor 17 , the hydraulic pump 18 and the pressure medium circuit 19 with the valves shown therein can directly on the piston-cylinder unit 1 be provided or integrated into this, ie the piston-cylinder unit 1 can be designed as an electro-hydraulic actuator, which is not dependent on an external hydraulic supply, but can work as it were self-sufficient. It is understood, however, that the piston-cylinder unit 1 can also be connected to a corresponding external hydraulic circuit.

Wie die Figur zeigt, ist das Druckmittelreservoir 20 ebenfalls in die Kolbenzylindereinheit 1 integriert. Das Reservoir 20 weist eine Reservoirkammer 21 in der mantelflächenseitigen Wandung des Druckzylinders 2 auf, die sich zwischen den Druckmittelkammern 6 und 7 im Inneren des Druckzylinders 2 und den Druckkammern 9 und 10 des Vorspannzylinders 8 erstreckt und als Ringkammer ausgebildet ist. Sie steht in Verbindung mit einem Zusatzreservoir 22, das ebenfalls an der Kolbenzylindereinheit 1 vorgesehen ist.As the figure shows, the pressure medium reservoir 20 also in the piston-cylinder unit 1 integrated. The reservoir 20 has a reservoir chamber 21 in the shell-side wall of the impression cylinder 2 on, located between the pressure fluid chambers 6 and 7 inside the printing cylinder 2 and the pressure chambers 9 and 10 of the pretensioning cylinder 8th extends and is designed as an annular chamber. It is in connection with an additional reservoir 22 also on the piston-cylinder unit 1 is provided.

Die Hydraulikpumpe 18 steht über eine Reservoirleitung 23 in Verbindung mit dem Reservoir 21 bzw. 22. Ausgangsseitig ist die Hydraulikpumpe 18 über Druckleitungen 24 und 25 mit den Druckmittelkammern 6 und 7 des Druckzylinders 2 verbunden. Über ein Bypass-Ventil 26 können die beiden Druckleitungen 24 und 25 miteinander verbunden werden. Weiterhin sind die beiden Druckleitungen 24 und 25 an ein invertiertes Wechselventil 27 angeschlossen, das eingangsseitig über zwei Rückschlagventile 28 und 29 wiederum mit den beiden Druckleitungen 24 und 25 verbindbar ist.The hydraulic pump 18 is above a reservoir line 23 in connection with the reservoir 21 respectively. 22 , On the output side is the hydraulic pump 18 via pressure lines 24 and 25 with the pressure medium chambers 6 and 7 of the printing cylinder 2 connected. Via a bypass valve 26 can the two pressure lines 24 and 25 be connected to each other. Furthermore, the two pressure lines 24 and 25 to an inverted shuttle valve 27 connected, the input side via two check valves 28 and 29 again with the two pressure lines 24 and 25 is connectable.

Die Druckmittelkammer 10 des Vorspannzylinders 8, die dem Einfahren des Vorspannzylinders 8 dient, ist mit der Druckmittelkammer 7 verbunden bzw. an die Druckleitung 25 angeschlossen, über die Druckmittel von der Hydraulikpumpe 18 in die genannte zweite Druckmittelkammer 7 des Druckzylinders 2 eingeleitet wird. In die entsprechende Druckleitung 30 ist ein Rückschlagventil 31 geschaltet, das ein Rückströmen von Druckmittel aus der Druckkammer 10 des Vorspannzylinders 8 in die Druckmittelkammer 7 verhindert.The pressure medium chamber 10 of the pretensioning cylinder 8th , the retraction of the biasing cylinder 8th serves, is with the pressure medium chamber 7 connected or to the pressure line 25 connected, via the pressure medium from the hydraulic pump 18 in said second pressure medium chamber 7 of the printing cylinder 2 is initiated. In the appropriate pressure line 30 is a check valve 31 switched, which is a backflow of pressure medium from the pressure chamber 10 of the pretensioning cylinder 8th in the pressure medium chamber 7 prevented.

Die andere Druckkammer 9 des Vorspannzylinders 8, die sich bei der Expansion der Feder 13 vergrößert, ist über ein Rückschlagventil 32 mit der Reservoirkammer 21 verbunden.The other pressure chamber 9 of the pretensioning cylinder 8th that arise during the expansion of the spring 13 enlarged, is via a check valve 32 with the reservoir chamber 21 connected.

In der Druckleitung 30, die die Druckmittelkammer 10 zum Einfahren des Vorspannzylinders 8 speist, ist ein Durchflussregelventil 33 vorgesehen. Weiterhin ist, wie die Figur zeigt, die Druckkammer 10 des Vorspannzylinders 8 über ein weiteres Durchflussregelventil 34 und ein Zentrierventil 35 mit dem Reservoir 20 verbindbar.In the pressure line 30 that the pressure medium chamber 10 for retracting the pretensioning cylinder 8th feeds, is a flow control valve 33 intended. Furthermore, as the figure shows, the pressure chamber 10 of the pretensioning cylinder 8th via another flow control valve 34 and a centering valve 35 with the reservoir 20 connectable.

Über Drucksensoren 35 und 36 ist der Druck in den Druckkammern 9 und 10 messbar und die Pumpe 18 entsprechend ansteuerbar.About pressure sensors 35 and 36 is the pressure in the pressure chambers 9 and 10 measurable and the pump 18 accordingly controllable.

Im Betrieb funktioniert die Kolbenzylindereinheit 1 folgendermaßen:
Um für den Neigebetrieb des von der Kolbenzylindereinheit 1 abgestützten Wagenkastens des Zuges die Kolbenzylindereinheit 1 einfahren und damit die entsprechende Wagenkastenseite absenken zu können, wird über die Hydraulikpumpe 18 Druck in die Druckleitungen 25 und 30 gegeben, d. h. es wird Druckmittel in die zweite Druckmittelkammer 7 des Druckzylinders 2 sowie in die Druckmittelkammer 10 des Vorspannzylinders 8 gegeben. Hierdurch wird der Vorspannzylinder 8 ein gefahren und mit ihm die Feder 13 vorgespannt. Hierdurch gerät die Feder 13 außer Eingriff von der Kolbenstange 4. Genauer gesagt kann die Kolbenstange 4 frei eingefahren und ausgefahren werden, ohne dass sie mit dem Anschlag 16 an dem Vorspannzylinder 8 anstehen würde.During operation, the piston-cylinder unit functions 1 as follows:
In order for the tilting operation of the piston-cylinder unit 1 supported car body of the train the piston-cylinder unit 1 retract and thus lower the corresponding car body side, is via the hydraulic pump 18 Pressure in the pressure lines 25 and 30 given, ie it is pressure medium in the second pressure medium chamber 7 of the printing cylinder 2 as well as in the pressure medium chamber 10 of the pretensioning cylinder 8th given. This will be the preload cylinder 8th a driven and with him the pen 13 biased. This causes the spring 13 disengaged from the piston rod 4 , More precisely, the piston rod 4 freely retracted and extended, without them with the stop 16 on the preload cylinder 8th would be pending.

Fällt der Druck in der Druckkammer 10 des Vorspannzylinders 8 soweit ab, dass der Vorspannzylinder 8 die Feder 13 nicht mehr niederhalten kann, drückt die Feder 13 den Vorspannzylinder 8 in seine ausgefahrene Stellung. Die dabei expandierende Druckmittelkammer 9 saugt sich aus dem Reservoir 20 über das Rückschlagventil 32 Druckmittel an. Die Druckkammer 10 gibt die entsprechende Menge an Druckmittel über das Durchflussregelventil 34 sowie das Zentrierventil 35, das ohne Strom die entsprechende Leitung freischaltet, an das Reservoir 20 ab. Der Radialsteg 11 an dem Vorspannzylinder 8 bildet dabei einen Anschlag, der an einem entsprechenden Radialsteg an dem Druckzylinder 2 anfährt und die maximal ausgefahrene Stellung des Vorspannzylinders 8 und damit der Feder 13 definiert. Befindet sich die Kolbenstange 4 beim Druckabfall in ihrer eingefahrenen Stellung, wird sie von der Feder 13 über den ausfahrenden Vorspannzylinder 8 und den Anschlag 16 entsprechend ausgefahren in ihre Neutralstellung. In der gezeichneten Ausführung ist die Anordnung dabei derart getroffen, dass die Neutralstellung die zentrierte Mittelstellung der Kolbenstange 4 ist.If the pressure falls in the pressure chamber 10 of the pretensioning cylinder 8th so far off that the preload cylinder 8th the feather 13 can no longer hold down, pushes the spring 13 the preload cylinder 8th in his extended position. The thereby expanding pressure medium chamber 9 sucks from the reservoir 20 over the check valve 32 Pressure medium on. The pressure chamber 10 gives the appropriate amount of pressure medium via the flow control valve 34 as well as the centering valve 35 , which unlocks the corresponding line without power, to the reservoir 20 from. The radial bridge 11 on the preload cylinder 8th In this case forms a stop which on a corresponding radial web on the printing cylinder 2 anfährt and the maximum extended position of the biasing cylinder 8th and thus the spring 13 Are defined. Is the piston rod located 4 When pressure drops in their retracted position, it is released from the spring 13 over the extending preload cylinder 8th and the stop 16 extended accordingly in their neutral position. In the illustrated embodiment, the arrangement is made such that the neutral position, the centered center position of the piston rod 4 is.

Claims (16)

Kolbenzylindereinheit mit einem Druckzylinder (2), einem in dem Druckzylinder (2) sitzenden längsverschiebbaren Kolben (3), der mit einer Kolbenstange (4) fest verbunden ist, die an einem Ende des Druckzylinders (2) aus diesem herausgeführt ist, zwei Druckmittelkammern (6, 7) in dem Druckzylinder (2) zur Beaufschlagung des Kolbens (3) und der Kolbenstange (4) zwischen einer eingefahrenen Endstellung und einer ausgefahrenen Endstellung, sowie einer Rückstellvorrichtung zur Rückstellung der Kolbenstange (4) in eine Mittelstellung zwischen den beiden Endstellungen bei Druckmittelausfall, wobei die Rückstellvorrichtung (37) aus einem Vorspannzylinder (8) und einer Feder (13) besteht, wobei die Feder (13) derart zwischen dem Vorspannzylinder (8) und dem Druckzylinder (2) sitzt, daß durch Druckbeaufschlagung des Vorspannzylinders (8) dieser die Feder in der inaktiven Stellung hält und sich bei Druckmittelausfall die Feder (13) in eine aktive Stellung bewegt, wobei dabei der Vorspannzylinder (8) die Kolbenstange (4) in die Mittelstellung bewegt.Piston-cylinder unit with a pressure cylinder ( 2 ), one in the printing cylinder ( 2 ) sitting longitudinally displaceable piston ( 3 ), which is equipped with a piston rod ( 4 ) fixed at one end of the printing cylinder ( 2 ) is led out of this, two pressure medium chambers ( 6 . 7 ) in the impression cylinder ( 2 ) for acting on the piston ( 3 ) and the piston rod ( 4 ) between a retracted end position and an extended end position, and a return device for returning the piston rod ( 4 ) in a middle position between the two end positions at pressure medium failure, wherein the reset device ( 37 ) from a prestressing cylinder ( 8th ) and a spring ( 13 ), the spring ( 13 ) so between the biasing cylinder ( 8th ) and the impression cylinder ( 2 ) sits, that by pressurizing the biasing cylinder ( 8th ) this holds the spring in the inactive position and in pressure medium failure, the spring ( 13 ) is moved to an active position, wherein the biasing cylinder ( 8th ) the piston rod ( 4 ) moved to the middle position. Kolbenzylindereinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Vorspannzylinder (8) doppeltwirkend mit zwei Druckmittelkammern (9, 10) ausgebildet ist und die sich beim Entspannen der Feder (13) vergrößernde Druckmittelkammer mit dem Reservoir (20) des Druckmittelsystems vorzugsweise über ein Rückschlagventil verbunden ist.Piston-cylinder unit according to the preceding claim, wherein the biasing cylinder ( 8th ) double-acting with two pressure medium chambers ( 9 . 10 ) is formed and when relaxing the spring ( 13 ) enlarging pressure medium chamber with the reservoir ( 20 ) of the pressure medium system is preferably connected via a check valve. Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Dämpfungseinrichtung (34) zur Dämpfung der Rückstellbewegung der Feder (13) vorgesehen ist.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein a damping device ( 34 ) for damping the return movement of the spring ( 13 ) is provided. Kolbenzylindereinheit nach Anspruch 3, wobei die Dämpfungseinrichtung Strömungssteuermittel (34) zur Steuerung des Durchflusswiderstands des aus einer Druckmittelkammer (9, 10) des Vorspannzylinders (8) abströmenden Druckmittels und/oder des in eine Druckmittelkammer (9, 10) des Vorspannzylinders (8) einströmenden Druckmittels aufweist, wobei die Strömungssteuermittel zumindest eine Drossel und/oder zumindest ein Durchflussregelventil (34) zur Steuerung der Federrückstellgeschwindigkeit aufweisen.Piston-cylinder unit according to claim 3, wherein the damping device comprises flow control means ( 34 ) for controlling the flow resistance of a pressure medium chamber ( 9 . 10 ) of the pretensioning cylinder ( 8th ) flowing out of the pressure medium and / or into a pressure medium chamber ( 9 . 10 ) of the pretensioning cylinder ( 8th ), wherein the flow control means at least one throttle and / or at least one flow control valve ( 34 ) for controlling the spring return speed. Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vorspannzylinder (8) in seinen beiden Endstellungen hydraulisch verriegelbar ist.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein the biasing cylinder ( 8th ) is hydraulically lockable in its two end positions. Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckmittelkammer (10) des Vorspannzylinders (8), die zur Vorspannung der Feder (13) vorgesehen ist, derart mit der Druckmittelquelle (18) verbunden ist, dass die Feder (13) beim Einfahren der Kolbenzylindereinheit automatisch außer Eingriff vom Kolben (3) und/oder Druckzylinder (2) der Kolbenzylindereinheit gebracht wird.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein the pressure medium chamber ( 10 ) of the pretensioning cylinder ( 8th ), which is used to preload the spring ( 13 ) is provided, in such a way with the pressure medium source ( 18 ), that the spring ( 13 ) when retracting the piston-cylinder unit automatically disengaged from the piston ( 3 ) and / or impression cylinder ( 2 ) of the piston-cylinder unit is brought. Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckmittelkammer (10) des Vorspannzylinders (8), die zum Vorspannen der Feder (13) vorgesehen ist, mit der Druckmittelkammer (7) der Kolbenzylindereinheit, die für das Einfahren der Kolbenzylindereinheit vorgesehen ist, über ein Rückschlagventil (31) verbunden ist.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein the pressure medium chamber ( 10 ) of the pretensioning cylinder ( 8th ) used to bias the spring ( 13 ) is provided, with the pressure medium chamber ( 7 ) of the piston-cylinder unit, which is provided for the retraction of the piston-cylinder unit, via a check valve ( 31 ) connected is. Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vorspannzylinder (8) und/oder die Feder (13) jeweils koaxial zu dem Druckzylinder (2) der Kolbenzylindereinheit um den Druckzylinder (2) herum angeordnet sind.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein the biasing cylinder ( 8th ) and / or the spring ( 13 ) each coaxial with the impression cylinder ( 2 ) of the piston-cylinder unit around the pressure cylinder ( 2 ) are arranged around. Kolbenzylindereinheit nach einem dervorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckzylinder (2) der Kolbenzylindereinheit den Kolben des Vorspannzylinders (8) bildet.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein the pressure cylinder ( 2 ) the piston-cylinder unit the piston of the biasing cylinder ( 8th ). Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feder (13) den Vorspannzylinder (8) umgibt und als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet ist.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein the spring ( 13 ) the pretensioning cylinder ( 8th ) surrounds and is designed as a cylindrical coil spring. Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Feder (13) unmittelbar einerseits an dem Druckzylinder (2) und andererseits dem Vorspannzylinder (8) abstützt und der Vorspannzylinder (8) mit der Kolbenstange (4) in Eingriff bringbar ist und einen verstellbaren Anschlag für die Kolbenstange bildet.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein the spring ( 13 ) directly on the one hand to the impression cylinder ( 2 ) and on the other hand the pretensioning cylinder ( 8th ) and the pretensioning cylinder ( 8th ) with the piston rod ( 4 ) is engageable and forms an adjustable stop for the piston rod. Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie als elektrohydraulischer Aktuator ausgebildet ist, der eine von einem Elektromotor (17) antreibbare Hydraulikpumpe (18) sowie einen mit der Hydraulikpumpe (18) verbundenen Druckmittelkreis (19) zur Beaufschlagung des Druckzylinders (2) aufweist.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein it is designed as an electrohydraulic actuator, which is one of an electric motor ( 17 ) drivable hydraulic pump ( 18 ) and one with the hydraulic pump ( 18 ) connected pressure medium circuit ( 19 ) for loading the printing cylinder ( 2 ) having. Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie als extern hydraulisch versorgbarer Aktuator ausgebildet ist, der zumindest einen Druckmittelanschluss zur externen Druckmittelversorgung des Druckzylinders (2) aufweist.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein it is designed as an externally hydraulically supplied actuator, the at least one pressure medium connection to the external pressure medium supply of the pressure cylinder ( 2 ) having. Kolbenzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Reservoir (20) an dem Druckzylinder (2) angeordnet ist, das eine in die Mantelflächenwandung des Druckzylinders (2) integrierte Reservoirkammer (21) aufweist.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, wherein a reservoir ( 20 ) on the impression cylinder ( 2 ) is arranged, one in the lateral surface wall of the impression cylinder ( 2 ) integrated reservoir chamber ( 21 ) having. Verwendung einer Kolbenzylindereinheit nach einem der Ansprüche 1–14 für eine Aufhängungsvorrichtung eines Landfahrzeugs oder Neigezugs, wobei zwei Kolbenzylindereinheiten gegensinnig zueinander angeordnet und mit ihren bewegbaren Enden miteinander verbunden sind.Use of a piston-cylinder unit after a the claims 1-14 for a suspension device a land vehicle or tilting train, wherein two piston-cylinder units arranged in opposite directions to each other and with their movable ends connected to each other. Verwendung einer Kolbenzylindereinheit nach einem der Ansprüche 1–14 für ein Luftfahrzeug zur Erzeugung einer Stellbewegung an einem Luftfahrzeugbauteil.Use of a piston-cylinder unit after a the claims 1-14 for an aircraft to Generation of an actuating movement on an aircraft component.
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