DE102005047823A1

DE102005047823A1 - Eilgangzylindereinheit

Info

Publication number: DE102005047823A1
Application number: DE102005047823A
Authority: DE
Inventors: Udo FRÖHLICH
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2007-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Eilgangzylindereinheit mit einem Eilgangzylinder, der über eine Steuerventilanordnung im Krafthub und im Eilgang ansteuerbar ist. Am Kolben sind zwei im Wesentlichen gleich große, kleine Wirkflächen mit einem jeweiligen zugeordneten Druckraum und zwei im Wesentlichen gleich große, große Wirkflächen mit einem jeweiligen zugeordneten Druckraum vorgesehen. Im Eilgang sind die den großen Wirkflächen zugeordneten Druckräume miteinander und mit einem Sauganschluss der Pumpe und einer Druckmittelsenke verbunden, so dass eine schnelle Ausfahr- bzw. Einfahrbewegung im Eilgang möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Eilgangzylindereinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einen Eilgangzylinder für eine derartige Eilgangzylindereinheit.

Aus dem Stand der Technik, der beispielsweise im US-Patent 2.502.547 beschrieben ist, ist ein doppeltwirkender Eilgangzylinder bekannt, bei dem im Eilgang, d.h. solange nicht die volle Arbeitskraft notwendig ist und eine schnelle Bewegung des Kolbens gefordert wird, lediglich ein Teil der wirksamen Kolbenfläche mit Druck über einen ersten Vorlaufanschluss beaufschlagt wird. Wenn während des Krafthubs die volle Arbeitskraft benötigt wird, wird der Arbeitsdruck über einen zweiten Vorlaufanschluss zusätzlich an der Krafthub-Druckfläche des Arbeitskolbens angelegt. Auf diese Weise wird aufgrund eines geringen Volumens des Druckraums, der durch den im Eilgang mit Druck beaufschlagten Teil der wirksamen Kolbenfläche begrenzt wird, eine hohe Eilganggeschwindigkeit erhalten, während sich beim Krafthub bedingt durch die große wirksame Kolbenfläche eine große Kraft erzielen lässt. Die Einfahrbewegung des Kolbens erfolgt durch Druckmittelzufuhr in einen Druckraum, der durch eine zur Druckfläche des Arbeitskolbens entgegengesetzte Wirkfläche begrenzt ist.

Die sich verkleinernden Druckräume werden sowohl im US-Patent 2.502.547 als auch in der Anmeldung GB 2.271.149 und in der Anmeldung DE 41 04 856 A1 zu einem Tank hin entlastet, so dass Druck zur Atmosphäre hin abgebaut wird. Dieser Druckabbau verringert den Wirkungsgrad der Eilgangzylindereinheit.

Aus der Offenlegungsschrift DE 2 211 288 ist eine Eilgangzylindereinheit mit einem doppeltwirkenden Eilgangzylinder bekannt, bei der im Eilgang zwei große Druckräume, die durch jeweils eine von zwei mit Bezug auf den Arbeitskolben entgegengesetzte Wirkflächen begrenzt sind, miteinander in Druckmittelverbindung bringbar sind. Im Krafthub wird ein sich verkleinernder der großen Druckräume zu einem Vorratsbehälter hin entlastet. Der Eilgang ist sowohl beim Ausfahren als auch beim Einfahren möglich, da Druckmittel in zwei in Radialrichtung beidseitig von einer Kolbenstange vorgesehene Druckräume führbar ist. Durch die Notwendigkeit, dass eine Kolbenstange für den Arbeitskolben und der Hohlkolben axial hintereinander angeordnet werden, lässt sich eine bestimmte Mindestbaugröße für den Eilgangzylinder nicht unterschreiten.

Hydraulische Antriebe für Eilgangzylinder nach dem Stand der Technik haben somit den Nachteil der Leckage, des hohen Verrohrungs- und Inbetriebnahmeaufwands, des hohen Preises und beträchtlichen Bauraums.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kompakte Eilgangzylindereinheit mit verbessertem Wirkungsgrad und geringem Wartungsaufwand sowie einen Eilgangzylinder für eine derartige Eilgangzylindereinheit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Eilgangzylindereinheit gemäß Anspruch 1 und einen Eilgangzylinder gemäß Anspruch 12 gelöst.

Die erfindungsgemäße Eilgangzylindereinheit weist einen doppeltwirkenden Eilgangzylinder mit einer Vielzahl an Druckräumen auf. Eine Steuerventilanordnung verbindet die Druckräume auswählend mit einer Pumpe und einer Druckmittelsenke. Zwei der Druckräume werden durch im Wesentlichen gleich große, kleine Wirkflächen begrenzt, während zwei weitere der Druckräume durch im Wesentlichen gleich große, große Wirkfläche begrenzt werden. Im Eilgang sind durch die Steuerventilanordnung die zwei Druckräume mit den großen Wirkflächen miteinander sowie mit der Druckmittelsenke und dem Sauganschluss der Pumpe verbindbar, so dass ein Druckmittelausgleich zwischen diesen Druckräumen mit nur geringer Behinderung der Aus- bzw. Einfahrbewegung des Eilgangzylinders im Eilgang stattfindet.

Die Druckmittelsenke ist vorzugsweise als Niederdruckspeicher mit 0,5 bar ausgestaltet, wodurch ein kompaktes, wartungsarmes, geschlossenes, hydraulisches System bereitgestellt werden kann, das von außen nicht als Hydraulikeinheit erkennbar ist, da kein Tank vorhanden ist.

Durch die an eine Kolbenstange des Eilgangzylinders angrenzende Anordnung von drei der Druckräume ist eine geringe Bauhöhe für den Eilgangzylinder und somit für die Eilgangzylindereinheit umsetzbar.

Die Eilgangzylindereinheit hat bevorzugt ein Krafthubwegeventil, in dessen Grundstellung die durch die großen Wirkflächen begrenzten Druckräume miteinander und mit der Druckmittelsenke verbindbar sind, um Toleranzen bei den Wirkflächen auszugleichen. In einer weiteren Stellung des Krafthubwegeventils werden die durch die großen Wirkflächen begrenzten Druckräume mit der Pumpe bzw. der Druckmittelsenke verbunden, um eine Einfahr- bzw. Ausfahrbewegung im Krafthub umzusetzen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Krafthubwegeventil ein Krafthubverbindungsventil zugeordnet wird, durch das unabhängig von der Stellung des Krafthubwegeventils die durch die großen Wirkflächen begrenzten Druckräume verbindbar sind. Die auf diese Weise hergestellte Druckmittelverbindung gestattet eine schnelle Ansteuerung der Einfahr- und Ausfahrbewegung im Krafthub. Das Verbindungsteil ist bevorzugt ein Logikelement mit einer in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche. Über ein Pilotventil ist dem durch die Steuerfläche begrenzten Druckraum Druckmittel von der Pumpe zuführbar oder ist dieser Druckraum zur Druckmittelsenke entlastbar. Durch eine derartige Ansteuerung ist ein schnelles Umschalten zwischen Krafthub und Eilgang möglich.

Die Eilgangzylindereinheit hat bevorzugt ein Eilgangwegeventil, in dessen Grundstellung die durch die kleinen Wirkflächen begrenzten Druckräume miteinander sowie mit Druckmittelsenke und Pumpe verbindbar sind, um eine Ruhestellung vorzusehen. In einer weiteren Stellung des Eilgangwegeventils werden die durch die kleinen Wirkflächen begrenzten Druckräume mit der Pumpe bzw. der Druckmittelsenke verbunden, um eine Einfahr- bzw. Ausfahrbewegung im Eilgang umzusetzen.

Durch eine achsparallele Anordnung von Pumpe und Elektromotor wird eine kompakte Eilgangzylindereinheit zur Verfügung gestellt.

Besonders vorteilhaft ist ein zusätzlicher Druckraum am Kolben, über den der Kolben mit Umgebungsdruck beaufschlagbar ist, so dass die Gewichtskraft des Kolbens kompensiert werden kann.

Durch einen im Eilgangzylinder ausgebildeten Wegaufnehmer kann die Genauigkeit bei der Ansteuerung der Steuerventilanordnung verbessert werden.

Bevorzugt ist die Steuerventilanordnung am Eilgangzylinder befestigt, um eine kurze Verrohrung bei geringen Abmaßen der Eilgangzylindereinheit umzusetzen.

Ein erfindungsgemäßer Eilgangzylinder hat vorzugsweise eine Kolbenstange mit einem mittigen Kolben und eine Ringkolbenstange mit einem ringförmigen Kolben. Zwischen der Kolbenstange und der Ringkolbenstange sind ein Druckraum mit großer Wirkfläche und ein Druckraum mit kleiner Wirkfläche vorgesehen. Durch die Ringkolbenstange wird ferner ein weiterer Druckraum mit großer Wirkfläche definiert. Die Axialabmessung des Kolbens kann auf diese Weise gering gestaltet werden, so dass diese Abmessung nicht größer als die von einfachwirkenden Hydrozylindern sein kann.

Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Eilgangzylindereinheit,

2 eine schematische Darstellung eines Eilgangzylinders aus 1,

3 eine Vorderansicht einer konstruktiven Lösung der erfindungsgemäßen Eilgangzylindereinheit, und

4 eine Schnittdarstellung der konstruktiven Lösung aus 3 an der Linie 3-3.

1 zeigt ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Eilgangzylindereinheit 1, die eine Steuerventilanordnung 2, einen Eilgangzylinder 4 und eine Pumpe 10, die durch einen mit dieser gekoppelten Elektromotor 12 angetrieben wird, aufweist. Die Pumpe 10 ist zusammen mit dem Elektromotor 12 am Eilgangzylinder 4 befestigt. Der Elektromotor 12 ist ein Synchronmotor und die Pumpe ist eine Konstantpumpe.
Der Sauganschluss der Pumpe 10 steht über eine Filtereinheit 15 mit der Steuerventilanordnung 2 in Druckmittelverbindung. Ein Niederdruckspeicher 14 mit einem Druck von ungefähr 0,5 bar ist an den Anschluss B2 der Filtereinheit 15 angeschlossen. Die Filtereinheit 15 hat einen Filter 16 mit Bypassventil 18 und nimmt das Druckmittel über einen Anschluss A1 von der Steuerventilanordnung 2 auf und gibt dieses über einen Anschluss B1 zum Sauganschluss der Pumpe 10 ab. Der Anschluss B1 steht in der Filtereinheit 15 mit dem Anschluss B2, an den der Niederdruckspeicher 14 angeschlossen ist, in Verbindung. In die Filtereinheit 15 gelangt Druckmittel von der Steuerventilanordnung 2 über einen Anschluss A2, der in der Filtereinheit 15 mit dem mit dem Niederdruckspeicher 14 verbundenen Anschluss B2 in Druckmittelverbindung steht.
Der Druckanschluss der Pumpe 10 fördert Druckmittel über eine Pumpenleitung 11a zum Anschluss P der Steuerventilanordnung 2. Die Steuerventilanordnung 2 steuert die Druckmittelverbindung der Eilgang-Arbeitsanschlüsse A1 und B1 des Eilgangzylinders 4 und der Krafthub-Arbeitsanschlüsse A2 und B2 des Eilgangzylinders 4 mit der Pumpe 10 und dem Niederdruckspeicher 14.
Unter Bezugnahme auf 2 wird der Eilgangzylinder 4 beschrieben. Der Eilgangzylinder 4 hat einen Zylinderboden 40 auf dem sich konzentrisch ein Außenrohr 42 und ein Innenrohr 46 befinden. Am vom Zylinderboden 40 entfernten Endabschnitt des Außenrohrs 42 ist ein äußerer Führungsflansch 44 vorgesehen. Am vom Zylinderboden 40 entfernten Endabschnitt des Außenrohrs 44 ist ein innerer Führungsflansch 48 angeordnet. Von dem Außenrohr 42 und dem Innenrohr 46 ist am Zylinderboden 40 eine zylinderbodenseitige Ringfläche 50 begrenzt. Im Innenrohr 46 befindet sich am Zylinderboden eine zylinderbodenseitige Kreisfläche 52.
Der äußere Führungsflansch 44 umgreift eine an einem Kolbenkopf befestigte ringförmige Kolbenstange 62. Der Innenumfang der ringförmigen Kolbenstange 62 wird durch den inneren Führungsflansch 48 geführt. Zwischen dem äußeren Führungsflansch 44 und der ringförmigen Kolbenstange 62 sowie zwischen dem inneren Führungsflansch 44 und der ringförmigen Kolbenstange 62 sind geeignete Dichtungen vorgesehen.
Am vom Kolbenkopf 60 entfernten Axialabschnitt des Außenrohrs 42 ist ein ringförmiger Kolben 64 ausgebildet, an dessen zum Zylinderboden weisender Seite eine kolbenseitige Ringfläche 70 ausgebildet ist. Die kolbenseitige Ringfläche 70 und die zylinderbodenseitige Ringfläche 50 begrenzen einen zylinderbodenseitigen, ringförmigen Druckraum 6, der, wie es 1 entnehmbar ist, über einen Luftfilter 19 mit der Umgebungsluft in Verbindung steht.
An der Rückseite des ringförmigen Kolbens 64 sind eine äußere Wirkfläche 76 und eine innere Wirkfläche 78 angeordnet. Die äußere Wirkfläche 76 begrenzt zusammen mit einer zum Zylinderboden weisenden Wirkfläche 54 am äuße ren Führungsflansch einen flanschseitigen äußeren Ringraum 9, über den im Krafthub mittels Druckmittelzuführung über den Rücklaufanschluss B2 in den Ringraum 9 ein Einfahren des ringförmigen Kolbens 64 bewirkt werden kann.
Durch die innere Wirkfläche 78 und eine Wirkfläche 56 am inneren Führungsflansch, die zum Zylinderboden weist, wird ein flanschseitiger, innerer Ringraum 8 abgegrenzt, über den im Eilgang mittels Druckmittelzuführung über den Rücklaufanschluss B1 in den Ringraum 8 ein Einfahren des ringförmigen Kolbens 64 bewirkt werden kann.
Im Innenrohr 46 ist ein mittiger Kolben 68 gleitend geführt, der über eine mittige Kolbenstange 66 am Kolbenkopf 60 befestigt ist. Zwischen der zum Zylinderboden weisenden Kreisfläche 72 am Kolben 68 und der zylinderbodenseitigen Kreisfläche 52 ist ein zylinderbodenseitiger, mittiger Druckraum 5 ausgebildet, über den im Eilgang mittels Druckmittelzuführung über den Vorlaufanschluss A1 in den Druckraum 5 ein Ausfahren des mittigen Kolbens 68 bewirkt werden kann.
Entgegengesetzt zur Kreisfläche 72 ist am Kolben 68 eine ringförmige Wirkfläche 80 vorgesehen, die zum Kolbenkopf 60 weist. Durch eine zum Zylinderboden weisende, zwischen der ringförmigen Kolbenstange 62 und der mittigen Kolbenstange 66 definierte Ringfläche 74, durch eine zum Kolbenkopf 60 weisende Stirnfläche 58 am inneren Führungsflansch und die ringförmige Wirkfläche 80 wird ein kolbenkopfseitiger Ringraum 7 begrenzt. Die Stirnfläche 58 ist wesentlich größer als die Wirkfläche 80, so dass im Krafthub mittels Druckmittelzuführung über den Vorlaufanschluss A2 in den Ringraum 7 ein Ausfahren des ringförmigen Kolbens 64 bewirkt werden kann.
Die Summe aus der Stirnfläche 58 am inneren Führungsflansch und der Wirkfläche 80 am mittigen Kolben ist im Wesentlichen gleich der kolbenkopfseitigen Ringfläche 74. Die Flächendifferenz zwischen der Stirnfläche 58 am inneren Führungsflansch und der Wirkfläche 80 am mittigen Kolben ist im Wesentlichen gleich der äußeren Wirkfläche 76 am ringförmigen Kolben und ebenfalls gleich der Wirkfläche 54 am äußeren Führungsflansch, so dass im Eilgang bei zwischen den Druckräumen 7 und 9 hergestellter Druckmittelverbindung das beispielsweise beim Ausfahren aus dem Ringraum 9 verdrängte Druckmittel in den kolbenkopfseitigen Ringraum 7 strömen kann.
Die zylinderbodenseitige Kreisfläche 52 ist im Wesentlichen gleich der kolbenseitigen Kreisfläche 72 sowie im Wesentlichen gleich der inneren Wirkfläche 78 am ringförmigen Kolben und im Wesentlichen gleich der Wirkfläche 56 am inneren Führungsflansch. Auf diese Weise können der ringförmige Kolben 64 und der mittige Kolben 68 im Eilgang ausgefahren und eingefahren werden.
Die äußere Wirkfläche 76 am ringförmige Kolben sowie die mit dieser im Wesentlichen gleich großen Fläche 54 und die mit dieser im Wesentlichen gleich großen Differenz der Flächen 58 und 80 sind wesentlich größer als die zylinderbodenseitige Kreisfläche 52 sowie die mit dieser im Wesentlichen gleich großen Flächen 72, 78 und 56. Dieser Unterschied zwischen den Druckräumen 7 und 9 mit großen Wirkflächen und den Druckräumen 5 und 8 mit kleinen Wirkflächen bildet die Voraussetzung der Ausführung eines Eilgangs bzw. eine Krafthubes.
Da die Druckräume 7, 8 und 9 in Bezug auf den ringförmigen Kolben 64 und die mittigen Kolben 68 zum Kolbenkopf 60 weisend vorgesehen sind und somit lediglich der mit Druckmittel gespeiste Druckraum 5 zum Zylinderboden weisend vorgesehen ist, ist der doppeltwirkende Eilgangzylinder 4 entsprechend der vorliegenden Erfindung in kompakter Bauform mit geringer Axiallänge realisierbar. Die Druckräume 7, 8 und 9 liegen in Radialrichtung benachbart, während der Druckraum 5 von den Druckräumen 7, 8 und 9 in Axialrichtung beabstandet ist.
Für eine Beschreibung des Aufbaus der Steuerventilanordnung 2 wird sich nun wieder auf 1 bezogen.
Dem Vorlaufanschluss A1 und dem Rücklaufanschluss B1 des Eilgangzylinders 4 ist ein Eilgang-Wegeventil 20 zugeordnet. Das Eilgangwegeventil 20 ist über eine Zentrierfederanordnung in seine Grundposition 0 vorgespannt und hat 3 Schaltstellungen und vier Anschlüsse, den Vorlaufanschluss A, den Rücklaufanschluss B, den Druckanschluss P und den Ablaufanschluss T. Der Vorlaufanschluss A des Eilgangwegeventils 20 ist über eine Vorlaufleitung 21a sowie ein Lasthalteventil 26, das als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet ist, und ein parallel geschaltetes Druckbegrenzungsventil 28 mit dem Eilgang-Vorlaufanschluss A1 des Eilgangzylinders 4 verbunden. Der Rücklaufanschluss B des Eilgangwegeventils ist über eine Rücklaufleitung 21b mit dem Rücklaufanschluss B1 des Eilgangzylinders 4 verbunden. Der Druckanschluss P des Eilgangwegeventils 20 steht mit dem Druckanschluss der Pumpe 10 über eine Druckleitung 11b und die Pumpenleitung 11a in Druckmittelverbindung, während der Ablaufanschluss T über einen Rücklaufkanal 17b mit dem Anschluss A1 der Filtereinheit 15 verbunden ist. Zwischen dem Sauganschluss der Pumpe 10 und dem Anschluss A1 der Filtereinheit 15 ist in der Steuerventilanordnung 2 ein Druckbegrenzungsventil 24 vorgesehen, dass einen höchsten Betriebsdruck am Vorlaufanschluss P vorgibt.
In der Grundposition 0 des Eilgangwegeventils 20 stehen der Vorlaufanschluss A und der Rücklaufanschluss B mit dem Vorlaufanschluss P und dem Rücklaufanschluss T in Druckmittelverbindung. In der Arbeitsposition a des Eilgangwegeventils 20 stehen der Druckanschluss P und der Vorlaufanschluss A in Druckmittelverbindung sowie der Rücklaufanschluss B und der Ablaufanschluss T in Druckmittelverbindung, um ein Ausfahren des Eilgangzylinders 4 im Eilgang zu bewirken. In der Arbeitsposition b des Eilgangwegeventils 20 stehen der Druckanschluss P und der Rücklaufanschluss B in Druckmittelverbindung sowie der Vorlaufanschluss A und der Ablaufanschluss T in Druckmittelverbindung, um ein Einfahren des Eilgangzylinders 4 im Eilgang zu bewirken.
Dem Vorlaufanschluss A2 und dem Rücklaufanschluss B2 des Eilgangzylinders 4 ist ein Krafthub-Wegeventil 22 zugeordnet. Das Krafthub-Wegeventil 22 ist über eine Zentrierfederanordnung in seine Grundposition 0 vorgespannt und hat 3 Schaltstellungen und vier Anschlüsse, d.h. den Vorlaufanschluss A, den Rücklaufanschluss B, den Druckanschluss P und den Ablaufanschluss T. Der Vorlaufanschluss A des Krafthub-Wegeventils 22 ist über eine Vorlaufleitung 22a mit dem Krafthub-Vorlaufanschluss A2 des Eilgangzylinders 4 verbunden. Der Rücklaufanschluss B des Krafthub-Wegeventils ist über eine Rücklaufleitung 22b mit dem Rücklaufanschluss B2 des Eilgangzylinders 4 verbunden. Der Druckanschluss P des Eilgangwegeventils 20 steht über eine Druckzweigleitung 11c mit dem Druckanschluss der Pumpe 10 in Druckmittelverbindung, während der Ablaufanschluss T über eine Rücklaufleitung 17a mit dem Anschluss A2 der Filtereinheit 15, d.h. direkt mit den Niederdruckspeicher 14, verbunden ist.
In der Grundposition 0 des Krafthub-Wegeventils 22 stehen der Vorlaufanschluss A und der Rücklaufanschluss B mit dem Rücklaufanschluss T in Druckmittelverbindung. Der Druckanschluss P ist abgesperrt. In der Arbeitsposition a des Krafthubwegeventils 22 stehen der Druckanschluss P und der Vorlaufanschluss A in Druckmittelverbindung sowie der Rücklaufanschluss B und der Ablaufanschluss T in Druckmittelverbindung, um ein Ausfahren des Eilgangzylinders 4 im Krafthub zu bewirken. In der Arbeitsposition b des Krafthubwegeventils 22 stehen der Druckanschluss P und der Rücklaufanschluss B in Druckmittelverbindung sowie der Vorlaufanschluss A und der Ablaufanschluss T in Druckmittelverbindung, um ein Einfahren des Eilgangzylinders 4 im Krafthub zu bewirken.
Zwei Arbeitsanschlüsse A und B eines 2-Wege-Einbauventils, auf das sich im Folgenden als Logikelement 30 bezogen wird, sind mit dem Vorlaufanschluss A und dem Rücklaufanschluss B des Krafthubwegeventils 22 verbunden. Das Logikelement 30 weist eine in Schließrichtung wirksame Steuerfläche auf, die über einen Steueranschluss X mit Druck beaufschlagbar ist. Eine in 1 nicht dargestellte Schließfeder wirkt ebenfalls in Schließrichtung des Logikelements 30. Entgegengesetzt zur Steuerfläche sind am Kolben eine Ringfläche, die über den Arbeitsanschluss B des Logikelements 30 mit Druck beaufschlagbar ist, und eine Stirnfläche, die über den Arbeitsanschluss A des Logikelements 30 mit Druck beaufschlagbar ist, vorgesehen. Der Steueranschluss X des Logikelements 30 steht über eine Pilotleitung 21 und eine Blende 38 mit einem Arbeitsanschluss A eines Pilotventil 32 in Druckmittelverbindung. Zur Blende 38 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 40 parallel geschaltet, durch das eine Druckmittelströmung von dem Steueranschluss X des Logikelements zum Pilotventil 32 absperrbar ist.
Das Pilotventil 32 ist ein direktgesteuertes Wegesitzventil, das als elektrisch betätigtes 1-Kugelventil ausgeführt ist, und ist über eine Feder in seine Grundstellung 0 vorgespannt. Dem Druckanschluss P des Pilotventils 32 wird über eine Steuerdruckleitung 33, in der eine Blende 34 und ein Rückschlagventil 36 in Reihe geschaltet sind und die mit der Druckzweigleitung 11c in Druckmittelverbindung steht, Druckmittel von dem Druckanschluss der Pumpe 10 zugeführt. Das Rückschlagventil 36 sperrt eine Druckmittelströmung von dem Druckanschluss P zum Sauganschluss der Pumpe 10. Der Ablaufanschluss T des Pilotventils 32 ist mit dem Anschluss A2 der Filtereinheit 15. d.h. direkt mit dem Niederdruckspeicher 14 verbunden.
In der federvorgespannten Grundstellung stellt das Pilotventil 32 eine Druckmittelverbindung zwischen dem Druckanschluss P und dem Arbeitsanschluss A her, so dass die Steuerfläche des Logikelements 30 mit Druck beaufschlagt ist. Bei Betätigung des Pilotventils 32 in die Schaltstellung a wird eine Druckmittelverbindung aufgesteuert, die einen Druckabbau zum Tankanschluss T hin ermöglicht.
Die Blende 34 dient zur Dämpfung der Druckmittelströmung von dem Sauganschluss der Pumpe 10 zum Druckanschluss A des Pilotventils 32, wobei das Rückschlagventil 36 eine Rückströmung von Druckmittel zum Sauganschluss der Pumpe 10 verhindert. Das Rückschlagventil 40 ermöglicht in der Grundstellung des Pilotventils 32 eine schnelle Druckmittelzuführung in den Steueranschluss X des Logikelements 30 und somit ein schnelles Schließen der Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen A und B des Logikelements 30. Die Feder des Rückschlagventils 40 ist schwach, so dass Druckmittel über das Rückschlagventils schnell zum Logikelement 30 strömen kann. Bei einer Entlastung der Steuerfläche des Logikelements 30 schließt das Rückschlagventil 40, so dass das Druckmittel über die Blende 38 strömt, so dass ein langsames Öffnen der Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen A und B des Logikelements 30 erfolgt.
Das Eilgangwegeventil 20, das Krafthubwegeventil 22, das Pilotventil 32 sowie der Elektromotor 12 für die Pumpe 10 werden durch eine der Eilgangzylindereinheit 1 zugeordnete, in 1 nicht dargestellte, elektrische Steuereinrichtung elektrisch betätigt, um die Betriebszustände Eilgang und Krafthub des Eilgangzylinders zu schalten.
Nachfolgend wird die Funktion der erfindungsgemäßen Eilgangzylindereinheit 1 beschrieben.
In der Grundstellung der Eilgangzylindereinheit 1 ist das Eilgangwegeventils 20 in die Grundstellung 0, das Krafthubwegeventil 22 in die Grundstellung 0 und das Pilotventil 32 in die Grundstellung 0 geschaltet. Von der Pumpe 10 gefördertes Druckmittel gelangt über den Druckanschluss P zum Ablaufanschluss T des Eilgangwegeventils und von dort über den Filter 16 zur Saugseite der Pumpe 10. Der mittige Druckraum 5 des Eilgangzylinders 4 ist über den Vorlaufanschluss A1, soweit der Druck den am Druckbegrenzungsventil 28 eingestellten Druck überschreitet, gemeinsam mit dem inneren Ringraum 8 über den Rücklaufanschluss B1 zum Filter 16 hin entlastet. Der über die Grundstellung 0 des Pilotventils 32 am Steueranschluss X des Logikelements 30 anliegende Druck schließt das Logikelement 30. Der kolbenkopfseitige Ringraum 7 ist über den Vorlaufanschluss A2 zusammen mit dem äußeren Ringraum 9 über das Krafthubwegeventil 22 zum Anschluss A2 der Filtereinheit 15 hin entlastet. Der Eilgangzylinder 4 befindet sich in seiner Ruhestellung.
Wenn ein Ausfahren des Eilgangzylinders im Eilgang gewünscht wird, so wird über die elektrische Steuereinrichtung der Steuerschieber des Eilgangwegeventils 20 in die Arbeitsposition a bewegt, der Steuerschieber des Krafthubwegeventils 22 in der Grundstellung 0 belassen und der Steuerschieber des Pilotventils 32 in die Schaltstellung a bewegt. Druckmittel strömt von dem Druckanschluss der Pumpe 10 über den Druckanschluss P und den Vorlaufanschluss A des Eilgangwegeventils 20 sowie über das Rückschlagventil 26 zum Vorlaufanschluss A1 des Eilgangzylinders 4 und von dort in den mittigen Druckraum 5, in dem das Druckmittel auf die Kreisflächen 52 und 72 wirkt. Mit der Druckerhöhung im Druckraum 5 wird die Ausfahrbewegung des Eilgangzylinders 4 umgesetzt. Der innere Ringraum 8 des Eilgangzylinders 4 steht über den Rücklaufanschluss B1 des Eilgangzylinders 4, den Vorlaufanschluss A des Eilgangwegeventils 20 mit dem Ablaufanschluss T des Eilgangwegeventils 20 in Druckmittelverbindung. Druckmittel im inneren Ringraum 8 wird über den Filter 16 zum Sauganschluss der Pumpe 10 verdrängt.
Der äußere Ringraum 9 des Eilgangszylinders 4 ist über den Rücklaufanschluss B2 des Eilgangzylinders 4 und das Krafthubwegeventil 22 sowohl mit dem kolbenkopfseitigen Ringraum 7 des Eilgangzylinders 4 über den Vorlaufanschluss A2 des Eilgangzylinders 4 als auch mit dem Anschluss A2 der Filtereinheit 15 verbunden. Der in die Schaltstellung a bewegte Steuerschieber des Pilotventils 32 bewirkt über die Blende 38 eine langsame Entlastung des Druckraums im Logikelement 30, der durch die Steuerfläche begrenzt ist. Auf die Stirnfläche des Kolbens des Logikelements 30 wirkt der Druck im Arbeitsanschluss A und auf die Ringfläche des Kolbens des Logikelements 30 wird der Druck im Arbeitsanschluss B. Aufgrund der Entlastung des durch die Steuerfläche begrenzten Druckraums im Logikelement sinkt die Kraft in Schließrichtung des Logi kelements 30 ab, so dass aufgrund der auf die Stirnfläche und die Ringfläche des Kolbens wirkenden Drucks die Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen B und A des Logikelements 30 auf gesteuert wird. Diese aufgesteuerte Druckmittelverbindung ermöglicht bedingt durch die im Vergleich zur Druckmittelverbindung zwischen dem Vorlaufanschluss A und dem Rücklaufanschluss B des Krafthubwegeventils 22 große Nennweite für den Druckmitteldurchgang im Logikelement 30 eine Druckmittelströmung von dem sich verkleinernden äußeren Ringraum 9 zum kolbenkopfseitigen Ringraum 7 über das Logikelement 30 mit hohem Volumenstrom. Durch die Verbindung zwischen Ablaufanschluss T, Vorlaufanschluss A und Rücklaufanschluss B des Krafthubwegeventils 22 kann ein unerwünscht hoher Druck aufgrund von Toleranzen bei der Bemessung der Flächen 58, 74 und 80, die den Druckraum 7 begrenzen, sowie der Flächen 54 und 76, die den Druckraum 9 begrenzen, zum Ablaufanschluss T hin abgebaut werden. Durch den großen Volumenstrom von Druckmittel aus dem Ringraum 7 in den äußeren Ringraum 9 und die Druckmittelverbindung des inneren Ringraums 8 zum Niederdruckspeicher 14 ist es möglich, den Eilgangzylinder 4 im Eilgang schnell auszufahren.
Wenn ein Einfahren des Eilgangzylinders im Eilgang gewünscht wird, so wird über die elektrische Steuereinrichtung der Steuerschieber des Eilgangwegeventils 20 in die Arbeitsposition b bewegt, der Steuerschieber des Krafthubwegeventils 22 in der Grundstellung 0 belassen und der Steuerschieber des Pilotventils 32 in die Schaltstellung a bewegt. Druckmittel strömt von dem Druckanschluss der Pumpe 10 über den Druckanschluss P und den Rücklaufanschluss b des Eilgangwegeventils 20 zum Rücklaufanschluss B1 des Eilgangzylinders 4 und von dort in den inneren Druckraum 8, in dem das Druckmittel auf die Wirkflächen 56 und 78 wirkt. Mit der Druckerhöhung im inneren Druckraum 8 wird die Einfahrbewegung des Eilgangzy linders 4 umgesetzt. Der mittige Druckraum 5 des Eilgangzylinders 4 steht, wenn in diesem ein größerer Druck als der am Druckbegrenzungsventil 28 eingestellte Druck vorliegt, über den Vorlaufanschluss A1 des Eilgangzylinders 4, den Vorlaufanschluss A des Eilgangwegeventils 20 mit dem Ablaufanschluss T des Eilgangwegeventils 20 in Druckmittelverbindung. Der Druck im mittigen Druckraum 5 wird über den Filter 16 zum Niederdruckspeicher 14 entlastet.
Der kolbenkopfseitige Ringraum 7 des Eilgangszylinders 4 ist über den Vorlaufanschluss A2 des Eilgangzylinders 4 und das Krafthubwegeventil 22 sowohl mit dem äußeren Ringraum 9 des Eilgangzylinders 4 über den Rücklaufanschluss B2 des Eilgangzylinders 4 als auch mit dem Anschluss A2 der Filtereinheit 15 verbunden. Der in die Schaltstellung a bewegte Steuerschieber des Pilotventils 32 bewirkt über die Blende 38 eine langsame Entlastung des Druckraums im Logikelement 30, der durch die Steuerfläche begrenzt ist, so dass die Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen B und A des Logikelements 30 aufgesteuert wird. Diese auf gesteuerte Druckmittelverbindung ermöglicht eine Druckmittelströmung von dem sich verkleinernden kolbenkopfseitigen Ringraum 7 zum äußeren Ringraum 9 über das Logikelement 30 mit hohem Volumenstrom. Durch die Verbindung zwischen Ablaufanschluss T, Vorlaufanschluss A und Rücklaufanschluss B des Krafthubwegeventils 22 kann ein unerwünschter Druckanstieg aufgrund von Toleranzen bei der Bemessung der Flächen 58, 74 und 80, die den Druckraum 7 begrenzen, sowie der Flächen 54 und 76, die den Druckraum 9 begrenzen, zum Ablaufanschluss T hin abgebaut werden. Durch den großen Volumenstrom von Druckmittel aus dem äußeren Ringraum 9 in den Ringraum 7 und die Druckmittelverbindung des mittigen Druckraums 5 zum Niederdruckspeicher 14 ist es möglich, den Eilgangzylinder 4 im Eilgang schnell einzufahren.
Wenn ein Ausfahren des Eilgangzylinders im Krafthub gewünscht wird, so wird über die elektrische Steuereinrichtung der Steuerschieber des Eilgangwegeventils 20 in die Arbeitsposition a bewegt, der Steuerschieber des Krafthubwegeventils 22 in die Arbeitsposition a bewegt und der Steuerschieber des Pilotventils 32 in die Grundstellung 0 gebracht. Das Pilotventil 32 in der Grundstellung 0 bewirkt über das Rückschlagventil 40 und den Steueranschluss X eine schnelle Druckmittelversorgung des durch die Steuerfläche begrenzten Druckraums im Logikelement 30, so dass das Logikelement 30 die Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen A und B schnell absperrt. Druckmittel strömt ferner von dem Druckanschluss der Pumpe 10 über den Druckanschluss P und den Vorlaufanschluss A des Krafthubwegeventils 22 zum Vorlaufanschluss A2 des Eilgangzylinders 4 und von dort in den kolbenkopfseitigen Ringraum 7, in dem das Druckmittel auf die Stirnfläche 58 am inneren Führungsflansch, die Wirkfläche 80 am mittigen Kolben und die kolbenkopfseitige Ringfläche 74 wirkt. Mit der Druckerhöhung im Ringraum 7 wird über den auf die Flächendifferenz zwischen der Stirnfläche 58 und der Wirkfläche 80 wirkenden Druck die Ausfahrbewegung des Eilgangzylinders 4 im Krafthub hauptsächlich umgesetzt. Der äußere Ringraum 9 des Eilgangzylinders 4 steht über den Rücklaufanschluss B2 des Eilgangzylinders 4, den Rücklaufanschluss B des Krafthubwegeventils 22 mit dem Ablaufanschluss T des Krafthubwegeventils 22 in Druckmittelverbindung. Der Druck im äußeren Ringraum 9 wird direkt zum Niederdruckspeicher 14 entlastet.
Wie vorstehend beim Ausfahren des Eilgangzylinders im Eilgang beschrieben strömt Druckmittel über das Eilgangwegeventil 20 von dem Druckanschluss der Pumpe 10 in den mittigen Druckraum 5 und ist der innere Ringraum 8 des Eilgangzylinders über das Eilgangventil 20 zum Niederdruckspeicher 14 hin entlastet. Mit der Druckerhöhung im Druckraum 5 und der Entlastung des inneren Ringraums 8 zum Niederdruckspeicher wird die Ausfahrbewegung des Eilgangzylinders 4 im Krafthub unterstützt.
Wenn ein Einfahren des Eilgangzylinders im Krafthub gewünscht wird, so wird über die elektrische Steuereinrichtung der Steuerschieber des Eilgangwegeventils 20 in die Arbeitsposition b bewegt, der Steuerschieber des Krafthubwegeventils 22 in die Arbeitsposition b bewegt und der Steuerschieber des Pilotventils 32 in die Grundstellung 0 gebracht. Das Pilotventil 32 in der Grundstellung 0 bewirkt über das Rückschlagventil 40 und den Steueranschluss X eine schnelle Druckmittelversorgung des durch die Steuerfläche begrenzten Druckraums im Logikelement 30, so dass das Logikelement 30 die Druckmittelverbindung zwischen den Anschlüssen A und B schnell absperrt. Druckmittel strömt ferner von dem Druckanschluss der Pumpe 10 über den Druckanschluss P und den Rücklaufanschluss B des Krafthubwegeventils 22 zum Rücklaufanschluss B2 des Eilgangzylinders 4 und von dort in den äußeren Ringraum 9, in dem das Druckmittel auf die Wirkfläche 56 am inneren Führungsflansch und die äußere Wirkfläche 80 am ringförmigen Kolben wirkt. Mit der Druckerhöhung im äußeren Ringraum 9 wird die Einfahrbewegung des Eilgangzylinders 4 im Krafthub hauptsächlich umgesetzt. Der kolbenkopfseitige Ringraum 7 des Eilgangzylinders 4 steht über den Vorlaufanschluss A2 des Eilgangzylinders 4, den Vorlaufanschluss A des Krafthubwegeventils 22 mit dem Ablaufanschluss T des Krafthubwegeventils 22 in Druckmittelverbindung. Der Druck im kolbenkopfseitigen Ringraum 7 wird direkt zum Niederdruckspeicher 14 entlastet.
Wie vorstehend beim Einfahren des Eilgangzylinders im Eilgang beschrieben, strömt Druckmittel über das Eilgangwegeventil 20 von dem Druckanschluss der Pumpe 10 in den inneren Ringraum 8 und ist der mittige Druckraum 5 des Eilgangzylinders über das Eilgangventil 20 zum Niederdruckspeicher 14 hin entlastet. Mit der Druckerhöhung im inneren Ringraums 8 und der Entlastung des Druckraums 5 zum Niederdruckspeicher wird die Einfahrbewegung des Eilgangzylinders 4 im Krafthub unterstützt.
Um beim Dauerbetrieb eine niedrige Druckmitteltemperatur zu gewährleisten ist an die Eilgangzylindereinheit 1 ein in den Fig. nicht dargestellter Ölkühler angeflanscht, der beispielsweise dem Sauganschluss der Pumpe 10 gekühltes Öl zuführt.
Wie vorstehend bereits beschrieben steht der zylinderbodenseitigen, ringförmige Druckraum 6 des Eilgangzylinders 4 über einen Luftfilter 19 mit der Umgebung in Druckmittelverbindung, so dass bei einem Ausfahren des Eilgangzylinders 4 Umgebungsluft über den Luftfilter 19 in den Druckraum 6 gesaugt wird und bei einem Einfahren des Eilgangzylinders 4 Luft im Druckraum 6 über den Luftfilter 19 an die Umgebung abgegeben wird.
Entsprechend einer weiteren Ausführung der Erfindung wird der zylinderbodenseitige, ringförmige Druckraum 6 mit einem pneumatischen Druck beaufschlagt, um eine zusätzliche Kraft auf den ringförmigen Kolben 64 aufzubringen. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise die Gewichtskraft des Kolbens von dem Eilgangzylinder 4 kompensieren.
Unter Bezugnahme auf die 3 wird nun eine konstruktive Lösung für die erfindungsgemäße Eilgangzylindereinheit 1 beschrieben. In einem im Wesentlichen quaderförmigen, durch einen Deckel 90 abgeschlossenen Gehäuse 88 sind die in 1 gezeigte Steuerventilanordnung 2 sowie die Filtereinheit 15 und der Niederdruckspeicher 14 untergebracht. An dem Deckel 90 des Gehäuses 88 ist der Zylinderboden befestigt, von dem sich das Außenrohr 42 erstreckt. Auf dem Außenrohr 42 befindet sich über Zuganker 92 befestigt der äußere Führungsflansch 44, in dem die ringförmige Kolbenstange 62 geführt ist. Die ringförmige Kolbenstange 62 ist mit dem Kolbenkopf 60 über Schrauben verbunden.
Parallel zu der in der Ebene 3-3 liegenden Mittelachse M1 des Eilgangzylinders 4 ist die Längsachse M2 der Pumpe 10 und des Elektromotors 12, die achsparallel angeordnet sind, vorgesehen. Die Pumpe 10 ist über einen am Außenrohr 42 befestigten Flansch 94 mit dem Eilgangzylinder 4 starr verbunden. Durch die parallele Anordnung der Einheit aus Pumpe 10 und Elektromotor 12 mit dem Eilgangzylinder 4 ist aufgrund der geringen Axialabmessung eine geringe Bauhöhe der erfindungsgemäßen Eilgangzylindereinheit möglich.
4 zeigt einen Schnitt in der Ebene 3-3 der Eilgangzylindereinheit aus 3. Aus 4 geht hervor, dass an dem Gehäusedeckel 90 der Zylinderboden 40 befestigt ist, von dem sich das Außenrohr 42 mit dem äußeren Führungsflansch 44 und das Innenrohr 46 mit dem einstückig mit dem Innenrohr 46 ausgebildeten inneren Führungsflansch 48 erstrecken. Zwischen dem inneren Führungsflansch 48 und dem äußeren Führungsflansch 44 ist über Dichtungen abgedichtet die ringförmige Kolbenstange 62 geführt, an deren einem Endabschnitt der Kolbenkopf 60 angeordnet ist und dessen anderer Endabschnitt mit dem ringförmigen Kolben 64 verschraubt ist. Zwischen dem ringförmigen Kolben 64 und dem Zylinderboden 40 ist der zylinderbodenseitige, ringförmige Druckraum 6 begrenzt. Zwischen der Rückseite des ringförmigen Kolbens 64 und dem äußeren Führungsflansch 44 ist der äußere Ringraum 9 vorgesehen, der durch eine Dichtung zwischen ringförmigen Kolben 64 und Außenrohr 42 abgedichtet ist.
Zwischen einer Dichtung am inneren Führungsflansch 48 zur ringförmigen Kolbenstange 62 hin und einer Dichtung an der ringförmigen Kolbenstange 62 zum Innenrohr 46 hin ist der innere Ringraum 8 definiert, der über einen Druckraumkanal 86 mit dem Rücklaufanschluss B1 des Eilgangzylinders in Druckmittelverbindung steht. Der Druckraumkanal 86 ist als eine durch eine Abschlussschraube 85 einseitig verschlossene Durchgangsbohrung ausgebildet, in die eine von dem inneren Ringraum 8 aus eingebrachte Querbohrung 87 mündet. Ein als Durchgangsbohrung ausgebildeter Druckraumkanal 84 ist achsparallel in das Innenrohr 46 eingebracht, um den zwischen innerem Führungsflansch 48 und Kolbenboden 60 ausgebildeten kolbenkopfseitigen Ringraum 7 mit dem Vorlaufanschluss A2 des Eilgangzylinders 4 zu verbinden.
Konzentrisch zum Innenrohr 46 ist ein als Wellenleiter ausgebildetes Rohr 82 eines magnetstriktiven Wegaufnehmers am Zylinderboden 40 befestigt. Auf dieses Rohr 82 ist über ein einen Permanentmagneten des magnetostriktiven Wegaufnehmers enthaltendes, ringförmiges Bauteil 83 als Positionsgeber die als Hohlkolben ausgebildete mittige Kolbenstange 66 mit an dieser angebrachtem mittigem Kolben 68 gleitfähig aufgesetzt. Das Rohr 82 und das ringförmige Bauteil 83 sind relativ zueinander nicht abgedichtet, so dass der mittige Kolben 68 die volle Kreisfläche als Wirkfläche hat. Diese Wirkfläche ist in 2 als kolbenseitige Kreisfläche 72 wiedergegeben. Durch die kleine Kolbenfläche ist im Eilgang ein schnelles Ausfahren des Eilgangszylinders 4 möglich. Der Außenumfang des mittigen Kolbens 68 ist bezüglich des Innenrohrs 46 abgedichtet.
Über das Messsignal des magnetostriktiven Wegaufnehmers 82, 83 aus Positionsgeber und Wellenleiter ist die Steuerventilanordnung in gewünschter Weise ansteuerbar. Für die Ausgestaltung des magnetostriktiven Wegaufnehmers 82, 83 wird beispielhaft auf die Anmeldung DE 10 2004 044 950.3 verwiesen.
Mit der konstruktiven Lösung aus 3 und 4 ist eine hydraulische Insellösung für die Eilgangzylindereinheit 1 mit geringer Baugröße bereitstellbar, die betriebsbereit ausgeliefert werden kann. Da kein Tank als Nebengerät vorgesehen ist, sondern ein Niederdruckspeicher in die Eilgangzylindereinheit integriert ist, ist die Hydraulik nicht erkennbar.
Der Niederdruckspeicher 14 ist nicht auf den Druck von ungefähr 0,5 bar beschränkt, sondern es kann ein beliebiger, für die Anwendung geeigneter Niederdruck im Speicher vorliegen.
Der Elektromotor kann alternativ zur vorstehenden Beschreibung auch als Asynchronmotor ausgeführt sein und/oder die Pumpe kann eine regelbare Pumpe sein.
Die Eilgangzylindereinheit der vorliegenden Erfindung ist für das schnelle und exakte Bördeln von Blechen in der Automobilindustrie anwendbar. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern die Eilgangzylindereinheit ist bei beliebigen Maschinen anwendbar, bei denen ein für eine schnelle Bewegung ein großer, in Kraft und Weg definierter Kraftaufbau erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft eine Eilgangzylindereinheit mit einem Eilgangzylinder, der über eine Steuerventilanordnung im Krafthub und im Eilgang ansteuerbar ist. Am Kolben sind zwei im Wesentlichen gleich große, kleine Wirkflächen mit einem jeweiligen zugeordneten Druckraum und zwei im Wesentlichen gleich große, große Wirkfläche mit einem jeweiligen zugeordneten Druckraum vorgesehen. Im Eilgang sind die den großen Wirkflächen zugeordneten Druckräume miteinander und mit einem Sauganschluss der Pumpe und einer Druckmittelsenke verbunden, so dass eine schnelle Ausfahr- bzw. Einfahrbewegung im Eilgang möglich ist.

1: Eilgangzylindereinheit
2: Steuerventilanordnung
4: Eilgangzylinder
5: zylinderbodenseitiger, mittiger Druckraum
6: zylinderbodenseitiger, ringförmiger Druckraum
7: kolbenkopfseitiger Ringraum
8: flanschseitiger innerer Ringraum
9: flanschseitiger äußerer Ringraum
10: Pumpe
11a: Pumpenleitung
11b: Druckleitung
11c: Druckzweigleitung
12: Elektromotor
14: Niederdruckspeicher
15: Filtereinheit
16: Filter
17a: Rücklaufleitung
17b: Rücklaufkanal
18: Rückschlagventil
19: Luftfilter
20: Eilgangwegeventil
21a: Vorlaufleitung
21b: Rücklaufleitung
22: Krafthubwegeventil
22a: Vorlaufleitung
22b: Rücklaufleitung
24: Druckbegrenzungsventil
26: Rückschlagventil
28: Druckbegrenzungsventil
30: Logikelement
31: Pilotleitung
32: Pilotventil
33: Steuerdruckleitung
34: Blende
36: Rückschlagventil
38: Blende
39: Rückschlagventil
40: Zylinderboden
42: Außenrohr
44: äußerer Führungsflansch
46: Innenrohr
48: innerer Führungsflansch
50: zylinderbodenseitige Ringfläche
52: zylinderbodenseitige Kreisfläche
54: Wirkfläche am äußeren Führungsflansch
56: Wirkfläche am inneren Führungsflansch
58: Stirnfläche am inneren Führungsflansch
60: Kolbenkopf
62: ringförmige Kolbenstange
64: ringförmiger Kolben
66: mittige Kolbenstange
68: mittiger Kolben
70: kolbenseitige Ringfläche
72: kolbenseitige Kreisfläche
74: kolbenkopfseitige Ringfläche
76: äußere Wirkfläche am ringförmigen Kolben
78: innere Wirkfläche am ringförmigen Kolben
80: Wirkfläche am mittigen Kolben
82: Wegaufnehmerrohr
83: ringförmiges Bauteil
84: Druckraumleitung (kolbenkopfseitiger Ringraum)
85: Abschlussschraube
86: Druckraumleitung (innerer Ringraum)
87: Querbohrung
88: Gehäuse für Steuerventilanordnung
90: Gehäusedeckel
92: Zuganker
94: Flansch

Claims

Eilgangzylindereinheit (1) mit einem doppeltwirkenden Eilgangzylinder (4), der einen in einem Zylinder (42, 44) geführten Kolben (64, 68) aufweist und an dem eine Vielzahl an Druckräumen (5, 6, 7, 8, 9) definiert ist, mit einer Pumpe (10), mit einer Druckmittelsenke (14) und mit einer Steuerventilanordnung (2) zur Verbindung von Druckräumen des Eilgangzylinders (4) mit Pumpe (10) oder Druckmittelsenke (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (64, 68) zwei im Wesentlichen gleich große, kleine Wirkflächen (72, 78), die jeweils einen Druckraum (5, 9) begrenzen, und zwei im Wesentlichen gleich große, große Wirkflächen (58, 76), die jeweils einen Druckraum (7, 8) begrenzen, aufweist, und dass im Eilgang über die Steuerventilanordnung (2) die zwei Druckräume (7, 8), die durch die zwei großen Wirkflächen begrenzt sind, miteinander sowie mit der Druckmittelsenke (14) und mit einem Sauganschluss der Pumpe (10) verbindbar sind.
Eilgangzylindereinheit nach Anspruch 1, wobei die Druckmittelsenke (14) ein Niederdruckspeicher mit vorzugsweise 0,5 bar ist.
Eilgangzylindereinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei drei (7, 8, 9) der Druckräume an zumindest eine Kolbenstange (62) angrenzend vorgesehen sind.
Eilgangzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerventilanordnung (2) ein Krafthubwegeventil (22) mit einer Grundstellung (0), in der die beiden, durch die zwei großen Wirkflächen (7, 9) begrenzten Druckräume miteinander und mit der Druckmittelsenke (14) verbindbar sind, und mit zumindest einer weiteren Stellung (a, b) aufweist, in der die durch die zwei großen Wirkflächen begrenzten Druckräume (7, 9) mit der Pumpe (10) bzw. mit der Druckmittelsenke (14) verbindbar ist.
Eilgangzylindereinheit nach Anspruch 4, wobei dem Krafthubwegeventil (22) ein Eilgangverbindungsventil (30) zugeordnet ist, durch das unabhängig von der Position des Krafthubwegeventils (22) die Druckräume (7, 9), die durch die zwei großen Wirkflächen begrenzt sind, verbindbar sind.
Eilgangzylindereinheit nach Anspruch 5, wobei das Eilgangverbindungsventil (22) ein vorgesteuertes Logikelement mit einer in Schließrichtung wirksamen Steuerfläche ist, die einen Druckraum begrenzt, der über ein Pilotventil (32) mit der Pumpe (10) oder der Druckmittelsenke (14) verbindbar ist.
Eilgangzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerventilanordnung (2) ein Eilgangwegeventil (20) mit einer Grundstellung (0), in der die beiden, durch die zwei kleinen Wirkflächen begrenzten Druckräume (5, 8) miteinander sowie mit der Pumpe (10) und der Druckmittelsenke (14) verbindbar sind, und zumindest einer weiteren Stellung (a, b) aufweist, in der die durch die zwei kleinen Wirkflächen begrenzten Druckräume (5, 8) mit der Pumpe (10) bzw. mit der Druckmittelsenke (14) verbindbar ist.
Eilgangzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem der Pumpe (10) zugeordneten Elektromotor (12), der achsparallel zum Eilgangzylinder (4) angeordnet ist.
Eilgangzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem zusätzlichen Druckraum (6) am Kolben (64), über den der Kolben (64) mit einem Umgebungsdruck beaufschlagbar ist.
Eilgangzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem im Eilgangszylinder (4) ausgebildeten Wegaufnehmer (82, 83).
Eilgangzylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerventilanordnung (2) am Eilgangzylinder (4) befestigt ist.
Eilgangzylinder (4) für eine Eilgangzylindereinheit (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Kolbenstange (66), an der ein mittiger Kolben (68) vorgesehen ist, und einer Ringkolbenstange (62), an der ein ringförmiger Kolben (64) vorgesehen ist, wobei ein Druckraum (7), der durch eine große Wirkfläche begrenzt ist, und ein Druckraum (8), der durch eine kleine Wirkfläche begrenzt ist, zwischen der Kolbenstange (66) und der Ringkolbenstange (62) vorgesehen ist und ein Druckraum (9), der durch eine weitere große Wirkfläche begrenzt ist, durch die Ringkolbenstange (62) begrenzt ist.