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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Druckversorgung wenigstens eines mit einem Druckzylinder oder einer Kolbenstange einer druckmittelbetätigten Kolben-Zylinder-Einheit mitbewegten Verbrauchers.
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Kolben-Zylinder-Einheiten, insbesondere in der Bauform als Differentialzylinder, können durch Druckmittelbeaufschlagung der Zylinderkammern des Druckzylinders einen Kolben relativ zum Zylinderrohr bewegen und eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange aus- und einfahren. Es ist ferner bekannt, den Anschluss der Zylinderkammern durch den Druckzylinder oder durch in die Kolbenstange integrierte Zuleitungen zu realisieren.
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Eine praktische Anwendung für Differentialzylinder mit mitbewegten Verbrauchern ist ein Teleskopierzylinder, mit dessen Hilfe einzelne Teleskopschüsse eines Kranauslegers eines Mobilkrans nacheinander ausgefahren und in der ausgefahrenen Position miteinander verriegelt werden.
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Hierzu ist ein Verriegelungskopf erforderlich, der zwei Funktionen erfüllt. Bevor ein Teleskopschuss verfahren werden kann, muss er mit dem Verriegelungskopf gekoppelt werden. Hierzu werden Zylinderriegel ausgefahren, die mit dem Teleskopschuss in Eingriff gelangen. Anschließend wird der noch mit dem benachbarten Teleskopschuss gekoppelte Teleskopschuss entriegelt, indem ein entsprechender Entriegelungsmechanismus aktiviert wird. Nun wird der Verriegelungskopf mittels des Teleskopierzylinders verlagert, so dass der innenliegende Teleskopschuss ausgefahren wird. In der ausgefahrenen Position muss der Teleskopschuss zunächst wieder mit dem benachbarten Teleskopschuss verriegelt werden. Hierzu muss die Riegelklaue wieder in ihre Ausgangsposition gebracht werden. Erst wenn die beiden benachbarten Teleskopschüsse miteinander verriegelt sind, dürfen die Zylinderriegel zwischen dem Verriegelungskopf und dem Teleskopschuss wieder gelöst werden. Anschließend fährt der Teleskopierzylinder wieder ein, um ggf. einen weiteren Teleskopschuss in der vorstehend beschriebenen Art und Weise zu verlagern.
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Der Verriegelungskopf stellt somit einen Verbraucher dar, welcher an dem Druckzylinder befestigt und mit diesem mitbewegt wird. Die Druckmittelversorgung solcher mitbewegter Verbraucher stellt hohe Anforderungen.
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Nach dem Stand der Technik (
EP 0 754 646 B1 ) werden bei einem solchen System ein oder mehrere zusätzliche Rohre in die Kolbenstange eingebaut, die gegenüber einem oder mehreren an der Bodenseite des Zylinders befestigten Rohren abgedichtet, linear beweglich sind. So werden eine oder mehrere Verbindungen geschaffen, über die bei einer beliebigen Zylinderposition Druckmittel fließen kann. Da der Verriegelungskopf in dem vorbeschriebenen Anwendungsfall nicht bodenseitig des Druckzylinders, sondern an der Kolbenstangenführung angeordnet ist, müssen außenseitig des Druckzylinders Leitungen verlegt werden, welche das Druckmittel vom Boden des Zylinders zum Verbraucher führen. Es ergeben sich somit relativ lange Leitungswege und ein relativ hoher Montageaufwand. Ein weiterer Nachteil einer Fluidführung im Inneren der Kolbenstange ist, dass durch die notwendigen Einbauten innerhalb der Kolben-Zylinder-Einheit weniger Zylinderwirkfläche zur Verfügung steht, was sich reduzierend auf die Ausfahrkräfte auswirkt. Zudem treten bei relativ zueinander verlagerbaren Komponenten immer Verschleißerscheinungen auf. Die auftretende Reibung und das Risiko einer inneren Leckage sind ebenfalls von Nachteil.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zur Druckversorgung wenigstens eines mit einem Druckzylinder oder einer Kolbenstange einer druckmittelbetätigten Kolben-Zylinder-Einheit mitbewegten Verbrauchers aufzuzeigen, welche ohne aufwendige, innere Druckmitteldurchführung mit einem oder mehreren Kanälen innerhalb der Kolben-Zylinder-Einheit auskommt.
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Diese Aufgabe ist bei einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung schlägt eine hydraulische Beschaltung der Kolben-Zylinder-Einheit vor, so dass die Druckversorgung des wenigstens einen Verbrauchers über den Druck im Druckzylinder erfolgt. Der Kerngedanke liegt in einer Schaltung, die vollständig auf einem mit einem Boden des Druckzylinders verbundenen Degen, der in die Kolbenstange eintaucht, um eine Durchleitung eines Druckmittels vom distalen Ende der Kolbenstange zum Boden des Druckzylinders zu realisieren, verzichtet. Dementsprechend kann auch eine außenseitige Leitungsführung entlang des Druckzylinders entfallen oder reduziert werden.
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Insgesamt ergibt sich eine Reduktion der Teilezahl, eine Einsparung der inneren Lineardurchführung im Zylinder und bei Versorgung eines Verbrauchers im Bereich der Stangenführung auch die vorgenannte Einsparung der Leitung entlang des Zylinders. Dadurch ergibt sich wiederum eine kompakte Bauweise, die in einer Gewichtseinsparung resultiert. Da durch den Entfall der inneren Öldurchführung größere Zylinderwirkflächen zur Verfügung stehen, ergeben sich gleichzeitig höhere Ausfahrkräfte. Zudem bestehen durch den Wegfall einer inneren Lineardurchführung weniger Abdichtungs- und Führungsstellen, was sich in einer Reduzierung der Reibung und reduziertem Verschleiß äußert. Insgesamt kann der Fertigungsaufwand signifikant verringert werden. Aber auch die Konstruktion ist einfacher, da der Berechnungsaufwand für die Auslegung der einzelnen Leitungen entfällt. Bei bestimmten Schaltungen kann zudem das bislang erforderliche Wechselventil entfallen, das zur Erzeugung von Druckschwankungen durch die einzelnen Druckmitteldurchführungen in der Kolbenstange bislang erforderlich war.
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Selbstverständlich wird durch die Reduzierung der Teilezahl auch der Montageaufwand infolge einer vereinfachten Montage reduziert. Ein weiterer Aspekt ist, dass auf Grund der verkürzten Leitungswege ein besserer Ölaustausch in dem wenigstens einen hydraulischen Verbraucher erfolgt, so dass das Hydraulikmedium insgesamt besser gefiltert werden kann.
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Auf Grund der vereinfachten Bauweise und der Reduzierung von Verschleißteilen ist auch der Wartungsaufwand deutlich geringer, zumal die zu wartenden Komponenten auch leichter zugänglich sind. Auf Grund der Reduzierung der Leitungslänge neigt die Flüssigkeitssäule weniger zu Schwingungen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die einfache Austauschbarkeit und Redimensionierung der von außen leicht zugänglichen Komponenten eine vereinfachte Anpassung an geänderte Vorgaben durch Erweiterung oder Reduzierung von Komponenten möglich macht, was sich insgesamt in einer Kostensenkung ausdrückt.
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Die vorgenannten Vorteile ergeben sich insbesondere dann, wenn es sich bei dem Verbraucher um einen Verriegelungskopf handelt, der Bestandteil eines Teleskopiersystems ist, das eine Kolben-Zylinder-Einheit zum Ausfahren einzelner Teleskopschüsse eines Kranauslegers eines Mobilkrans umfasst.
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Das erfindungsgemäße Konzept zur Versorgung der mitbewegten Verbraucher ist in Abhängigkeit der Funktionsweise der Verbraucher durch unterschiedlichste Schaltungsweisen realisierbar. Die nachfolgend erläuterten Schaltungen können mehrfach ausgeführt werden, so dass sowohl eine von einander unabhängige, eine redundante oder eine duplizierte Versorgung von einem oder mehreren Verbrauchern möglich ist.
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Alle Ausführungsformen haben gemeinsam, dass die Druckversorgung ausschließlich über die mitführende Kolben-Zylinder-Einheit erfolgt. Die Erfindung betrifft sowohl die Ausführungsform, bei welcher der wenigstens eine Verbraucher an dem Druckzylinder bzw. dem Zylinderrohr der Kolben-Zylinder-Einheit befestigt ist, als auch eine Variante, bei welcher wenigstens ein Verbraucher an einer Kolbenstange befestigt ist, wobei in diesem Fall entsprechende Durchleitungen in der Kolbenstange vorgesehen sind. Dennoch entfällt auch bei dieser Ausführungsform eine Druckmitteldurchführung zwischen der Kolbenstange und dem Boden des Druckzylinders.
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Da bei der Erfindung Druckwechsel oder Druckdifferenzen ausgenutzt werden sollen, handelt es sich bei der Kolben-Zylinder-Einheit insbesondere um einen Differentialzylinder, d. h. einen doppelt wirkenden Zylinder, bei welchem beide Seiten des Kolbens druckbeaufschlagbar sind. Bei Differential- und Plungerzylindern kann auch ein Druckwechsel in nur einer Kammer angewendet werden.
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Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, vollkommen auf Ventilmittel zwischen dem Verbraucher und den Zylinderkammern der Kolben-Zylinder-Einheit zu verzichten. Ein Verbraucher, bei welchem es sich insbesondere auch um eine Kolben-Zylinder-Einheit handelt, kann zur Rückstellung mit Rückstellmitteln versehen sein, die dem Druck in den Zylinderkammern entgegenwirken. Es ist aber auch denkbar, dass der Verbraucher selbst als Differentialkolben ausgebildet ist und dessen Druckräume mit den Druckräumen der mitbewegenden Kolben-Zylinder-Einheit verbunden sind.
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Es ergeben sich jedoch weitaus mehr Schaltungsmöglichkeiten, wenn zwischen dem wenigstens einen Verbraucher und einer Zylinderkammer des Druckzylinders wenigstens eine Ventileinheit geschaltet ist, über welche die Schaltzustände des Verbrauchers steuerbar sind.
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Die Ventileinheit kann mechanisch, elektrisch oder fluidisch ansteuerbar sein. Es kann sich um Wegeventile, Druckventile, Stromventile, Sperrventile, also um alle geeigneten Ventileinheiten handeln, die die Möglichkeit bieten den oder die Verbraucher in der gewünschten Art und Weise anzusteuern.
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Im Rahmen der Erfindung ist unter einer Ventileinheit nicht nur ein einzelnes Ventil, sondern insbesondere eine Anordnung mehrerer Ventile zu verstehen, die insgesamt die Ventileinheit bilden. Durch den Einsatz mehrerer Ventile ist es möglich, eine Aufspaltung in einen Niederdruckbereich (ND) und einen Hochdruckbereich (HD) zu realisieren. Diese Aufspaltung kann auch als Gleichrichtung bezeichnet werden. Durch die Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckbereich und dem Hochdruckbereich kann die Wirkrichtung des Verbrauchers bestimmt werden. Diese können hierzu gezielt angesteuert werden.
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Es ist aber auch möglich Ventile zu verwenden, die durch ihre integrierte Funktion, insbesondere in Form eines Rückschlagventils, eine Aufspaltung in einen Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich bewirken.
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Eine solche Ventileinheit kann mit ihren Ventilen an nur eine der beiden Zylinderkammern der Kolben-Zylinder-Einheit angeschlossen sein. Denkbar ist es aber auch, eine solche Ventileinheit an beide Zylinderkammern der Kolben-Zylinder-Einheit anzuschließen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist dem wenigstens einen Verbraucher wenigstens ein Druckspeicher zugeordnet, dessen Druckversorgung ebenfalls über die Kolben-Zylinder-Einheit erfolgt. Der Druckspeicher dämpft Stöße und dient primär der Druckaufrechterhaltung bei Änderung des Drucks in der mitbewegenden Kolben-Zylinder-Einheit. Er macht die Versorgung der Verbraucher unabhängig von den aktuellen Druckverhältnissen in der Kolben-Zylinder-Einheit.
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Es wird als zweckmäßig angesehen, wenn wenigstens ein Druckspeicher für den Hochdruckbereich und/oder ein Druckspeicher für den Niederdruckbereich vorgesehen ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung dient zur Druckversorgung des oder der Verbraucher, wobei hierunter sowohl die reine Druckversorgung als auch die Druckmittelversorgung zu verstehen ist. Bei der Druckmittelversorgung wird der Verbraucher mit dem Druckmittel aus der Kolben-Zylinder-Einheit gespeist. Bei der reinen Druckversorgung ist auch der Einsatz von zwei getrennten Druckmittelkreisen denkbar, die durch eine Trennvorrichtung (Kolben, Membran etc.) voneinander getrennt sind.
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Auf Grund der Vielzahl möglicher Schaltungsweisen wird die Erfindung, also die Anordnung und auch das Verfahren, nach welchem die Anordnung arbeitet, nachfolgend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 bis 1c Anordnungen zur Druckversorgung eines Verbrauchers ohne Ventile;
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2 bis 2b Anordnungen zur Druckversorgung eines Verbrauchers mit Rückschlagventilen;
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3 bis 3b Anordnungen zur Druckversorgung eines Verbrauchers mit Rückschlagventilen und Speichern;
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4 bis 4c Anordnungen zur Druckversorgung eines Verbrauchers oder mehrerer Verbraucher mit schematisch dargestellten Ventileinheiten;
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5a bis 5b Anordnungen zur Druckversorgung eines Verbrauchers, wobei mittels Ventileinheiten ein Hochdruckbereich und ein Niederdruckbereich bereitgestellt wird;
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6 bis 6b Anordnungen zur Druckversorgung eines Verbrauchers unter Verwendung von Ventileinheiten und Speichereinheiten, wobei die Ventileinheiten zur Druckversorgung eines Druckspeichers vorgesehen sind und
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7 bis 7b Anordnungen zur Druckversorgung eines Verbrauchers bei welchem von der Verwendung von Ventileinheiten und Speichern ein Hochdruck- und ein Niederdruckbereich ausgebildet wird.
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Die 1 bis 1c zeigen das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Anordnung. Die Anordnung besitzt in jedem Fall eine Kolben-Zylinder-Einheit 1 umfassend einen Druckzylinder 2 und eine Kolbenstange 3. Die Kolben-Zylinder-Einheit 1 ist als Differentialzylinder ausgebildet und besitzt daher zwei Zylinderkammern 4, 5, wobei die in der Bildebene linke Zylinderkammer 4 auch als Bodenkammer bezeichnet wird und die in der Bildebene rechte Zylinderkammer 5 als Ringkammer, weil in ihr die Kolbenstange 3 verläuft. Ferner umfasst die Anordnung einen Verbraucher 6, ebenfalls in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit 1. Wird die ringseitige Zylinderkammer 5 druckbeaufschlagt und werden die Feder-/Lastkräfte überwunden, verlagert sich der Druckzylinder 2 relativ zur Kolbenstange zusammen mit dem daran angeordneten Verbraucher 6. Der Verbraucher 6 ist mit der linken Zylinderkammer 4, d. h. der bodenseitigen Zylinderkammer 4 fluidleitend verbunden, so dass eine Kolbenstange 7 des Verbrauchers 6 ausfährt, wenn der Druck in der bodenseitigen Zylinderkammer 4 steigt. Die Rückstellung der Kolbenstange 7 des mitbewegten Verbrauchers 6 erfolgt unter dem Einfluss einer Last, die in diesem Fall durch eine Feder verdeutlicht wird.
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Die Ausführungsform der 1a unterscheidet sich von derjenigen der 1 lediglich dadurch, dass der zuvor beschriebene Verbraucher 6 an der ringseitigen Zylinderkammer 5 der Kolben-Zylinder-Einheit 1 angeschlossen ist. Dementsprechend fährt die Kolbenstange 7 dann aus, wenn der Druck in der Ringkammer 5 steigt.
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Die Ausführungsform der 1b sieht zwei identische Verbraucher 6, 6a vor, von denen einer mit der bodenseitigen Zylinderkammer 4 und der andere mit der ringseitigen Zylinderkammer 5 der Kolben-Zylinder-Einheit 1 verbunden ist. In Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in den Zylinderkammern 4, 5 fahren die Kolbenstangen 7 der Verbraucher 6, 6a in der Art und Weise aus, wie es vorstehend zu den 1 und 1a erläutert worden ist.
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Die Ausführungsform der 1c sieht einen Verbraucher 6b in Form eines Differentialzylinders vor. Es ist zu erkennen, dass sowohl die ringseitigen Zylinderkammern 5 als auch die bodenseitigen Zylinderkammern 4 der beiden Differentialzylinder miteinander verbunden sind. Stellt sich ein Differenzdruck zwischen den Zylinderkammern 4, 5 ein, wird somit die Kolbenstange 7 in der gleichen Richtung wie die Kolbenstange 3 der Kolben-Zylinder-Einheit 1 verlagert.
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Die Ausführungsformen der 1 bis 1c sind Lösungen ohne Speicherventile und ohne Gleichrichtung. Die Druckbeaufschlagung der Verbraucher 6, 6a, 6b erfolgt je nachdem, ob es sich bei der Zylinderkammer 4, 5 gerade um die Hochdruck- oder um die Niederdruckseite handelt. Die dargestellten Prinzipien sind insbesondere hinsichtlich der Ausführungsform der
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1c leicht umkehrbar. Die Zylinderkammern 4, 5 stehen der Versorgung des Verbrauchers 6, 6a, 6b direkt zur Verfügung, wobei die Auswirkung auf den Verbraucher 6, 6a, 6b unmittelbar abhängig ist von den Druckverhältnissen in den Zylinderkammern 4, 5.
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In einer Weiterbildung gemäß der 2 bis 2b ist in vereinfachter Weise eine Lösung dargestellt, bei welcher mehrere Rückschlagventile 8, 9 zum Einsatz kommen. Wenn der Druck in der bodenseitigen Zylinderkammer 4 den Druck am Anschluss HD übersteigt öffnet sich das in der Bildebene linke Ventil 9 und das Druckmedium strömt einem Hochdruckbereich HD zu. Fällt der Druck in der bodenseitigen Zylinderkammer 4 unter den Druck an ND, öffnet das Ventil 8 und Druckfluid aus dem Niederdruckbereich ND kann in die Zylinderkammer 4 einströmen.
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In gleicher Weise zeigt 2a die entsprechende Schaltung in Verbindung mit der ringseitigen Zylinderkammer 5 und 2b eine Schaltung, bei welcher insgesamt vier Rückschlagventile zum Einsatz kommen, wobei ring- und bodenseitige Zylinderkammern 4, 5 gemäß des Schaltplans über die Rückschlagventile 8, 9 zu den Druckanschlüssen HD und ND zusammengefasst sind. Bei 2b steht so eine Druckdifferenz am Druckzylinder 2 zur Versorgung des nicht näher dargestellten Verbrauchers zur Verfügung. Wenn es die Anwendung zulässt, zum Beispiel weil durch angreifende Lasten immer nur eine Seite mit Druck beaufschlagt ist, kann eines der Rückschlagventile 8, 9 zum Hochdruckbereich HD und/oder zum Niederdruckbereich ND entfallen.
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Diese Schaltung eignet sich besonders dann, wenn der Verbraucher nur einen geringen Druckmittelbedarf hat und/oder die Kolben-Zylinder-Einheit 1 ständig mit einer Druckversorgung verbunden ist und sich in einer Endposition befindet oder aber in einer Art und Weise gesteuert oder geregelt betrieben wird, so dass die Volumenentnahme unkritisch ist. Unter einer Endposition im Sinne der Erfindung ist neben der inneren und äußeren Endlage auch eine Halte- oder Stillstandsposition zu verstehen.
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Wenn die bodenseitige Zylinderkammer 4 beispielsweise zum sicheren Halten von Lasten vorgesehen ist und somit nicht zur Versorgung von Verbrauchern genutzt werden kann, so kann die Schaltung gemäß 2a ausgeführt werden. Bei abgesperrter bodenseitiger Zylinderkammer 4 kann dann durch Modulation des Druckniveaus in der ringseitigen Zylinderkammer 5 auch bei stehendem Zylinder, d. h. bei einer sich nicht bewegenden Kolbenstange 3, ein wechselnder Druck zur Versorgung von Verbrauchern erreicht werden, die ähnlich der nachfolgend beschriebenen Variante gemäß 3 Druckspeicher beinhalten oder bei einem Bedarf an Druckmittel nicht gleichzeitig Druckmittel auf niedrigem Niveau abgeben müssen. Ein Beispiel hierfür sind federrückgestellte Plunger.
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Die Ausführungsform der 3 sieht, wie bereits erwähnt, Druckspeicher 10, 11 vor, die in Kombination mit der Gleichschaltung durch die Ventile 8, 9 als Puffer dienen. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Volumenentnahme aus den Zylinderkammern 4, 5 nicht zu jeder Zeit möglich oder erwünscht ist. Bei den Druckspeichern 10, 11 kann es sich um Kolbenspeicher, Membranspeicher, Blasenspeicher oder auch Federspeicher handeln. In der Darstellung der 3 wird der Hochdruckspeicher 10 gefüllt, wenn der Druck in der bodenseitigen Zylinderkammer 4 den Druck im Hochdruckspeicher 10 übersteigt. Wenn der Hochdruckspeicher 10 nur bis zu einem vorgegebenen Maximaldruck befüllt werden soll, ist ein Druckregelventil vorzusehen.
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Der Niederdruckspeicher 11 nimmt Druckmedium vom Verbraucher auf und gibt dieses in die bodenseitige Zylinderkammer 4 ab, wenn der Druck in der bodenseitigen Zylinderkammer 4 niedriger ist als im Niederdruckspeicher 11. Die Vorspanndrücke und die Volumina der Druckspeicher 10, 11 sind abhängig von der Anwendung zu wählen, so dass der Verbraucher mit den enthaltenen Druckmitteln und der sich zwischen den Druckspeichern 10, 11 einstellenden Druckdifferenz über die gewünschte Zeitspanne oder in der gewünschten Häufigkeit betrieben werden kann.
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Soll beispielsweise die bodenseitige Zylinderkammer 4 zum sicheren Halten von Lasten nicht zur Versorgung von Verbrauchern genutzt werden, so kann die Schaltung gemäß 3a ausgeführt werden. Bei abgesperrter bodenseitiger Zylinderkammer 4 kann dann durch Modulation des Druckniveaus in der ringseitigen Zylinderkammer 5 auch bei stehendem Druckzylinder 2 ein wechselnder Druck zur Befüllung/Entleerung der Druckspeicher 10, 11 und damit eine anhaltende Versorgung angeschlossener Verbraucher erreicht werden.
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Die Ausführungsform der 3b entspricht derjenigen der 2b mit dem Unterschied, das entsprechende Niederdruck- und Hochdruckspeicher 10, 11 vorgesehen sind, deren Funktionsweise vorstehend erläutert worden ist.
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Wie eingangs erwähnt, muss es sich bei den Ventilen nicht zwangsläufig um Rückschlagventile handeln, sondern es kann sich um Ventile handeln, die beispielsweise mechanisch, elektrisch oder fluidisch angesteuert werden und nicht bereits durch ihre integrierte Funktion öffnen oder schließen. Daher sind in den 5 bis 7 keine einzelnen Ventile dargestellt, sondern einheitlich mit V bezeichnete Ventileinheiten eingezeichnet, die ein oder mehrere Ventile umfassen können. Die 4, 4a, 4b zeigen mithin abstrahierte Bauformen der beispielhaft durch Rückschlagventile 8, 9 in den 2, 2a, 2b dargestellten Schaltungen. Die Ventileinheiten V können bei gezielter Ansteuerung Druckmodulationen in den angeschlossenen Zylinderkammern 4, 5 ausnutzen und den dargestellten Verbraucher 6 in der gewünschten Art und Weise antreiben. Beispielhaft ist in 4c ein Verbraucher 6b in Form eines Differentialkolbens dargestellt. Der entscheidende Unterschied gegenüber beispielsweise der Ausführungsform der 1c ist, dass dieser Verbraucher wesentlich flexibler angesteuert werden kann, als es ohne Ventil der Fall ist.
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Die Ausführungsformen der 4 bis 4c können auch als ventilgesteuert bezeichnet werden, wobei die Steuerungsmöglichkeiten jedoch abhängig sind von den Druckverhältnissen in den Zylinderkammern 4, 5. Mit anderen Worten bestimmt die Funktion, die Ansteuerung und die Verstellung der Ventileinheiten V die Auswirkungen auf den Verbraucher in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in dem Druckzylinder 2.
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Die 5 bis 5b betreffen Lösungen mit Gleichrichtung. Die Aufspaltung in einen Niederdruckbereich ND und in einen Hochdruckbereich HD gibt die Wirkrichtung vor. Die Gleichrichtung erfolgt hier in allgemeiner Form durch gesteuerte oder integrierte Funktionen der verwendeten Ventile. Je nachdem ob die Ventileinheit V an die bodenseitige Zylinderkammer 4 oder die ringseitige Zylinderkammer 5 der Kolben-Zylinder-Einheit 1 angeschlossen ist bzw. je nachdem welche Druckverhältnisse im Druckzylinder 2 herrschen ergeben sich verschiedene Steuerungsmöglichkeiten, die insbesondere abhängig sind von der Gestaltung des Verbrauchers. Dieser kann durch innere Kraftaufbringung, zum Beispiel durch eine rückstellende Feder, äußere Krafteinwirkung, zum Beispiel angreifende Lasten und/oder Druckbeaufschlagung mit/ohne Druckregelung als Hochdruckseite oder auch Niederdruckseite definiert werden, wobei die Seiten entsprechend von der Ventileinheit V angesteuert werden.
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5b zeigt eine Variante mit Gleichrichtung, wobei der Anschluss gleichzeitig an die bodenseitige Zylinderkammer 4 und die ringseitige Zylinderkammer 5, d. h. an die Hochdruck- und die Niederdruckseite der Kolben-Zylinder-Einheit 1 erfolgt. Die Funktionsweise ist vorangehend bereits mehrfach erläutert worden.
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Selbstverständlich besteht auch bei Verwendung von ansteuerbaren Ventileinheiten V die Möglichkeit, Druckspeicher einzusetzen, wie sie in den 6 bis 6b dargestellt sind. In den 6 und 6a steht die jeweilige Zylinderkammer 4, 5 zur Versorgung des Druckspeichers 10 durch geeignete Schaltung der Ventileinheiten V indirekt zur Verfügung, und zwar in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in den jeweiligen Zylinderkammern 4, 5. Funktion, Ansteuerung und Verstellung der Ventile bestimmt die Auswirkung des Drucks in den Zylinderkammern 4, 5 auf den Druckspeicher 10. Der Druckspeicher 10 steht der Versorgung des Verbrauchers durch eine weitere Ventileinheit V indirekt zur Verfügung, und zwar unabhängig von den aktuellen Druckverhältnissen in den Zylinderkammern 4, 5 der Kolben-Zylinder-Einheit 1. Auch hier bestimmt die Funktion, die Ansteuerung und die Verstellung der Ventileinheiten V zwischen dem Druckspeicher 10 und dem nicht näher dargestellten Verbraucher die Auswirkungen auf den Verbraucher, und zwar unabhängig von den aktuellen Druckverhältnissen in der Kolben-Zylinder-Einheit 1.
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Die 6b zeigt eine Variante mit zwei Druckspeichern 10, wobei in Analogie zu den Ausführungsformen der 6 und 6a nur der Druck im Druckspeicher 10, 11 von den Druckverhältnissen in den Zylinderkammern 4, 5 abhängig ist. Dahingegen ist die Versorgung des Verbrauchers durch die zwischengeschaltete Ventileinheit V unabhängig von den aktuellen Druckverhältnissen der mitbewegenden Kolben-Zylinder-Einheit 1.
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Die 7a bis 7b zeigen schließlich Varianten mit jeweils einem Hochdruckspeicher 10 und einem Niederdruckspeicher 11, d. h. in Kombination mit einer Gleichrichtung, wobei der Anschluss entweder an die bodenseitige Zylinderkammer 4 oder die ringseitige Zylinderkammer 5 (7a) erfolgt. 7b zeigt schließlich eine Ausführungsform, bei welcher die Druckspeicher 10, 11 in Kombination mit einer Gleichrichtung, sowohl in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in der bodenseitigen Zylinderkammer 4 als auch der ringseitigen Zylinderkammer 5 gespeist werden.
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Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Druckflüssigkeiten zwischen der mitbewegenden Kolben-Zylinder-Einheit 1 und dem mitbewegten Verbraucher 6 zu trennen. Druckflüssigkeiten im Verbraucher können zum Beispiel schwer entflammbare Medien, umweltschonende Medien aber auch gasförmige Medien sein. Es ist daher möglich Trennelemente, zum Beispiel Membrane oder Trennkolben vorzusehen, durch welche der Fluiddruck von einem Druckmedium auf das andere Druckmedium übertragen wird. Bei geeigneten Druckmedien kann die Betriebssicherheit erhöht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 2
- Druckzylinder
- 3
- Kolbenstange
- 4
- bodenseitige Zylinderkammer
- 5
- ringseitige Zylinderkammer
- 6
- Verbraucher
- 6a
- Verbraucher
- 6b
- Verbraucher
- 7
- Kolbenstange
- 8
- Ventil
- 9
- Ventil
- 10
- Speicher (Hochdruck)
- 11
- Speicher (Niederdruck)
- HD
- Hochdruckbereich
- ND
- Niederdruckbereich
- V
- Ventileinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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