DE102013212678A1 - Cylinder and hydraulic system with such a cylinder - Google Patents

Abstract

Offenbart ist ein Zylinder mit einer positionsabhängigen Änderung einer hydraulischen Übersetzung. In dem Zylinder ist ein Kolbenring integriert, der auf einer Teilstrecke eines Hubs eines Kolbens des Zylinders im Zusammenspiel mit dem Zylindergehäuse und dem Kolben die zur Verfügung stehende Fläche vergrößert und so eine höhere Betätigungskraft erlaubt.A cylinder with a position-dependent change in a hydraulic transmission is disclosed. A piston ring is integrated in the cylinder, which increases the available area over a partial distance of a stroke of a piston of the cylinder in cooperation with the cylinder housing and the piston and thus allows a higher actuating force.

Description

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Zylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einem hydraulischen System mit einem derartigen Zylinder.The invention is based on a hydraulic cylinder according to the preamble of claim 1 and a hydraulic system with such a cylinder.

Derartige Zylinder werden beispielsweise bei Gas- und Dampfturbinenanlagen eingesetzt. Die Zylinder dienen dabei beispielsweise zur Steuerung einer Druckmittelverbindung zwischen einem Abhitzekessel und einer Dampfturbine. Der Zylinder weist hierbei üblicherweise einen Kolben auf, der gleitend in einem Zylindergehäuse geführt ist und eine Kolbenstange hat, die aus dem Zylindergehäuse auskragt. An der Kolbenstange ist ein Ventilkörper angeordnet. Dieser ist in Anlage an einen Ventilsitz bringbar und von diesem abhebbar. Der Ventilsitz umfasst hierbei einen zur Turbine führenden Abführkanal. Etwa radial zur Kolbenstange beziehungsweise zum Ventilkörper mündet beim Ventilsitz ein Zuführkanal, über den insbesondere Wasserdampf vom Abhitzekessel vorgesehen ist. Dieser Wasserdampf weist einen vergleichsweise hohen Dampfdruck auf. Im geschlossenen Zustand des Ventilkörpers, also wenn dieser am Ventilsitz anliegt, wirkt in dessen Schließrichtung hin zum Ventilsitz der vergleichsweise hohe Dampfdruck, während in Öffnungsrichtung ein vergleichsweise geringer Druck in dem Abführkanal wirkt. Somit sind zum Abheben des Ventilkörpers vom Ventilsitz hohe Betätigungskräfte notwendig, um den Dampfdruck zu überwinden. Diese werden dabei vom Zylinder aufgebracht. Such cylinders are used for example in gas and steam turbine plants. The cylinders serve, for example, to control a pressure fluid connection between a waste heat boiler and a steam turbine. The cylinder in this case usually has a piston which is slidably guided in a cylinder housing and has a piston rod which protrudes from the cylinder housing. On the piston rod, a valve body is arranged. This can be brought into contact with a valve seat and lifted from this. The valve seat in this case comprises a discharge channel leading to the turbine. Approximately radially to the piston rod or to the valve body opens at the valve seat, a supply channel through which in particular water vapor is provided by the waste heat boiler. This steam has a comparatively high vapor pressure. In the closed state of the valve body, so when it rests against the valve seat, acts in the closing direction towards the valve seat of the comparatively high vapor pressure, while in the opening direction, a comparatively low pressure in the discharge channel acts. Thus, to lift the valve body from the valve seat high actuation forces are necessary to overcome the vapor pressure. These are applied by the cylinder.

Betätigt wird der Zylinder von einer Hydromaschine, die von einem Elektromotor drehzahlvariabel angetrieben ist. Ein hydraulisches System das insbesondere die Hydromaschine, den Elektromotor und den Zylinder umfasst wird hierbei üblicherweise bezüglich der maximal notwendigen Betätigungskraft für den Ventilkörper ausgelegt. Da im normalen Regelbereich zum Verschieben des Ventilkörpers nach dem Abheben vom Ventilsitz vergleichsweise geringe Betätigungskräfte notwendig sind, weisen das hydraulische System beziehungsweise der Zylinder stark unterschiedliche Betriebspunkte auf. Das hydraulische System beziehungsweise der Zylinder sind somit für hohe Betriebskräfte ausgelegt, wobei im üblichen Regelbereich nur geringe Betriebskräfte benötigt werden, weswegen diese Komponenten nicht energieeffizient arbeiten. Des Weiteren ist nachteilig, dass derartige Zylinder in der Regel einen hohen Bauraumbedarf aufweisen, um die hohen Betätigungskräfte aufbringen zu können.The cylinder is actuated by a hydraulic machine, which is driven variable speed by an electric motor. A hydraulic system comprising in particular the hydraulic machine, the electric motor and the cylinder is usually designed here with respect to the maximum necessary actuating force for the valve body. Since in the normal control range for moving the valve body after lifting from the valve seat comparatively low actuation forces are necessary, the hydraulic system or the cylinder on very different operating points. The hydraulic system or the cylinder are thus designed for high operating forces, which in the usual control range only low operating forces are needed, which is why these components do not work energy efficient. Furthermore, it is disadvantageous that such cylinders generally have a high space requirement in order to be able to apply the high actuating forces.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen energieeffizienten Zylinder und ein energieeffizientes hydraulisches System mit einem derartigen Zylinder zu schaffen, die einen geringen Bauraumbedarf aufweisen.In contrast, the invention has for its object to provide an energy-efficient cylinder and an energy-efficient hydraulic system with such a cylinder, which have a low space requirement.

Die Aufgabe hinsichtlich des Zylinders wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des hydraulischen Systems gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15.The object with respect to the cylinder is achieved according to the features of claim 1 and with regard to the hydraulic system according to the features of claim 15.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Other advantageous developments of the invention are the subject of further subclaims.

Erfindungsgemäß ist ein Zylinder mit einem Zylindergehäuse vorgesehen, in dem ein Kolben axial verschiebbar geführt ist. Ausgehend von dem Kolben erstreckt sich eine Kolbenstange. In dem Zylindergehäuse wird von dem Kolben eine erste Zylinderkammer von einer zweiten Zylinderkammer getrennt. Über die erste Zylinderkammer ist eine Wirkfläche des Kolbens mit Druckmittel beaufschlagbar, um auf diesen eine Betätigungskraft in eine erste axiale Richtung auszuüben. Vorteilhafterweise ist in dem Zylindergehäuse ein Kolbenelement integriert, das insbesondere von einer Endposition des Kolbens aus, auf einer Teilstrecke des Hubs des Kolbens in Wirkverbindung mit dem Zylindergehäuse und dem Kolben die zu Verfügung stehende Wirkfläche vergrößert und so eine höher Betätigungskraft erlaubt. Somit wird im Zusammenspiel mit dem Zylindergehäuse und dem Kolben von dem Kolbenelement die zur Verfügung stehende Wirkfläche und damit die Betätigungskraft in die erste axiale Richtung auf einer Teilstrecke des Hubs des Kolbens vergrößert.According to the invention, a cylinder is provided with a cylinder housing, in which a piston is guided axially displaceable. Starting from the piston, a piston rod extends. In the cylinder housing, a first cylinder chamber is separated from the second cylinder chamber by the piston. Via the first cylinder chamber, an active surface of the piston can be acted upon with pressure medium in order to exert an actuating force on it in a first axial direction. Advantageously, a piston element is integrated in the cylinder housing, which in particular increases from an end position of the piston, on a part of the stroke of the piston in operative connection with the cylinder housing and the piston, the effective area available and thus allows a higher actuation force. Thus, in cooperation with the cylinder housing and the piston of the piston member increases the available effective area and thus the actuating force in the first axial direction on a portion of the stroke of the piston.

Die Lösung hat den Vorteil, dass der Zylinder an unterschiedliche Betätigungskräfte anpassbar ist. Somit kann beispielsweise die Teilstrecke des Hubs des Kolbens der Weg sein, bei dem, wie eingangs erläutert, ein Ventilkörper von einem Ventilsitz mit hohen Betätigungskräften abgehoben wird. Im Übrigen sind dann im Regelbereich nur noch geringe Betätigungskräfte notwendig, weswegen nach der Teilstrecke des Hubs des Kolbens dann nur noch die Wirkfläche des Kolbens zur Verfügung steht. Damit ist auch im Regelbereich entsprechend wenig Druckmittel notwendig, um den Kolben zu verschieben. Der Zylinder und die den Zylinder betätigenden Elemente können dann derart ausgelegt werden, dass auf der Teilstrecke des Hubs des Kolbens hohe Betätigungskräfte und eine niedrige Geschwindigkeit vorherrschen und im Übrigen niedrige Betätigungskräfte und höhere Geschwindigkeiten vorherrschen. Der Zylinder stellt hierbei eine hydraulische Übersetzung dar, die dann an die vorherrschenden Belastungen auf einfache Weise angepasst ist. Der Zylinder kann durch die Wirkfläche des Kolbens, die auf vergleichsweise geringe Betätigungskräfte ausgelegt ist, vergleichsweise klein ausgebildet werden, womit ein Bauraumbedarf sinkt. The solution has the advantage that the cylinder can be adapted to different actuation forces. Thus, for example, the leg of the stroke of the piston be the way in which, as explained above, a valve body is lifted from a valve seat with high operating forces. Incidentally, then in the control range only low actuation forces are necessary, which is why only the effective area of the piston is available after the leg of the stroke of the piston. Thus, in the control range correspondingly little pressure medium is necessary to move the piston. The cylinder and the cylinder-actuating elements can then be designed so that prevail on the leg of the stroke of the piston high actuation forces and low speed and incidentally prevail low actuation forces and higher speeds. The cylinder in this case represents a hydraulic transmission, which is then adapted to the prevailing loads in a simple manner. The cylinder can be made relatively small by the effective surface of the piston, which is designed for comparatively low actuating forces, whereby a space requirement decreases.

Vorzugsweise ist das Kolbenelement als Kolbenring ausgebildet.Preferably, the piston element is designed as a piston ring.

Mit Vorteil sind der Kolbenring beziehungsweise das Kolbenelement und der Kolben relativ zueinander verschiebbar. Advantageously, the piston ring or the piston element and the piston are displaceable relative to each other.

Bei einer ersten Ausführungsform ist der Kolbenring auf der Kolbenstange gleitend geführt. Zur Übertragung der Betätigungskraft vom Kolbenring auf die Kolbenstange ist an der Kolbenstange ein Anschlag vorgesehen. An diesen ist der Kolbenring in der ersten axialen Ring im Bereich der Teilstrecke des Hubs des Kolbens anliegbar. Der Kolbenring ist somit beispielsweise nur zwischen 0–5 % des Hubs des Kolbens im Eingriff mit der Kolbenstange beziehungsweise mit dem Kolben und ermöglicht in diesem Hubbereich die höhere Betätigungskraft.In a first embodiment, the piston ring is slidably guided on the piston rod. To transmit the actuating force from the piston ring to the piston rod, a stop is provided on the piston rod. At these, the piston ring in the first axial ring in the region of the leg of the stroke of the piston can be applied. The piston ring is thus, for example, only between 0-5% of the stroke of the piston in engagement with the piston rod or with the piston and allows in this stroke range, the higher actuation force.

Die Wirkfläche des Kolbenrings beziehungsweise des Kolbenelements begrenzt vorzugsweise eine dritte Zylinderkammer in dem Zylindergehäuses oder in einem weiteren Zylindergehäuse. Über diese ist er dann mit Druckmittel beaufschlagbar. Vorzugsweise werden die Wirkflächen des Kolbenrings beziehungsweise des Kolbenelements und des Kolbens von einer gleichen Druckmittelquelle mit Druckmittel beaufschlagt.The active surface of the piston ring or of the piston element preferably defines a third cylinder chamber in the cylinder housing or in a further cylinder housing. About this he is then acted upon with pressure medium. Preferably, the active surfaces of the piston ring or the piston element and the piston are acted upon by a same pressure medium source with pressure medium.

Zur Begrenzung des Verschiebewegs des Kolbenrings beziehungsweise des Kolbenelements in die erste axiale Richtung ist am Ende der Teilstrecke des Hubs des Kolbens am Zylindergehäuse ein Anschlag vorgesehen. An diesen ist der Kolbenring beziehungsweise das Kolbenelement in der ersten axialen Richtung anliegbar. Somit entfernt sich der Kolbenring beziehungsweise das Kolbenelement vom Anschlag der Kolbenstange, wenn diese nach der Teilstrecke des Hubs weiter in die erste axiale Richtung verschoben wird.To limit the displacement of the piston ring and the piston member in the first axial direction, a stop is provided at the end of the leg of the stroke of the piston on the cylinder housing. At these, the piston ring or the piston element in the first axial direction is applied. Thus, the piston ring or the piston member moves away from the stop of the piston rod, if this is moved after the leg of the stroke further in the first axial direction.

Der Kolbenring beziehungsweise das Kolbenelement liegt innerhalb der Teilstrecke des Hubs am Anschlag der Kolbenstange und außerhalb der Teilstrecke am Anschlag des Zylindergehäuses an.The piston ring or the piston element is located within the leg of the stroke at the stop of the piston rod and outside the leg on the stop of the cylinder housing.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umgreift der Kolbenring vorzugsweise die Kolbenstange und ist gleitend und dichtend zwischen dieser und dem Zylindergehäuse geführt.In a further embodiment of the invention, the piston ring preferably surrounds the piston rod and is slidably and sealingly guided between this and the cylinder housing.

Mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand ist die dritte Zylinderkammer einfach von der zweiten Zylinderkammer über einen ringförmigen Steg beziehungsweise über einen Innenbund des Zylindergehäuses getrennt. Die zweite Zylinderkammer ist dann vorzugsweise zwischen der ersten und dritten Zylinderkammer angeordnet.With little device complexity, the third cylinder chamber is easily separated from the second cylinder chamber via an annular web or via an inner collar of the cylinder housing. The second cylinder chamber is then preferably arranged between the first and third cylinder chamber.

Der Kolbenring trennt die dritte Zylinderkammer beispielsweise von einer vierten offenen Zylinderkammer.The piston ring separates the third cylinder chamber, for example, from a fourth open cylinder chamber.

Die Kolbenstange kann dann die zweite und dritte Zylinderkammer durchsetzen.The piston rod can then pass through the second and third cylinder chamber.

Vorzugsweise haben der Kolbenring und der Kolben etwa die gleiche Wirkfläche. Sie weisen somit einen gleichen Außendurchmesser auf und sind vorzugsweise etwa koaxial hintereinander angeordnet. Hierdurch ist der Zylinder äußerst kompakt ausgestaltbar.Preferably, the piston ring and the piston have approximately the same effective area. They thus have a same outer diameter and are preferably arranged approximately coaxially one behind the other. As a result, the cylinder is extremely compact ausgestaltbar.

Der Kolbenring kann beispielsweise einfach einen etwa hohlkreiszylindrischen Querschnitt haben.The piston ring, for example, simply have an approximately hollow cylindrical cross-section.

Zur Dämpfung einer Verschiebebewegung des Kolbens kann dieser im Bereich der ersten Zylinderkammer radial mit einer Kolbenstufe zurückgestuft sein. Mit dieser ist er in Richtung einer Verkleinerung der ersten Zylinderkammer in eine Dämpfungsausnehmung des Zylindergehäuses eintauchbar. Die Stirnfläche der Kolbenstufe des Kolbens kann in der Dämpfungsausnehmung im eingetauchten Zustand dann eine fünfte Zylinderkammer begrenzen. To dampen a displacement movement of the piston, it can be stepped back radially in the region of the first cylinder chamber with a piston stage. With this he is submersed in the direction of a reduction of the first cylinder chamber in a damping recess of the cylinder housing. The end face of the piston step of the piston can then limit a fifth cylinder chamber in the damping recess in the immersed state.

Vorzugsweise sind die erste, die dritte und die fünfte Zylinderkammer an einen gemeinsamen Druckmittelströmungspfad angeschlossen und werden von einer gemeinsamen Druckmittelquelle mit Druckmittel versorgt.Preferably, the first, the third and the fifth cylinder chamber are connected to a common pressure fluid flow path and are supplied by a common pressure medium source with pressure medium.

Bei dem Zylindergehäuse handelt es sich beispielsweise einfach um ein Zylinderrohr, wobei dann die erste, zweite und dritte Zylinderkammer vorzugsweise einen etwa gleichen Durchmesser aufweisen.The cylinder housing is, for example, simply a cylinder tube, in which case the first, second and third cylinder chambers preferably have approximately the same diameter.

In einer weiteren Ausführungsform kann die erste Zylinderkammer gestuft mit einem Zylinderabschnitt und einen sich daran in Axialrichtung gesehen anschließenden radial erweiterten Stufenabschnitt gebildet sein. Der Kolbenring kann dann in dem Stufenabschnitt über die Teilstrecke des Hubs des Kolbens gleitend axial geführt sein. Der Kolbenring hat damit einen größeren Durchmesser als der Kolben. Der Kolbenring kann eine Anschlagsfläche aufweisen, mit der er über die Teilstrecke des Hubs des Kolbens an diesem oder an der Kolbenstange anliegt und nach der Teilstrecke am Zylindergehäuse anliegt.In a further embodiment, the first cylinder chamber may be stepped with a cylinder section and a radially expanded step section adjoining it in the axial direction. The piston ring may then be slidably axially guided in the step section over the leg of the stroke of the piston. The piston ring thus has a larger diameter than the piston. The piston ring may have a stop surface, with which it rests on the part of the stroke of the piston on this or on the piston rod and rests after the leg on the cylinder housing.

In Weiterbildung dieser Ausführungsform hat der Kolbenring einen ersten einen großen Durchmesser aufweisenden Ringabschnitt zur Führung des Kolbenrings in dem Stufenabschnitt und einen zweiten radial zurückgestuften einen kleineren Durchmesser aufweisenden Ringabschnitt zur Führung des Kolbenrings in dem Zylinderabschnitt. Der Kolbenring kann somit drei unterschiedliche Kolbenflächen stirnseitig aufweisen.In a further development of this embodiment, the piston ring has a first ring portion having a large diameter for guiding the piston ring in the step portion and a second radially stepped back smaller diameter ring portion for guiding the piston ring in the cylinder portion. The piston ring can thus have three different piston surfaces on the front side.

Mit Vorteil erstreckt sich der Stufenabschnitt der ersten Zylinderkammer in Axialrichtung gesehen ausgehend von der Bodenfläche der ersten Zylinderkammer. Eine erste ringförmige Stirnfläche des zweiten Ringabschnitts des Kolbenrings dient vorzugsweise als Anschlagsfläche zum Anliegen an den Kolben. Damit liegt der Kolbenring innerhalb der Teilstrecke des Hubs des Kolbens an dem Kolben an. Mit einer zwischen den Ringabschnitten des Kolbenrings gebildeten Ringstirnfläche und mit der Außenmantelfläche des zweiten Ringabschnitts in dem Stufenabschnitt der ersten Zylinderkammer ist eine Ringkammer begrenzt. Diese kann beispielsweise mit der zweiten Zylinderkammer fluidisch verbunden sein, um insbesondere verdrängtes Druckmittel auszugleichen. Die die Ringkammer begrenzende Ringstirnfläche des Kolbenrings dient des Weiteren als Anschlagsfläche zum Anliegen an das Zylindergehäuse, um den Verschiebewege des Ringkolbens in die erste axiale Richtung zu begrenzen. Advantageously, the step portion of the first cylinder chamber extends in the axial direction, starting from the bottom surface of the first cylinder chamber. A first annular end surface of the second ring portion of the piston ring preferably serves as a stop surface for abutment with the piston. Thus, the piston ring is located within the leg of the stroke of the piston on the piston. With an annular end face formed between the annular sections of the piston ring and with the outer lateral surface of the second annular section in the step section of the first cylinder chamber, an annular chamber is delimited. This can be fluidly connected, for example, with the second cylinder chamber to compensate in particular displaced pressure medium. The annular end surface of the piston ring delimiting the annular chamber further serves as a stop surface for abutment against the cylinder housing in order to limit the displacement paths of the annular piston in the first axial direction.

In weiterer Ausgestaltung kann der Kolben im Bereich der ersten Zylinderkammer radial mit einer Kolbenstufe zurückgestuft sein. Mit dieser ist er dann zur Dämpfung in den Kolbenring eintauchbar ist. Durch die Zurückstufung des Kolbens hat dieser eine äußere ringförmige Anschlagfläche für den Kolbenring. Der Kolbenring kann dann mit seiner Anschlagfläche auf der Teilstrecke des Hubs des Kolbens an diesem anliegen.In a further embodiment, the piston can be stepped back radially in the region of the first cylinder chamber with a piston stage. With this he is then submersible for damping in the piston ring. By downgrading the piston this has an outer annular abutment surface for the piston ring. The piston ring can then abut with its stop surface on the leg of the stroke of the piston at this.

Vorzugsweise ist der Kolbenring mit seiner vom Kolben wegweisenden Stirnfläche an der Bodenfläche der ersten Zylinderkammer anlegbar, wobei ein Verschiebeweg in eine zweite axiale Richtung begrenzt ist. Diese Stirnfläche des Kolbenrings dient dann als Wirkfläche.Preferably, the piston ring with its front end facing away from the piston on the bottom surface of the first cylinder chamber can be applied, wherein a displacement in a second axial direction is limited. This end face of the piston ring then serves as an effective surface.

Der Kolbenring kann mittig eine etwa einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweisende Innenmantelfläche haben, die insbesondere durch eine Durchgangsaussparung (Durchgangsbohrung) gebildet ist. Radial beabstandet zur Innenmantelfläche kann eine weitere Durchgangsaussparung (Durchgangsbohrung) vorgesehen sein. Mit dieser kann gedrosselt der von der ringförmigen Anschlagsfläche des Kolbens begrenzte Druckraum mit dem von der Stirnfläche des Kolbenrings begrenzte Druckraum verbunden werden, insbesondere wenn der Kolben mit seiner Kolbenstufe in den Kolbenring eintaucht.The piston ring may have centrally about an inner circumferential surface having a circular cylindrical cross-section, which is in particular formed by a passage recess (through hole). Radially spaced from the inner surface, a further through-hole (through hole) may be provided. With this throttled limited by the annular abutment surface of the piston pressure chamber can be connected to the limited by the end face of the piston ring pressure chamber, in particular when the piston is immersed with its piston stage in the piston ring.

Von der radial zur Innenmantelfläche beabstandeten Durchgangsaussparung des Kolbenrings kann sich eine Aussparung (Radialbohrung) zur Innenmantelfläche des Kolbenrings erstrecken. Mit dieser kann dann beispielsweise die zur Bodenfläche der Zylinderkammer weisende Stirnfläche des Kolbenrings mit der Stirnfläche der Kolbenstufe des Kolbens fluidisch in Wirkverbindung stehen. Durch Anpassung eines Durchflussquerschnitts der Durchgangsaussparungen des Kolbenrings kann eine Dämpfung des Kolbens und / oder des Kolbenrings eingestellt werden.From the radially to the inner circumferential surface spaced passage recess of the piston ring may extend a recess (radial bore) to the inner circumferential surface of the piston ring. With this, for example, the pointing to the bottom surface of the cylinder chamber end face of the piston ring with the end face of the piston stage of the piston can be fluidly in operative connection. By adjusting a flow cross-section of the passage openings of the piston ring damping of the piston and / or the piston ring can be adjusted.

Zur Dämpfung des Kolbenrings und / oder des Kolbens kann sich zusätzlich ein die Kolbenstange umgreifender Ringbund von der Bodenfläche der ersten Zylinderkammer aus erstrecken. Dieser kann dann ab einem bestimmten Verschiebeweg des Kolbenrings in dessen von der Innenmantelfläche begrenzten Raum eintauchen.For damping the piston ring and / or the piston may additionally extend the piston rod encompassing annular collar of the bottom surface of the first cylinder chamber. This can then dive in a limited displacement of the piston ring in its limited by the inner circumferential surface space.

Ein Druckmittelanschluss zum Beschicken und Entlassen von Druckmittel in die erste Zylinderkammer ist vorzugsweise in der Bodenfläche der ersten Zylinderkammer in Radialrichtung gesehen beabstandet zum Kolben vorgesehen. Ein zweiter Druckmittelanschluss in der Bodenfläche der ersten Zylinderkammer kann in Radialrichtung gesehen im Bereich des Kolbens und in Radialrichtung gesehen innerhalb der von der Innenmantelfläche des Ringkolbens begrenzten Raums vorgesehen sein.A pressure medium connection for charging and discharging pressure medium into the first cylinder chamber is preferably provided in the bottom surface of the first cylinder chamber in the radial direction, spaced from the piston. A second pressure medium connection in the bottom surface of the first cylinder chamber can be seen in the radial direction in the region of the piston and in the radial direction within the space defined by the inner circumferential surface of the annular piston.

Mit Vorteil kann sich an der vom Kolben wegweisenden Stirnfläche des Ringkolbens axial ein Ringbund wegerstrecken, der in eine Aufnahme des Zylindergehäuses innerhalb eines bestimmten Verschiebewegs eintauchbar ist. Hierbei hat der Ringkolben dann vorzugsweise keine Durchgangsbohrung zum Verbinden der Stirnflächen, sondern nur eine Bohrung, die sich etwa in Axialrichtung ausgehend von der zum Kolben weisenden Stirnfläche bis zur Aussparung (Radialbohrung) erstreckt.Advantageously, at the end face of the annular piston facing away from the piston, an annular collar can extend axially, which can be dipped into a receptacle of the cylinder housing within a specific displacement path. In this case, the annular piston then preferably has no through hole for connecting the end faces, but only a bore which extends approximately in the axial direction, starting from the face facing the piston to the recess (radial bore).

Bei beiden Ausführungsformen ist der Kolbenring beziehungsweise das Kolbenelement vorzugsweise am Ende der Teilstrecke des Hubs des Kolbens an einem Anschlag des Zylindergehäuses in der ersten axialen Richtung anlegbar.In both embodiments, the piston ring or the piston element is preferably at the end of the leg of the stroke of the piston to a stop of the cylinder housing in the first axial direction can be applied.

Der Kolben kann bei beiden Ausführungsformen beidseitig eine Kolbenstange aufweisen. Die erste Kolbenstange kann dann die zweite Zylinderkammer durchsetzen und die andere zweite Kolbenstange die erste Zylinderkammer. Ein aus dem Zylinder auskragender Abschnitt der ersten Zylinderkammer ist dann vorzugsweise mit einem Ventilkörper zum Steuern einer Druckmittelverbindung verbunden. Bei der ersten Ausführungsform hat die erste Kolbenstange dann den Anschlag und die andere zweite Kolbenstange den Ventilkörper.The piston can have a piston rod on both sides in both embodiments. The first piston rod can then pass through the second cylinder chamber and the other second piston rod through the first cylinder chamber. A protruding from the cylinder portion of the first cylinder chamber is then preferably connected to a valve body for controlling a pressure medium connection. In the first embodiment, the first piston rod then has the stop and the other second piston rod the valve body.

Der Kolben beziehungsweise die Kolbenstange ist über eine Federkraft einer Feder in die zweite axiale Richtung beaufschlagbar, womit der Kolben beispielsweise im drucklosen Zustand den Ventilkörper auf den Ventilsitz verschieben kann. Die Feder kann sich am Zylinder abstützen und den Kolben über den Ventilkörper mit der Federkraft beaufschlagen. Die Feder kann beispielsweise zwischen einem Anschlag am Zylindergehäuse und einem Anschlag an der Kolbenstange verbaut sein.The piston or the piston rod can be acted upon by a spring force of a spring in the second axial direction, whereby the piston can move the valve body to the valve seat, for example in the pressureless state. The spring can be supported on the cylinder and act on the piston via the valve body with the spring force. For example, the spring can be between a stop on the cylinder housing and a stop on the piston rod be installed.

Erfindungsgemäß ist ein hydraulisches System mit einem erfindungsgemäßen Zylinder vorgesehen. Das System hat eine Hydromaschine, die vorzugsweise drehzahlvariabel von einem Antrieb, beispielsweise einem Elektromotor, in beide Drehrichtungen antreibbar ist. Die Hydromaschine kann dann Druckmittel zum Beaufschlagen der Wirkflächen des Kolbens und des Kolbenrings zum Zylinder fördern. Bei der Hydromaschine mit dem Elektromotor handelt es sich dann um einen elektromechanischen Antrieb, wobei der Zylinder dann ein hydrostatisches Getriebe darstellt.According to the invention, a hydraulic system with a cylinder according to the invention is provided. The system has a hydraulic machine, which is preferably variable in speed by a drive, such as an electric motor, driven in both directions of rotation. The hydraulic machine can then promote pressure means for acting on the active surfaces of the piston and the piston ring to the cylinder. In the hydraulic machine with the electric motor is then an electromechanical drive, the cylinder then represents a hydrostatic transmission.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar, einzelne Elemente beziehungsweise den gesamten Zylinder in Leichtbauweise durch eine vorteilhafte Werkstoffauswahl auszugestalten. Vorzugsweise ist der Kolbenring aus einem leichten Material gefertigt.In a further embodiment of the invention is conceivable to design individual elements or the entire cylinder in lightweight construction by an advantageous material selection. Preferably, the piston ring is made of a lightweight material.

Durch den kleineren Bauraumbedarf des Zylinders und / oder des hydraulischen Systems sinken auch die Kosten, insbesondere die Herstellungskosten.Due to the smaller space requirement of the cylinder and / or the hydraulic system also reduce the cost, in particular the manufacturing cost.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: In the following, preferred embodiments of the invention are explained in more detail with reference to drawings. Show it:

1 in einer schematischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Zylinder gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 1 is a schematic representation of a cylinder according to the invention according to a first exemplary embodiment,

2 in einer schematischen Darstellung den Zylinder aus 1 in einer Betätigungsstellung, 2 in a schematic representation of the cylinder 1 in an operating position,

3 in einer schematischen Darstellung den Zylinder aus 1 in einer weiteren Betätigungsstellung, 3 in a schematic representation of the cylinder 1 in another operating position,

4 in einer schematischen Darstellung den Zylinder gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 4 in a schematic representation of the cylinder according to a second embodiment,

5 in einer schematischen Darstellung den Zylinder aus 4 in einer Betätigungsstellung, 5 in a schematic representation of the cylinder 4 in an operating position,

6 in einer schematischen Darstellung den Zylinder aus 4 in einer weiteren Betätigungsstellung, 6 in a schematic representation of the cylinder 4 in another operating position,

7 in einer schematischen Darstellung den Zylinder gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und 7 in a schematic representation of the cylinder according to a third embodiment and

8 in einer schematischen Darstellung den Zylinder gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. 8th in a schematic representation of the cylinder according to a fourth embodiment.

Gemäß 1 ist ein hydraulisches System 1 mit einem Zylinder 2 dargestellt. Der Zylinder 2 hat ein Zylindergehäuse in Form eines Zylinderrohrs 4, in dem gleitend ein Kolben 6 geführt ist. Dieser trennt eine erste Zylinderkammer 8 von einer zweiten Zylinderkammer 10. Der Zylinder 2 ist als Gleichgangzylinder ausgestaltet, wobei sich vom Kolben aus eine erste Kolbenstange 12 in die erste axiale Richtung und eine zweite Kolbenstange 14 in eine zweite axiale Richtung erstreckt. Die zweite Kolbenstange 14 kragt aus einem Boden 16 des Zylinders 2 aus. According to 1 is a hydraulic system 1 with a cylinder 2 shown. The cylinder 2 has a cylinder housing in the form of a cylinder tube 4 in which sliding a piston 6 is guided. This separates a first cylinder chamber 8th from a second cylinder chamber 10 , The cylinder 2 is designed as a synchronous cylinder, with the piston from a first piston rod 12 in the first axial direction and a second piston rod 14 extends in a second axial direction. The second piston rod 14 cantilever out of a ground 16 of the cylinder 2 out.

Endseitig der zweiten Kolbenstange 14 ist ein Ventilkörper 18 vorgesehen. Diesem ist ein Ventilsitz 20 zugeordnet. Der Ventilkörper 18 dient hierbei zum Steuern einer Druckmittelverbindung zwischen einem in der 1 schematisch dargestellten Zuführkanals 22, der beispielsweise mit einem Abhitzekessel einer Gas- und Dampfturbinenanlage verbunden ist, und einem Abführkanal 24, der mit einer Turbine verbunden ist. In dem Zuführkanal 22 herrscht Dampfdruck vor, der im geschlossenen Zustand, das heißt wenn der Ventilkörper 18 am Ventilsitz 20 anliegt, auf die zum Zylinder 2 weisende Druckfläche 26 des Ventilkörpers 18 wirkt. Auf die von der Druckfläche 26 wegweisende Druckfläche 28 des Ventilkörpers 18 wirkt dagegen im geschlossenen Zustand des Ventilkörpers 18 ein deutlich geringerer Druck. Somit werden hohe Betätigungskräfte benötigt, um den Ventilkörper 18 vom Ventilsitz 20 abzuheben. Befindet sich der Ventilkörper 18 im abgehobenen Zustand, so ist dieser im Wesentlichen druckausgeglichen und es sind deutlich geringere Betätigungskräfte notwendig, um den Ventilkörper 18 zu verfahren. Das erfindungsgemäße hydraulische System 1 und der erfindungsgemäße Zylinder 2 sind dabei derart ausgestaltet, dass auf den Ventilkörper 18 auf einer Teilstrecke eines Hubs des Kolbens 6, also beispielsweise zwischen 0 bis 5 % Hub, hohe Betätigungskräfte und eine niedrige Betätigungsgeschwindigkeit und bei der übrigen Teilstrecke des Hubs des Kolbens, beispielsweise zwischen 5 bis 100 % Hub, niedrige Betätigungskräfte und eine hohe Betätigungsgeschwindigkeit vorgesehen sind. Hierfür hat der Zylinder 2 zusätzlich einen Kolbenring 30. End of the second piston rod 14 is a valve body 18 intended. This is a valve seat 20 assigned. The valve body 18 serves to control a pressure fluid connection between one in the 1 schematically shown feed channel 22 , which is connected for example with a waste heat boiler of a combined cycle power plant, and a discharge channel 24 which is connected to a turbine. In the feed channel 22 prevails steam pressure in the closed state, that is, when the valve body 18 at the valve seat 20 rests on the cylinder 2 pointing printing surface 26 of the valve body 18 acts. On the from the printing surface 26 groundbreaking printing surface 28 of the valve body 18 on the other hand acts in the closed state of the valve body 18 a significantly lower pressure. Thus, high actuation forces are needed to the valve body 18 from the valve seat 20 withdraw. Is the valve body 18 in the off-hook condition, this is essentially pressure-balanced and significantly lower actuation forces are required to move the valve body 18 to proceed. The hydraulic system according to the invention 1 and the cylinder according to the invention 2 are designed such that on the valve body 18 on a leg of a stroke of the piston 6 So, for example, between 0 to 5% stroke, high actuation forces and a low operating speed and the remaining leg of the stroke of the piston, for example, between 5 to 100% stroke, low actuation forces and a high operating speed are provided. For this, the cylinder has 2 in addition a piston ring 30 ,

Anstelle des beschriebenen Ventilkörpers 18 kann auch ein anderer Ventilkörper vorgesehen sein. So ist beispielsweise denkbar, dass der Ventilkörper 18 nur als Anschlagselement für eine Feder dient. Ausgehend von diesem kann beispielsweise ein in axialer Richtung weg vom Kolben 6 vorgesehener Zapfen als Ventilkörper sich erstrecken, der dann beispielsweise in den Abführkanal 24 dichtend eintauchbar ist. Der Zapfen hat beispielsweise eine kreiszylindrische Außenmantelfläche. Der Zuführkanal 22 umgibt den Zapfen dann beispielsweise derart im geschlossenen Zustand, dass auf diesen nur radial Druckkräfte wirken. Die Feder ist somit dann nicht mehr im Zuführkanal angeordnet. Es ist weiter denkbar, dass der Zylinder 2 außerhalb einer Armatur sitzt. Der Zylinder 2 ist dann mit einem Armaturengehäuse verbunden, und die Kolbenstange 14 dient dann zum Verbinden mit dem Ventilkörper beziehungsweise -stößel.Instead of the described valve body 18 can also be provided another valve body. For example, it is conceivable that the valve body 18 only serves as a stop element for a spring. Starting from this, for example, in the axial direction away from the piston 6 provided pin as a valve body extending, which then, for example, in the discharge channel 24 is submersible sealing. The pin has, for example, a circular cylindrical outer circumferential surface. The feed channel 22 then surrounds the pin, for example, in the closed state, that act on this only radial pressure forces. The spring is thus no longer arranged in the feed. It is further conceivable that the cylinder 2 sitting outside a faucet. The cylinder 2 is then connected to a fitting housing, and the piston rod 14 then serves to connect to the valve body or plunger.

Der Kolbenring 30 ist in einer dritten Zylinderkammer 32 angeordnet, die über einen ringförmigen Steg 34 von der zweiten Zylinderkammer 10 getrennt ist. Die Zylinderkammern 8, 10 und 32 weisen jeweils einen etwa kreiszylindrischen Querschnitt auf und haben einen im Wesentlichen gleichen Durchmesser. Die erste Kolbenstange 12 durchsetzt den Steg 34, wobei in der Innenwandung des Stegs 34 eine Dichtung vorgesehen ist, um die zweite Zylinderkammer 10 von der dritten Zylinderkammer 32 dichtend abzutrennen. Die erste Kolbenstange 12 kragt dann weiter in die dritte Zylinderkammer 32 ein, die in Axialrichtung weg vom Kolben 6 gesehen eine Öffnung 36 aufweist. The piston ring 30 is in a third cylinder chamber 32 arranged over an annular bridge 34 from the second cylinder chamber 10 is disconnected. The cylinder chambers 8th . 10 and 32 each have an approximately circular cylindrical cross-section and have a substantially same diameter. The first piston rod 12 intersperses the bridge 34 , wherein in the inner wall of the web 34 a seal is provided around the second cylinder chamber 10 from the third cylinder chamber 32 seal off. The first piston rod 12 then presses further into the third cylinder chamber 32 one in the axial direction away from the piston 6 seen an opening 36 having.

Der etwa hohlzylindrisch ausgebildete Kolbenring 30 ist gleitend auf der ersten Kolbenstange 12 und in der dritten Zylinderkammer 32 geführt. An seiner Innen- und Außenmantelfläche weist er Dichtelemente auf. Der Kolbenring 30 trennt dabei die dritte Zylinderkammer 32 von einer vierten Zylinderkammer 38, von der aus sich die Öffnung 36 erstreckt. Die hin zum Kolben 6 weisende Fläche des Kolbenrings 30 dient als Wirkfläche 40, die über die dritte Zylinderkammer 32 mit Druckmittel beaufschlagbar ist. Ein axialer Verschiebeweg des Kolbenrings 30 hin in eine zweite axiale Richtung und somit hin zum Kolben 6 ist dadurch begrenzt, dass die Wirkfläche 40 am Steg 34 anliegbar ist. Der Kolbenring 30 liegt des Weiteren mit seiner von der Wirkfläche 40 wegweisenden, ringförmigen Stirnfläche 42 entweder an einem endseitig der ersten Kolbenstange 12 als Anschlag 44 vorgesehenen Radialbund der ersten Kolbenstange 12 oder an einem als Anschlag 46 dienenden Kopf des Zylindergehäuses 4 an. The approximately hollow cylindrical piston ring 30 is sliding on the first piston rod 12 and in the third cylinder chamber 32 guided. On its inner and outer circumferential surface, it has sealing elements. The piston ring 30 separates the third cylinder chamber 32 from a fourth cylinder chamber 38 , from which the opening 36 extends. The way to the piston 6 facing surface of the piston ring 30 serves as an effective surface 40 that over the third cylinder chamber 32 can be acted upon with pressure medium. An axial displacement of the piston ring 30 towards a second axial direction and thus towards the piston 6 is limited by the fact that the effective area 40 at the jetty 34 is available. The piston ring 30 lies further with his from the effective area 40 groundbreaking, annular face 42 either at one end of the first piston rod 12 as a stop 44 provided radial collar of the first piston rod 12 or at one as a stop 46 serving head of the cylinder housing 4 at.

Der Kolben 6 hat eine zum Kolbenring 30 weisende, ringförmige Stirnfläche 48, mit der er die zweite Zylinderkammer 10 begrenzt. Die von der Stirnfläche 48 wegweisende Seite des Kolbens 6 ist gestuft ausgebildet, wobei der Kolben 6 hierbei eine radial zurückgestufte Kolbenstufe 50 hat. Mit dieser ist er in eine im Boden 16 des Zylindergehäuses 4 ausgebildeten Dämpfungsausnehmung 52 eintauchbar. Der Kolben 6 hat dann eine an der Kolbenstufe 50 vorgesehene, von dem Kolbenring 30 wegweisende, ringförmige Stirnfläche 54, die dann im eingetauchten Zustand eine fünfte Zylinderkammer begrenzt. Die durch die radiale Zurückstufung der Kolbenstufe 50 gebildete, von dem Kolbenring 30 wegweisende, ringförmige Stirnfläche 56 begrenzt dann die erste Zylinderkammer 8. Die Stirnflächen 54 und 56 des Kolbens 6 bilden dann eine Wirkfläche. An seinem Außenumfang weist der Kolben 6 Dichtmittel auf, um die Zylinderkammern 8, 10 dichtend voneinander zu trennen. Des Weiteren ist im Boden 16 des Zylinders 2 im Bereich der Durchführung der zweiten Kolbenstange 14 ebenfalls ein Dichtmittel vorgesehen. The piston 6 has one to the piston ring 30 pointing, annular end face 48 with which he has the second cylinder chamber 10 limited. The of the face 48 groundbreaking side of the piston 6 is stepped, with the piston 6 in this case a radially stepped back piston stage 50 Has. With this he is in one in the ground 16 of the cylinder housing 4 trained damping recess 52 submersible. The piston 6 then has one at the piston stage 50 provided, from the piston ring 30 groundbreaking, annular end face 54 , which then limits a fifth cylinder chamber in the immersed state. The by the radial downgrading of the piston stage 50 formed by the piston ring 30 groundbreaking, annular end face 56 then limits the first cylinder chamber 8th , The faces 54 and 56 of the piston 6 then form an effective surface. At its outer periphery, the piston 6 Sealant on to the cylinder chambers 8th . 10 sealingly separate from each other. Furthermore, it is in the ground 16 of the cylinder 2 in the area of the implementation of the second piston rod 14 also provided a sealant.

Zum Aufbringen einer Betätigungskraft auf den Kolben 6, haben die erste Zylinderkammer 8 und die fünfte Zylinderkammer jeweils einen radial in das Zylinderrohr 4 eingebrachten Druckanschluss, wobei die Druckanschlüsse jeweils mit einer Anschlussleitung 58 beziehungsweise 60 verbunden sind. Die mit den Anschlussleitungen 58 und 60 verbundenen Druckanschlüsse münden dabei in der jeweiligen Zylinderkammer derart ein, dass in jeder Position des Kolbens 8 Druckmittel in die Zylinderkammer beschickt oder entlassen werden kann. Die Anschlussleitungen 58 und 60 sind an eine gemeinsame Druckleitung 62 angeschlossen. Des Weiteren ist eine Anschlussleitung 64 vorgesehen, die einerseits mit der Druckleitung 62 und andererseits mit einem mit der dritten Zylinderkammer 32 verbundenen Druckanschluss verbunden ist. Der Druckanschluss mündet hierbei ebenfalls radial in das Zylinderrohr 4 ein, dass in jeder Position des Kolbenrings 30 Druckmittel in die dritte Zylinderkammer 32 beschickbar oder entlassbar ist. Die Druckleitung 62 ist über ein Betätigungsventil 66 mit einer als Hydropumpe ausgebildeten Hydromaschine 68 verbunden. Von der Hydromaschine 68 aus erstreckt sich eine weitere Druckleitung 70. Diese ist mit einem Druckmittelanschluss für die zweite Zylinderkammer 10 verbunden, der radial in das Zylinderrohr 4 derart mündet, dass in jeder Position des Kolbens 6 Druckmittel in die zweite Zylinderkammer beschickbar und entlassbar ist. An die Druckleitung 70 zwischen der zweiten Zylinderkammer 10 und der Hydromaschine 68 ist ein Hydrospeicher 72 angeschlossen. Die Hydromaschine 68 ist drehzahlvariabel über einen Antrieb in Form eines Elektromotors 74 in beide Drehrichtungen antreibbar. Über einer Leckageleitung 76 ist die Hydromaschine 68 mit dem Hydrospeicher 72 verbunden. In der anderen Druckleitung 62 ist das Betätigungsventil 66 vorgesehen, das als 2/2-Wegeventil ausgestaltet ist. Ein Ventilschieber des Betätigungsventils 66 ist dabei über eine Ventilfeder in einer Öffnungsstellung mit einer Federkraft beaufschlagt und in Richtung einer Schließstellung über einen elektrischen Aktuator betätigbar. For applying an actuating force to the piston 6 , have the first cylinder chamber 8th and the fifth cylinder chamber each radially into the cylinder tube 4 introduced pressure port, the pressure ports each with a connecting cable 58 respectively 60 are connected. The with the connecting cables 58 and 60 connected pressure ports open in the respective cylinder chamber such that in each position of the piston 8th Pressure medium can be charged or discharged in the cylinder chamber. The connecting cables 58 and 60 are connected to a common pressure line 62 connected. Furthermore, there is a connection cable 64 provided, on the one hand with the pressure line 62 and on the other hand with one with the third cylinder chamber 32 connected pressure port is connected. The pressure connection also opens radially into the cylinder tube 4 one that in every position of the piston ring 30 Pressure medium in the third cylinder chamber 32 can be loaded or unloaded. The pressure line 62 is via an actuation valve 66 with a hydromachine designed as a hydraulic pump 68 connected. From the hydraulic machine 68 out extends another pressure line 70 , This is with a pressure medium connection for the second cylinder chamber 10 connected, which radially into the cylinder tube 4 so flows that in every position of the piston 6 Pressure medium in the second cylinder chamber is chargeable and discharged. To the pressure line 70 between the second cylinder chamber 10 and the hydraulic machine 68 is a hydraulic accumulator 72 connected. The hydraulic machine 68 is variable in speed via a drive in the form of an electric motor 74 drivable in both directions of rotation. Over a leakage line 76 is the hydraulic machine 68 with the hydraulic accumulator 72 connected. In the other pressure line 62 is the actuation valve 66 provided, which is designed as a 2/2-way valve. A valve spool of the actuating valve 66 is acted upon via a valve spring in an open position with a spring force and actuated in the direction of a closed position via an electric actuator.

In der Anschlussleitung 58 sind fluidisch parallel zueinander ein in Druckmittelströmungsrichtung hin zur ersten Zylinderkammer 8 öffnenden Rückschlagventil und eine Drossel angeordnet. Hierdurch wird Druckmittel aus der ersten Zylinderkammer 8 gedrosselt entlassen und die Zylinderkammer 8 wird ungedrosselt mit Druckmittel beschickt.In the connection cable 58 are fluidly parallel to each other in a direction of pressure fluid flow toward the first cylinder chamber 8th opening check valve and a throttle arranged. As a result, pressure medium from the first cylinder chamber 8th throttled dismissed and the cylinder chamber 8th is fed unthrottled with pressure medium.

Des Weiteren ist vorgesehen, den Ventilkörper 18 mit einer Federkraft einer Feder 78 zu beaufschlagen. Diese stützt sich an einem Radialbund des Zylinders 2 ab und greift an die Druckfläche 26 des Ventilkörpers 18 an. Die Feder 78 ist hierbei als Spiralfeder ausgebildet und umgreift den Zylinder 2 zwischen dem Radialvorsprung und dem Ventilkörper 18. Furthermore, it is provided, the valve body 18 with a spring force of a spring 78 to act on. This is based on a radial collar of the cylinder 2 and grabs the printing surface 26 of the valve body 18 at. The feather 78 is here designed as a spiral spring and engages around the cylinder 2 between the radial projection and the valve body 18 ,

Zwischen den Druckleitungen 62 und 70 ist ein Schnellschlussventil 80 vorgesehen. Mit diesem können die Druckleitungen 62 und 70 zur Druckentlastung des Zylinders 2 kurzgeschlossen werden. In diesem Fall wird der Ventilkörper 18 über die Federkraft der Feder 78 in seine Schließposition auf den Ventilsitz 8 verschoben. Das Schnellschlussventil 80 ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet. Ein Ventilschieber ist hierbei in einer Öffnungsstellung mit einer Federkraft einer Ventilfeder beaufschlagt und ist über einen elektrischen Aktuator in eine Schließstellung verschiebbar. Im Normalbetrieb des hydraulischen Systems 1 ist das Schnellschlussventil 80 geschlossen. Between the pressure lines 62 and 70 is a quick-closing valve 80 intended. With this, the pressure lines 62 and 70 for pressure relief of the cylinder 2 be shorted. In this case, the valve body 18 about the spring force of the spring 78 in its closed position on the valve seat 8th postponed. The quick-closing valve 80 is designed as a 2/2-way valve. A valve slide is acted upon in this case in an open position with a spring force of a valve spring and is displaceable via an electric actuator into a closed position. In normal operation of the hydraulic system 1 is the quick-closing valve 80 closed.

Zum Beaufschlagen des Ventilkörpers 18 mit einer Betätigungskraft in die erste axiale Richtung, also in einer Richtung weg vom Ventilsitz 20, fördert die Hydromaschine 68 Druckmittel von der zweiten Zylinderkammer 10 und dem Hydrospeicher 72 in die erste, dritte und fünfte Zylinderkammer 8, 32. Hierbei wird dann die Wirkfläche 40 des Kolbenrings 30 und die Wirkfläche 54, 56 des Kolbens 6 mit Druckmittel beaufschlagt. Übersteigt die sich daraus ergebende Betätigungskraft die auf den Ventilkörper 18 in Schließrichtung wirkende Kraft, so hebt der Ventilkörper 18 vom Ventilsitz 20 ab, was in 2 dargestellt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass in 1 der Kolben 6 und der Ringkolben 30 noch leicht beabstandet zu ihrer Endposition sind, bei der der Kolbenring 30 am Steg 34 und der Kolben 6 am Boden 16 anliegt. For applying the valve body 18 with an actuating force in the first axial direction, that is in a direction away from the valve seat 20 , promotes the hydraulic machine 68 Pressure medium from the second cylinder chamber 10 and the hydraulic accumulator 72 in the first, third and fifth cylinder chamber 8th . 32 , This then becomes the effective area 40 of the piston ring 30 and the effective area 54 . 56 of the piston 6 pressurized with pressure medium. Exceeds the resulting operating force on the valve body 18 acting in the closing direction force, so lifts the valve body 18 from the valve seat 20 from what's in 2 is shown. It should be noted that in 1 The piston 6 and the ring piston 30 are still slightly spaced to their final position, in which the piston ring 30 at the jetty 34 and the piston 6 on the ground 16 is applied.

Gemäß 2 überträgt der Kolbenring 30 die auf ihn wirkenden Druckkräfte über den Anschlag 44 auf die erste Kolbenstange 12 und somit auf den Ventilkörper 18, bis er am Anschlag 46 des Zylinders 2 anliegt. Die Teilstrecke des Hubs des Kolbens 6, bei der der Kolbenring 30 wirksam ist, ist hierbei der Abstand zwischen der Wirkfläche 40 des Kolbenrings 30 und dem Steg 34, wenn der Kolbenring 30 am Anschlag 46 anliegt. Liegt der Kolben 30 am Anschlag 46 an, so ist lediglich der Kolben 6 weiter in die erste axiale Richtung verschiebbar, womit nur dessen Wirkfläche 54, 56 zum Aufbringen einer Betätigungskraft auf den Ventilkörper 18 wirksam ist. Die Hydromaschine 68 aus 1 muss dann lediglich Druckmittel in die erste Zylinderkammer 8 und die fünfte Zylinderkammer fördern, die mit dem Bezugszeichen 82 versehen ist. According to 2 transmits the piston ring 30 the pressure forces acting on it over the stop 44 on the first piston rod 12 and thus on the valve body 18 until he stops 46 of the cylinder 2 is applied. The leg of the stroke of the piston 6 in which the piston ring 30 is effective, here is the distance between the effective surface 40 of the piston ring 30 and the jetty 34 when the piston ring 30 at the stop 46 is applied. Is the piston lying 30 at the stop 46 on, so is only the piston 6 further displaceable in the first axial direction, whereby only its effective area 54 . 56 for applying an actuating force to the valve body 18 is effective. The hydraulic machine 68 out 1 then only needs pressure medium in the first cylinder chamber 8th and promote the fifth cylinder chamber, with the reference numeral 82 is provided.

Gemäß 3 kann der Kolben 6 bis zum Steg 34 verschoben werden, wobei dann der Ventilkörper 18 am Boden 16 des Zylinders 2 anliegt. According to 3 can the piston 6 to the jetty 34 be moved, in which case the valve body 18 on the ground 16 of the cylinder 2 is applied.

Ist der Ventilkörper 18 vom Ventilsitz 20 abgehoben, so beträgt beispielsweise die erforderliche Betätigungskraft zum Verschieben des Ventilkörpers 18 lediglich etwa 10 bis 20 % der Betätigungskraft, die notwendig ist, um den Ventilkörper 18 vom Ventilsitz 20 abzuheben. Die verminderte Betätigungskraft ist im überwiegenden Hub des Kolbens 6 (5 bis 100 % Hub) erforderlich, während die erhöhte Betätigungskraft lediglich auf der Teilstrecke des Hubs (0 bis 5 % Hub) notwendig ist. Durch den erfindungsgemäßen Zylinder 2 kann das hydraulische System 1 beziehungsweise der Zylinder nun für zwei Betriebspunkte ausgelegt werden. Die Komponenten des hydraulischen Systems 1 müssen somit nicht mehr hinsichtlich der maximalen Betätigungskraft ausgelegt werden, im Unterschied zum Stand der Technik. Dagegen ist im Stand der Technik eine Wirkfläche eines Kolbens eines Zylinders, ein Fördervolumen einer Hydromaschine und/oder eine Leistung elektrischer Antriebskomponenten vergleichsweise groß dimensioniert, um eben die hohe Betätigungskraft, die nur bei einer kleinen Teilstrecke des Hubs des Kolbens notwendig ist, aufzubringen. Der erfindungsgemäße Zylinder 1 führt somit zu einer positionsabhängigen Änderung einer hydraulischen Übersetzung. Is the valve body 18 from the valve seat 20 lifted, for example, the required operating force for moving the valve body 18 only about 10 to 20% of the actuating force necessary to the valve body 18 from the valve seat 20 withdraw. The reduced operating force is in the predominant stroke of the piston 6 (5 to 100% stroke) required, while the increased actuation force only on the leg of the stroke (0 to 5% stroke) is necessary. By the cylinder according to the invention 2 can the hydraulic system 1 or the cylinder can now be designed for two operating points. The components of the hydraulic system 1 thus no longer have to be designed with regard to the maximum actuation force, in contrast to the prior art. In contrast, in the prior art, an effective area of a piston of a cylinder, a delivery volume of a hydraulic machine and / or a power of electrical drive components are comparatively large dimensioned just to apply the high actuation force, which is necessary only at a small portion of the stroke of the piston. The cylinder according to the invention 1 thus leads to a position-dependent change of a hydraulic transmission.

Gemäß 4 ist das hydraulische System 1 mit dem Zylinder 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel offenbart, wobei der Kolbenring 84 in der ersten Zylinderkammer 86 angeordnet ist. According to 4 is the hydraulic system 1 with the cylinder 2 disclosed according to a second embodiment, wherein the piston ring 84 in the first cylinder chamber 86 is arranged.

Vom Kolben 6 erstrecken sich entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel jeweils beidseitig die erste und zweite Kolbenstange 12, 14. Die erste Kolbenstange 12 durchsetzt dabei die erste Zylinderkammer 8 und weiter den Kopf 88 des Zylindergehäuses 4. From the piston 6 extend in accordance with the first embodiment, both sides of the first and second piston rod 12 . 14 , The first piston rod 12 penetrates the first cylinder chamber 8th and continue your head 88 of the cylinder housing 4 ,

Anhand 5 wird eine Ausgestaltung des Kolbenrings 84 und der zweiten Zylinderkammer 86 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert. Die zweite Zylinderkammer 86 hat einen Zylinderabschnitt 90 und einen sich in Axialrichtung daran anschließenden radial erweiterten Stufenabschnitt 92. Dieser erstreckt sich hierbei ausgehend vom Boden 16 des Zylindergehäuses 4. Sowohl der Zylinderabschnitt 90 als auch der Stufenabschnitt 92 haben einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt. Der Kolbenring 84 ist ebenfalls gestuft ausgestaltet. Er hat einen einen großen Durchmesser aufweisenden Ringabschnitt 94, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Stufenabschnitts 92 entspricht. Im Anschluss an den Ringabschnitt 94 ist der Kolbenring 84 radial zurückgestuft, wobei ein zweiter Ringabschnitt 96 zwischen dem Kolben 6 und dem Ringabschnitt 94 ausgebildet ist. Ein Außendurchmesser des Ringabschnitts 96 entspricht etwa einem Innendurchmesser des Zylinderabschnitts 90 der Zylinderkammer 86. Der Kolbenring 84 ist somit gleitend mit seinem ersten Ringabschnitt 94 in dem Stufenabschnitt 92 der Zylinderkammer 86 und mit seinem zweiten Ringabschnitt 96 in dem Zylinderabschnitt 90 der Zylinderkammer 86 geführt. Durch die radiale Zurückstufung des Ringabschnitts 96 hat der Kolbenring 84 eine äußere zum Kolben 6 weisende Ringstirnfläche 98. Mit dieser begrenzt er gemäß 4 zusammen mit einer Außenmantelfläche des Ringabschnitts 96 und dem Stufenabschnitt 92 der Zylinderkammer 86 eine Ringkammer 100. Diese ist gemäß 5 mittels eines im Zylinderrohr 4 ausgebildeten Kanals 102 fluidisch mit der zweiten Zylinderkammer 10 verbunden.Based 5 is an embodiment of the piston ring 84 and the second cylinder chamber 86 explained according to the second embodiment. The second cylinder chamber 86 has a cylinder section 90 and a radially enlarged step portion adjoining it in the axial direction 92 , This extends from the ground 16 of the cylinder housing 4 , Both the cylinder section 90 as well as the step section 92 have a substantially circular cross-section. The piston ring 84 is also tiered. He has a large diameter ring section 94 , whose outer diameter is about the inner diameter of the step portion 92 equivalent. Following the ring section 94 is the piston ring 84 radially downgraded, with a second ring section 96 between the piston 6 and the ring section 94 is trained. An outer diameter of the ring section 96 corresponds approximately to an inner diameter of the cylinder portion 90 the cylinder chamber 86 , The piston ring 84 is thus sliding with its first ring section 94 in the step section 92 the cylinder chamber 86 and with its second ring section 96 in the cylinder section 90 the cylinder chamber 86 guided. Due to the radial downgrading of the ring section 96 has the piston ring 84 an outer to the piston 6 facing ring end face 98 , With this he limits according to 4 together with an outer circumferential surface of the ring portion 96 and the step section 92 the cylinder chamber 86 an annular chamber 100 , This is according to 5 by means of a cylinder tube 4 trained channel 102 fluidic with the second cylinder chamber 10 connected.

Der Kolbenring 84 ist mit seiner vom Kolben 6 wegweisenden Stirnfläche 104, die als Wirkfläche vorgesehen ist, an einer Bodenfläche 105 des Bodens 16 des Zylinders 2 anliegbar. Damit ist ein Verschiebeweg des Kolbenrings 84 in einer Richtung weg vom Kolben 6 begrenzt. In entgegengesetzter Verschieberichtung, also in die erste axiale Richtung, kann der Kolbenring 84 entweder mit der Ringstirnfläche 98 an einer durch den Stufenabschnitt 92 gebildeten zum Ventilkörper 18 weisenden Ringfläche des Zylinderrohrs 4 oder mit seiner zum Kolben 6 weisenden und am zweiten Ringabschnitt 96 ausgebildeten ringförmigen Stirnfläche 106 an der Stirnfläche 56 des Kolbens 6 anliegen.The piston ring 84 is with his from the piston 6 groundbreaking face 104 , which is provided as an effective area, on a floor surface 105 of the soil 16 of the cylinder 2 anliegbar. This is a displacement of the piston ring 84 in one direction away from the piston 6 limited. In the opposite direction of displacement, ie in the first axial direction, the piston ring 84 either with the ring end face 98 at one through the step section 92 formed to the valve body 18 pointing annular surface of the cylinder tube 4 or with his to the piston 6 pointing and on the second ring section 96 trained annular end face 106 at the frontal area 56 of the piston 6 issue.

Gemäß 6 hat der Kolbenring 84 eine einen etwa kreiszylindrischen Querschnitt aufweisende Durchgangsbohrung 108. In diese ist der Kolben 6 mit seiner Kolbenstufe 50 eintauchbar. Ein Außendurchmesser der Kolbenstufe 50 ist hierbei etwas kleiner als ein Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 108. Von der Bodenfläche 105 aus erstreckt sich ein die zweite Kolbenstange 14 umgreifender Ringbund 110. Dessen Außendurchmesser entspricht dabei etwa dem Außendurchmesser der Kolbenstufe 50. Ab einem bestimmten Verschiebeweg des Kolbenrings 84 taucht der Ringbund 110 in die Durchgangsbohrung 108 des Kolbens 84 ein. In die Bodenfläche 105 mündet gemäß 4 die Druckleitung 62. Die andere Druckleitung 70 mündet dagegen in die zweiten Zylinderkammer 10. According to 6 has the piston ring 84 an approximately circular cylindrical cross-section through hole 108 , In this is the piston 6 with his piston level 50 submersible. An outer diameter of the piston stage 50 is slightly smaller than an inner diameter of the through hole 108 , From the floor area 105 out extends the second piston rod 14 encompassing ring collar 110 , Its outer diameter corresponds approximately to the outer diameter of the piston stage 50 , From a certain displacement of the piston ring 84 dives the ring collar 110 into the through hole 108 of the piston 84 one. In the floor area 105 flows according to 4 the pressure line 62 , The other pressure line 70 on the other hand flows into the second cylinder chamber 10 ,

Nach 6 ist in dem Kolbenring 84 radial beabstandet zur Durchgangsbohrung 108 eine kanalförmige Durchgangsaussparung 112 eingebracht, die zum einen in die Stirnfläche 106 des Kolbenrings 84 und zum anderen in die Stirnfläche 104 mündet. Die Durchgangsaussparung 112 dient dann zur gedrosselten Verbindung der von den Stirnflächen 104 beziehungsweise 106 begrenzten Druckräume, insbesondere wenn der Ringbund 110 des Zylinderrohrs 4 und die Kolbenstufe 50 des Kolbens 6 in den Kolbenring 84 eingetaucht sind. Des Weiteren erstreckt sich ausgehend von der Durchgangsaussparung 112 etwa radial eine weitere Aussparung 114, die in die Durchgangsbohrung 108 mündet. Damit wird dann insbesondere im eingetauchten Zustand der Kolbenstufe 50 und des Ringbunds 110 in den Kolbenring 84 der von der Durchgangsbohrung 108 begrenzte Raum gedrosselt mit der Durchgangsaussparung 112 verbunden.To 6 is in the piston ring 84 radially spaced from the through hole 108 a channel-shaped passage recess 112 introduced, on the one hand in the face 106 of the piston ring 84 and on the other hand in the face 104 empties. The passage recess 112 then serves for throttled connection of the end faces 104 respectively 106 limited pressure chambers, especially if the annular collar 110 of the cylinder tube 4 and the piston stage 50 of the piston 6 in the piston ring 84 are immersed. Furthermore, extending from the passage recess 112 approximately radially a further recess 114 into the through hole 108 empties. This then becomes particularly in the immersed state of the piston stage 50 and the ring collar 110 in the piston ring 84 the one from the through hole 108 limited space throttled with the passage recess 112 connected.

Im Folgenden wird die Funktionsweise des Zylinders gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel anhand der 4 bis 6 näher erläutert. 4 zeigt hierbei eine Ausgangslage des Zylinders 2. Hierbei befindet sich der Ventilkörper 18 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in 1 auf dem Ventilsitz 20. Der Ventilkörper 18 wird hierbei durch die Federkraft der Feder 78 auf dem Ventilsitz 20 gehalten. Zum Verschieben des Ventilkörpers 18 weg vom Ventilsitz 20 fördert die Hydromaschine 68 gemäß 4 bei geschlossenen Schnellschlussventil 80 und geöffnetem Betätigungsventil 66 Druckmittel vom Hydrospeicher 72 und der zweiten Zylinderkammer 10 über die Druckleitung 62 in die erste Zylinderkammer 86. Druckmittel gelangt dann an die Wirkfläche 104 (Stirnfläche) des Kolbenrings 84 und an die Wirkfläche 54, 56, siehe 6, des Kolbens 6. Auf den Ventilkörper 18 wirkt somit eine hohe Betätigungskraft in einer Richtung weg vom Ventilsitz 20.In the following, the operation of the cylinder according to the second embodiment with reference to the 4 to 6 explained in more detail. 4 shows here a starting position of the cylinder 2 , This is the valve body 18 according to the first embodiment in 1 on the valve seat 20 , The valve body 18 This is due to the spring force of the spring 78 on the valve seat 20 held. To move the valve body 18 away from the valve seat 20 promotes the hydraulic machine 68 according to 4 with closed quick-closing valve 80 and open actuation valve 66 Pressure medium from the hydraulic accumulator 72 and the second cylinder chamber 10 via the pressure line 62 in the first cylinder chamber 86 , Pressure medium then reaches the effective surface 104 (Face) of the piston ring 84 and to the effective area 54 . 56 , please refer 6 , the piston 6 , On the valve body 18 Thus, a high actuation force acts in a direction away from the valve seat 20 ,

Gemäß 5 ist der Ventilkörper 18 dann vom Ventilsitz 20 abgehoben und der Kolbenring 84 liegt mit seiner Ringstirnfläche 98 an einer ringförmigen Stirnfläche des Zylinderrohrs 4 an, die als Anschlag 115 dient. Damit kann über den Kolbenring 84 keine Kraft mehr auf den Kolben 6 übertragen werden. Aufgrund des Flächenverhältnisses der großen Stirnfläche 104 des Kolbenrings 84 zur kleineren Stirnfläche 106 wird dieser in der in 5 gezeigten Position gehalten. Zur weiteren Beaufschlagung des Ventilkörpers 18 mit der Betätigungskraft wird lediglich die Wirkfläche 54, 56 des Kolbens 6, siehe 6, mit weiteren Druckmittel beaufschlagt, womit von der Hydromaschine 68 vergleichsweise wenig Druckmittel in die Zylinderkammer 86 gefördert werden muss. In der in 5 gezeigten Position des Kolbenrings 84 ist der Ringbund 110, siehe 6, nicht in den Kolbenring 84 eingetaucht, sondern in Axialrichtung gesehen leicht von diesem beabstandet. Durch das Anliegen des Kolbenrings 84 am Zylinderohr 4 ist das Übersetzungsverhältnis des Zylinders 2 (hydrostatisches Getriebe) geringer.According to 5 is the valve body 18 then from the valve seat 20 lifted and the piston ring 84 lies with its ring end face 98 on an annular end face of the cylinder tube 4 on that as a stop 115 serves. This can be done via the piston ring 84 no more power on the piston 6 be transmitted. Due to the area ratio of the large face 104 of the piston ring 84 to the smaller face 106 this will be in the in 5 held position shown. For further admission of the valve body 18 with the actuating force is only the effective area 54 . 56 of the piston 6 , please refer 6 , Applied to further pressure medium, which of the hydraulic machine 68 comparatively little pressure medium in the cylinder chamber 86 must be encouraged. In the in 5 shown position of the piston ring 84 is the ring collar 110 , please refer 6 , not in the piston ring 84 immersed, but slightly spaced from this seen in the axial direction. By the concerns of the piston ring 84 at the cylinder ear 4 is the gear ratio of the cylinder 2 (hydrostatic transmission) lower.

Gemäß 6 ist der vollständig geöffnete Zustand des Ventilkörpers 18 dargestellt. Hierbei liegt der Kolben 6 mit seiner Stirnfläche 48 am Kopf 88 des Zylinderrohrs 4 an. According to 6 is the fully opened state of the valve body 18 shown. This is the piston 6 with his face 48 at the head 88 of the cylinder tube 4 at.

Soll der Ventilkörper 18 in seine Schließposition verfahren werden, so wird der Kolben 6 in Richtung des Kolbenrings 84 verfahren, indem die Hydromaschine 68 aus 4 Druckmittel von der Zylinderkammer 86 in die zweite Zylinderkammer 10 fördert. Taucht der Kolben 6 dann mit der Kolbenstufe 50 in den Kolbenring 84 ein, so wird die Verschiebebewegung des Kolbens 6 gedämpft. Sobald der Kolben 6 mit seiner Stirnfläche 56 am Kolbenring 84 anliegt, siehe 5, wird dieser mit dem Kolben 6 mitbewegt. Ein Eintauchen des Ringbunds 110 in den Kolbenring 84 führt dann zu einer weiteren Dämpfung der Bewegung des Kolbens 6. Should the valve body 18 be moved into its closed position, so the piston 6 in the direction of the piston ring 84 proceed by the hydraulic machine 68 out 4 Pressure medium from the cylinder chamber 86 in the second cylinder chamber 10 promotes. Dive the piston 6 then with the piston stage 50 in the piston ring 84 a, so is the sliding movement of the piston 6 attenuated. As soon as the piston 6 with his face 56 on the piston ring 84 is present, see 5 , this is with the piston 6 moved. An immersion of the ring collar 110 in the piston ring 84 then leads to a further damping of the movement of the piston 6 ,

Der Kolbenring 84 dient somit bei einer Schließbewegung des Ventilkörpers 18 als Dämpfungsbuchse, wobei die Durchgangsaussparung 112 und die Aussparung 114 als Bypassbohrung mit Blenden dienen. Über die Geometrie der Durchgangsaussparung 112 und Aussparung 114 kann dann eine Dämpfungscharakteristik eingestellt werden. Hierbei wird sowohl das Auftreffen des Kolbens 6 auf den Kolbenring 84 als auch das Auftreffen des Kolbenrings 84 auf das Zylinderrohr 4 gedämpft. The piston ring 84 thus serves in a closing movement of the valve body 18 as a damping bush, wherein the passage recess 112 and the recess 114 serve as a bypass bore with diaphragms. About the geometry of the passage recess 112 and recess 114 then an attenuation characteristic can be set. This is both the impact of the piston 6 on the piston ring 84 as well as the impact of the piston ring 84 on the cylinder tube 4 attenuated.

Eine Summe einer Kopffläche der zweiten Zylinderkammer 10 in 4 und der die Ringkammer 100 begrenzenden Ringfläche des Stufenabschnitts 92 entspricht hierbei der Bodenfläche 105, wodurch der Zylinder 2 volumenausgeglichen ist. A sum of a top surface of the second cylinder chamber 10 in 4 and the ring chamber 100 limiting annular surface of the step section 92 this corresponds to the floor area 105 , causing the cylinder 2 is volume balanced.

7 zeigt den Zylinder 2, wobei der Kolbenring 116 im Unterschied zur Ausführungsform der 4 bis 6 keine Durchgangsaussparung und Aussparung aufweist. Dagegen ist ein weiterer mit der Druckleitung 62, siehe 4, verbundener Druckanschluss 117 vorgesehen, der in einer ringförmigen zum Kolben 6 weisenden Stirnfläche 118 des Ringbunds 110 mündet. Des Weiteren hat die Durchgangsbohrung 108 im Vergleich zur Ausführungsform aus den 4 bis 6 einen größeren Durchmesser. Ein Durchmesser der Kolbenstufe 50 und des Ringbunds 110 sind entsprechend vergrößert. 7 shows the cylinder 2 , wherein the piston ring 116 in contrast to the embodiment of 4 to 6 has no passage recess and recess. In contrast, another with the pressure line 62 , please refer 4 , connected pressure port 117 provided in an annular to the piston 6 pointing face 118 of the ring collar 110 empties. Furthermore, the through hole has 108 compared to the embodiment of the 4 to 6 a larger diameter. A diameter of the piston stage 50 and the ring collar 110 are enlarged accordingly.

Gemäß 8 hat der Kolbenring 84 des Zylinders im Unterschied zu den Ausführungsformen aus den 4 bis 6 einen sich von der Stirnfläche 104 in Axialrichtung weg vom Kolben 6 erstreckenden Ringbund 122. In Radialrichtung gesehen erstreckt sich der Ringbund 122 ausgehend von der Durchgangsbohrung 108. In den Boden 16 des Zylinderrohrs 4 ist dann anstelle eines Innenbunds eine Aussparung 124 eingebracht, in die der Ringbund 122 des Kolbenrings 84 vollständig, in Axialrichtung gesehen, eintauchbar ist. Ein Innendurchmesser der einen etwa kreiszylindrischen Querschnitt aufweisenden Aussparung 124 entspricht etwa einem Außendurchmesser des Ringbunds 122. Des Weiteren entspricht eine Tiefe der Aussparung 124 etwa einer Länge des Ringbunds 122. Der Druckanschluss 117 mündet hierbei in die Aussparung 124 in Radialrichtung gesehen im Bereich des Ringbunds 122. Der Kolbenring 84 hat entsprechend der Ausführungsform der 4 bis 6 eine Aussparung 114. Dagegen ist im Unterschied zur Ausführungsform der 4 bis 6 keine Durchgangsaussparung 112 vorgesehen, sondern eine Aussparung 126, die sich ausgehend von der Stirnfläche 106 des Kolbenrings 84 zur Aussparung 114 radial beabstandet zur Durchgangsbohrung 108 erstreckt. According to 8th has the piston ring 84 of the cylinder unlike the embodiments of the 4 to 6 a from the frontal area 104 in the axial direction away from the piston 6 extending collar 122 , Seen in the radial direction, the annular collar extends 122 starting from the through hole 108 , In the ground 16 of the cylinder tube 4 is then instead of an inner collar a recess 124 introduced into which the annular collar 122 of the piston ring 84 completely, in the axial direction, submersible. An inner diameter of an approximately circular cylindrical cross-section having recess 124 corresponds approximately to an outer diameter of the annular collar 122 , Furthermore, a depth corresponds to the recess 124 about a length of the annular collar 122 , The pressure connection 117 leads into the recess 124 Seen in the radial direction in the region of the annular collar 122 , The piston ring 84 has according to the embodiment of 4 to 6 a recess 114 , In contrast, in contrast to the embodiment of 4 to 6 no passage recess 112 provided, but a recess 126 extending from the face 106 of the piston ring 84 to the recess 114 radially spaced from the through hole 108 extends.

Offenbart ist ein Zylinder mit einer positionsabhängigen Änderung einer hydraulischen Übersetzung. In dem Zylinder ist ein Kolbenring integriert, der auf einer Teilstrecke eines Hubs eines Kolbens des Zylinders im Zusammenspiel mit dem Zylindergehäuse und dem Kolben die zur Verfügung stehende Fläche vergrößert und so eine höhere Betätigungskraft erlaubt. Disclosed is a cylinder with a position-dependent change of a hydraulic ratio. In the cylinder, a piston ring is integrated, which increases in a partial distance of a stroke of a piston of the cylinder in cooperation with the cylinder housing and the piston, the available area and thus allows a higher actuation force.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

hydraulisches System hydraulic system

22

Zylinder cylinder

44

Zylinderrohr cylinder tube

66

Kolben piston

88th

erste Zylinderkammer first cylinder chamber

1010

zweite Zylinderkammer second cylinder chamber

1212

erste Kolbenstange first piston rod

1414

zweite Kolbenstange second piston rod

1616

Boden ground

1818

Ventilkörper valve body

2020

Ventilsitz valve seat

2222

Zuführkanal feed

2424

Abführkanal discharge channel

2626

Druckfläche print area

2828

Druckfläche print area

3030

Kolbenring piston ring

3232

dritte Zylinderkammer third cylinder chamber

3434

Steg web

3636

Öffnung opening

3838

vierte Zylinderkammer fourth cylinder chamber

4040

Wirkfläche effective area

4242

Stirnfläche face

4444

Anschlag attack

4646

Anschlag attack

4848

Stirnfläche face

5050

Kolbenstufe piston step

5252

Dämpfungsausnehmung Dämpfungsausnehmung

5454

Stirnfläche face

5656

Stirnfläche face

5858

Anschlussleitung connecting cable

6060

Anschlussleitung connecting cable

6262

Druckleitung pressure line

6464

Anschlussleitung connecting cable

6666

Betätigungsventil actuation valve

6868

Hydromaschine hydromachine

7070

Druckleitung pressure line

7272

Hydrospeicher hydraulic accumulator

7474

Elektromotor electric motor

7676

Leckageleitung leakage line

7878

Feder feather

8080

Schnellschlussventil Quick-closing valve

8282

fünfte Zylinderkammer fifth cylinder chamber

8484

Kolbenring piston ring

8686

Zylinderkammer cylinder chamber

8888

Kopf head

9090

Zylinderabschnitt cylinder section

9292

Stufenabschnitt step portion

9494

Ringabschnitt ring section

9696

Ringabschnitt ring section

9898

Ringstirnfläche Annular face

100100

Ringkammer annular chamber

102102

Kanal channel

104104

Stirnfläche face

105105

Bodenfläche floor area

106106

Stirnfläche  face

108108

Durchgangsbohrung Through Hole

110110

Ringbund collar

112112

Durchgangsaussparung Passage recess

114114

Aussparung recess

116116

Kolbenring piston ring

115115

Anschlag attack

117117

Druckanschluss pressure connection

118118

Stirnfläche face

122122

Ringbund collar

124124

Aussparung recess

Claims (16)

Zylinder mit einem Zylindergehäuse (4), in dem ein Kolben (6) axial verschiebbar geführt ist, wobei sich vom Kolben (6) aus eine Kolbenstange (12) erstreckt, und wobei der Kolben (6) in dem Zylindergehäuse (4) eine erste Zylinderkammer (8) von einer zweiten Zylinderkammer (10) trennt, wobei eine Wirkfläche (54, 56) des Kolbens (6) über die erste Zylinderkammer (8) mit Druckmittel zur Übertragung einer Betätigungskraft auf die Kolbenstange (12) in eine erste axiale Richtung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylindergehäuse (4) ein Kolbenelement (30) angeordnet ist, der auf einer Teilstrecke des Hubs des Kolbens (6) im Zusammenspiel mit dem Zylindergehäuse (4) und dem Kolben (6), die zur Verfügung stehende Wirkfläche (54, 56, 40) und damit die Betätigungskraft in die erste axiale Richtung vergrößert. Cylinders with a cylinder housing ( 4 ), in which a piston ( 6 ) is guided axially displaceable, wherein from the piston ( 6 ) from a piston rod ( 12 ), and wherein the piston ( 6 ) in the cylinder housing ( 4 ) a first cylinder chamber ( 8th ) of a second cylinder chamber ( 10 ), wherein an effective area ( 54 . 56 ) of the piston ( 6 ) over the first cylinder chamber ( 8th ) with pressure means for transmitting an actuating force to the piston rod ( 12 ) can be acted upon in a first axial direction, characterized in that in the cylinder housing ( 4 ) a piston element ( 30 ) arranged on a part of the stroke of the piston ( 6 ) in interaction with the cylinder housing ( 4 ) and the piston ( 6 ), the available effective area ( 54 . 56 . 40 ) and thus increases the actuation force in the first axial direction. Zylinder nach Anspruch 1, wobei das Kolbenelement (30) zur Übertragung der Betätigungskraft auf die Kolbenstange (14) an einem Anschlag (44) der Kolbenstange (14) in der ersten axialen Richtung anlegbar ist. Cylinder according to claim 1, wherein the piston element ( 30 ) for transmitting the actuating force to the piston rod ( 14 ) at a stop ( 44 ) of the piston rod ( 14 ) can be applied in the first axial direction. Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wirkfläche (40) des Kolbenelements (30) eine dritte Zylinderkammer (32) des Zylindergehäuses (4) begrenzt, über die er mit dem Druckmittel beaufschlagbar ist.Cylinder according to claim 1 or 2, wherein the active surface ( 40 ) of the piston element ( 30 ) a third cylinder chamber ( 32 ) of the cylinder housing ( 4 ), via which it can be acted upon by the pressure medium. Zylinder nach Anspruch 3, wobei die dritte Zylinderkammer (32) von der zweiten Zylinderkammer (10) über das Zylindergehäuse (4) getrennt ist. Cylinder according to claim 3, wherein the third cylinder chamber ( 32 ) from the second cylinder chamber ( 10 ) over the cylinder housing ( 4 ) is disconnected. Zylinder nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Kolbenstange (12) die zweite und dritte Zylinderkammer (10, 32) durchsetzt.Cylinder according to claim 3 or 4, wherein the piston rod ( 12 ) the second and third cylinder chamber ( 10 . 32 ) interspersed. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kolbenelement ein Kolbenring (30) ist.Cylinder according to one of the preceding claims, wherein the piston element is a piston ring ( 30 ). Zylinder nach Anspruch 1, wobei die erste Zylinderkammer (86) gestuft mit einem Zylinderabschnitt (90) und einem sich daran in Axialrichtung gesehen anschließenden radial erweiterten Stufenabschnitt (92) ausgebildet ist, wobei das als Kolbenring (84) ausgebildete Kolbenelement in dem Stufenabschnitt (92) gleitend axial geführt ist. Cylinder according to claim 1, wherein the first cylinder chamber ( 86 ) stepped with a cylinder section ( 90 ) and, viewed in the axial direction, following radially enlarged step section (FIG. 92 ) is formed, which as a piston ring ( 84 ) formed piston element in the step section ( 92 ) is slidably axially guided. Zylinder nach Anspruch 7, wobei der Kolbenring (84) einen ersten einen großen Durchmesser aufweisenden Ringabschnitt (94) zur Führung des Kolbenrings (84) in dem Stufenabschnitt (92) und einen zweiten einen kleineren Durchmesser aufweisenden Ringabschnitt (96) zur Führung des Kolbenrings (84) in dem Zylinderabschnitt (90) hat. Cylinder according to claim 7, wherein the piston ring ( 84 ) a first large-diameter ring portion ( 94 ) for guiding the piston ring ( 84 ) in the step section ( 92 ) and a second smaller diameter ring portion ( 96 ) for guiding the piston ring ( 84 ) in the cylinder section ( 90 ) Has. Zylinder nach Anspruch 7 oder 8, wobei sich der Stufenabschnitt (92) der ersten Zylinderkammer (86) in Axialrichtung gesehen ausgehend von einer Bodenfläche (105) der ersten Zylinderkammer (86) erstreckt.Cylinder according to claim 7 or 8, wherein the step portion ( 92 ) of the first cylinder chamber ( 86 ) seen in the axial direction starting from a bottom surface ( 105 ) of the first cylinder chamber ( 86 ). Zylinder nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine Stirnfläche (106) des zweiten Ringabschnitts (96) des Kolbenrings (84) als Anschlagsfläche zum Anlegen an den Kolben (6) dient.Cylinder according to claim 8 or 9, wherein an end face ( 106 ) of the second ring section ( 96 ) of the piston ring ( 84 ) as abutment surface for application to the piston ( 6 ) serves. Zylinder nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei mit einer zwischen den Ringabschnitten (94, 96) des Kolbenrings (84) gebildeten Ringstirnfläche (98) und mit der Außenmantelfläche des zweiten Ringabschnitts (96) in dem Stufenabschnitt (92) der ersten Zylinderkammer (86) eine Ringkammer (100) begrenzt ist. Cylinder according to one of claims 8 to 10, wherein with one between the ring sections ( 94 . 96 ) of the piston ring ( 84 ) formed annular end face ( 98 ) and with the outer circumferential surface of the second ring portion ( 96 ) in the step section ( 92 ) of the first cylinder chamber ( 86 ) an annular chamber ( 100 ) is limited. Zylinder nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der Kolbenring (84) etwa mittig eine etwa einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Durchgangsbohrung (108) hat, wobei der Kolbenring (84) radial beabstandet zur Durchgangsbohrung (108) eine Durchgangsausparung (112) aufweist. Cylinder according to one of claims 7 to 11, wherein the piston ring ( 84 ) approximately centrally has an approximately circular cross-section through bore ( 108 ), wherein the piston ring ( 84 ) radially spaced from the through hole ( 108 ) a passage gap ( 112 ) having. Zylinder nach Anspruch 12, wobei sich ausgehend von der Durchgangsaussparung (112) des Kolbenrings (84) eine Aussparung (114) erstreckt und in der Durchgangsbohrung (108) des Kolbenrings (84) mündet.Cylinder according to claim 12, wherein, starting from the passage opening (FIG. 112 ) of the piston ring ( 84 ) a recess ( 114 ) and in the through hole ( 108 ) of the piston ring ( 84 ) opens. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolbenring (30, 84) am Ende der Teilstrecke des Hubs des Kolbens (6) an einem Anschlag (115) des Zylindergehäuses (4) in der ersten axialen Richtung anlegbar ist. Cylinder according to one of the preceding claims, wherein the piston ring ( 30 . 84 ) at the end of the leg of the stroke of the piston ( 6 ) at a stop ( 115 ) of the cylinder housing ( 4 ) can be applied in the first axial direction. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben (6) beidseitig eine Kolbenstange (12, 14) hat, wobei die erste Kolbenstange (12) die zweite Zylinderkammer (10) durchsetzt und die zweite Kolbenstange (14) die erste Zylinderkammer (8, 86) durchsetzt und einen aus dem Zylinder (2) auskragenden Abschnitt. Cylinder according to one of the preceding claims, wherein the piston ( 6 ) on both sides a piston rod ( 12 . 14 ), wherein the first piston rod ( 12 ) the second cylinder chamber ( 10 ) and the second piston rod ( 14 ) the first cylinder chamber ( 8th . 86 ) and one out of the cylinder ( 2 ) projecting section. Hydraulisches System mit einem Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und einer Hydromaschine (68), mit der das Druckmittel zum Beaufschlagen der Wirkflächen (54, 56, 40, 104) des Kolbens (6) und des Kolbenrings (30) zum Zylinder (2) förderbar ist. Hydraulic system with a cylinder according to one of claims 1 to 15 and a hydraulic machine ( 68 ), with which the pressure medium for applying the active surfaces ( 54 . 56 . 40 . 104 ) of the piston ( 6 ) and the piston ring ( 30 ) to the cylinder ( 2 ) is eligible.

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