DE102014221576A1 - Druckzylinder zur hydraulischen Steuerung von Anbaugeräten an Arbeitsfahrzeugen und hydraulisches Steuerungssystem für Anbaugeräte an Arbeitsfahrzeugen mit derartigen Druckzylindern - Google Patents

Abstract

Es wird ein Druckzylinder (1) zur hydraulischen Steuerung von Anbaugeräten an Arbeitsfahrzeugen, insbesondere Gabelstapler, bereitgestellt. Der Druckzylinder (1) weist einen Kolben (2) mit einem in seinem Innern geführten Druckzylinder und einer Kolbenstange (3) auf. Am Druckzylinder (1) sind ein erster Anschluss (4) und ein zweiter Anschluss (5) an entgegengesetzten Endbereichen (6, 7) des Druckzylinders (1) an dessen Außenwand (8) angeordnet. Diese Anschlüsse dienen der Zu- und Abführung von Druckfluid auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens (2) in den jeweiligen Druckräumen. Der erste Anschluss (4) ist auf derjenigen Seite des Druckzylinders (1) angeordnet, auf welcher die Kolbenstange (3) aus dem Druckzylinder (1) austritt. Dabei ist der erste Anschluss (4) als ein druckdicht mit der Außenwandung (8) des Druckzylinders (1) verbundenes, Mittel (17) zur Druckentlastung aufweisendes Anschlusselement (9) ausgebildet, welches ein in Ausströmrichtung aus dem Druckzylinder (1) wirkendes Rückschlagventil (10) mit einem Ventilkolben (11) enthält, wobei der erste Anschluss (4) über eine mit dem zweiten Anschluss (5) verbundene Steuerleitung mit an dem zweiten Anschluss (5) vorhandenem Druck beaufschlagbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Druckzylinder zur hydraulischen Steuerung von Anbaugeräten an Arbeitsfahrzeugen sowie ein hydraulisches Steuerungssystem für Anbaugeräte an Arbeitsfahrzeugen mit derartigen Druckzylindern.
• Die verschiedenen Funktionen der Anbaugeräte an Arbeitsfahrzeugen werden in der Regel hydraulisch gesteuert. Dazu werden Druckzylinder eingesetzt, welche derart mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden, dass die der Kolben eines solchen Druckzylinders ausführende Bewegung benutzt wird, um diese Funktionen an den Arbeitsgeräten auszuführen. Die eigentlichen Druckzylinder und die die Bewegung der Organe der Anbaugeräte ausführenden Einrichtungen sind in der Regel mit Hydraulikschläuchen verbunden. Da die Anbaugeräte an den Arbeitsfahrzeugen häufig in relativ rauen Umgebungen eingesetzt werden, besteht eine Gefahr, dass im Betrieb Hydraulikleitungen beschädigt werden und es zu Leckagen kommt.
• Abgesehen von dadurch auftretenden Verschmutzungen durch das gegebenenfalls auch ins Erdreich eindringende Hydrauliköl sinkt durch austretendes Hydrauliköl der Hydraulikdruck in den Druckzylindern, was zu einer Verringerung der Wirkung einer bestimmten Funktion an den Anbaugeräten oder gar deren Komplettausfall führen kann. Um bei havariebedingten Leckagen dennoch den Druck in den Druckzylindern aufrechtzuerhalten, ist es bekannt, Rückschlagventile vorzusehen, welche in einem Steuerblock zusammengefasst sind. Von einem derartigen Steuerblock führen Hydraulikleitungen zu den unmittelbaren Anschlüssen an den Druckzylindern. Sofern in diesem Bereich zwischen Steuerblock und Druckzylinder eine Beschädigung des unter Druck stehenden Hydraulikschlauches im Betrieb auftritt, verliert der Hydraulikzylinder bei einer derartigen havariebedingen Leckage den Druck, und die jeweilige Funktion des Anbaugerätes an dem Arbeitsfahrzeug fällt aus. Es ist daher bereits bekannt, Rückschlagventile in einer Anschlussvorrichtung für Rohrleitungen mit unter Druck stehenden Flüssigkeiten anzuordnen ( DE 296 10 765 U1 ). Gemäß dieser bekannten Rückschlagventil-Anordnung weist der Anschlussrohrstutzen ein federbelastetes Rückschlagventil auf, welches zu seinem Öffnen ein Betätigungsorgan aufweist. Das Rückschlagventil ist in der bekannten Form eines Schraderventils angeordnet, wie es beispielsweise bei Luftreifen von Fahrrädern oder Kraftfahrzeugen Anwendung findet. Zum Öffnen eines derartigen Schraderventils zur Druckentlastung der Kraftstoffleitung ist ein manuell handhabbarer Betätigungsstift vorgesehen. Beim Einschrauben einer Gewindespindel in ein Anschlussgehäuse wird ein Betätigungsdorn zum Schraderventil hin verschoben und drückt auf den Druckstift dieses Ventils, so dass dieses geöffnet wird. Im offenen Zustand kann Kraftstoff entweichen, was verhindert werden soll. Deshalb ist gemäß dieser bekannten Anordnung ein zweites Ventil zum Öffnen und Schließen des Durchgangkanals vorgesehen, dessen Schließorgan mit dem Betätigungsorgan in Wirkverbindung steht, wobei das Rückschlagventil im Anschlussrohrstutzen beim Öffnen des zweiten Ventils im Anschlussgehäuse durch das Betätigungsorgan geöffnet wird. Durch die Anordnung von zwei Ventilen soll sichergestellt werden, dass bei Entfernen der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung die Ventile geschlossen bleiben und kein Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung austreten kann. Es handelt sich dabei um einen Behälter, den Kraftstoffbehälter, an welchem allenfalls ein einziges Anschluss-element angeschlossen ist.
• In DE 37 28 413 A1 ist eine an einer Öffnung eines Behälters angebrachte Verschraubung in Form eines Anschlusselementes beschrieben, in welcher ein Rückschlagventil angeordnet ist. Zwischen Rückschlagventil und Behälter entfällt somit auch bei dieser bekannten Ausführungsform ein Hydraulikschlauch. Dieses Hydraulikventil ist aufgrund einer Federvorspannung im geschlossenen Zustand. Die Anschlüsse an der Armatur können daher im Betrieb gewechselt werden, ohne dass Fluid aus dem Behälter austreten kann. Damit im Betrieb beispielsweise Fluid in den Behälter einströmen kann, muss das Rückschlagventil geöffnet werden, was durch eine Hohlschraube in einer Gewindehülse geschieht, mittels welcher beim Einschrauben im Bereich der maximalen Einschraubtiefe das Rückschlagventil in seine Offenstellung gebracht wird. Bei der bekannten Armatur geht es vor allen Dingen um Flüssigkeitsstandsanzeiger, welche aufgrund von Defekten gelegentlich ausgetauscht werden müssen, ohne dass dabei der Behälter auszutauschen wäre. Auch hier handelt es sich um einen einzigen Anschluss, welcher mechanisch geöffnet oder geschlossen wird und vor allen Dingen zum Zwecke eines besonders einfachen und bequemen Austausches der zugeordneten Armatur mechanisch geschlossen und nach Abschluss der Montage einer ausgetauschten Armatur das Rückschlagventil wieder in eine Offenstellung gebracht werden kann. Das Halter von Hydraulikdruck zum Zwecke des Einhaltens einer bestimmten Funktion eines an einem Arbeitsfahrzeug angebrachten Anbaugerätes ist in DE 37 28 413 A1 nicht angesprochen.
• Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, bestimmte Funktionen eines Anbaugerätes an Arbeitsfahrzeugen mittels hydraulischer Druckzylinder derart auszubilden, dass eine bestimme aktive Funktion des Anbaugerätes selbst bei havariebedingtem Druckverlust in zu den Druckzylindern führenden hydraulischen Zuleitungen nicht ausfällt. Gemäß einer weiteren Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung soll für ein hydraulisches Steuerungssystem gewährleistet sein, dass Funktionen des Anbaugerätes steuerbar und selbst im Havariefall bei Druckabfall in den Zuleitungen zu den Druckzylindern aufrechterhalten werden.
• Diese Aufgabe wird durch einen Druckzylinder mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein hydraulisches Steuerungssystem für Anbaugeräte an Arbeitsfahrzeugen mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 realisiert. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
• Erfindungsgemäß weist der insbesondere für Gabelstapler eingesetzte Druckzylinder zur hydraulischen Steuerung von Anbaugeräten an Arbeitsfahrzeugen zwei Hydraulikanschlüsse auf. Mittels der Druckzylinder wird die Gabel zum Heben und Senken von Lasten auf den die Gabel bildenden Zinken bewegt, und darüber hinaus wird damit die Funktion des horizontalen Variierens des Abstandes der Zinken der Gabel zueinander realisiert, beispielsweise um Paletten oder Gegenstände während des Hebens und Senkens klemmen zu können, damit diese vor einem Herabfallen geschützt werden. Insbesondere die Klemmfunktion muss dabei aufrechterhalten werden, selbst wenn havariebedingt Ölleckagen in den Zuleitungen zum Druckzylinder auftreten sollten. Dies wird als Halten bzw. Haltefunktion des Anbaugerätes bzw. eben auch unmittelbar des die Haltefunktion realisierenden Druckzylinders bezeichnet. Der erfindungsgemäße Druckzylinder weist einen Kolben auf, welcher im Inneren des Druckzylinders gleitend geführt ist und eine Kolbenstange besitzt. Der Druckzylinder weist einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss auf, welche in entgegengesetzten Endbereichen des Druckzylinders an dessen Außenwand angeordnet sind. Der erste Anschluss kommuniziert dabei beispielsweise mit der Kolbenunterseite, und der zweite Anschluss kommuniziert dabei beispielsweise mit der Kolbenoberseite. Der Kolben ist so ausgebildet, dass der Druckaufbau in einer der beiden durch den Kolben getrennten Kammern im Druckzylinder stattfindet, d. h. Kolbenunterseite bzw. Kolbenoberseite, welche bis zu 200 bar aufweisen. Der erste Anschluss und der zweite Anschluss dienen der Zu- und der Abführung von Druckfluid auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens, wobei der erste Anschluss vorzugsweise auf derjenigen Seite des Druckzylinders angeordnet ist, auf welcher die Kolbenstange aus dem Druckzylinder austritt und dort mit einer Stopfbuchse abgedichtet ist.
• Der erste Anschluss weist erfindungsgemäß ein druckdicht mit der Außenwandung des Druckzylinders verbundenes und Mittel zur Druckentlastung aufweisendes Anschlusselement auf. Der erste Anschluss und der zweite Anschluss sind mit einer Steuerleitung miteinander verbunden, so dass der erste Anschluss mit an dem zweiten Anschluss vorhandenen Druck beaufschlagbar ist. Das bedeutet, dass der Druck beispielsweise auf der Kolbenoberseite, welcher beispielsweise für das Öffnen bzw. Lösen einer Klemmfunktion vorgesehen ist, mit dem zweiten Anschluss über die Steuerleitung hydraulisch verbunden ist, so dass das in dem ersten Anschluss integrierte Rückschlagventil den in dem Druckraum unterhalb des Kolbens herrschenden Hydraulikdruck bzw. Haltedruck für die Klemmfunktion freigeben kann.
• Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Druckzylinders besteht nun darin, dass das in einem Anschlusselement integrierte Rückschlagventil Mittel zu dessen Steuerung aufweist, vorzugsweise mittels eines Steuerkolbens, um in einem Havariefall, in welchem Druckleitungen, welche zu dem Anschlusselement führen, undicht werden oder platzen, so dass nicht nur Hydraulikflüssigkeit austritt, sondern die jeweilige Druckversorgung zu dem Anschluss unterbrochen ist, dafür Sorge zu tragen, dass je nach gewünschter Funktion diese Funktion beibehalten wird oder über eine entsprechende Steuerung mittels der Steuerleitung gezielt wieder unterbunden werden kann.
• Vorzugsweise weist das Anschlusselement Mittel zum Entsperren des Rückschlagventils auf. Dies sind vorzugsweise mechanische Mittel, beispielsweise in Form eines Gewindestiftes, welcher mit dem Steuerkolben durch Einschrauben bzw. Ausschrauben mechanisch kommuniziert.
• Gemäß einer Weiterbildung ist das Mittel zur Druckentlastung bzw. das Mittel zum Entsperren des Rückschlagventils ein im Inneren des Anschlusselementes längsverschieblich angeordneter Entsperrkolben, welcher mit dem Ventilkolben des Rückschlagventils fluchtend angeordnet und in einen kraftschlüssigen Eingriff mit diesem gebracht werden kann. Dieser Entsperrkolben wird also an seiner Oberseite mit dem Druck aus der Steuerleitung von dem mit dem zweiten Anschluss verbundenen Druckbehälter beaufschlagt, so dass er in dem Anschlusselement axial längsverschieblich gegen den das Rückschlagventil ansonsten in einer Geschlossen-Position haltenden Ventilkolben drückt und dadurch das Rückschlagventil offenhalten kann. Bei offengehaltenem Rückschlagventil wird der Druck an der Unterseite des Kolbens abgebaut, so dass der Öffnungsdruck größer wird als der Klemmdruck an der Kolbenunterseite und damit der Kolben in Richtung auf die den Druckzylinder auf der Seite der Kolbenstange abschließende Stopfbuchse bewegt wird. Dies stellt eine äußerst kompakte und zuverlässige Konstruktionseinheit dar, bei welcher bei den in den Druckzylindern zur Ausübung der Funktionen der Anbaugeräte notwendigen hohen Drücke zuverlässig realisiert werden können. Das Anschlusselement hat dabei vorzugsweise einen Steueranschluss für die Steuerleitung, über welchen Druckfluid von einem dem zweiten Anschluss zugeordneten Druckraum, d. h. dem Raum oberhalb des Zylinders, d. h. der Kolbenoberseite, im Druckzylinder über die Steuerleitung auf die dem Ventilkolben abgewandte Seite des Entsperrkolbens geleitet werden kann. Der Entsperrkolben wird also über die Steuerleitung hydraulisch beaufschlagt, um die entsprechende Funktion des Öffnens bzw. Schließens des Rückschlagventils realisieren zu können.
• Die Mittel zur Druckentlastung sind auf der dem Ventilkolben abgewandten Seite des Entsperrkolbens angeordnet. Seine Oberseite ist flächenmäßig so dimensioniert, dass entsprechend dem über die Steuerleitung zu dieser Oberseite geleiteten Druck aus dem Druckraum 16 eine solche Kraft auf den Ventilkolben des Rückschlagventils ausgeübt werden kann, dass diese gegen die Vorspannung der Federkraft des Rückschlagventils dieses öffnen bzw. bei stärkerer Kraft der Feder es auch wieder schließen kann.
• Damit die Anschlüsse, d. h. der erste Anschluss und der zweite Anschluss, zuverlässig bei den herrschenden hohen hydraulischen Drücken am Druckzylinder dichtend mit diesem an dessen Außenwandung verbunden sind, weist der erste Anschluss und/oder der zweite Anschluss einen Ansatzstutzen auf, der mit der Außenwandung des Druckzylinders über einen elastischen Dichtring verbunden ist, welcher mit einer Dichtfläche mit der Außenwandung in Anlage ist. Ein auf der Außenwandung angeschraubter Stutzen mit einem Innengewinde stellt sicher, dass das Anschlusselement mit Außengewinde in den Stutzen soweit eingeschraubt werden kann, dass der elastische Dichtring dichtend verformt zwischen der Stirnkante des Anschlusselementes und der Außenwandung des Druckzylinders dichtend zusammengepresst wird.
• Vorzugsweise ist das Anschlusselement in Form eines T-Stückes ausgebildet, wobei der Ventilkolben des Rückschlagventils und der in axialer Richtung darüber angeordnete Entsperrkolben miteinander fluchtend jeweils in einem Seitenteil des T-Stückes angeordnet sind und quer dazu ein Ein- und Auslass für Druckfluid ausgebildet ist. Über diesen Ein- bzw. Auslass wird Druckfluid zugeführt, wenn beispielsweise die Funktion des Klemmens zwischen den beiden Zinken der Gabel beim Gabelstapler bzw. Anbaugerät auf das zu haltende Produkt bzw. Objekt ausgeübt werden soll. Dabei wird in dem Druckraum unterhalb des Zylinders (Kolbenunterseite) ein Druck ausgebildet, welcher bei geschlossenem Rückschlagventil beibehalten wird, so dass die Klemmfunktion aufrechterhalten wird. Über den Ein- bzw. Auslass strömt aber auch in dem Fall, dass das Klemmen gelöst werden soll und die Zinken der Gabel beispielsweise aus der Klemmposition in die Lösposition verfahren werden sollen, in welchem Fall das Rückschlagventil öffnen muss, das Hydraulikfluid von dem Druckraum der Kolbenunterseite im Druckzylinder durch das Rückschlagventil über den Ein- bzw. Auslass zurück in den Rücklauf. Gleichzeitig wird das Öffnen der Klemmposition über den Vorlauf zu dem zweiten Anschluss realisiert, welcher mit dem Druckraum oberhalb des Kolbens (Kolbenoberseite) verbunden ist. Bei dieser Beaufschlagung wird der Kolben in Richtung auf seine im Bereich der Stopfbuchse angeordnete untere Position innerhalb des Druckzylinders verschoben, wodurch das dort befindliche Hydraulikfluid über das geöffnete Rückschlagventil der Rücklaufleitung über den Ein- bzw. Auslass zugeführt wird.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist das hydraulische Steuerungssystem für Anbaugeräte an Arbeitsfahrzeugen, insbesondere für Gabelstapler, zwei Druckzylinder mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auf. Mittels dieser zumindest zwei Druckzylinder sind zumindest zwei Funktionen des Anbaugerätes steuerbar, wobei das hydraulische Steuerungssystem derart ausgebildet ist, dass eine der Funktionen mittels Druckhaltung in zumindest einem der diese Funktion realisierenden Druckzylinder selbst bei Druckabfall in der Zufuhrleitung zum Druckzylinder aufrechterhaltbar sind. Dies wird durch ein direkt am Druckzylinder im Anschlusselement integriertes Rückschlagventil realisiert, dessen Öffnen und Schließen mittels einer eine Vorspannung realisierenden Federelement erfolgt und welches mit einem gegen die Kraft dieses Federelementes arbeitenden Steuerkolben ausgebildet ist, welcher das Rückschlagventil entsprechend steuert.
• Vorzugsweise ist eine der zumindest zwei Funktionen des Arbeitsgerätes das Heben und Senken und ist die andere der Funktionen das Halten oder Klemmen des Arbeitsgerätes in einer definierten Position. Weiter vorzugsweise ist im Falle des Anbaugerätes in Form einer Gabel für beispielsweise einen Gabelstapler die eine Funktion das Heben und Senken der Gabel, wobei die andere Funktion das seitliche Verfahren ist, d. h. das im Wesentlichen horizontale Verfahren der Zinken der Gabel zueinander bzw. voneinander weg, wodurch ein Klemmen eines vom Anbaugerät auf der Gabel bzw. mit der Gabel gehaltenen Gegenstandes erfolgt. Dieses hydraulische Steuerungssystem ist so ausgebildet, dass selbst im Falle einer Havarie der Druck im Druckzylinder derart gehalten werden kann, dass das einmal aktivierte Klemmen dennoch beibehalten wird, so dass der auf der Gabel gehaltene Gegenstand geklemmt bleibt und nicht unbeabsichtigt von der Gabel nach unten fallen kann.
• Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand des Ausführungsbeispiels auf Basis der beigefügten Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
• 1 ein erfindungsgemäßer Druckzylinder mit einem ein Rückschlagventil und einen Entsperrkolben enthaltendes Anschlusselement in einer geschlossenen Position des Rückschlagventils; und
• 2 den Druckzylinder gemäß 1 mit geöffnetem Rückschlagventil.
• In 1 ist ein Druckzylinder 1 gezeigt, in welchem ein Kolben 2 geführt ist, welcher an seinem Endbereich 6 mittels einer Kolbenstange 3 geführt ist und zwischen seiner Unterseite und einer Stopfbuchse einen Druckraum bildet. Im Endbereich 6 ist in Kommunikation mit dem Druckraum an der Kolbenunterseite ein erster Anschluss 4 vorgesehen. Im Endbereich 7 des Druckzylinders 1 ist ein zweiter Anschluss 5 in Fluidkommunikation mit einem Druckraum 16 oberhalb der Oberseite des Kolbens 2 angebracht.
• Der Anschluss 4 ist als ein Stutzen ausgebildet, welcher an der Außenwand 8 des Druckzylinders 1 mittels einer Schweiß- oder Lötnaht befestigt. Im Innern weist der Stutzen des Anschlusses 4 ein Innengewinde auf. In das Innengewinde des Stutzens des Anschlusses 4 ist ein Anschlusselement 9 in Form eines Ansatzstutzens mit Hilfe eines Außengewindes eingeschraubt. Zwischen der ringförmigen Stirnseite des Anschlusselementes 9 und der Außenwand 8 des Druckzylinders 1 ist eine in die Außenwand 8 eingelassene Dichtung in Form eines elastischen Dichtringes 20 angeordnet. Beim Einschrauben des Anschlusselementes 9 in den Stutzen des Anschlusses 4 wird im Bereich von dessen Endstellung der elastische Dichtring 20 zusammengedrückt und dichtet somit die hydraulische Fluidleitung durch die Außenwand 8 vom Druckraum an der Unterseite des Kolbens 2 in Richtung auf das Anschlusselement 9 derart ab, dass ein unbeabsichtigtes seitliches Austreten von Hydraulikfluid aus dem unter bis zu ca. 200 bar stehenden Druckraum an der Unterseite des Kolbens verhindert wird. Das Innengewinde 22 an dem Stutzen des Anschlusses 4 und das Außengewinde 23 an dem Anschlusselement 9 bzw. dem Ansatzstutzen 18 sind so ausgebildet, dass eine zuverlässige Verschraubung des Anschlusselementes 9 in dem Stutzen des Anschlusses 4 unter Druckentwicklung auf den elastischen Dichtring 20 gewährleistet ist. Dieser druckdichte Anschluss des Anschlusselementes 9 an den Druckzylinder 1 ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldung DE 10 2014 213 646.6 vom selben Anmelder beschrieben und wird insoweit hier mit in die Beschreibung einbezogen.
• In dem Anschlusselement 9 ist in dessen unterem Bereich ein Rückschlagventil 10 mit einem Ventilkolben 11 angeordnet, welcher mittels einer Federeinrichtung, vorzugsweise in Form einer Schraubenfeder, gegen einen Dichtsitz gedrückt wird, d. h. eine Druckfeder, und dadurch dafür Sorge trägt, dass eine im Druckraum an der Kolbenunterseite herrschende und über die Zuleitung von diesem Druckraum durch die Außenwand 8 des Druckzylinders auf das Rückschlagventil wirkende Kraft abdichtet, so dass der in dem Druckraum an der Kolbenunterseite aufgebaute Druck durch dieses Rückschlagventil, was sozusagen ein Druckhalteventil darstellt, aufrechterhalten wird. In axialer Richtung fluchtend mit dem Ventilkolben 11 ist ein Entsperrkolben 12 bzw. Steuerkolben angeordnet. In der in 1 dargestellten Position befindet sich dieser Entsperrkolben 12 in seiner oberen Stellung und weist mit seiner nach unten gerichteten Nase auf den Ventilkolben 11 des Rückschlagventils 10, hat jedoch einen definierten Abstand dazu, so dass ein Strömungsquerschnitt zwischen der Nase des Entsperrkolbens 12 und dem Strömungsdurchtrittsquerschnitt hin zum Ventilkolben 11 freigegeben ist.
• Das Anschlusselement 9 bzw. der Ansatzstutzen 18 ist als T-Stück bzw. T-Fitting ausgebildet und weist etwa mittig einen den Schenkel des T-Fittings bildenden Ein- und Auslass für eine Hydraulikleitung 25 des Ansaugstutzens 18 auf. Die Hydraulikleitung 25 ist bei dem in 1 dargestellten Betriebsmodus mit einem Pfeil in Richtung auf den Ein- und Auslass 24 gerichtet, so dass dieser als Einlass für eine Beaufschlagung mit Druckfluid dient. Dies ist vorgesehen für die Klemmfunktion der Zinken der Gabeln eines Anbaugerätes bzw. Gabelstaplers. Hydraulisch wird dadurch realisiert, dass in der eine Zufuhrleitung darstellenden Hydraulikleitung 25 ein solcher Druck herrscht, dass der Ventilkolben 11 des Rückschlagventils 10 gegen die Federwirkung nach unten gedrückt wird und somit den Strömungsquerschnitt durch die Außenwand 8 des Druckzylinders 1 in den Druckraum an der Unterseite des Kolbens freigibt. Damit wird dort ein Druck aufbaut, welcher in einer Größenordnung von ca. 200 bar oder auch größer liegen kann. Durch den Aufbau des Druckes im Druckraum an der Kolbenunterseite wird der Kolben in Richtung zu seiner Oberseite, d. h. in Richtung auf den zweiten Anschluss verschoben, so dass die Bewegung des Kolbens bzw. der Kolbenstange genutzt werden kann, um ein Klemmen zu bewirken, und zwar bis zum die Klemmwirkung erzielenden Verfahren der beiden Zinken der Gabel in eine Klemmendstellung. Wenn diese Klemmstellung erreicht ist, wird die Zufuhr von unter Druck stehendem Hydraulikfluid über die Hydraulikleitung 25 unterbrochen, was dazu führt, dass der Ventilkolben 11 des Rückschlagventils 10 unter der Wirkung der Feder sowie des Druckes in dem Druckraum an der Kolbenunterseite gegen seine Dichtfläche gedrückt wird, so dass der Druck in diesem Druckraum gehalten wird, wodurch die Klemmfunktion aufrechterhalten wird.
• Unabhängig davon, ob in der Anschlussleitung, d. h. der Hydraulikleitung 25 beispielsweise havariebedingt eine Leckage auftritt, hält das den Druckraum an der Unterseite des Kolbens abdichtende Rückschlagventil den Druck, wobei es unmittelbar an der Außenwand 8 des Druckzylinders 1 angeordnet ist.
• Durch die bis zur Erreichung der Klemmendstellung erfolgende Bewegung des Kolbens 2 im Druckzylinder 1 in Richtung auf den Endbereich 7 des Druckzylinders wird Hydraulikfluid im Druckraum 16 an der Kolbenoberseite über den zweiten Anschluss 5 und den darin in der Weise befestigten Ansatzstutzen 19, wie es im Zusammenhang mit dem ersten Anschluss 4 bzw. Ansatzstutzen 18 bereits beschrieben worden ist, in die Hydraulikleitung 26 des Ansatzstutzens 19 ausgestoßen, d. h. rückgeführt. Die Hydraulikleitung 26 am Ansatzstutzen 19 ist mittels einer Steuerleitung 15 mit einem Bereich der abgewandten Seite 14 des Entsperrkolbens 12 hydraulisch verbunden. In der 1 dargestellten Betriebsweise ist aufgrund der Zufuhr von unter Druck stehendem Hydraulikfluid über die Hydraulikleitung 25 über den Ein- und Auslass 24 dieser Druck höher als der Druck an der abgewandten Seite 14 des Entsperrkolbens, welcher über die Steuerleitung 15 mit einem niedrigeren Druck beaufschlagt wird. Dadurch wird der Entsperrkolben in der in der 1 gezeigten oberen Position gehalten. Die abgewandte Seite 14 des Entsperrkolbens ist zusätzlich in der dargestellten Position im Anschlag mit einem als Schraubbolzen ausgeführten Mittel 17 zur Druckentlastung mechanisch verbunden.
• Wenn in einem Havariefall die Hydraulikleitung 25 undicht wird und Hydraulikfluid und damit der Druck entweicht, schließt aufgrund des in dem Druckbehälter an der Kolbenunterseite herrschenden Druckes das Rückschlagventil 10 sofort und verbleibt in der Position, so dass die Haltefunktion des Anbaugerätes erhalten bleibt. Wenn nun die Havarie beseitigt ist, kann durch einfaches Einschrauben des Mittels 17 zur Druckentlastung, d. h. des Schraubbolzens, das Rückschlagventil mechanisch geöffnet werden, so dass der Druck in der Druckkammer an der Kolbenunterseite im Druckzylinder 1 entweicht. Dadurch wird die Haltefunktion freigegeben. Bei Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik war es dagegen erforderlich, dass für einen solchen Fall die Rohrleitung geöffnet werden musste.
• 2 stellt denselben Druckzylinder gemäß 1 dar, so dass gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bzw. Elemente bezeichnen. Es ist jedoch in 2 ein anderer Betriebsmodus dargestellt. Wenn die Klemmfunktion der Zinken der Gabel des Gabelstaplers, d. h. des Anbaugerätes, aus der Klemmstellung gelöst werden soll, d. h. die Klemmstellung geöffnet werden soll, so wird Hydraulikfluid über die Hydraulikleitung 26 über den zweiten Anschluss 5 bzw. Ansatzstutzen 19 in den Druckraum 16 oberhalb des Kolbens 2 im Druckzylinder 1 eingeführt, so dass in diesem Druckraum 16 der Druck steigt. Gleichzeitig liegt über die Steuerleitung 15 dieser Druck der Hydraulikleitung 26 an der abgewandten Seite 14 des Entsperrkolbens 12 im Ansatzstutzen 18 an und drückt bei einem Aufsteuerverhältnis von vorzugsweise 2,5:1 diesen Entsperrkolben 12 auf den Ventilkolben 11 des Rückschlagventils 10 und öffnet dadurch letzteres. Im geöffneten Zustand des Rückschlagventils entweicht die Hydraulikfluid aus dem Druckraum unter der Kolbenunterseite über die Hydraulikleitung 25, so dass aufgrund des Überdruckes in den Druckraum 16 der Kolben von seiner Oberseite im Bereich des Ansatzstutzens 19 zu seiner Unterseite in Richtung auf den Ansatzstutzen 18 bzw. den Endbereich 6 bewegt wird, in welchem die Stopfbuchse den inneren Zylinderraum abdichtet.
• Um beide Funktionen an einem Ansatzgerät zuverlässig ausüben zu können, sind zwei derartige Druckzylinder zu einem hydraulischen System zusammengeschaltet. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Druckzylinders mit in einem Ansatzstutzen angeordneten hydraulisch wie auch mechanisch zu öffnenden Rückschlagventil ermöglicht das Ausüben einer Funktion selbst bei havariebedingtem Druckabfall in der Hydraulikzuleitung zu dem Ansaugstutzen bzw. dem jeweiligen Druckraum des Zylinders. Dazu ist es prinzipiell auch möglich, dass derartige Rückschlagventile in jedem der beiden Ansatzstutzen angeordnet sind. Dadurch kann die Flexibilität des gesamten Hydrauliksystems noch weiter gesteigert werden.
• Bezugszeichenliste

1

Druckzylinder

2

Kolben

3

Kolbenstange

4

erster Anschluss

5

zweiter Anschluss

6, 7

Endbereiche Druckzylinder

8

Außenwand Druckzylinder

9

Anschlusselement

10

Rückschlagventil

11

Ventilkolben

12

Entsperrkolben

13

Steueranschluss

14

abgewandte Seite Entsperrkolben

15

Steuerleitung

16

Druckraum

17

Mittel zur Druckentlastung

18, 19

Ansatzstutzen

20

elastischer Drichtring

21

Dichtfläche

22

Innengewinde

23

Außengewinde

24

Ein- und Auslass

25

Hydraulikleitung Ansatzstutzen 18

26

Hydraulikleitung Ansatzstutzen 19

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 29610765 U1 [0003]
• DE 3728413 A1 [0004, 0004]
• DE 102014213646 [0021]

Claims (11)

1. Druckzylinder (1) zur hydraulischen Steuerung von Anbaugeräten an Arbeitsfahrzeugen, insbesondere Gabelstapler, mit einem Kolben (2), der im Inneren des Druckzylinders (1) gleitend geführt ist, und der eine Kolbenstange (3) aufweist, sowie mit einem ersten Anschluss (4) und einem zweiten Anschluss (5), die in entgegengesetzten Endbereichen (6, 7) des Druckzylinders (1) an dessen Außenwand (8) angeordnet sind und die der Zu- und Abführung von Druckfluid auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens (2) dienen, wobei der erste Anschluss (4) auf derjenigen Seite des Druckzylinders (1) angeordnet ist, auf welcher die Kolbenstange (3) aus dem Druckzylinder austritt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss (4) ein druckdicht mit der Außenwandung (8) des Druckzylinders (1) verbundenes, Mittel (17) zur Druckentlastung aufweisendes Anschlusselement (9) aufweist, welches ein in Ausströmrichtung aus dem Druckzylinder (1) wirkendes Rückschlagventil (10) mit einem Ventilkolben (11) enthält, und dass der erste Anschluss (4) über eine mit dem zweiten Anschluss (5) verbundene Steuerleitung (15) mit an dem zweiten Anschluss (5) vorhandenem Druck beaufschlagbar ist.
2. Druckzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (9) Mittel zum Entsperren des Rückschlagventils (10) aufweist.
3. Druckzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (9) einen in seinem Inneren längsverschieblich angeordneten Entsperrkolben (12) aufweist, der mit dem Ventilkolben (11) fluchtend angeordnet und in kraftschlüssigen Eingriff bringbar ist.
4. Druckzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschluss-element (9) einen Steueranschluss (13) für die Steuerleitung (15) aufweist, über den Druckfluid von einem, dem zweiten Anschluss (5) zugeordneten Druckraum (16) über die Steuerleitung (15) auf die dem Ventilkolben (11) abgewandte Seite (14) des Entsperr-kolbens (12) leitbar ist.
5. Druckzylinder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17) zur Druckentlastung auf der dem Ventilkolben (11) abgewandten Seite des Entsperrkolbens (12) angeordnet sind.
6. Druckzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss (4) und/oder der zweite Anschluss (5) einen Ansatzstutzen (18, 19) aufweisen, der mit der Außenwandung (8) des Druckzylinders (1) verbunden ist und der einen elastischen Dichtring (20) aufweist, welcher mit einer Dichtfläche (21) der Außenwandung (8) in Anlage ist.
7. Druckzylinder nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatzstutzen (18, 19) mit einem Innengewinde (22) versehen ist, in welches das mit einem komplementären Außengewinde (23) ausgebildete Anschlusselement (9) einschraubbar ist.
8. Druckzylinder nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (9) in Form eines T-Stückes ausgebildet ist, wobei der Ventilkolben (11) des Rückschlagventils (10) und der Entsperrkolben (12) miteinander fluchtend jeweils in einem Seitenteil des T-Stückes angeordnet sind und ein Ein- und Auslass (24) für Druckfluid quer hierzu ausgebildet ist.
9. Hydraulisches Steuerungssystem für Anbaugeräte an Arbeitsfahrzeugen, insbesondere Gabelstapler, welches zwei Druckzylinder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist und mittels welchem zumindest zwei Funktionen des Anbaugerätes steuerbar sind und welches derart ausgebildet ist, dass eine der Funktionen mittels Druckhaltung in zumindest einem der diese Funktion realisierenden Druckzylinder – selbst bei Druckabfall in der Zufuhrleitung zum Druckzylinder – aufrechterhaltbar sind.
10. Hydraulisches Steuerungssystem nach Anspruch 9, bei welchem eine der Funktionen Heben und Senken des Anbaugerätes und die andere der Funktionen Halten oder Klemmen des Anbaugerätes in einer definierten Position ist.
11. Hydraulisches Steuerungssystem nach Anspruch 9 oder 10, bei welchem die eine der Funktionen das Heben oder Senken einer Gabel des Anbaugerätes und die andere der Funktionen das durch seitliches Verfahren von Zinken der Gabel erzeugte Klemmen eines vom Anbaugerät auf der Gabel gehaltenen Gegenstandes ist.

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