DE102019008675A1

DE102019008675A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Entlüften eines Hydraulikzylinders

Info

Publication number: DE102019008675A1
Application number: DE102019008675.9A
Authority: DE
Inventors: Roland Gratzl
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2019-12-14
Filing date: 2019-12-14
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2039-12-15
Also published as: DE102019008675B4

Abstract

Die Erfindung betrifft u. a. eine Vorrichtung zum Entlüften eines Hydraulikzylinders (10). Eine Längsachse (A) des Hydraulikzylinders (10) ist bezüglich einer Horizontalebene zumindest temporär schräggestellt. Mindestens ein Entlüftungsbypass (26) verbindet eine erste Kammer (18) mit einer zweiten Kammer (20) temporär. Ein Entlüftungsbypass (26) ist an einer sich durch die Schrägstellung der Längsachse (A) des Hydraulikzylinders (10) ergebenden Oberseite (32A) des Mantels (32) des Hydraulikzylinders (10) angeordnet. Die Vorrichtung ermöglicht eine sehr einfache Entlüftung des Hydraulikzylinders (10), ohne dass hierfür eine aufwendig Hydraulikschaltung notwendig wäre.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entlüften eines Hydraulikzylinders mit mindestens einem Entlüftungsbypass.
Lastkraftwagen können kippbare Fahrerhäuser aufweisen, die einen Zugang zu einem unter dem Fahrerhaus angeordnetem Antrieb des Lastkraftwagens freigeben können. Eine Vorrichtung zum Kippen bzw. Schwenken des Fahrerhauses kann einen oder mehrere Hydraulikzylinder aufweisen, die auch Kippzylinder genannt werden. Aufgrund von Lufteinschlüssen in den Hydraulikzylindern können beim Betrieb des Kraftfahrzeugs ungewünschte Geräusche auftreten.
Die WO 2011/026458 A1 offenbart eine Hydraulikanordnung mit einer doppelt wirkenden Hydraulikvorrichtung, mittels der eine Gangwahl eines Getriebes betätigbar ist. Die Hydraulikvorrichtung weist einen Hydraulikzylinder mit einem hin und her verschieblich gelagerten Hydraulikkolben, der den Hydraulikzylinder in zwei Kolbenräume aufteilt, auf. Ein Fluidpfad verbindet die Kolbenräume in einer Mittelstellung des Hydraulikkolbens miteinander. Dadurch kann bei jeder Stellbewegung aus der Mittelstellung heraus eine automatische Entlüftung des jeweils hydraulisch bestromten Kolbenraums erfolgen.
Die DE 196 27 974 C2 offenbart eine hydraulische Stelleinheit und ein Verfahren zum Entlüften einer hydraulischen Stelleinheit. Die hydraulische Stelleinheit weist zwei Kammern auf, die zur Betätigung eines Stellgliedes mit einer aus einem Hydraulikfluidbehälter versorgten Quelle von unter Arbeitsdruck stehendem Hydraulikfluid durch jeweilige Schaltventile verbindbar sind. Die zwei Kammern sind über ein Schaltventil direkt miteinander verbunden. Das Schaltventil ist als Wegeventil ausgebildet, mit einer Sperrstellung und einer Durchflussstellung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative und/oder verbesserte Technik zum Entlüften eines Hydraulikzylinders zu schaffen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
Gemäß einem Aspekt ist eine Vorrichtung zum Entlüften eines Hydraulikzylinders offenbart. Die Vorrichtung weist eine erste Komponente und eine zweite Komponente auf. Die Vorrichtung weist den Hydraulikzylinder auf, der die erste Komponente bewegbar mit der zweiten Komponente verbindet. Eine Längsachse des Hydraulikzylinders ist bezüglich einer (z. B. geodätischen) Horizontalebene zumindest temporär (z. B. nur temporär oder stets) schräggestellt (z. B. in einem Winkelbereich zwischen ca. 5° und ca. 85°). Der Hydraulikzylinder weist eine erste Kammer und eine zweite Kammer auf. Die zweite Kammer ist aufgrund der Schrägstellung der Längsachse des Hydraulikzylinders zumindest temporär (z. B. nur temporär oder stets) (z. B. geodätisch) höher angeordnet als die erste Kammer. Der Hydraulikzylinder weist einen bewegbaren (z. B. hin- und herverschiebbaren) Kolben, der die erste Kammer von der zweiten Kammer trennt, auf. Der Hydraulikzylinder weist eine erste Öffnung in einem Mantel des Hydraulikzylinders und eine zweite Öffnung in einem Mantel des Hydraulikzylinders auf, wobei die zweite Öffnung entlang der Längsachse beabstandet zu der ersten Öffnung ist. Der Hydraulikzylinder weist mindestens einen Entlüftungsbypass auf, der die erste Öffnung mit der zweiten Öffnung verbindet, sodass in Abhängigkeit von einer Stellung des bewegbaren Kolbens die erste Kammer mit der zweiten Kammer temporär verbindbar ist. Ein Entlüftungsbypass des mindestens einen Entlüftungsbypasses ist an einer sich durch die Schrägstellung der Längsachse des Hydraulikzylinders ergebenden Oberseite des Mantels des Hydraulikzylinders angeordnet.
Die Vorrichtung kann auf vorteilhafte Weise eine Schrägstellung des Hydraulikzylinders in der Einbauposition zum Entlüften der ersten Kammer ausnutzen. Aufgrund der Schrägstellung ist bekannt, in welchem Abschnitt sich die Luft in der ersten Kammer genau sammelt. Mittels des oberseitig angeordneten Entlüftungsbypasses kann diese Luft während des Arbeitshubs (also außerhalb der Endlagen des Kolbens) entlüftet werden, wobei nur für eine sehr kurze Zeitdauer eine Fluidverbindung zu der zweiten Kammer hergestellt werden muss. Die Luft verlässt die erste Kammer über die erste Öffnung, strömt in den Entlüftungsbypass und verlässt den Entlüftungsbypass über die zweite Öffnung zu der zweiten Kammer. Treten also bspw. während des Betriebs eines Lastkraftwagens ungewünschte Geräusche aufgrund von im Kippzylinder eingeschlossener Luft auf, kann der Kippzylinder bei der nächsten Gelegenheit, wenn das Fahrzeug steht, zum Kippen des Fahrerhauses betätigt werden, um den Kippzylinder zu entlüften.
Vorzugsweise kann ein Kolbenmantel des Kolbens die erste Öffnung beim Überstreichen der ersten Öffnung während des Arbeitshubs blockieren und die zweite Öffnung beim Überstreichen der zweiten Öffnung während des Arbeitshubs blockieren.
In einem Ausführungsbeispiel ist der eine Entlüftungsbypasses so an der sich durch die Schrägstellung der Längsachse des Hydraulikzylinders ergebenden Oberseite des Mantels des Hydraulikzylinders angeordnet, dass Luft, die sich in einem obersten Abschnitt der ersten Kammer sammelt, während eines Arbeitshubs über diesen Entlüftungsbypass in die zweite Kammer entlüftet wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine Entlüftungsbypass frei von einem Drosseleinsatz oder einem Drosselventil, und/oder ein Strömungsquerschnitt des mindestens einen Entlüftungsbypasses entlang einer Länge des mindestens einen Entlüftungsbypasses ist im Wesentlichen konstant, und/oder der mindestens eine Entlüftungsbypass ist ventilfrei. Damit kann der Entlüftungsbypass besonders einfach ohne irgendwelche zusätzlichen Einbauten ausgeführt werden. Ventile oder Drosseln sind nicht notwendig, da der Entlüftungsbypass sehr genau an der Position ansetzen kann, an der die zu entlüftende Luft in der ersten Kammer positioniert ist, und nur sehr kurz während des Arbeitshubs tatsächlich eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer geschaffen wird.
In einem Ausführungsbeispiel entspricht eine Höhe des bewegbaren Kolbens im Wesentlichen einem Abstand zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung oder annähernd einem Abstand zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung. Alternativ oder zusätzlich kann bspw. eine Höhe des bewegbaren Kolbens mindestens 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % eines Abstands zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung sein, und vorzugsweise kleiner als der Abstand sein. Der Kolben kann somit den Entlüftungsbypass für nur einen sehr kurzen Zeitraum während des Arbeitshubs freigeben, wenn der Kolben zwischen den Öffnungen positioniert ist. Luft, wenn vorhanden, kann so aus der ersten Kammer entlüftet werden. Zusätzlich kann die Leckage von Hydraulikflüssigkeit begrenzt sein, da durch die nur temporäre Verbindung nur eine kleine Menge Hydraulikflüssigkeit über den Entlüftungsbypass aus der ersten Kammer in die zweite Kammer abgeleitet wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Abstand zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung kleiner als eine Höhe des bewegbaren Kolbens und/oder größer als eine Höhe einer Ringdichtung des Kolbens. Alternativ kann eine Höhe einer Ringdichtung des bewegbaren Kolbens im Wesentlichen einem Abstand zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung entsprechen oder annähernd einem Abstand zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung entsprechen. Die Ringdichtung kann einen Mantel des Kolbens umgeben. Die Ringdichtung kann zwischen einem Mantel des Kolbens und einer Innenumfangswand der Hydraulikzylinders abdichten. Der Kolben kann somit den Entlüftungsbypass für nur einen sehr kurzen Zeitraum während des Arbeitshubs freigeben, wenn die Ringdichtung des Kolbens zwischen den Öffnungen positioniert ist. Luft, wenn vorhanden, kann so aus der ersten Kammer entlüftet werden. Zusätzlich kann die Leckage von Hydraulikflüssigkeit begrenzt sein, da durch die nur temporäre Verbindung nur eine kleine Menge Hydraulikflüssigkeit über den Entlüftungsbypass aus der ersten Kammer in die zweite Kammer abgeleitet wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen die erste Öffnung und die zweite Öffnung jeweils eine umlaufende Begrenzung auf. Eine Höhe des bewegbaren Kolbens entspricht im Wesentlichen einem Minimalabstand zwischen der umlaufenden Begrenzung der ersten Öffnung und der umlaufenden Begrenzung der zweiten Öffnung. Damit kann besonders bevorzugt eine nur sehr kurze, für die zielgerichtete Entlüftung ausreichende, Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer hergestellt werden, wenn der Kolben zwischen den Öffnungen positioniert ist.
In einer Ausführungsform weist der mindestens eine Entlüftungsbypass ein erstes, vorzugsweise gebohrtes, Durchgangsloch, das sich (z. B. radial) durch den Mantel zum Bilden der ersten Öffnung erstreckt, und optional ein zweites, vorzugsweise gebohrtes, Durchgangsloch, das sich (z. B. radial) durch den Mantel zum Bilden der zweiten Öffnung erstreckt, auf. Beispielsweise kann der Entlüftungsbypass ferner ein, vorzugsweise U-förmiges, Rohrstück aufweisen, das vorzugsweise außen an dem Hydraulikzylinder angeordnet, besonders bevorzugt angeschweißt, ist und das erste Durchgangsloch mit dem zweiten Durchgangsloch verbindet. Dies ermöglicht eine einfache und langlebige Ausbildung des Entlüftungsbypasses.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner mindestens eine Fluidleitung zum Zuführen und/oder Abführen von Hydraulikflüssigkeit zu der ersten Kammer und/oder der zweiten Kammer auf. Vorzugsweise kann die mindestens eine Fluidleitung einen Strömungsquerschnitt aufweisen, der größer als ein Strömungsquerschnitt des mindestens einen Entlüftungsbypasses ist. So kann sichergestellt werden, dass weniger Hydraulikflüssigkeit über den Entlüftungsbypass in die zweite Kammer leckt als während des Arbeitshubs im gleichen Zeitraum zugeführt werden kann.
In einer Ausführungsvariante ist die erste Komponente ein kippbares Fahrerhaus eines Kraftfahrzeugs (z. B. eines Lastkraftwagens) und/oder die zweite Komponente ist ein Fahrzeugrahmen eines Kraftfahrzeugs (z. B. eines Lastkraftwagens). Die vorliegende Technik zum Entlüften kann somit besonders bevorzugt bei Kippzylindern für Fahrerhäuser verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsvariante weist der mindestens eine Entlüftungsbypass mehrere Entlüftungsbypässe auf. Damit kann der Hydraulikzylinder so hergestellt werden, dass er in unterschiedlichen Einbausituationen zum Entlüften der jeweils unteren Kammer verwendet werden kann. Das System kann so lageunabhängig funktionieren, da stets einer der mehreren Entlüftungsbypässe in der jeweiligen Einbausituation an der Oberseite des Mantels angeordnet ist. Damit kann bspw. auch eine Fehlmontage verhindert werden.
In einer Weiterbildung sind die mehreren Entlüftungsbypässe in einer Umgangsrichtung des Hydraulikzylinders versetzt zueinander angeordnet, vorzugsweise gleichmäßig. So kann gewährleistet werden, dass stets einer der mehreren Entlüftungsbypässe in der jeweiligen Einbausituation an der Oberseite des Mantels angeordnet ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die mehreren Entlüftungsbypässe entlang der Längsachse des Hydraulikzylinders versetzt zueinander angeordnet (z. B. derart, dass die mehreren Entlüftungsbypässe nur nacheinander von dem Kolben jeweils temporär zum Verbinden der ersten Kammer mit der zweiten Kammer freigebbar sind). Damit kann die Hydraulikflüssigkeitsleckage begrenzt werden, sodass sichergestellt werden kann, dass die zu dem Hydraulikzylinder zugeführte Hydraulikflüssigkeitsmenge stets größer als die Leckagemenge ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wirkt nur der eine Entlüftungsbypass, der an der sich durch die Schrägstellung der Längsachse des Hydraulikzylinders ergebenden Oberseite des Mantels des Hydraulikzylinders angeordnet ist, zum Entlüften der ersten Kammer und die anderen Entlüftungsbypässe sind bezüglich einer Entlüftung der ersten Kammer wirkungslos.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug (z. B. ein Lastkraftwagen oder ein Omnibus), aufweisend eine Vorrichtung wie hierin offenbart.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Entlüften eines Hydraulikzylinders, vorzugsweise mittels einer Vorrichtung wie hierin offenbart. Das Verfahren weist ein Sammeln von Luft in einem obersten Abschnitt einer ersten Kammer eines zumindest temporär bezüglich einer Horizontalebene schräggestellten Hydraulikzylinders auf. Das Verfahren weist ein Abführen der Luft aus dem obersten Abschnitt der ersten Kammer in eine höher angeordnete, zweite Kammer des zumindest temporär bezüglich der Horizontalebene schräggestellten Hydraulikzylinders über einen (z. B. drosselfreien und/oder ventilfreien) Entlüftungsbypass des Hydraulikzylinders, der während eines Arbeitshubs eines Kolbens des Hydraulikzylinders (z. B. sehr kurz) temporär (z. B. durch den Kolben) freigegeben ist, auf.
In einer Ausführungsform grenzt der oberste Abschnitt an eine Kolbenfläche des Kolbens an und/oder bewegt sich während des Arbeitshubs des Kolbens mit dem Kolben mit (z. B. nach oben oder nach unten), und die Luft aus dem obersten Abschnitt wird in die zweite Kammer abgeführt, wenn der temporär freigegebene Entlüftungsbypass den obersten Abschnitt mit der zweiten Kammer verbindet.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Entlüftungsbypass durch den sich bewegenden Kolben innerhalb eines vorbestimmen Bereichs des Arbeitshubs während des Arbeitshubs des Kolbens freigegeben.
In einer Ausführungsvariante wird die Luft zusammen mit einem Teil einer Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Kammer abgeführt. Vorzugsweise kann das Verfahren ferner ein Zuführen einer Hydraulikflüssigkeit zu der ersten Kammer zum Bewirken des Arbeitshubs aufweisen, wobei mehr Hydraulikflüssigkeit zugeführt wird als der Teil der Hydraulikflüssigkeit, der mit der Luft aus der ersten Kammer abgeführt wird.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Vorrichtung zum Entlüften eines Hydraulikzylinders, mit dem Hydraulikzylinder in einer ersten Stellung während eines Arbeitshubs;
2 eine schematische Ansicht der beispielhaften Vorrichtung zum Entlüften eines Hydraulikzylinders, mit dem Hydraulikzylinder in einer zweiten Stellung während eines Arbeitshubs;
3 eine schematische Ansicht der beispielhaften Vorrichtung zum Entlüften eines Hydraulikzylinders, mit dem Hydraulikzylinder in einer dritten Stellung während eines Arbeitshubs; und
4 eine schematische Ansicht einer weiteren beispielhaften Vorrichtung zum Entlüften eines Hydraulikzylinders, mit dem Hydraulikzylinder in einer ersten Stellung während eines Arbeitshubs.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
Die 1 bis 3 zeigen einen Hydraulikzylinder 10, der eine erste Komponente 12 bewegbar mit einer zweiten Komponente 14 verbindet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Hydraulikzylinder 10 um einen sogenannten Kippzylinder, der die als Fahrerhaus ausgeführte, erste Komponente 12 bewegbar mit der als Fahrzeugrahmen ausgeführten, zweiten Komponente 14 verbindet. Das Fahrerhaus kann somit um eine gelenkige Anordnung (nicht dargestellt) relativ zum Fahrzugrahmen mittels des Hydraulikzylinders 10 gekippt werden. Es ist allerdings auch möglich, den hierin offenbarten Hydraulikzylinder 10 in anderen Anwendungen zu verwenden.
Der Hydraulikzylinder 10 weist einen Kolben 16, eine erste Kammer 18 und eine zweite Kammer 20 auf.
Der Kolben 16 ist bewegbar, insbesondere hin- und herverschiebbar, in dem Hydraulikzylinder 10 angeordnet. Ein aus dem Hydraulikzylinder 10 herausragendes Ende einer Kolbenstange des Kolbens 16 ist mit der ersten Komponente 12, zum Beispiel schwenkbar, verbunden. Der Kolben 16 teilt ein Innenvolumen des Hydraulikzylinders 10 in die erste Kammer 18 und die zweite Kammer 20 auf.
Die erste Kammer 18 und die zweite Kammer 20 sind volumenveränderlich. Ein Volumen der ersten Kammer 18 und ein Volumen der zweiten Kammer 20 hängt von einer Stellung des Kolbens 16 ab. Die erste Kammer 18 und die zweite Kammer 20 sind jeweils mit einer Fluidleitung 22, 24 zum Zu- oder Abführen von Hydraulikflüssigkeit verbunden. Die erste Kammer 18 und/oder die zweite Kammer 20 kann somit zum Vergrößern des jeweiligen Volumens mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden, um den Kolben 16 jeweils in Richtung zum gegenüberliegenden Ende des Hydraulikzylinders 10 zu verschieben. Die Hydraulikflüssigkeit kann über die Fluidleitung 22 und/oder die Fluidleitung 24 mittels einer daran angeschlossenen Pumpe (nicht dargestellt) zugeführt werden. Die Pumpe kann manuell oder motorisch angetrieben sein.
Der Hydraulikzylinder 10 erstreckt sich entlang einer Längsachse A. In einer Einbauposition des Hydraulikzylinders 10 ist die Längsachse A gegenüber einer (gedachten) Horizontalebene schräggestellt. Ein zwischen der Längsachse A und der Horizontalebene eingeschlossener Winkel kann beispielsweise zwischen 5° und 85° aufweisen. Bezüglich einer Blattebene der Zeichnungsblätter der 1 bis 4 ist die Horizontalebene senkrecht zur Blattebene ausgerichtet und erstreckt sich parallel zur Oberkante (Unterkante) des jeweiligen Zeichnungsblatts.
Die Schrägstellung des Hydraulikzylinders 10 kann dauerhaft oder nur temporär während eines Arbeitshubs des Hydraulikzylinders 10 sein. Die Schrägstellung des Hydraulikzylinders 10 10 kann konstant oder veränderlich während eines Arbeitshubs des Hydraulikzylinders 10 sein.
Die Schrägstellung des Hydraulikzylinders 10 bewirkt, dass in der Einbauposition des Hydraulikzylinders 10 die zweite Kammer 20 (z. B. geodätisch) höher als die erste Kammer 18 angeordnet ist. Daher kann sich in der ersten Kammer 18 vorhandene Luft in Form von Luftblasen L in einem obersten Abschnitt 18A der ersten Kammer 18 ansammeln, wie in 1 dargestellt ist. Der oberste Abschnitt 18A grenzt an eine Kolbenfläche des Kolbens 16 an.
Der Hydraulikzylinder 10 weist einen Entlüftungsbypass 26 auf. Der Entlüftungsbypass 26 verbindet eine erste Öffnung 28 mit einer zweiten Öffnung 30. Die erste Öffnung 28 und die zweite Öffnung 30 sind in einem Mantel 32 des Hydraulikzylinders 10 angeordnet. Die erste Öffnung 28 und die zweite Öffnung 30 sind bezüglich der Längsachse A voneinander beabstandet. Der Entlüftungsbypass 26 kann die erste Kammer 18 und die zweite Kammer 20 temporär in Abhängigkeit von einer Stellung des Kolbens 16 miteinander verbinden.
Der Entlüftungsbypass 26 ist außen an dem Hydraulikzylinder 10 angeordnet. Im Einzelnen weist der Mantel 32 des Hydraulikzylinders 10 aufgrund der Schrägstellung des Hydraulikzylinders 10 eine Oberseite 32A und eine Unterseite 32B auf. Die Oberseite 32A des Mantels 32 ist schräg nach oben gerichtet, vorzugsweise in eine erste Richtung senkrecht zur Längsachse A. Die Unterseite 32B des Mantel 32 ist schräg nach unten gerichtet, vorzugsweise eine zweite Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung. Die Oberseite 32A kann eine Zylindermantelsegmentform aufweisen. Der Entlüftungsbypass 26 ist an der Oberseite 32A des Mantels 32 des Hydraulikzylinders 10 angeordnet.
Der Entlüftungsbypass 26 kann auf besonders einfache Weise durch zwei Durchgangslöcher und ein Rohrstück ausgebildet werden. Die Durchgangslöcher können die Öffnungen 28, 30 bilden. Die Durchgangslöcher können sich vorzugsweise radial zur Längsachse A erstrecken. Die Durchgangslöcher können durch den Mantel 32 gebohrt sein. Das Rohrstück kann U-förmig sein. Das Rohrstück ist an die Durchgangslöcher angeschlossen. Das Rohrstück kann an dem Mantel 32 lösbar oder unlösbar angebracht sein. Beispielsweise kann das Rohrstück an dem Mantel angeschweißt sein. Es ist auch möglich, dass der Entlüftungsbypass 26 anders ausgeführt ist, z. B. als eine Leitung innerhalb des Mantels 32 oder als eine Nut an einer Innenumfangsfläche des Mantels 32.
In der in 1 gezeigten Stellung des Kolbens 16 ist der Entlüftungsbypass 26 nicht freigegeben. Der Kolben 16 blockiert die erste Öffnung 28. Der Entlüftungsbypass 26 verbindet die erste Kammer 18 nicht mit der zweiten Kammer 20.
In der in 2 gezeigten Stellung des Kolbens 16 hat sich der Kolben 16 gegenüber der in 1 gezeigten Stellung zum Ausfahren aus dem Hydraulikzylinder 10 weiterbewegt. Hydraulikflüssigkeit wird über die Fluidleitung 22 zu der ersten Kammer 18 zugeführt. Wenn sich der Kolben 16 während eines Arbeitshubs im Hydraulikzylinder 10 bewegt, bewegt sich der oberste Abschnitt 18A und damit die Luft L mit. Der Kolben 16 hat in 2 eine Stellung erreicht, in der er die erste Öffnung 28 und die zweite Öffnung 30 nicht blockiert. Der Entlüftungsbypass 26 ist freigegeben. Der Entlüftungsbypass 26 verbindet die erste Kammer 18 temporär mit der zweiten Kammer 20. Der oberste Abschnitt 18A und damit die Luft L befindet sich genau vor der ersten Öffnung 28. Die Luft L kann durch den Entlüftungsbypass 26 von dem obersten Abschnitt 18A der ersten Kammer 18 in die zweite Kammer 20 strömen. Die erste Kammer 18 wird dadurch entlüftet.
Es ist möglich, dass mit der durch den Entlüftungsbypass 26 strömenden Luft L ebenfalls Hydraulikflüssigkeit durch den Entlüftungsbypass 26 aus der ersten Kammer 18 in die zweite Kammer 20 strömt. Der Strömungsquerschnitt des Entlüftungsbypass 26 ist zweckmäßig jedoch kleiner gewählt als der Strömungsquerschnitt der Fluidleitungen 22, 24, sodass weniger Hydraulikflüssigkeit durch Entlüftungsbypass 26 aus der ersten Kammer 18 entweicht, als über die Fluidleitung 22 zu der ersten Kammer 18 zugeführt wird. Vorzugsweise ist ein Strömungsquerschnitt des Entlüftungsbypasses 26 entlang einer Länge des Entlüftungsbypasses 26 konstant.
In der in 3 gezeigten Stellung des Kolbens 16 hat sich der Kolben 16 gegenüber der in 2 gezeigten Stellung zum Ausfahren aus dem Hydraulikzylinder 10 weiterbewegt. Der Kolben hat in 3 eine Stellung erreicht, bei der er die zweite Öffnung 30 des Entlüftungsbypasses 26 blockiert. Der Entlüftungsbypass 26 ist nicht freigegeben. Bereits aus der ersten Kammer 18 in die zweite Kammer 20 entlüftet Luft L kann die zweite Kammer 20 über die Fluidleitung 24 verlassen.
Die in 2 gezeigte temporäre Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer 18 und der zweiten Kammer 20 ist nur von kurzer Dauer während des Arbeitshubs des Kolbens 16. Der Abstand zwischen den Öffnungen 28, 30 entspricht im Wesentlichen einer Höhe des Kolbens 16, sodass die Fluidverbindung nur für einen kurzen Zeitraum geschaffen wird. Alternativ kann die Höhe des Kolbens 16 annähernd dem Abstand zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung entsprechen, wobei die Höhe kleiner als der Abstand ist. Es ist auch möglich, dass der Abstand zwischen den Öffnungen 28, 30 ein wenig größer als die Höhe des Kolbens 16 ist. Zum Beispiel kann eine Höhe des bewegbaren Kolbens 16 mindestens 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % des Abstands zwischen der ersten Öffnung 28 und der zweiten Öffnung 30 sein.
Bevorzugt entspricht die Höhe des Kolbens 16 dabei im Wesentlichen einem Minimalabstand zwischen der umlaufenden Begrenzung der ersten Öffnung 28 und der umlaufenden Begrenzung der zweiten Öffnung 30. In anderen Worten ist der Minimalabstand ein Abstand zwischen einem obersten Punkt der ersten Öffnung 28 und einem untersten Punkt der zweiten Öffnung 30.
Es ist auch möglich, dass der Abstand zwischen den Öffnungen 28, 30 kleiner als eine Höhe des Kolbens ist, z. B. wenn der Kolben eine Ringdichtung (bestehend aus einem oder mehreren Ringkörpern) aufweist. Der Abstand zwischen den Öffnungen 28, 30 kann dann so gewählt werden, dass nur die Ringdichtung überbrückt wird.
Aufgrund der zeitlich nur kurzen Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer 18 und der zweiten Kammer 20 ist es möglich, dass der Entlüftungsbypass 26 ventilfrei bzw. ohne ein eingebautes Ventil und drosselfrei bzw. ohne eine eingebaute Drossel ausgeführt ist.
Die 1 bis 3 zeigen, wie bereits erläutert, dass der Entlüftungsbypass 26 an der Oberseite 32A angeordnet ist. Dies ist für die Entlüftung der ersten Kammer 18 notwendig.
Es ist jedoch möglich, dass bei der Herstellung des Hydraulikzylinders 10 vor dessen Einbau noch unbekannt ist, welche Seite des Mantels 32 in der Einbaulage die Oberseite sein wird. In einem solchen Fall können mehrere verteilt angeordnete Entlüftungsbypässe 26 umfasst sein, sodass für unterschiedliche Einbaulagen jeweils ein anderer der mehreren verteilt angeordneten Entlüftungsbypässe 26 die Entlüftung der ersten Kammer 18 übernimmt.
4 zeigt ein dementsprechendes Beispiel mit einem Hydraulikzylinder 10, der zwei Entlüftungsbypässe 26 aufweist. Einer der Entlüftungsbypässe 26 ist an der Oberseite 32A des Mantels 32 angeordnet. Der andere Entlüftungsbypass 26 ist an der Unterseite 32B des Mantels 32 angeordnet. Der an der Oberseite 32A des Mantels 32 angeordnete Entlüftungsbypass 26 dient während des Arbeitshubs des Kolbens 16 tatsächlich zum Entlüften des obersten Abschnitts 18A der ersten Kammer 18 in die zweite Kammer 20 hinein. Der an der Unterseite 32B des Mantels 32 angeordnet Entlüftungsbypass 26 ist bezüglich einer Entlüftung während des Arbeitshubs des Kolbens 16 wirkungslos. Es ist möglich, dass die Unterseite 32B und die Oberseite 32A des Hydraulikzylinders 10 während des Arbeitshubs tauschen, z. B. aufgrund einer Schwenklagerung des Hydraulikzylinders 10.
Die Entlüftungsbypässe 26 sind entlang der Längsachse A versetzt zueinander angeordnet. Damit wird ermöglicht, dass nicht beide Entlüftungsbypass 26 gleichzeitig eine Fluidverbindung zwischen der ersten Kammer 18 der zweiten Kammer 20 herstellen, sodass nicht temporär übermäßig Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Kammer 18 in die zweite Kammer 20 abgeführt wird. So kann sichergestellt werden, dass der Fördervolumenstrom der Hydraulikflüssigkeit durch die Fluidleitung 22 in die erste Kammer 18 hinein stets größer als der Volumenstrom durch die Entlüftungsbypässe 26 ist.
Bei Vorsehen mehrerer Entlüftungsbypässe 26 sind diese in einer Umfangsrichtung um den Mantel 32 bzw. Hydraulikzylinder 10 herum versetzt angeordnet, insbesondere gleichmäßig bzw. in gleichen Winkelabständen. Vorzugsweise sind die mehreren Entlüftungsbypässe 26 so angeordnet, dass für jede mögliche Einbaulage des Hydraulikzylinders 10 stets einer der mehreren Entlüftungsbypass 26 an der sich durch die jeweilige Schrägstellung des Hydraulikzylinders 10 in der jeweiligen Einbaulage ergebenden Oberseite 32A des Mantel 32 angeordnet ist. Auf diese Weise kann auch eine Fehlmontage des Hydraulikzylinders 10 verhindert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration der ersten Komponente, der zweiten Komponente und/oder des Hydraulikzylinders des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Alle Bereichsangaben hierin sind derart offenbart zu verstehen, dass gleichsam alle in den jeweiligen Bereich fallenden Werte einzeln offenbart sind, z. B. auch als jeweils bevorzugte engere Außengrenzen des jeweiligen Bereichs.
Bezugszeichenliste

10: Hydraulikzylinder
12: Erste Komponente
14: Zweite Komponente
16: Kolben
18: Erste Kammer
18A: Oberster Abschnitt
20: Zweite Kammer
22: Fluidleitung
24: Fluidleitung
26: Entlüftungsbypass
28: Erste Öffnung
30: Zweite Öffnung
32: Mantel
32A: Oberseite
32B: Unterseite
A: Längsachse
L: Luft

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

WO 2011/026458 A1 [0003]
DE 19627974 C2 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Entlüften eines Hydraulikzylinders (10), aufweisend: eine erste Komponente (12); eine zweite Komponente (14); und den Hydraulikzylinder (10), der die erste Komponente (12) bewegbar mit der zweiten Komponente (14) verbindet, wobei eine Längsachse (A) des Hydraulikzylinders (10) bezüglich einer Horizontalebene zumindest temporär schräggestellt ist und der Hydraulikzylinder (10) aufweist: - eine erste Kammer (18); - eine zweite Kammer (20), wobei die zweite Kammer (20) aufgrund der Schrägstellung der Längsachse (A) des Hydraulikzylinders (10) zumindest temporär höher angeordnet als die erste Kammer (18) ist; - einen bewegbaren Kolben (16), der die erste Kammer (18) von der zweiten Kammer (20) trennt; - eine erste Öffnung (28) in einem Mantel (32) des Hydraulikzylinders (10); - eine zweite Öffnung (30) in einem Mantel (32) des Hydraulikzylinders (10), wobei die zweite Öffnung (30) entlang der Längsachse (A) beabstandet zu der ersten Öffnung (30) ist; und - mindestens einen Entlüftungsbypass (26), der die erste Öffnung (28) mit der zweiten Öffnung (30) verbindet, sodass in Abhängigkeit von einer Stellung des bewegbaren Kolbens (16) die erste Kammer (18) mit der zweiten Kammer (20) temporär verbindbar ist, wobei ein Entlüftungsbypass (26) des mindestens einen Entlüftungsbypasses (26) an einer sich durch die Schrägstellung der Längsachse (A) des Hydraulikzylinders (10) ergebenden Oberseite (32A) des Mantels (32) des Hydraulikzylinders (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der eine Entlüftungsbypasses (26) so an der sich durch die Schrägstellung der Längsachse (A) des Hydraulikzylinders (10) ergebenden Oberseite (32A) des Mantels (32) des Hydraulikzylinders (10) angeordnet ist, dass Luft (L), die sich in einem obersten Abschnitt (18A) der ersten Kammer (18) sammelt, während eines Arbeitshubs über diesen Entlüftungsbypass (26) in die zweite Kammer (20) entlüftet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei: der mindestens eine Entlüftungsbypass (26) frei von einem Drosseleinsatz oder einem Drosselventil ist; und/oder ein Strömungsquerschnitt des mindestens einen Entlüftungsbypasses (26) entlang einer Länge des mindestens einen Entlüftungsbypasses (26) im Wesentlichen konstant ist; und/oder der mindestens eine Entlüftungsbypass (26) ventilfrei ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: eine Höhe des bewegbaren Kolbens (16) im Wesentlichen einem Abstand zwischen der ersten Öffnung (28) und der zweiten Öffnung (30) entspricht oder annähernd einem Abstand zwischen der ersten Öffnung (28) und der zweiten Öffnung (30) entspricht; oder eine Höhe des bewegbaren Kolbens (16) mindestens 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % eines Abstands zwischen der ersten Öffnung (28) und der zweiten Öffnung (30) ist; oder ein Abstand zwischen der ersten Öffnung (28) und der zweiten Öffnung (30) kleiner als eine Höhe des bewegbaren Kolbens (16) und größer als eine Höhe einer Ringdichtung des Kolbens (16) ist; oder eine Höhe einer Ringdichtung des bewegbaren Kolbens (16) im Wesentlichen einem Abstand zwischen der ersten Öffnung (28) und der zweiten Öffnung (30) entspricht oder annähernd einem Abstand zwischen der ersten Öffnung (28) und der zweiten Öffnung (30) entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die erste Öffnung (28) und die zweite Öffnung (30) jeweils eine umlaufende Begrenzung aufweisen; und eine Höhe des bewegbaren Kolbens (16) im Wesentlichen einem Minimalabstand zwischen der umlaufenden Begrenzung der ersten Öffnung (28) und der umlaufenden Begrenzung der zweiten Öffnung (30) entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der mindestens eine Entlüftungsbypass (26) aufweist: ein erstes, vorzugsweise gebohrtes, Durchgangsloch, das sich durch den Mantel (32) zum Bilden der ersten Öffnung (28) erstreckt; ein zweites, vorzugsweise gebohrtes, Durchgangsloch, das sich durch den Mantel (32) zum Bilden der zweiten Öffnung (30) erstreckt; und ein, vorzugsweise U-förmiges, Rohrstück, das außen an dem Hydraulikzylinder (10) angeordnet, vorzugsweise angeschweißt, ist und das erste Durchgangsloch mit dem zweiten Durchgangsloch verbindet.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: mindestens eine Fluidleitung (22, 24) zum Zuführen und/oder Abführen von Hydraulikflüssigkeit zu der ersten Kammer (18) und/oder der zweiten Kammer (20), wobei die mindestens eine Fluidleitung (22, 24) einen Strömungsquerschnitt aufweist, der größer als ein Strömungsquerschnitt des mindestens einen Entlüftungsbypasses (26) ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die erste Komponente (12) ein kippbares Fahrerhaus eines Kraftfahrzeugs ist; und/oder die zweite Komponente (14) ein Fahrzeugrahmen eines Kraftfahrzeugs ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der mindestens eine Entlüftungsbypass (26) mehrere Entlüftungsbypässe (26) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei: die mehreren Entlüftungsbypässe (26) in einer Umgangsrichtung des Hydraulikzylinders (10) versetzt zueinander angeordnet sind, vorzugsweise gleichmäßig; und/oder die mehreren Entlüftungsbypässe (26) entlang der Längsachse (A) des Hydraulikzylinders (10) versetzt zueinander angeordnet sind; und/oder nur der eine Entlüftungsbypass (26), der an der sich durch die Schrägstellung der Längsachse (A) des Hydraulikzylinders (10) ergebenden Oberseite (32A) des Mantels (32) des Hydraulikzylinders (10) angeordnet ist, zum Entlüften der ersten Kammer (18) wirkt und die anderen Entlüftungsbypässe (26) bezüglich einer Entlüftung der ersten Kammer (18) wirkungslos sind.
Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, aufweisend eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.
Verfahren zum Entlüften eines Hydraulikzylinders (10), vorzugsweise mittels einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend: Sammeln von Luft (L) in einem obersten Abschnitt (18A) einer ersten Kammer (18) eines zumindest temporär bezüglich einer Horizontalebene schräggestellten Hydraulikzylinders (10); und Abführen der Luft (L) aus dem obersten Abschnitt (18A) der ersten Kammer (18) in eine höher angeordnete, zweite Kammer (20) des zumindest temporär bezüglich der Horizontalebene schräggestellten Hydraulikzylinders (10) über einen Entlüftungsbypass (26) des Hydraulikzylinders (10), der während eines Arbeitshubs eines Kolbens (16) des Hydraulikzylinders (10) temporär freigegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei: der oberste Abschnitt (18A) an eine Kolbenfläche des Kolbens (16) angrenzt; und/oder der oberste Abschnitt (18A) sich während des Arbeitshubs des Kolbens (16) mit dem Kolben (16) mitbewegt und die Luft (L) aus dem obersten Abschnitt (18A) in die zweite Kammer (20) abgeführt wird, wenn der temporär freigegebene Entlüftungsbypass (26) den obersten Abschnitt (18A) mit der zweiten Kammer (20) verbindet.
Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei: der Entlüftungsbypass (26) durch den sich bewegenden Kolben (16) innerhalb eines vorbestimmen Bereichs des Arbeitshubs während des Arbeitshubs des Kolbens (16) freigegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei: die Luft (L) zusammen mit einem Teil einer Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Kammer (18) abgeführt wird; und das Verfahren ferner ein Zuführen einer Hydraulikflüssigkeit zu der ersten Kammer (18) zum Bewirken des Arbeitshubs aufweist, wobei mehr Hydraulikflüssigkeit zugeführt wird als der Teil der Hydraulikflüssigkeit, der mit der Luft (L) aus der ersten Kammer (18) abgeführt wird.